arch/arm26/kernel/ptrace.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm26/kernel/ptrace.c
   3  *
   4  *  By Ross Biro 1/23/92
   5  * edited by Linus Torvalds
   6  * ARM modifications Copyright (C) 2000 Russell King
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  */
  12 #include <linux/config.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/smp_lock.h>
  18 #include <linux/ptrace.h>
  19 #include <linux/user.h>
  20 #include <linux/security.h>
  21 #include <linux/signal.h>
  22
  23 #include <asm/uaccess.h>
  24 #include <asm/pgtable.h>
  25 #include <asm/system.h>
  26 //#include <asm/processor.h>
  27
  28 #include "ptrace.h"
  29
  30 #define REG_PC  15
  31 #define REG_PSR 15
  32 /*
  33  * does not yet catch signals sent when the child dies.
  34  * in exit.c or in signal.c.
  35  */
  36
  37 /*
  38  * Breakpoint SWI instruction: SWI &9F0001
  39  */
  40 #define BREAKINST_ARM   0xef9f0001
  41
  42 /*
  43  * this routine will get a word off of the processes privileged stack.
  44  * the offset is how far from the base addr as stored in the THREAD.
  45  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
  46  * data space.
  47  */
  48 static inline long get_user_reg(struct task_struct *task, int offset)
  49 {
  50         return task_pt_regs(task)->uregs[offset];
  51 }
  52
  53 /*
  54  * this routine will put a word on the processes privileged stack.
  55  * the offset is how far from the base addr as stored in the THREAD.
  56  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
  57  * data space.
  58  */
  59 static inline int
  60 put_user_reg(struct task_struct *task, int offset, long data)
  61 {
  62         struct pt_regs newregs, *regs = task_pt_regs(task);
  63         int ret = -EINVAL;
  64
  65         newregs = *regs;
  66         newregs.uregs[offset] = data;
  67
  68         if (valid_user_regs(&newregs)) {
  69                 regs->uregs[offset] = data;
  70                 ret = 0;
  71         }
  72
  73         return ret;
  74 }
  75
  76 static inline int
  77 read_u32(struct task_struct *task, unsigned long addr, u32 *res)
  78 {
  79         int ret;
  80
  81         ret = access_process_vm(task, addr, res, sizeof(*res), 0);
  82
  83         return ret == sizeof(*res) ? 0 : -EIO;
  84 }
  85
  86 static inline int
  87 read_instr(struct task_struct *task, unsigned long addr, u32 *res)
  88 {
  89         int ret;
  90         u32 val;
  91         ret = access_process_vm(task, addr & ~3, &val, sizeof(val), 0);
  92         ret = ret == sizeof(val) ? 0 : -EIO;
  93         *res = val;
  94         return ret;
  95 }
  96
  97 /*
  98  * Get value of register `rn' (in the instruction)
  99  */
 100 static unsigned long
 101 ptrace_getrn(struct task_struct *child, unsigned long insn)
 102 {
 103         unsigned int reg = (insn >> 16) & 15;
 104         unsigned long val;
 105
 106         val = get_user_reg(child, reg);
 107         if (reg == 15)
 108                 val = pc_pointer(val + 8); //FIXME - correct for arm26?
 109
 110         return val;
 111 }
 112
 113 /*
 114  * Get value of operand 2 (in an ALU instruction)
 115  */
 116 static unsigned long
 117 ptrace_getaluop2(struct task_struct *child, unsigned long insn)
 118 {
 119         unsigned long val;
 120         int shift;
 121         int type;
 122
 123         if (insn & 1 << 25) {
 124                 val = insn & 255;
 125                 shift = (insn >> 8) & 15;
 126                 type = 3;
 127         } else {
 128                 val = get_user_reg (child, insn & 15);
 129
 130                 if (insn & (1 << 4))
 131                         shift = (int)get_user_reg (child, (insn >> 8) & 15);
 132                 else
 133                         shift = (insn >> 7) & 31;
 134
 135                 type = (insn >> 5) & 3;
 136         }
 137
 138         switch (type) {
 139         case 0: val <<= shift;  break;
 140         case 1: val >>= shift;  break;
 141         case 2:
 142                 val = (((signed long)val) >> shift);
 143                 break;
 144         case 3:
 145                 val = (val >> shift) | (val << (32 - shift));
 146                 break;
 147         }
 148         return val;
 149 }
 150
 151 /*
 152  * Get value of operand 2 (in a LDR instruction)
 153  */
 154 static unsigned long
 155 ptrace_getldrop2(struct task_struct *child, unsigned long insn)
 156 {
 157         unsigned long val;
 158         int shift;
 159         int type;
 160
 161         val = get_user_reg(child, insn & 15);
 162         shift = (insn >> 7) & 31;
 163         type = (insn >> 5) & 3;
 164
 165         switch (type) {
 166         case 0: val <<= shift;  break;
 167         case 1: val >>= shift;  break;
 168         case 2:
 169                 val = (((signed long)val) >> shift);
 170                 break;
 171         case 3:
 172                 val = (val >> shift) | (val << (32 - shift));
 173                 break;
