sys/riscv/riscv/exec_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2014 Andrew Turner
   3  * Copyright (c) 2015-2017 Ruslan Bukin <br@bsdpad.com>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Portions of this software were developed by SRI International and the
   7  * University of Cambridge Computer Laboratory under DARPA/AFRL contract
   8  * FA8750-10-C-0237 ("CTSRD"), as part of the DARPA CRASH research programme.
   9  *
  10  * Portions of this software were developed by the University of Cambridge
  11  * Computer Laboratory as part of the CTSRD Project, with support from the
  12  * UK Higher Education Innovation Fund (HEIF).
  13  *
  14  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  15  * modification, are permitted provided that the following conditions
  16  * are met:
  17  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  19  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  21  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR 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 AUTHOR 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
  36 #include <sys/param.h>
  37 #include <sys/systm.h>
  38 #include <sys/exec.h>
  39 #include <sys/imgact.h>
  40 #include <sys/kdb.h>
  41 #include <sys/kernel.h>
  42 #include <sys/ktr.h>
  43 #include <sys/limits.h>
  44 #include <sys/lock.h>
  45 #include <sys/mutex.h>
  46 #include <sys/proc.h>
  47 #include <sys/ptrace.h>
  48 #include <sys/reg.h>
  49 #include <sys/rwlock.h>
  50 #include <sys/sched.h>
  51 #include <sys/signalvar.h>
  52 #include <sys/syscallsubr.h>
  53 #include <sys/sysent.h>
  54 #include <sys/sysproto.h>
  55 #include <sys/ucontext.h>
  56
  57 #include <machine/cpu.h>
  58 #include <machine/fpe.h>
  59 #include <machine/kdb.h>
  60 #include <machine/pcb.h>
  61 #include <machine/pte.h>
  62 #include <machine/riscvreg.h>
  63 #include <machine/sbi.h>
  64 #include <machine/trap.h>
  65
  66 #include <vm/vm.h>
  67 #include <vm/vm_param.h>
  68 #include <vm/pmap.h>
  69 #include <vm/vm_map.h>
  70
  71 static void get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp);
  72 static void set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp);
  73
  74 _Static_assert(sizeof(mcontext_t) == 864, "mcontext_t size incorrect");
  75 _Static_assert(sizeof(ucontext_t) == 936, "ucontext_t size incorrect");
  76 _Static_assert(sizeof(siginfo_t) == 80, "siginfo_t size incorrect");
  77
  78 int
  79 fill_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
  80 {
  81         struct trapframe *frame;
  82
  83         frame = td->td_frame;
  84         regs->sepc = frame->tf_sepc;
  85         regs->sstatus = frame->tf_sstatus;
  86         regs->ra = frame->tf_ra;
  87         regs->sp = frame->tf_sp;
  88         regs->gp = frame->tf_gp;
  89         regs->tp = frame->tf_tp;
  90
  91         memcpy(regs->t, frame->tf_t, sizeof(regs->t));
  92         memcpy(regs->s, frame->tf_s, sizeof(regs->s));
  93         memcpy(regs->a, frame->tf_a, sizeof(regs->a));
  94
  95         return (0);
  96 }
  97
  98 int
  99 set_regs(struct thread *td, struct reg *regs)
 100 {
 101         struct trapframe *frame;
 102
 103         frame = td->td_frame;
 104         frame->tf_sepc = regs->sepc;
 105         frame->tf_ra = regs->ra;
 106         frame->tf_sp = regs->sp;
 107         frame->tf_gp = regs->gp;
 108         frame->tf_tp = regs->tp;
 109
 110         memcpy(frame->tf_t, regs->t, sizeof(frame->tf_t));
 111         memcpy(frame->tf_s, regs->s, sizeof(frame->tf_s));
 112         memcpy(frame->tf_a, regs->a, sizeof(frame->tf_a));
 113
 114         return (0);
 115 }
 116
 117 int
 118 fill_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *regs)
 119 {
 120         struct pcb *pcb;
 121
 122         pcb = td->td_pcb;
 123
 124         if ((pcb->pcb_fpflags & PCB_FP_STARTED) != 0) {
 125                 /*
 126                  * If we have just been running FPE instructions we will
 127                  * need to save the state to memcpy it below.
