sys/mips/mips/pm_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   5  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  21  *    without specific prior written permission.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  36  *      from: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.3 2000/05/10 02:04:46 obrien
  37  *      JNPR: pm_machdep.c,v 1.9.2.1 2007/08/16 15:59:10 girish
  38  */
  39
  40 #include <sys/cdefs.h>
  41 __FBSDID("$FreeBSD$");
  42
  43 #include <sys/types.h>
  44 #include <sys/param.h>
  45 #include <sys/systm.h>
  46 #include <sys/sysent.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/signalvar.h>
  49 #include <sys/exec.h>
  50 #include <sys/imgact.h>
  51 #include <sys/ucontext.h>
  52 #include <sys/lock.h>
  53 #include <sys/syscallsubr.h>
  54 #include <sys/sysproto.h>
  55 #include <sys/ptrace.h>
  56 #include <sys/syslog.h>
  57 #include <vm/vm.h>
  58 #include <vm/pmap.h>
  59 #include <vm/vm_map.h>
  60 #include <vm/vm_extern.h>
  61 #include <sys/user.h>
  62 #include <sys/uio.h>
  63 #include <machine/abi.h>
  64 #include <machine/cpuinfo.h>
  65 #include <machine/reg.h>
  66 #include <machine/md_var.h>
  67 #include <machine/sigframe.h>
  68 #include <machine/tls.h>
  69 #include <machine/vmparam.h>
  70 #include <sys/vnode.h>
  71 #include <fs/pseudofs/pseudofs.h>
  72 #include <fs/procfs/procfs.h>
  73
  74 #define UCONTEXT_MAGIC  0xACEDBADE
  75
  76 /*
  77  * Send an interrupt to process.
  78  *
  79  * Stack is set up to allow sigcode stored
  80  * at top to call routine, followed by kcall
  81  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
  82  * resets the signal mask, the stack, and the
  83  * frame pointer, it returns to the user
  84  * specified pc, psl.
  85  */
  86 void
  87 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
  88 {
  89         struct proc *p;
  90         struct thread *td;
  91         struct trapframe *regs;
  92         struct sigacts *psp;
  93         struct sigframe sf, *sfp;
  94         int sig;
  95         int oonstack;
  96
  97         td = curthread;
  98         p = td->td_proc;
  99         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 100         sig = ksi->ksi_signo;
 101         psp = p->p_sigacts;
 102         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 103
 104         regs = td->td_frame;
 105         oonstack = sigonstack(regs->sp);
 106
 107         /* save user context */
 108         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 109         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 110         sf.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 111         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = (oonstack) ? 1 : 0;
 112         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_pc = regs->pc;
 113         sf.sf_uc.uc_mcontext.mullo = regs->mullo;
 114         sf.sf_uc.uc_mcontext.mulhi = regs->mulhi;
 115         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_tls = td->td_md.md_tls;
 116         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_regs[0] = UCONTEXT_MAGIC;  /* magic number */
 117         bcopy((void *)&regs->ast, (void *)&sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_regs[1],
 118             sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_regs) - sizeof(register_t));
 119         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fpused = td->td_md.md_flags & MDTD_FPUSED;
 120         if (sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fpused) {
 121                 /* if FPU has current state, save it first */
 122                 if (td == PCPU_GET(fpcurthread))
 123                         MipsSaveCurFPState(td);
 124                 bcopy((void *)&td->td_frame->f0,
 125                     (void *)sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fpregs,
 126                     sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fpregs));
 127         }
 128
 129         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 130         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 131             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 132                 sfp = (struct sigframe *)(((uintptr_t)td->td_sigstk.ss_sp +
 133                     td->td_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe))
 134                     & ~(STACK_ALIGN - 1));
 135         } else
 136                 sfp = (struct sigframe *)((vm_offset_t)(regs->sp -
 137                     sizeof(struct sigframe)) & ~(STACK_ALIGN - 1));
 138
 139         /* Build the argument list for the signal handler. */
 140         regs->a0 = sig;
 141         regs->a2 = (register_t)(intptr_t)&sfp->sf_uc;
 142         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 143                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 144                 regs->a1 = (register_t)(intptr_t)&sfp->sf_si;
 145                 /* sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher; */
 146
 147                 /* fill siginfo structure */
 148                 sf.sf_si = ksi->ksi_info;
 149                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 150                 sf.sf_si.si_code = ksi->ksi_code;
 151                 sf.sf_si.si_addr = (void*)(intptr_t)regs->badvaddr;
 152         } else {
 153                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 154                 regs->a1 = ksi->ksi_code;
 155                 regs->a3 = regs->badvaddr;
 156                 /* sf.sf_ahu.sf_handler = catcher; */
 157         }
 158
 159         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 160         PROC_UNLOCK(p);
 161
 162         /*
 163          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 164          */
 165         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 166                 /*
 167                  * Something is wrong with the stack pointer.