 174         }
 175         return val;
 176 }
 177
 178 #define OP_MASK 0x01e00000
 179 #define OP_AND  0x00000000
 180 #define OP_EOR  0x00200000
 181 #define OP_SUB  0x00400000
 182 #define OP_RSB  0x00600000
 183 #define OP_ADD  0x00800000
 184 #define OP_ADC  0x00a00000
 185 #define OP_SBC  0x00c00000
 186 #define OP_RSC  0x00e00000
 187 #define OP_ORR  0x01800000
 188 #define OP_MOV  0x01a00000
 189 #define OP_BIC  0x01c00000
 190 #define OP_MVN  0x01e00000
 191
 192 static unsigned long
 193 get_branch_address(struct task_struct *child, unsigned long pc, unsigned long insn)
 194 {
 195         u32 alt = 0;
 196
 197         switch (insn & 0x0e000000) {
 198         case 0x00000000:
 199         case 0x02000000: {
 200                 /*
 201                  * data processing
 202                  */
 203                 long aluop1, aluop2, ccbit;
 204
 205                 if ((insn & 0xf000) != 0xf000)
 206                         break;
 207
 208                 aluop1 = ptrace_getrn(child, insn);
 209                 aluop2 = ptrace_getaluop2(child, insn);
 210                 ccbit  = get_user_reg(child, REG_PSR) & PSR_C_BIT ? 1 : 0;
 211
 212                 switch (insn & OP_MASK) {
 213                 case OP_AND: alt = aluop1 & aluop2;             break;
 214                 case OP_EOR: alt = aluop1 ^ aluop2;             break;
 215                 case OP_SUB: alt = aluop1 - aluop2;             break;
 216                 case OP_RSB: alt = aluop2 - aluop1;             break;
 217                 case OP_ADD: alt = aluop1 + aluop2;             break;
 218                 case OP_ADC: alt = aluop1 + aluop2 + ccbit;     break;
 219                 case OP_SBC: alt = aluop1 - aluop2 + ccbit;     break;
 220                 case OP_RSC: alt = aluop2 - aluop1 + ccbit;     break;
 221                 case OP_ORR: alt = aluop1 | aluop2;             break;
 222                 case OP_MOV: alt = aluop2;                      break;
 223                 case OP_BIC: alt = aluop1 & ~aluop2;            break;
 224                 case OP_MVN: alt = ~aluop2;                     break;
 225                 }
 226                 break;
 227         }
 228
 229         case 0x04000000:
 230         case 0x06000000:
 231                 /*
 232                  * ldr
 233                  */
 234                 if ((insn & 0x0010f000) == 0x0010f000) {
 235                         unsigned long base;
 236
 237                         base = ptrace_getrn(child, insn);
 238                         if (insn & 1 << 24) {
 239                                 long aluop2;
 240
 241                                 if (insn & 0x02000000)
 242                                         aluop2 = ptrace_getldrop2(child, insn);
 243                                 else
 244                                         aluop2 = insn & 0xfff;
 245
 246                                 if (insn & 1 << 23)
 247                                         base += aluop2;
 248                                 else
 249                                         base -= aluop2;
 250                         }
 251                         if (read_u32(child, base, &alt) == 0)
 252                                 alt = pc_pointer(alt);
 253                 }
 254                 break;
 255
 256         case 0x08000000:
 257                 /*
 258                  * ldm
 259                  */
 260                 if ((insn & 0x00108000) == 0x00108000) {
 261                         unsigned long base;
 262                         unsigned int nr_regs;
 263
 264                         if (insn & (1 << 23)) {
 265                                 nr_regs = hweight16(insn & 65535) << 2;
 266
 267                                 if (!(insn & (1 << 24)))
 268                                         nr_regs -= 4;
 269                         } else {
 270                                 if (insn & (1 << 24))
 271                                         nr_regs = -4;
 272                                 else
 273                                         nr_regs = 0;
 274                         }
 275
 276                         base = ptrace_getrn(child, insn);
 277
 278                         if (read_u32(child, base + nr_regs, &alt) == 0)
 279                                 alt = pc_pointer(alt);
 280                         break;
 281                 }
 282                 break;
 283
 284         case 0x0a000000: {
 285                 /*
 286                  * bl or b
 287                  */
 288                 signed long displ;
 289                 /* It's a branch/branch link: instead of trying to
 290                  * figure out whether the branch will be taken or not,
 291                  * we'll put a breakpoint at both locations.  This is
 292                  * simpler, more reliable, and probably not a whole lot
 293                  * slower than the alternative approach of emulating the
 294                  * branch.