 128                  */
 129                 if (td == curthread)
 130                         fpe_state_save(td);
 131
 132                 memcpy(regs->fp_x, pcb->pcb_x, sizeof(regs->fp_x));
 133                 regs->fp_fcsr = pcb->pcb_fcsr;
 134         } else
 135                 memset(regs, 0, sizeof(*regs));
 136
 137         return (0);
 138 }
 139
 140 int
 141 set_fpregs(struct thread *td, struct fpreg *regs)
 142 {
 143         struct trapframe *frame;
 144         struct pcb *pcb;
 145
 146         frame = td->td_frame;
 147         pcb = td->td_pcb;
 148
 149         memcpy(pcb->pcb_x, regs->fp_x, sizeof(regs->fp_x));
 150         pcb->pcb_fcsr = regs->fp_fcsr;
 151         pcb->pcb_fpflags |= PCB_FP_STARTED;
 152         frame->tf_sstatus &= ~SSTATUS_FS_MASK;
 153         frame->tf_sstatus |= SSTATUS_FS_CLEAN;
 154
 155         return (0);
 156 }
 157
 158 int
 159 fill_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *regs)
 160 {
 161
 162         panic("fill_dbregs");
 163 }
 164
 165 int
 166 set_dbregs(struct thread *td, struct dbreg *regs)
 167 {
 168
 169         panic("set_dbregs");
 170 }
 171
 172 void
 173 exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp, uintptr_t stack)
 174 {
 175         struct trapframe *tf;
 176         struct pcb *pcb;
 177
 178         tf = td->td_frame;
 179         pcb = td->td_pcb;
 180
 181         memset(tf, 0, sizeof(struct trapframe));
 182
 183         tf->tf_a[0] = stack;
 184         tf->tf_sp = STACKALIGN(stack);
 185         tf->tf_ra = imgp->entry_addr;
 186         tf->tf_sepc = imgp->entry_addr;
 187
 188         pcb->pcb_fpflags &= ~PCB_FP_STARTED;
 189 }
 190
 191 /* Sanity check these are the same size, they will be memcpy'd to and from */
 192 CTASSERT(sizeof(((struct trapframe *)0)->tf_a) ==
 193     sizeof((struct gpregs *)0)->gp_a);
 194 CTASSERT(sizeof(((struct trapframe *)0)->tf_s) ==
 195     sizeof((struct gpregs *)0)->gp_s);
 196 CTASSERT(sizeof(((struct trapframe *)0)->tf_t) ==
 197     sizeof((struct gpregs *)0)->gp_t);
 198 CTASSERT(sizeof(((struct trapframe *)0)->tf_a) ==
 199     sizeof((struct reg *)0)->a);
 200 CTASSERT(sizeof(((struct trapframe *)0)->tf_s) ==
 201     sizeof((struct reg *)0)->s);
 202 CTASSERT(sizeof(((struct trapframe *)0)->tf_t) ==
 203     sizeof((struct reg *)0)->t);
 204
 205 int
 206 get_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp, int clear_ret)
 207 {
 208         struct trapframe *tf = td->td_frame;
 209
 210         memcpy(mcp->mc_gpregs.gp_t, tf->tf_t, sizeof(mcp->mc_gpregs.gp_t));
 211         memcpy(mcp->mc_gpregs.gp_s, tf->tf_s, sizeof(mcp->mc_gpregs.gp_s));
 212         memcpy(mcp->mc_gpregs.gp_a, tf->tf_a, sizeof(mcp->mc_gpregs.gp_a));
 213
 214         if (clear_ret & GET_MC_CLEAR_RET) {
 215                 mcp->mc_gpregs.gp_a[0] = 0;
 216                 mcp->mc_gpregs.gp_t[0] = 0; /* clear syscall error */
 217         }
 218
 219         mcp->mc_gpregs.gp_ra = tf->tf_ra;
 220         mcp->mc_gpregs.gp_sp = tf->tf_sp;
 221         mcp->mc_gpregs.gp_gp = tf->tf_gp;
 222         mcp->mc_gpregs.gp_tp = tf->tf_tp;
 223         mcp->mc_gpregs.gp_sepc = tf->tf_sepc;
 224         mcp->mc_gpregs.gp_sstatus = tf->tf_sstatus;
 225         get_fpcontext(td, mcp);
 226
 227         return (0);
 228 }
 229
 230 int
 231 set_mcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
 232 {
 233         struct trapframe *tf;
 234
 235         tf = td->td_frame;
 236
 237         /*
 238          * Permit changes to the USTATUS bits of SSTATUS.
