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  * Get the address of the live pt_regs for the specified task.
  44  * These are saved onto the top kernel stack when the process
  45  * is not running.
  46  *
  47  * Note: if a user thread is execve'd from kernel space, the
  48  * kernel stack will not be empty on entry to the kernel, so
  49  * ptracing these tasks will fail.
  50  */
  51 static inline struct pt_regs *
  52 get_user_regs(struct task_struct *task)
  53 {
  54         return __get_user_regs(task->thread_info);
  55 }
  56
  57 /*
  58  * this routine will get a word off of the processes privileged stack.
  59  * the offset is how far from the base addr as stored in the THREAD.
  60  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
  61  * data space.
  62  */
  63 static inline long get_user_reg(struct task_struct *task, int offset)
  64 {
  65         return get_user_regs(task)->uregs[offset];
  66 }
  67
  68 /*
  69  * this routine will put a word on the processes privileged stack.
  70  * the offset is how far from the base addr as stored in the THREAD.
  71  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
  72  * data space.
  73  */
  74 static inline int
  75 put_user_reg(struct task_struct *task, int offset, long data)
  76 {
  77         struct pt_regs newregs, *regs = get_user_regs(task);
  78         int ret = -EINVAL;
  79
  80         newregs = *regs;
  81         newregs.uregs[offset] = data;
  82
  83         if (valid_user_regs(&newregs)) {
  84                 regs->uregs[offset] = data;
  85                 ret = 0;
  86         }
  87
  88         return ret;
  89 }
  90
  91 static inline int
  92 read_u32(struct task_struct *task, unsigned long addr, u32 *res)
  93 {
  94         int ret;
  95
  96         ret = access_process_vm(task, addr, res, sizeof(*res), 0);
  97
  98         return ret == sizeof(*res) ? 0 : -EIO;
  99 }
 100
 101 static inline int
 102 read_instr(struct task_struct *task, unsigned long addr, u32 *res)
 103 {
 104         int ret;
 105         u32 val;
 106         ret = access_process_vm(task, addr & ~3, &val, sizeof(val), 0);
 107         ret = ret == sizeof(val) ? 0 : -EIO;
 108         *res = val;
 109         return ret;
 110 }
 111
 112 /*
 113  * Get value of register `rn' (in the instruction)
 114  */
 115 static unsigned long
 116 ptrace_getrn(struct task_struct *child, unsigned long insn)
 117 {
 118         unsigned int reg = (insn >> 16) & 15;
 119         unsigned long val;
 120
 121         val = get_user_reg(child, reg);
 122         if (reg == 15)
 123                 val = pc_pointer(val + 8); //FIXME - correct for arm26?
 124
 125         return val;
 126 }
 127
 128 /*
 129  * Get value of operand 2 (in an ALU instruction)
 130  */
 131 static unsigned long
 132 ptrace_getaluop2(struct task_struct *child, unsigned long insn)
 133 {
 134         unsigned long val;
 135         int shift;
 136         int type;
 137
 138         if (insn & 1 << 25) {
 139                 val = insn & 255;
 140                 shift = (insn >> 8) & 15;
 141                 type = 3;
 142         } else {
 143                 val = get_user_reg (child, insn & 15);
 144
 145                 if (insn & (1 << 4))
 146                         shift = (int)get_user_reg (child, (insn >> 8) & 15);
 147                 else
 148                         shift = (insn >> 7) & 31;
 149
 150                 type = (insn >> 5) & 3;
 151         }
 152
 153         switch (type) {
 154         case 0: val <<= shift;  break;
 155         case 1: val >>= shift;  break;
 156         case 2:
 157                 val = (((signed long)val) >> shift);
 158                 break;
 159         case 3:
 160                 val = (val >> shift) | (val << (32 - shift));
 161                 break;
 162         }
 163         return val;
 164 }
 165
 166 /*
 167  * Get value of operand 2 (in a LDR instruction)
 168  */
 169 static unsigned long
 170 ptrace_getldrop2(struct task_struct *child, unsigned long insn)
 171 {
 172         unsigned long val;
 173         int shift;
 174         int type;
 175
 176         val = get_user_reg(child, insn & 15);
 177         shift = (insn >> 7) & 31;
 178         type = (insn >> 5) & 3;
 179
 180         switch (type) {
 181         case 0: val <<= shift;  break;
 182         case 1: val >>= shift;  break;
 183         case 2:
 184                 val = (((signed long)val) >> shift);
 185                 break;
 186         case 3:
 187                 val = (val >> shift) | (val << (32 - shift));
 188                 break;
 189         }
 190         return val;
 191 }
 192
 193 #define OP_MASK 0x01e00000
 194 #define OP_AND  0x00000000
 195 #define OP_EOR  0x00200000
 196 #define OP_SUB  0x00400000
 197 #define OP_RSB  0x00600000
