[PATCH] ARM: Allow register_undef_hook to be called with IRQs off
[linux-3.10.git] / arch / arm / kernel / traps.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/kernel/traps.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1995-2002 Russell King
5  *  Fragments that appear the same as linux/arch/i386/kernel/traps.c (C) Linus Torvalds
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  *
11  *  'traps.c' handles hardware exceptions after we have saved some state in
12  *  'linux/arch/arm/lib/traps.S'.  Mostly a debugging aid, but will probably
13  *  kill the offending process.
14  */
15 #include <linux/config.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/signal.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/personality.h>
20 #include <linux/ptrace.h>
21 #include <linux/kallsyms.h>
22 #include <linux/init.h>
23
24 #include <asm/atomic.h>
25 #include <asm/cacheflush.h>
26 #include <asm/io.h>
27 #include <asm/system.h>
28 #include <asm/uaccess.h>
29 #include <asm/unistd.h>
30 #include <asm/traps.h>
31
32 #include "ptrace.h"
33 #include "signal.h"
34
35 const char *processor_modes[]=
36 { "USER_26", "FIQ_26" , "IRQ_26" , "SVC_26" , "UK4_26" , "UK5_26" , "UK6_26" , "UK7_26" ,
37   "UK8_26" , "UK9_26" , "UK10_26", "UK11_26", "UK12_26", "UK13_26", "UK14_26", "UK15_26",
38   "USER_32", "FIQ_32" , "IRQ_32" , "SVC_32" , "UK4_32" , "UK5_32" , "UK6_32" , "ABT_32" ,
39   "UK8_32" , "UK9_32" , "UK10_32", "UND_32" , "UK12_32", "UK13_32", "UK14_32", "SYS_32"
40 };
41
42 static const char *handler[]= { "prefetch abort", "data abort", "address exception", "interrupt" };
43
44 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
45 unsigned int user_debug;
46
47 static int __init user_debug_setup(char *str)
48 {
49         get_option(&str, &user_debug);
50         return 1;
51 }
52 __setup("user_debug=", user_debug_setup);
53 #endif
54
55 void dump_backtrace_entry(unsigned long where, unsigned long from)
56 {
57 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
58         printk("[<%08lx>] ", where);
59         print_symbol("(%s) ", where);
60         printk("from [<%08lx>] ", from);
61         print_symbol("(%s)\n", from);
62 #else
63         printk("Function entered at [<%08lx>] from [<%08lx>]\n", where, from);
64 #endif
65 }
66
67 /*
68  * Stack pointers should always be within the kernels view of
69  * physical memory.  If it is not there, then we can't dump
70  * out any information relating to the stack.
71  */
72 static int verify_stack(unsigned long sp)
73 {
74         if (sp < PAGE_OFFSET || (sp > (unsigned long)high_memory && high_memory != 0))
75                 return -EFAULT;
76
77         return 0;
78 }
79
80 /*
81  * Dump out the contents of some memory nicely...
82  */
83 static void dump_mem(const char *str, unsigned long bottom, unsigned long top)
84 {
85         unsigned long p = bottom & ~31;
86         mm_segment_t fs;
87         int i;
88
89         /*
90          * We need to switch to kernel mode so that we can use __get_user
91          * to safely read from kernel space.  Note that we now dump the
92          * code first, just in case the backtrace kills us.
93          */
94         fs = get_fs();
95         set_fs(KERNEL_DS);
96
97         printk("%s(0x%08lx to 0x%08lx)\n", str, bottom, top);
98
99         for (p = bottom & ~31; p < top;) {
100                 printk("%04lx: ", p & 0xffff);
101
102                 for (i = 0; i < 8; i++, p += 4) {
103                         unsigned int val;
104
105                         if (p < bottom || p >= top)
106                                 printk("         ");
107                         else {
108                                 __get_user(val, (unsigned long *)p);
109                                 printk("%08x ", val);
110                         }
111                 }
112                 printk ("\n");
113         }
114
115         set_fs(fs);
116 }
117
118 static void dump_instr(struct pt_regs *regs)
119 {
120         unsigned long addr = instruction_pointer(regs);
121         const int thumb = thumb_mode(regs);
122         const int width = thumb ? 4 : 8;
123         mm_segment_t fs;
124         int i;
125
126         /*
127          * We need to switch to kernel mode so that we can use __get_user
128          * to safely read from kernel space.  Note that we now dump the
129          * code first, just in case the backtrace kills us.