 239          *
 240          * Ignore writes to read-only bits (SD, XS).
 241          *
 242          * Ignore writes to the FS field as set_fpcontext() will set
 243          * it explicitly.
 244          */
 245         if (((mcp->mc_gpregs.gp_sstatus ^ tf->tf_sstatus) &
 246             ~(SSTATUS_SD | SSTATUS_XS_MASK | SSTATUS_FS_MASK | SSTATUS_UPIE |
 247             SSTATUS_UIE)) != 0)
 248                 return (EINVAL);
 249
 250         memcpy(tf->tf_t, mcp->mc_gpregs.gp_t, sizeof(tf->tf_t));
 251         memcpy(tf->tf_s, mcp->mc_gpregs.gp_s, sizeof(tf->tf_s));
 252         memcpy(tf->tf_a, mcp->mc_gpregs.gp_a, sizeof(tf->tf_a));
 253
 254         tf->tf_ra = mcp->mc_gpregs.gp_ra;
 255         tf->tf_sp = mcp->mc_gpregs.gp_sp;
 256         tf->tf_gp = mcp->mc_gpregs.gp_gp;
 257         tf->tf_sepc = mcp->mc_gpregs.gp_sepc;
 258         tf->tf_sstatus = mcp->mc_gpregs.gp_sstatus;
 259         set_fpcontext(td, mcp);
 260
 261         return (0);
 262 }
 263
 264 static void
 265 get_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
 266 {
 267         struct pcb *curpcb;
 268
 269         critical_enter();
 270
 271         curpcb = curthread->td_pcb;
 272
 273         KASSERT(td->td_pcb == curpcb, ("Invalid fpe pcb"));
 274
 275         if ((curpcb->pcb_fpflags & PCB_FP_STARTED) != 0) {
 276                 /*
 277                  * If we have just been running FPE instructions we will
 278                  * need to save the state to memcpy it below.
 279                  */
 280                 fpe_state_save(td);
 281
 282                 KASSERT((curpcb->pcb_fpflags & ~PCB_FP_USERMASK) == 0,
 283                     ("Non-userspace FPE flags set in get_fpcontext"));
 284                 memcpy(mcp->mc_fpregs.fp_x, curpcb->pcb_x,
 285                     sizeof(mcp->mc_fpregs.fp_x));
 286                 mcp->mc_fpregs.fp_fcsr = curpcb->pcb_fcsr;
 287                 mcp->mc_fpregs.fp_flags = curpcb->pcb_fpflags;
 288                 mcp->mc_flags |= _MC_FP_VALID;
 289         }
 290
 291         critical_exit();
 292 }
 293
 294 static void
 295 set_fpcontext(struct thread *td, mcontext_t *mcp)
 296 {
 297         struct pcb *curpcb;
 298
 299         td->td_frame->tf_sstatus &= ~SSTATUS_FS_MASK;
 300         td->td_frame->tf_sstatus |= SSTATUS_FS_OFF;
 301
 302         critical_enter();
 303
 304         if ((mcp->mc_flags & _MC_FP_VALID) != 0) {
 305                 curpcb = curthread->td_pcb;
 306                 /* FPE usage is enabled, override registers. */
 307                 memcpy(curpcb->pcb_x, mcp->mc_fpregs.fp_x,
 308                     sizeof(mcp->mc_fpregs.fp_x));
 309                 curpcb->pcb_fcsr = mcp->mc_fpregs.fp_fcsr;
 310                 curpcb->pcb_fpflags = mcp->mc_fpregs.fp_flags & PCB_FP_USERMASK;
 311                 td->td_frame->tf_sstatus |= SSTATUS_FS_CLEAN;
 312         }
 313
 314         critical_exit();
 315 }
 316
 317 int
 318 sys_sigreturn(struct thread *td, struct sigreturn_args *uap)
 319 {
 320         ucontext_t uc;
 321         int error;
 322
 323         if (copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc)))
 324                 return (EFAULT);
 325
 326         error = set_mcontext(td, &uc.uc_mcontext);
 327         if (error != 0)