 198 #define OP_ADD  0x00800000
 199 #define OP_ADC  0x00a00000
 200 #define OP_SBC  0x00c00000
 201 #define OP_RSC  0x00e00000
 202 #define OP_ORR  0x01800000
 203 #define OP_MOV  0x01a00000
 204 #define OP_BIC  0x01c00000
 205 #define OP_MVN  0x01e00000
 206
 207 static unsigned long
 208 get_branch_address(struct task_struct *child, unsigned long pc, unsigned long insn)
 209 {
 210         u32 alt = 0;
 211
 212         switch (insn & 0x0e000000) {
 213         case 0x00000000:
 214         case 0x02000000: {
 215                 /*
 216                  * data processing
 217                  */
 218                 long aluop1, aluop2, ccbit;
 219
 220                 if ((insn & 0xf000) != 0xf000)
 221                         break;
 222
 223                 aluop1 = ptrace_getrn(child, insn);
 224                 aluop2 = ptrace_getaluop2(child, insn);
 225                 ccbit  = get_user_reg(child, REG_PSR) & PSR_C_BIT ? 1 : 0;
 226
 227                 switch (insn & OP_MASK) {
 228                 case OP_AND: alt = aluop1 & aluop2;             break;
 229                 case OP_EOR: alt = aluop1 ^ aluop2;             break;
 230                 case OP_SUB: alt = aluop1 - aluop2;             break;
 231                 case OP_RSB: alt = aluop2 - aluop1;             break;
 232                 case OP_ADD: alt = aluop1 + aluop2;             break;
 233                 case OP_ADC: alt = aluop1 + aluop2 + ccbit;     break;
 234                 case OP_SBC: alt = aluop1 - aluop2 + ccbit;     break;
 235                 case OP_RSC: alt = aluop2 - aluop1 + ccbit;     break;
 236                 case OP_ORR: alt = aluop1 | aluop2;             break;
 237                 case OP_MOV: alt = aluop2;                      break;
 238                 case OP_BIC: alt = aluop1 & ~aluop2;            break;
 239                 case OP_MVN: alt = ~aluop2;                     break;
 240                 }
 241                 break;
 242         }
 243
 244         case 0x04000000:
 245         case 0x06000000:
 246                 /*
 247                  * ldr
 248                  */
 249                 if ((insn & 0x0010f000) == 0x0010f000) {
 250                         unsigned long base;
 251
 252                         base = ptrace_getrn(child, insn);
 253                         if (insn & 1 << 24) {
 254                                 long aluop2;
 255
 256                                 if (insn & 0x02000000)
 257                                         aluop2 = ptrace_getldrop2(child, insn);
 258                                 else
 259                                         aluop2 = insn & 0xfff;
 260
 261                                 if (insn & 1 << 23)
 262                                         base += aluop2;
 263                                 else
 264                                         base -= aluop2;
 265                         }
 266                         if (read_u32(child, base, &alt) == 0)
 267                                 alt = pc_pointer(alt);
 268                 }
 269                 break;
 270
 271         case 0x08000000:
 272                 /*
 273                  * ldm
 274                  */
 275                 if ((insn & 0x00108000) == 0x00108000) {
 276                         unsigned long base;
 277                         unsigned int nr_regs;
 278
 279                         if (insn & (1 << 23)) {
 280                                 nr_regs = hweight16(insn & 65535) << 2;
 281
 282                                 if (!(insn & (1 << 24)))
 283                                         nr_regs -= 4;
 284                         } else {
 285                                 if (insn & (1 << 24))
 286                                         nr_regs = -4;
 287                                 else
 288                                         nr_regs = 0;
 289                         }
 290
 291                         base = ptrace_getrn(child, insn);
 292
 293                         if (read_u32(child, base + nr_regs, &alt) == 0)
 294                                 alt = pc_pointer(alt);
 295                         break;
 296                 }
 297                 break;
 298
 299         case 0x0a000000: {
 300                 /*
 301                  * bl or b
 302                  */
 303                 signed long displ;
 304                 /* It's a branch/branch link: instead of trying to
 305                  * figure out whether the branch will be taken or not,
 306                  * we'll put a breakpoint at both locations.  This is
 307                  * simpler, more reliable, and probably not a whole lot
 308                  * slower than the alternative approach of emulating the
 309                  * branch.