130          */
131         fs = get_fs();
132         set_fs(KERNEL_DS);
133
134         printk("Code: ");
135         for (i = -4; i < 1; i++) {
136                 unsigned int val, bad;
137
138                 if (thumb)
139                         bad = __get_user(val, &((u16 *)addr)[i]);
140                 else
141                         bad = __get_user(val, &((u32 *)addr)[i]);
142
143                 if (!bad)
144                         printk(i == 0 ? "(%0*x) " : "%0*x ", width, val);
145                 else {
146                         printk("bad PC value.");
147                         break;
148                 }
149         }
150         printk("\n");
151
152         set_fs(fs);
153 }
154
155 static void dump_backtrace(struct pt_regs *regs, struct task_struct *tsk)
156 {
157         unsigned int fp;
158         int ok = 1;
159
160         printk("Backtrace: ");
161         fp = regs->ARM_fp;
162         if (!fp) {
163                 printk("no frame pointer");
164                 ok = 0;
165         } else if (verify_stack(fp)) {
166                 printk("invalid frame pointer 0x%08x", fp);
167                 ok = 0;
168         } else if (fp < (unsigned long)(tsk->thread_info + 1))
169                 printk("frame pointer underflow");
170         printk("\n");
171
172         if (ok)
173                 c_backtrace(fp, processor_mode(regs));
174 }
175
176 void dump_stack(void)
177 {
178 #ifdef CONFIG_DEBUG_ERRORS
179         __backtrace();
180 #endif
181 }
182
183 EXPORT_SYMBOL(dump_stack);
184
185 void show_stack(struct task_struct *tsk, unsigned long *sp)
186 {
187         unsigned long fp;
188
189         if (!tsk)
190                 tsk = current;
191
192         if (tsk != current)
193                 fp = thread_saved_fp(tsk);
194         else
195                 asm("mov%? %0, fp" : "=r" (fp));
196
197         c_backtrace(fp, 0x10);
198         barrier();
199 }
200
201 DEFINE_SPINLOCK(die_lock);
202
203 /*
204  * This function is protected against re-entrancy.
205  */
206 NORET_TYPE void die(const char *str, struct pt_regs *regs, int err)
207 {
208         struct task_struct *tsk = current;
209         static int die_counter;
210
211         console_verbose();
212         spin_lock_irq(&die_lock);
213         bust_spinlocks(1);
214
215         printk("Internal error: %s: %x [#%d]\n", str, err, ++die_counter);
216         print_modules();
217         __show_regs(regs);
218         printk("Process %s (pid: %d, stack limit = 0x%p)\n",
219                 tsk->comm, tsk->pid, tsk->thread_info + 1);
220
221         if (!user_mode(regs) || in_interrupt()) {
222                 dump_mem("Stack: ", regs->ARM_sp,
223                          THREAD_SIZE + (unsigned long)tsk->thread_info);
224                 dump_backtrace(regs, tsk);
225                 dump_instr(regs);
226         }
227
228         bust_spinlocks(0);
229         spin_unlock_irq(&die_lock);
230         do_exit(SIGSEGV);
231 }
232
233 void notify_die(const char *str, struct pt_regs *regs, struct siginfo *info,
234                 unsigned long err, unsigned long trap)
235 {
236         if (user_mode(regs)) {
237                 current->thread.error_code = err;
238                 current->thread.trap_no = trap;
239
240                 force_sig_info(info->si_signo, info, current);
241         } else {
242                 die(str, regs, err);
243         }
244 }
245
246 static LIST_HEAD(undef_hook);
247 static DEFINE_SPINLOCK(undef_lock);
248
249 void register_undef_hook(struct undef_hook *hook)
250 {
251         unsigned long flags;
252
253         spin_lock_irqsave(&undef_lock, flags);
254         list_add(&hook->node, &undef_hook);
255         spin_unlock_irqrestore(&undef_lock, flags);
256 }
257
258 void unregister_undef_hook(struct undef_hook *hook)
259 {
260         unsigned long flags;
261
262         spin_lock_irqsave(&undef_lock, flags);
263         list_del(&hook->node);
264         spin_unlock_irqrestore(&undef_lock, flags);
265 }
266
267 asmlinkage void do_undefinstr(struct pt_regs *regs)
268 {
269         unsigned int correction = thumb_mode(regs) ? 2 : 4;
270         unsigned int instr;
271         struct undef_hook *hook;
272         siginfo_t info;
273         void __user *pc;
274
275         /*
276          * According to the ARM ARM, PC is 2 or 4 bytes ahead,
277          * depending whether we're in Thumb mode or not.
278          * Correct this offset.