 328                 return (error);
 329
 330         /* Restore signal mask. */
 331         kern_sigprocmask(td, SIG_SETMASK, &uc.uc_sigmask, NULL, 0);
 332
 333         return (EJUSTRETURN);
 334 }
 335
 336 void
 337 sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 338 {
 339         struct sigframe *fp, frame;
 340         struct sysentvec *sysent;
 341         struct trapframe *tf;
 342         struct sigacts *psp;
 343         struct thread *td;
 344         struct proc *p;
 345         int onstack;
 346         int sig;
 347
 348         td = curthread;
 349         p = td->td_proc;
 350         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 351
 352         sig = ksi->ksi_signo;
 353         psp = p->p_sigacts;
 354         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 355
 356         tf = td->td_frame;
 357         onstack = sigonstack(tf->tf_sp);
 358
 359         CTR4(KTR_SIG, "sendsig: td=%p (%s) catcher=%p sig=%d", td, p->p_comm,
 360             catcher, sig);
 361
 362         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 363         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !onstack &&
 364             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 365                 fp = (struct sigframe *)((uintptr_t)td->td_sigstk.ss_sp +
 366                     td->td_sigstk.ss_size);
 367         } else {
 368                 fp = (struct sigframe *)td->td_frame->tf_sp;
 369         }
 370
 371         /* Make room, keeping the stack aligned */
 372         fp--;
 373         fp = (struct sigframe *)STACKALIGN(fp);
 374
 375         /* Fill in the frame to copy out */
 376         bzero(&frame, sizeof(frame));
 377         get_mcontext(td, &frame.sf_uc.uc_mcontext, 0);
 378         frame.sf_si = ksi->ksi_info;
 379         frame.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 380         frame.sf_uc.uc_stack = td->td_sigstk;
 381         frame.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 ?
 382             (onstack ? SS_ONSTACK : 0) : SS_DISABLE;
 383         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 384         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
 385
 386         /* Copy the sigframe out to the user's stack. */
 387         if (copyout(&frame, fp, sizeof(*fp)) != 0) {
 388                 /* Process has trashed its stack. Kill it. */
 389                 CTR2(KTR_SIG, "sendsig: sigexit td=%p fp=%p", td, fp);
 390                 PROC_LOCK(p);
 391                 sigexit(td, SIGILL);
 392         }
 393
 394         tf->tf_a[0] = sig;
 395         tf->tf_a[1] = (register_t)&fp->sf_si;
 396         tf->tf_a[2] = (register_t)&fp->sf_uc;
 397
 398         tf->tf_sepc = (register_t)catcher;
 399         tf->tf_sp = (register_t)fp;
 400
 401         sysent = p->p_sysent;
 402         if (PROC_HAS_SHP(p))
 403                 tf->tf_ra = (register_t)PROC_SIGCODE(p);
 404         else
 405                 tf->tf_ra = (register_t)(PROC_PS_STRINGS(p) -
 406                     *(sysent->sv_szsigcode));
 407
 408         CTR3(KTR_SIG, "sendsig: return td=%p pc=%#x sp=%#x", td, tf->tf_sepc,
 409             tf->tf_sp);
 410
 411         PROC_LOCK(p);
 412         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 413 }