 168                  * ...Kill the process.
 169                  */
 170                 PROC_LOCK(p);
 171                 sigexit(td, SIGILL);
 172         }
 173
 174         regs->pc = (register_t)(intptr_t)catcher;
 175         regs->t9 = (register_t)(intptr_t)catcher;
 176         regs->sp = (register_t)(intptr_t)sfp;
 177         /*
 178          * Signal trampoline code is at base of user stack.
 179          */
 180         regs->ra = (register_t)(intptr_t)PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 181         PROC_LOCK(p);
 182         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 183 }
 184
 185 /*
 186  * System call to cleanup state after a signal
 187  * has been taken.  Reset signal mask and
 188  * stack state from context left by sendsig (above).
 189  * Return to previous pc as specified by
 190  * context left by sendsig.
 191  */
 192 int
 193 sys_sigreturn(struct thread *td, struct sigreturn_args *uap)
 194 {
 195         ucontext_t uc;
 196         int error;
 197
 198         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 199         if (error != 0)
 200             return (error);
 201
 202         error = set_mcontext(td, &uc.uc_mcontext);
 203         if (error != 0)
 204                 return (error);
 205
 206         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &uc.uc_sigmask, NULL, 0);
 207
 208         return (EJUSTRETURN);
 209 }
 210
 211 int
 212 ptrace_set_pc(struct thread *td, unsigned long addr)
 213 {
 214         td->td_frame->pc = (register_t) addr;
 215         return 0;
 216 }
 217
 218 static int
 219 ptrace_read_int(struct thread *td, uintptr_t addr, int *v)
 220 {
 221
 222         if (proc_readmem(td, td->td_proc, addr, v, sizeof(*v)) != sizeof(*v))
 223                 return (EFAULT);
 224         return (0);
 225 }
 226
 227 static int
 228 ptrace_write_int(struct thread *td, uintptr_t addr, int v)
 229 {
 230
 231         if (proc_writemem(td, td->td_proc, addr, &v, sizeof(v)) != sizeof(v))
 232                 return (EFAULT);
 233         return (0);
 234 }
 235
 236 int
 237 ptrace_single_step(struct thread *td)
 238 {
 239         uintptr_t va;
 240         struct trapframe *locr0 = td->td_frame;
 241         int error;
 242         int bpinstr = MIPS_BREAK_SSTEP;
 243         int curinstr;
 244         struct proc *p;
 245
 246         p = td->td_proc;
 247         PROC_UNLOCK(p);
 248         /*
 249          * Fetch what's at the current location.
 250          */
 251         error = ptrace_read_int(td, locr0->pc, &curinstr);
 252         if (error)
 253                 goto out;
 254
 255         CTR3(KTR_PTRACE,
 256             "ptrace_single_step: tid %d, current instr at %#lx: %#08x",
 257             td->td_tid, locr0->pc, curinstr);
 258
 259         /* compute next address after current location */
 260         if (locr0->cause & MIPS_CR_BR_DELAY) {
 261                 va = MipsEmulateBranch(locr0, locr0->pc, locr0->fsr,
 262                     (uintptr_t)&curinstr);
 263         } else {
 264                 va = locr0->pc + 4;
 265         }
 266         if (td->td_md.md_ss_addr) {
 267                 printf("SS %s (%d): breakpoint already set at %zx (va %zx)\n",
 268                     p->p_comm, p->p_pid, td->td_md.md_ss_addr, va); /* XXX */
 269                 error = EFAULT;
 270                 goto out;
 271         }
 272         td->td_md.md_ss_addr = va;
 273         /*
 274          * Fetch what's at the current location.
 275          */
 276         error = ptrace_read_int(td, (off_t)va, &td->td_md.md_ss_instr);
 277         if (error)
 278                 goto out;
 279
 280         /*
 281          * Store breakpoint instruction at the "next" location now.