 295                  */
 296                 displ = (insn & 0x00ffffff) << 8;
 297                 displ = (displ >> 6) + 8;
 298                 if (displ != 0 && displ != 4)
 299                         alt = pc + displ;
 300             }
 301             break;
 302         }
 303
 304         return alt;
 305 }
 306
 307 static int
 308 swap_insn(struct task_struct *task, unsigned long addr,
 309           void *old_insn, void *new_insn, int size)
 310 {
 311         int ret;
 312
 313         ret = access_process_vm(task, addr, old_insn, size, 0);
 314         if (ret == size)
 315                 ret = access_process_vm(task, addr, new_insn, size, 1);
 316         return ret;
 317 }
 318
 319 static void
 320 add_breakpoint(struct task_struct *task, struct debug_info *dbg, unsigned long addr)
 321 {
 322         int nr = dbg->nsaved;
 323
 324         if (nr < 2) {
 325                 u32 new_insn = BREAKINST_ARM;
 326                 int res;
 327
 328                 res = swap_insn(task, addr, &dbg->bp[nr].insn, &new_insn, 4);
 329
 330                 if (res == 4) {
 331                         dbg->bp[nr].address = addr;
 332                         dbg->nsaved += 1;
 333                 }
 334         } else
 335                 printk(KERN_ERR "ptrace: too many breakpoints\n");
 336 }
 337
 338 /*
 339  * Clear one breakpoint in the user program.  We copy what the hardware
 340  * does and use bit 0 of the address to indicate whether this is a Thumb
 341  * breakpoint or an ARM breakpoint.
 342  */
 343 static void clear_breakpoint(struct task_struct *task, struct debug_entry *bp)
 344 {
 345         unsigned long addr = bp->address;
 346         u32 old_insn;
 347         int ret;
 348
 349         ret = swap_insn(task, addr & ~3, &old_insn,
 350                         &bp->insn, 4);
 351
 352         if (ret != 4 || old_insn != BREAKINST_ARM)
 353                 printk(KERN_ERR "%s:%d: corrupted ARM breakpoint at "
 354                         "0x%08lx (0x%08x)\n", task->comm, task->pid,
 355                         addr, old_insn);
 356 }
 357
 358 void ptrace_set_bpt(struct task_struct *child)
 359 {
 360         struct pt_regs *regs;
 361         unsigned long pc;
 362         u32 insn;
 363         int res;
 364
 365         regs = task_pt_regs(child);
 366         pc = instruction_pointer(regs);
 367
 368         res = read_instr(child, pc, &insn);
 369         if (!res) {
 370                 struct debug_info *dbg = &child->thread.debug;
 371                 unsigned long alt;
 372
 373                 dbg->nsaved = 0;
 374
 375                 alt = get_branch_address(child, pc, insn);
 376                 if (alt)
 377                         add_breakpoint(child, dbg, alt);
 378
 379                 /*
 380                  * Note that we ignore the result of setting the above
 381                  * breakpoint since it may fail.  When it does, this is
 382                  * not so much an error, but a forewarning that we may
 383                  * be receiving a prefetch abort shortly.
 384                  *
 385                  * If we don't set this breakpoint here, then we can
 386                  * lose control of the thread during single stepping.
 387                  */
 388                 if (!alt || predicate(insn) != PREDICATE_ALWAYS)
 389                         add_breakpoint(child, dbg, pc + 4);
 390         }
 391 }
 392
 393 /*
 394  * Ensure no single-step breakpoint is pending.  Returns non-zero
 395  * value if child was being single-stepped.
 396  */
 397 void ptrace_cancel_bpt(struct task_struct *child)
 398 {
 399         int i, nsaved = child->thread.debug.nsaved;
 400
 401         child->thread.debug.nsaved = 0;
 402
 403         if (nsaved > 2) {
 404                 printk("ptrace_cancel_bpt: bogus nsaved: %d!\n", nsaved);
 405                 nsaved = 2;
 406         }
 407
 408         for (i = 0; i < nsaved; i++)
 409                 clear_breakpoint(child, &child->thread.debug.bp[i]);
 410 }
 411
 412 /*
 413  * Called by kernel/ptrace.c when detaching..