 310                  */
 311                 displ = (insn & 0x00ffffff) << 8;
 312                 displ = (displ >> 6) + 8;
 313                 if (displ != 0 && displ != 4)
 314                         alt = pc + displ;
 315             }
 316             break;
 317         }
 318
 319         return alt;
 320 }
 321
 322 static int
 323 swap_insn(struct task_struct *task, unsigned long addr,
 324           void *old_insn, void *new_insn, int size)
 325 {
 326         int ret;
 327
 328         ret = access_process_vm(task, addr, old_insn, size, 0);
 329         if (ret == size)
 330                 ret = access_process_vm(task, addr, new_insn, size, 1);
 331         return ret;
 332 }
 333
 334 static void
 335 add_breakpoint(struct task_struct *task, struct debug_info *dbg, unsigned long addr)
 336 {
 337         int nr = dbg->nsaved;
 338
 339         if (nr < 2) {
 340                 u32 new_insn = BREAKINST_ARM;
 341                 int res;
 342
 343                 res = swap_insn(task, addr, &dbg->bp[nr].insn, &new_insn, 4);
 344
 345                 if (res == 4) {
 346                         dbg->bp[nr].address = addr;
 347                         dbg->nsaved += 1;
 348                 }
 349         } else
 350                 printk(KERN_ERR "ptrace: too many breakpoints\n");
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Clear one breakpoint in the user program.  We copy what the hardware
 355  * does and use bit 0 of the address to indicate whether this is a Thumb
 356  * breakpoint or an ARM breakpoint.
 357  */
 358 static void clear_breakpoint(struct task_struct *task, struct debug_entry *bp)
 359 {
 360         unsigned long addr = bp->address;
 361         u32 old_insn;
 362         int ret;
 363
 364         ret = swap_insn(task, addr & ~3, &old_insn,
 365                         &bp->insn, 4);
 366
 367         if (ret != 4 || old_insn != BREAKINST_ARM)
 368                 printk(KERN_ERR "%s:%d: corrupted ARM breakpoint at "
 369                         "0x%08lx (0x%08x)\n", task->comm, task->pid,
 370                         addr, old_insn);
 371 }
 372
 373 void ptrace_set_bpt(struct task_struct *child)
 374 {
 375         struct pt_regs *regs;
 376         unsigned long pc;
 377         u32 insn;
 378         int res;
 379
 380         regs = get_user_regs(child);
 381         pc = instruction_pointer(regs);
 382
 383         res = read_instr(child, pc, &insn);
 384         if (!res) {
 385                 struct debug_info *dbg = &child->thread.debug;
 386                 unsigned long alt;
 387
 388                 dbg->nsaved = 0;
 389
 390                 alt = get_branch_address(child, pc, insn);
 391                 if (alt)
 392                         add_breakpoint(child, dbg, alt);
 393
 394                 /*
 395                  * Note that we ignore the result of setting the above
 396                  * breakpoint since it may fail.  When it does, this is
 397                  * not so much an error, but a forewarning that we may
 398                  * be receiving a prefetch abort shortly.
 399                  *
 400                  * If we don't set this breakpoint here, then we can
 401                  * lose control of the thread during single stepping.
 402                  */
 403                 if (!alt || predicate(insn) != PREDICATE_ALWAYS)
 404                         add_breakpoint(child, dbg, pc + 4);
 405         }
 406 }
 407
 408 /*
 409  * Ensure no single-step breakpoint is pending.  Returns non-zero
 410  * value if child was being single-stepped.
 411  */
 412 void ptrace_cancel_bpt(struct task_struct *child)
 413 {
 414         int i, nsaved = child->thread.debug.nsaved;
 415
 416         child->thread.debug.nsaved = 0;
 417
 418         if (nsaved > 2) {
 419                 printk("ptrace_cancel_bpt: bogus nsaved: %d!\n", nsaved);
 420                 nsaved = 2;
 421         }
 422
 423         for (i = 0; i < nsaved; i++)
 424                 clear_breakpoint(child, &child->thread.debug.bp[i]);
 425 }
 426
 427 /*
 428  * Called by kernel/ptrace.c when detaching..
 429  *
 430  * Make sure the single step bit is not set.
 431  */
 432 void ptrace_disable(struct task_struct *child)
 433 {
 434         child->ptrace &= ~PT_SINGLESTEP;
 435         ptrace_cancel_bpt(child);
 436 }
 437
 438 /*
 439  * Handle hitting a breakpoint.