 282          */
 283         error = ptrace_write_int(td, va, bpinstr);
 284
 285         /*
 286          * The sync'ing of I & D caches is done by proc_rwmem()
 287          * through proc_writemem().
 288          */
 289
 290 out:
 291         PROC_LOCK(p);
 292         if (error == 0)
 293                 CTR3(KTR_PTRACE,
 294                     "ptrace_single_step: tid %d, break set at %#lx: (%#08x)",
 295                     td->td_tid, va, td->td_md.md_ss_instr);
 296         return (error);
 297 }
 298
 299
 300 void
 301 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
 302 {
 303
 304         pcb->pcb_context[PCB_REG_RA] = tf->ra;
 305         pcb->pcb_context[PCB_REG_PC] = tf->pc;
 306         pcb->pcb_context[PCB_REG_SP] = tf->sp;
 307 }
 308
 309 int
 310 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
 311 {
 312         memcpy(regs, td->td_frame, sizeof(struct reg));
 313         return (0);
 314 }
 315
 316 int
 317 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
 318 {
 319         struct trapframe *f;
 320         register_t sr;
 321
 322         f = (struct trapframe *) td->td_frame;
 323         /*
 324          * Don't allow the user to change SR
 325          */
 326         sr = f->sr;
 327         memcpy(td->td_frame, regs, sizeof(struct reg));
 328         f->sr = sr;
 329         return (0);
 330 }
 331
 332 int
 333 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int flags)
 334 {
 335         struct trapframe *tp;
 336
 337         tp = td->td_frame;
 338         PROC_LOCK(curthread->td_proc);
 339         mcp->mc_onstack = sigonstack(tp->sp);
 340         PROC_UNLOCK(curthread->td_proc);
 341         bcopy((void *)&td->td_frame->zero, (void *)&mcp->mc_regs,
 342             sizeof(mcp->mc_regs));
 343
 344         mcp->mc_fpused = td->td_md.md_flags & MDTD_FPUSED;
 345         if (mcp->mc_fpused) {
 346                 bcopy((void *)&td->td_frame->f0, (void *)&mcp->mc_fpregs,
 347                     sizeof(mcp->mc_fpregs));
 348         }
 349         if (flags & GET_MC_CLEAR_RET) {
 350                 mcp->mc_regs[V0] = 0;
 351                 mcp->mc_regs[V1] = 0;
 352                 mcp->mc_regs[A3] = 0;
 353         }
 354
 355         mcp->mc_pc = td->td_frame->pc;
 356         mcp->mullo = td->td_frame->mullo;
 357         mcp->mulhi = td->td_frame->mulhi;
 358         mcp->mc_tls = td->td_md.md_tls;
 359         return (0);
 360 }
 361
 362 int
 363 set_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
 364 {
 365         struct trapframe *tp;
 366
 367         tp = td->td_frame;
 368         bcopy((void *)&mcp->mc_regs, (void *)&td->td_frame->zero,
 369             sizeof(mcp->mc_regs));
 370
 371         td->td_md.md_flags = mcp->mc_fpused & MDTD_FPUSED;
 372         if (mcp->mc_fpused) {
 373                 bcopy((void *)&mcp->mc_fpregs, (void *)&td->td_frame->f0,
 374                     sizeof(mcp->mc_fpregs));
 375         }
 376         td->td_frame->pc = mcp->mc_pc;
 377         td->td_frame->mullo = mcp->mullo;
 378         td->td_frame->mulhi = mcp->mulhi;
 379         td->td_md.md_tls = mcp->mc_tls;
 380         /* Dont let user to set any bits in status and cause registers. */
 381
 382         return (0);
 383 }
 384
 385 int
 386 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
 387 {
 388         if (td == PCPU_GET(fpcurthread))
 389                 MipsSaveCurFPState(td);
 390         memcpy(fpregs, &td->td_frame->f0, sizeof(struct fpreg));
 391         fpregs->r_regs[FIR_NUM] = cpuinfo.fpu_id;
 392         return 0;
 393 }
 394
 395 int
 396 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *fpregs)
 397 {
 398         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
 399                 PCPU_SET(fpcurthread, (struct thread *)0);
 400         memcpy(&td->td_frame->f0, fpregs, sizeof(struct fpreg));
 401         return 0;
 402 }
 403
 404
 405 /*
 406  * Clear registers on exec
 407  * $sp is set to the stack pointer passed in.  $pc is set to the entry
 408  * point given by the exec_package passed in, as is $t9 (used for PIC
 409  * code by the MIPS elf abi).