 414  *
 415  * Make sure the single step bit is not set.
 416  */
 417 void ptrace_disable(struct task_struct *child)
 418 {
 419         child->ptrace &= ~PT_SINGLESTEP;
 420         ptrace_cancel_bpt(child);
 421 }
 422
 423 /*
 424  * Handle hitting a breakpoint.
 425  */
 426 void ptrace_break(struct task_struct *tsk, struct pt_regs *regs)
 427 {
 428         siginfo_t info;
 429
 430         /*
 431          * The PC is always left pointing at the next instruction.  Fix this.
 432          */
 433         regs->ARM_pc -= 4;
 434
 435         if (tsk->thread.debug.nsaved == 0)
 436                 printk(KERN_ERR "ptrace: bogus breakpoint trap\n");
 437
 438         ptrace_cancel_bpt(tsk);
 439
 440         info.si_signo = SIGTRAP;
 441         info.si_errno = 0;
 442         info.si_code  = TRAP_BRKPT;
 443         info.si_addr  = (void *)instruction_pointer(regs) - 4;
 444
 445         force_sig_info(SIGTRAP, &info, tsk);
 446 }
 447
 448 /*
 449  * Read the word at offset "off" into the "struct user".  We
 450  * actually access the pt_regs stored on the kernel stack.
 451  */
 452 static int ptrace_read_user(struct task_struct *tsk, unsigned long off,
 453                             unsigned long *ret)
 454 {
 455         unsigned long tmp;
 456
 457         if (off & 3 || off >= sizeof(struct user))
 458                 return -EIO;
 459
 460         tmp = 0;
 461         if (off < sizeof(struct pt_regs))
 462                 tmp = get_user_reg(tsk, off >> 2);
 463
 464         return put_user(tmp, ret);
 465 }
 466
 467 /*
 468  * Write the word at offset "off" into "struct user".  We
 469  * actually access the pt_regs stored on the kernel stack.
 470  */
 471 static int ptrace_write_user(struct task_struct *tsk, unsigned long off,
 472                              unsigned long val)
 473 {
 474         if (off & 3 || off >= sizeof(struct user))
 475                 return -EIO;
 476
 477         if (off >= sizeof(struct pt_regs))
 478                 return 0;
 479
 480         return put_user_reg(tsk, off >> 2, val);
 481 }
 482
 483 /*
 484  * Get all user integer registers.
 485  */
 486 static int ptrace_getregs(struct task_struct *tsk, void *uregs)
 487 {
 488         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(tsk);
 489
 490         return copy_to_user(uregs, regs, sizeof(struct pt_regs)) ? -EFAULT : 0;
 491 }
 492
 493 /*
 494  * Set all user integer registers.
 495  */
 496 static int ptrace_setregs(struct task_struct *tsk, void *uregs)
 497 {
 498         struct pt_regs newregs;
 499         int ret;
 500
 501         ret = -EFAULT;
 502         if (copy_from_user(&newregs, uregs, sizeof(struct pt_regs)) == 0) {
 503                 struct pt_regs *regs = task_pt_regs(tsk);
 504
 505                 ret = -EINVAL;
 506                 if (valid_user_regs(&newregs)) {
 507                         *regs = newregs;
 508                         ret = 0;
 509                 }
 510         }
 511
 512         return ret;
 513 }
 514
 515 /*
 516  * Get the child FPU state.
 517  */
 518 static int ptrace_getfpregs(struct task_struct *tsk, void *ufp)
 519 {
 520         return copy_to_user(ufp, &task_thread_info(tsk)->fpstate,
 521                             sizeof(struct user_fp)) ? -EFAULT : 0;
 522 }
 523
 524 /*
 525  * Set the child FPU state.
 526  */
 527 static int ptrace_setfpregs(struct task_struct *tsk, void *ufp)
 528 {
 529         set_stopped_child_used_math(tsk);
 530         return copy_from_user(&task_thread_info(tsk)->fpstate, ufp,
 531                               sizeof(struct user_fp)) ? -EFAULT : 0;
 532 }
 533
 534 long arch_ptrace(struct task_struct *child, long request, long addr, long data)
 535 {
 536         unsigned long tmp;
 537         int ret;
 538
 539         switch (request) {
 540                 /*
 541                  * read word at location "addr" in the child process.