279          */
280         regs->ARM_pc -= correction;
281
282         pc = (void __user *)instruction_pointer(regs);
283         if (thumb_mode(regs)) {
284                 get_user(instr, (u16 __user *)pc);
285         } else {
286                 get_user(instr, (u32 __user *)pc);
287         }
288
289         spin_lock_irq(&undef_lock);
290         list_for_each_entry(hook, &undef_hook, node) {
291                 if ((instr & hook->instr_mask) == hook->instr_val &&
292                     (regs->ARM_cpsr & hook->cpsr_mask) == hook->cpsr_val) {
293                         if (hook->fn(regs, instr) == 0) {
294                                 spin_unlock_irq(&undef_lock);
295                                 return;
296                         }
297                 }
298         }
299         spin_unlock_irq(&undef_lock);
300
301 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
302         if (user_debug & UDBG_UNDEFINED) {
303                 printk(KERN_INFO "%s (%d): undefined instruction: pc=%p\n",
304                         current->comm, current->pid, pc);
305                 dump_instr(regs);
306         }
307 #endif
308
309         info.si_signo = SIGILL;
310         info.si_errno = 0;
311         info.si_code  = ILL_ILLOPC;
312         info.si_addr  = pc;
313
314         notify_die("Oops - undefined instruction", regs, &info, 0, 6);
315 }
316
317 asmlinkage void do_unexp_fiq (struct pt_regs *regs)
318 {
319 #ifndef CONFIG_IGNORE_FIQ
320         printk("Hmm.  Unexpected FIQ received, but trying to continue\n");
321         printk("You may have a hardware problem...\n");
322 #endif
323 }
324
325 /*
326  * bad_mode handles the impossible case in the vectors.  If you see one of
327  * these, then it's extremely serious, and could mean you have buggy hardware.
328  * It never returns, and never tries to sync.  We hope that we can at least
329  * dump out some state information...
330  */
331 asmlinkage void bad_mode(struct pt_regs *regs, int reason, int proc_mode)
332 {
333         console_verbose();
334
335         printk(KERN_CRIT "Bad mode in %s handler detected: mode %s\n",
336                 handler[reason], processor_modes[proc_mode]);
337
338         die("Oops - bad mode", regs, 0);
339         local_irq_disable();
340         panic("bad mode");
341 }
342
343 static int bad_syscall(int n, struct pt_regs *regs)
344 {
345         struct thread_info *thread = current_thread_info();
346         siginfo_t info;
347
348         if (current->personality != PER_LINUX && thread->exec_domain->handler) {
349                 thread->exec_domain->handler(n, regs);
350                 return regs->ARM_r0;
351         }
352
353 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
354         if (user_debug & UDBG_SYSCALL) {
355                 printk(KERN_ERR "[%d] %s: obsolete system call %08x.\n",
356                         current->pid, current->comm, n);
357                 dump_instr(regs);
358         }
359 #endif
360
361         info.si_signo = SIGILL;
362         info.si_errno = 0;
363         info.si_code  = ILL_ILLTRP;
364         info.si_addr  = (void __user *)instruction_pointer(regs) -
365                          (thumb_mode(regs) ? 2 : 4);
366
367         notify_die("Oops - bad syscall", regs, &info, n, 0);
368
369         return regs->ARM_r0;
370 }
371
372 static inline void
373 do_cache_op(unsigned long start, unsigned long end, int flags)
374 {
375         struct vm_area_struct *vma;
376
377         if (end < start || flags)
378                 return;
379
380         vma = find_vma(current->active_mm, start);
381         if (vma && vma->vm_start < end) {
382                 if (start < vma->vm_start)
383                         start = vma->vm_start;
384                 if (end > vma->vm_end)
385                         end = vma->vm_end;
386
387                 flush_cache_user_range(vma, start, end);
388         }
389 }
390
391 /*
392  * Handle all unrecognised system calls.
393  *  0x9f0000 - 0x9fffff are some more esoteric system calls
394  */
395 #define NR(x) ((__ARM_NR_##x) - __ARM_NR_BASE)
396 asmlinkage int arm_syscall(int no, struct pt_regs *regs)
397 {
398         struct thread_info *thread = current_thread_info();
399         siginfo_t info;
400
401         if ((no >> 16) != 0x9f)
402                 return bad_syscall(no, regs);
403
404         switch (no & 0xffff) {
405         case 0: /* branch through 0 */
406                 info.si_signo = SIGSEGV;
407                 info.si_errno = 0;
408                 info.si_code  = SEGV_MAPERR;
409                 info.si_addr  = NULL;
410
411                 notify_die("branch through zero", regs, &info, 0, 0);
412                 return 0;
413
414         case NR(breakpoint): /* SWI BREAK_POINT */
415                 regs->ARM_pc -= thumb_mode(regs) ? 2 : 4;
416                 ptrace_break(current, regs);
417                 return regs->ARM_r0;
418
419         /*
420          * Flush a region from virtual address 'r0' to virtual address 'r1'
421          * _exclusive_.  There is no alignment requirement on either address;
422          * user space does not need to know the hardware cache layout.