 440  */
 441 void ptrace_break(struct task_struct *tsk, struct pt_regs *regs)
 442 {
 443         siginfo_t info;
 444
 445         /*
 446          * The PC is always left pointing at the next instruction.  Fix this.
 447          */
 448         regs->ARM_pc -= 4;
 449
 450         if (tsk->thread.debug.nsaved == 0)
 451                 printk(KERN_ERR "ptrace: bogus breakpoint trap\n");
 452
 453         ptrace_cancel_bpt(tsk);
 454
 455         info.si_signo = SIGTRAP;
 456         info.si_errno = 0;
 457         info.si_code  = TRAP_BRKPT;
 458         info.si_addr  = (void *)instruction_pointer(regs) - 4;
 459
 460         force_sig_info(SIGTRAP, &info, tsk);
 461 }
 462
 463 /*
 464  * Read the word at offset "off" into the "struct user".  We
 465  * actually access the pt_regs stored on the kernel stack.
 466  */
 467 static int ptrace_read_user(struct task_struct *tsk, unsigned long off,
 468                             unsigned long *ret)
 469 {
 470         unsigned long tmp;
 471
 472         if (off & 3 || off >= sizeof(struct user))
 473                 return -EIO;
 474
 475         tmp = 0;
 476         if (off < sizeof(struct pt_regs))
 477                 tmp = get_user_reg(tsk, off >> 2);
 478
 479         return put_user(tmp, ret);
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Write the word at offset "off" into "struct user".  We
 484  * actually access the pt_regs stored on the kernel stack.
 485  */
 486 static int ptrace_write_user(struct task_struct *tsk, unsigned long off,
 487                              unsigned long val)
 488 {
 489         if (off & 3 || off >= sizeof(struct user))
 490                 return -EIO;
 491
 492         if (off >= sizeof(struct pt_regs))
 493                 return 0;
 494
 495         return put_user_reg(tsk, off >> 2, val);
 496 }
 497
 498 /*
 499  * Get all user integer registers.
 500  */
 501 static int ptrace_getregs(struct task_struct *tsk, void *uregs)
 502 {
 503         struct pt_regs *regs = get_user_regs(tsk);
 504
 505         return copy_to_user(uregs, regs, sizeof(struct pt_regs)) ? -EFAULT : 0;
 506 }
 507
 508 /*
 509  * Set all user integer registers.
 510  */
 511 static int ptrace_setregs(struct task_struct *tsk, void *uregs)
 512 {
 513         struct pt_regs newregs;
 514         int ret;
 515
 516         ret = -EFAULT;
 517         if (copy_from_user(&newregs, uregs, sizeof(struct pt_regs)) == 0) {
 518                 struct pt_regs *regs = get_user_regs(tsk);
 519
 520                 ret = -EINVAL;
 521                 if (valid_user_regs(&newregs)) {
 522                         *regs = newregs;
 523                         ret = 0;
 524                 }
 525         }
 526
 527         return ret;
 528 }
 529
 530 /*
 531  * Get the child FPU state.
 532  */
 533 static int ptrace_getfpregs(struct task_struct *tsk, void *ufp)
 534 {
 535         return copy_to_user(ufp, &tsk->thread_info->fpstate,
 536                             sizeof(struct user_fp)) ? -EFAULT : 0;
 537 }
 538
 539 /*
 540  * Set the child FPU state.
 541  */
 542 static int ptrace_setfpregs(struct task_struct *tsk, void *ufp)
 543 {
 544         set_stopped_child_used_math(tsk);
 545         return copy_from_user(&tsk->thread_info->fpstate, ufp,
 546                               sizeof(struct user_fp)) ? -EFAULT : 0;
 547 }
 548
 549 long arch_ptrace(struct task_struct *child, long request, long addr, long data)
 550 {
 551         unsigned long tmp;
 552         int ret;
 553
 554         switch (request) {
 555                 /*
 556                  * read word at location "addr" in the child process.
 557                  */
 558                 case PTRACE_PEEKTEXT:
 559                 case PTRACE_PEEKDATA:
 560                         ret = access_process_vm(child, addr, &tmp,
 561                                                 sizeof(unsigned long), 0);
 562                         if (ret == sizeof(unsigned long))
 563                                 ret = put_user(tmp, (unsigned long *) data);
 564                         else
 565                                 ret = -EIO;
 566                         break;
 567
 568                 case PTRACE_PEEKUSR:
 569                         ret = ptrace_read_user(child, addr, (unsigned long *)data);
 570                         break;
 571
 572                 /*
 573                  * write the word at location addr.