 542                  */
 543                 case PTRACE_PEEKTEXT:
 544                 case PTRACE_PEEKDATA:
 545                         ret = access_process_vm(child, addr, &tmp,
 546                                                 sizeof(unsigned long), 0);
 547                         if (ret == sizeof(unsigned long))
 548                                 ret = put_user(tmp, (unsigned long *) data);
 549                         else
 550                                 ret = -EIO;
 551                         break;
 552
 553                 case PTRACE_PEEKUSR:
 554                         ret = ptrace_read_user(child, addr, (unsigned long *)data);
 555                         break;
 556
 557                 /*
 558                  * write the word at location addr.
 559                  */
 560                 case PTRACE_POKETEXT:
 561                 case PTRACE_POKEDATA:
 562                         ret = access_process_vm(child, addr, &data,
 563                                                 sizeof(unsigned long), 1);
 564                         if (ret == sizeof(unsigned long))
 565                                 ret = 0;
 566                         else
 567                                 ret = -EIO;
 568                         break;
 569
 570                 case PTRACE_POKEUSR:
 571                         ret = ptrace_write_user(child, addr, data);
 572                         break;
 573
 574                 /*
 575                  * continue/restart and stop at next (return from) syscall
 576                  */
 577                 case PTRACE_SYSCALL:
 578                 case PTRACE_CONT:
 579                         ret = -EIO;
 580                         if (!valid_signal(data))
 581                                 break;
 582                         if (request == PTRACE_SYSCALL)
 583                                 set_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 584                         else
 585                                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 586                         child->exit_code = data;
 587                         /* make sure single-step breakpoint is gone. */
 588                         child->ptrace &= ~PT_SINGLESTEP;
 589                         ptrace_cancel_bpt(child);
 590                         wake_up_process(child);
 591                         ret = 0;
 592                         break;
 593
 594                 /*
 595                  * make the child exit.  Best I can do is send it a sigkill.
 596                  * perhaps it should be put in the status that it wants to
 597                  * exit.
 598                  */
 599                 case PTRACE_KILL:
 600                         /* make sure single-step breakpoint is gone. */
 601                         child->ptrace &= ~PT_SINGLESTEP;
 602                         ptrace_cancel_bpt(child);
 603                         if (child->exit_state != EXIT_ZOMBIE) {
 604                                 child->exit_code = SIGKILL;
 605                                 wake_up_process(child);
 606                         }
 607                         ret = 0;
 608                         break;
 609
 610                 /*
 611                  * execute single instruction.
 612                  */
 613                 case PTRACE_SINGLESTEP:
 614                         ret = -EIO;
 615                         if (!valid_signal(data))
 616                                 break;
 617                         child->ptrace |= PT_SINGLESTEP;
 618                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 619                         child->exit_code = data;
 620                         /* give it a chance to run. */
 621                         wake_up_process(child);
 622                         ret = 0;
 623                         break;
 624
 625                 case PTRACE_DETACH:
 626                         ret = ptrace_detach(child, data);
 627                         break;
 628
 629                 case PTRACE_GETREGS:
 630                         ret = ptrace_getregs(child, (void *)data);
 631                         break;
 632
 633                 case PTRACE_SETREGS:
 634                         ret = ptrace_setregs(child, (void *)data);
 635                         break;
 636
 637                 case PTRACE_GETFPREGS:
 638                         ret = ptrace_getfpregs(child, (void *)data);
 639                         break;
 640
 641                 case PTRACE_SETFPREGS:
 642                         ret = ptrace_setfpregs(child, (void *)data);
 643                         break;
 644
 645                 default:
 646                         ret = ptrace_request(child, request, addr, data);
 647                         break;
 648         }
 649
 650         return ret;
 651 }
 652
 653 asmlinkage void syscall_trace(int why, struct pt_regs *regs)
 654 {
 655         unsigned long ip;
 656
 657         if (!test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE))
 658                 return;
 659         if (!(current->ptrace & PT_PTRACED))
 660                 return;
 661
 662         /*
 663          * Save IP.  IP is used to denote syscall entry/exit:
 664          *  IP = 0 -> entry, = 1 -> exit
 665          */
 666         ip = regs->ARM_ip;
 667         regs->ARM_ip = why;
 668
 669         /* the 0x80 provides a way for the tracing parent to distinguish
 670            between a syscall stop and SIGTRAP delivery */
 671         ptrace_notify(SIGTRAP | ((current->ptrace & PT_TRACESYSGOOD)
 672                                  ? 0x80 : 0));
 673         /*
 674          * this isn't the same as continuing with a signal, but it will do
 675          * for normal use.  strace only continues with a signal if the
 676          * stopping signal is not SIGTRAP.  -brl
 677          */
 678         if (current->exit_code) {
 679                 send_sig(current->exit_code, current, 1);
 680                 current->exit_code = 0;
 681         }
 682         regs->ARM_ip = ip;
 683 }