 410  */
 411 void
 412 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, u_long stack)
 413 {
 414
 415         bzero((caddr_t)td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 416
 417         td->td_frame->sp = ((register_t)stack) & ~(STACK_ALIGN - 1);
 418
 419         /*
 420          * If we're running o32 or n32 programs but have 64-bit registers,
 421          * GCC may use stack-relative addressing near the top of user
 422          * address space that, due to sign extension, will yield an
 423          * invalid address.  For instance, if sp is 0x7fffff00 then GCC
 424          * might do something like this to load a word from 0x7ffffff0:
 425          *
 426          *      addu    sp, sp, 32768
 427          *      lw      t0, -32528(sp)
 428          *
 429          * On systems with 64-bit registers, sp is sign-extended to
 430          * 0xffffffff80007f00 and the load is instead done from
 431          * 0xffffffff7ffffff0.
 432          *
 433          * To prevent this, we subtract 64K from the stack pointer here
 434          * for processes with 32-bit pointers.
 435          */
 436 #if defined(__mips_n32) || defined(__mips_n64)
 437         if (!SV_PROC_FLAG(td->td_proc, SV_LP64))
 438                 td->td_frame->sp -= 65536;
 439 #endif
 440
 441         td->td_frame->pc = imgp->entry_addr & ~3;
 442         td->td_frame->t9 = imgp->entry_addr & ~3; /* abicall req */
 443         td->td_frame->sr = MIPS_SR_KSU_USER | MIPS_SR_EXL | MIPS_SR_INT_IE |
 444             (mips_rd_status() & MIPS_SR_INT_MASK);
 445 #if defined(__mips_n32)
 446         td->td_frame->sr |= MIPS_SR_PX;
 447 #elif  defined(__mips_n64)
 448         td->td_frame->sr |= MIPS_SR_PX | MIPS_SR_UX | MIPS_SR_KX;
 449 #endif
 450         /*
 451          * FREEBSD_DEVELOPERS_FIXME:
 452          * Setup any other CPU-Specific registers (Not MIPS Standard)
 453          * and/or bits in other standard MIPS registers (if CPU-Specific)
 454          *  that are needed.
 455          */
 456
 457         /*
 458          * Set up arguments for the rtld-capable crt0:
 459          *      a0      stack pointer
 460          *      a1      rtld cleanup (filled in by dynamic loader)
 461          *      a2      rtld object (filled in by dynamic loader)
 462          *      a3      ps_strings
 463          */
 464         td->td_frame->a0 = (register_t) stack;
 465         td->td_frame->a1 = 0;
 466         td->td_frame->a2 = 0;
 467         td->td_frame->a3 = (register_t)imgp->ps_strings;
 468
 469         td->td_md.md_flags &= ~MDTD_FPUSED;
 470         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
 471             PCPU_SET(fpcurthread, (struct thread *)0);
 472         td->td_md.md_ss_addr = 0;
 473
 474         td->td_md.md_tls_tcb_offset = TLS_TP_OFFSET + TLS_TCB_SIZE;
 475 }
 476
 477 int
 478 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
 479 {
 480         struct proc *p;
 481         int error;
 482
 483         p = td->td_proc;
 484         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 485         if (!td->td_md.md_ss_addr)
 486                 return EINVAL;
 487
 488         /*
 489          * Restore original instruction and clear BP
 490          */
 491         PROC_UNLOCK(p);
 492         CTR3(KTR_PTRACE,
 493             "ptrace_clear_single_step: tid %d, restore instr at %#lx: %#08x",
 494             td->td_tid, td->td_md.md_ss_addr, td->td_md.md_ss_instr);
 495         error = ptrace_write_int(td, td->td_md.md_ss_addr,
 496             td->td_md.md_ss_instr);
 497         PROC_LOCK(p);
 498
 499         /* The sync'ing of I & D caches is done by proc_rwmem(). */
 500
 501         if (error != 0) {
 502                 log(LOG_ERR,
 503                     "SS %s %d: can't restore instruction at %zx: %x\n",
 504                     p->p_comm, p->p_pid, td->td_md.md_ss_addr,
 505                     td->td_md.md_ss_instr);
 506         }
 507         td->td_md.md_ss_addr = 0;
 508         return 0;
 509 }