 574                  */
 575                 case PTRACE_POKETEXT:
 576                 case PTRACE_POKEDATA:
 577                         ret = access_process_vm(child, addr, &data,
 578                                                 sizeof(unsigned long), 1);
 579                         if (ret == sizeof(unsigned long))
 580                                 ret = 0;
 581                         else
 582                                 ret = -EIO;
 583                         break;
 584
 585                 case PTRACE_POKEUSR:
 586                         ret = ptrace_write_user(child, addr, data);
 587                         break;
 588
 589                 /*
 590                  * continue/restart and stop at next (return from) syscall
 591                  */
 592                 case PTRACE_SYSCALL:
 593                 case PTRACE_CONT:
 594                         ret = -EIO;
 595                         if (!valid_signal(data))
 596                                 break;
 597                         if (request == PTRACE_SYSCALL)
 598                                 set_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 599                         else
 600                                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 601                         child->exit_code = data;
 602                         /* make sure single-step breakpoint is gone. */
 603                         child->ptrace &= ~PT_SINGLESTEP;
 604                         ptrace_cancel_bpt(child);
 605                         wake_up_process(child);
 606                         ret = 0;
 607                         break;
 608
 609                 /*
 610                  * make the child exit.  Best I can do is send it a sigkill.
 611                  * perhaps it should be put in the status that it wants to
 612                  * exit.
 613                  */
 614                 case PTRACE_KILL:
 615                         /* make sure single-step breakpoint is gone. */
 616                         child->ptrace &= ~PT_SINGLESTEP;
 617                         ptrace_cancel_bpt(child);
 618                         if (child->exit_state != EXIT_ZOMBIE) {
 619                                 child->exit_code = SIGKILL;
 620                                 wake_up_process(child);
 621                         }
 622                         ret = 0;
 623                         break;
 624
 625                 /*
 626                  * execute single instruction.
 627                  */
 628                 case PTRACE_SINGLESTEP:
 629                         ret = -EIO;
 630                         if (!valid_signal(data))
 631                                 break;
 632                         child->ptrace |= PT_SINGLESTEP;
 633                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 634                         child->exit_code = data;
 635                         /* give it a chance to run. */
 636                         wake_up_process(child);
 637                         ret = 0;
 638                         break;
 639
 640                 case PTRACE_DETACH:
 641                         ret = ptrace_detach(child, data);
 642                         break;
 643
 644                 case PTRACE_GETREGS:
 645                         ret = ptrace_getregs(child, (void *)data);
 646                         break;
 647
 648                 case PTRACE_SETREGS:
 649                         ret = ptrace_setregs(child, (void *)data);
 650                         break;
 651
 652                 case PTRACE_GETFPREGS:
 653                         ret = ptrace_getfpregs(child, (void *)data);
 654                         break;
 655
 656                 case PTRACE_SETFPREGS:
 657                         ret = ptrace_setfpregs(child, (void *)data);
 658                         break;
 659
 660                 default:
 661                         ret = ptrace_request(child, request, addr, data);
 662                         break;
 663         }
 664
 665         return ret;
 666 }
 667
 668 asmlinkage void syscall_trace(int why, struct pt_regs *regs)
 669 {
 670         unsigned long ip;
 671
 672         if (!test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE))
 673                 return;
 674         if (!(current->ptrace & PT_PTRACED))
 675                 return;
 676
 677         /*
 678          * Save IP.  IP is used to denote syscall entry/exit:
 679          *  IP = 0 -> entry, = 1 -> exit
 680          */
 681         ip = regs->ARM_ip;
 682         regs->ARM_ip = why;
 683
 684         /* the 0x80 provides a way for the tracing parent to distinguish
 685            between a syscall stop and SIGTRAP delivery */
 686         ptrace_notify(SIGTRAP | ((current->ptrace & PT_TRACESYSGOOD)
 687                                  ? 0x80 : 0));
 688         /*
 689          * this isn't the same as continuing with a signal, but it will do
 690          * for normal use.  strace only continues with a signal if the
 691          * stopping signal is not SIGTRAP.  -brl
 692          */
 693         if (current->exit_code) {
 694                 send_sig(current->exit_code, current, 1);
 695                 current->exit_code = 0;
 696         }
 697         regs->ARM_ip = ip;
 698 }