423          *
424          * r2 contains flags.  It should ALWAYS be passed as ZERO until it
425          * is defined to be something else.  For now we ignore it, but may
426          * the fires of hell burn in your belly if you break this rule. ;)
427          *
428          * (at a later date, we may want to allow this call to not flush
429          * various aspects of the cache.  Passing '0' will guarantee that
430          * everything necessary gets flushed to maintain consistency in
431          * the specified region).
432          */
433         case NR(cacheflush):
434                 do_cache_op(regs->ARM_r0, regs->ARM_r1, regs->ARM_r2);
435                 return 0;
436
437         case NR(usr26):
438                 if (!(elf_hwcap & HWCAP_26BIT))
439                         break;
440                 regs->ARM_cpsr &= ~MODE32_BIT;
441                 return regs->ARM_r0;
442
443         case NR(usr32):
444                 if (!(elf_hwcap & HWCAP_26BIT))
445                         break;
446                 regs->ARM_cpsr |= MODE32_BIT;
447                 return regs->ARM_r0;
448
449         case NR(set_tls):
450                 thread->tp_value = regs->ARM_r0;
451 #if defined(CONFIG_HAS_TLS_REG)
452                 asm ("mcr p15, 0, %0, c13, c0, 3" : : "r" (regs->ARM_r0) );
453 #elif !defined(CONFIG_TLS_REG_EMUL)
454                 /*
455                  * User space must never try to access this directly.
456                  * Expect your app to break eventually if you do so.
457                  * The user helper at 0xffff0fe0 must be used instead.
458                  * (see entry-armv.S for details)
459                  */
460                 *((unsigned int *)0xffff0ff0) = regs->ARM_r0;
461 #endif
462                 return 0;
463
464 #ifdef CONFIG_NEEDS_SYSCALL_FOR_CMPXCHG
465         /*
466          * Atomically store r1 in *r2 if *r2 is equal to r0 for user space.
467          * Return zero in r0 if *MEM was changed or non-zero if no exchange
468          * happened.  Also set the user C flag accordingly.
469          * If access permissions have to be fixed up then non-zero is
470          * returned and the operation has to be re-attempted.
471          *
472          * *NOTE*: This is a ghost syscall private to the kernel.  Only the
473          * __kuser_cmpxchg code in entry-armv.S should be aware of its
474          * existence.  Don't ever use this from user code.
475          */
476         case 0xfff0:
477         {
478                 extern void do_DataAbort(unsigned long addr, unsigned int fsr,
479                                          struct pt_regs *regs);
480                 unsigned long val;
481                 unsigned long addr = regs->ARM_r2;
482                 struct mm_struct *mm = current->mm;
483                 pgd_t *pgd; pmd_t *pmd; pte_t *pte;
484
485                 regs->ARM_cpsr &= ~PSR_C_BIT;
486                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
487                 pgd = pgd_offset(mm, addr);
488                 if (!pgd_present(*pgd))
489                         goto bad_access;
490                 pmd = pmd_offset(pgd, addr);
491                 if (!pmd_present(*pmd))
492                         goto bad_access;
493                 pte = pte_offset_map(pmd, addr);
494                 if (!pte_present(*pte) || !pte_write(*pte))
495                         goto bad_access;
496                 val = *(unsigned long *)addr;
497                 val -= regs->ARM_r0;
498                 if (val == 0) {
499                         *(unsigned long *)addr = regs->ARM_r1;
500                         regs->ARM_cpsr |= PSR_C_BIT;
501                 }
502                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
503                 return val;
504
505                 bad_access:
506                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
507                 /* simulate a read access fault */
508                 do_DataAbort(addr, 15 + (1 << 11), regs);
509                 return -1;
510         }
511 #endif
512
513         default:
514                 /* Calls 9f00xx..9f07ff are defined to return -ENOSYS
515                    if not implemented, rather than raising SIGILL.  This
516                    way the calling program can gracefully determine whether
517                    a feature is supported.  */
518                 if (no <= 0x7ff)
519                         return -ENOSYS;
520                 break;
521         }
522 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
523         /*
524          * experience shows that these seem to indicate that
525          * something catastrophic has happened
526          */
527         if (user_debug & UDBG_SYSCALL) {
528                 printk("[%d] %s: arm syscall %d\n",
529                        current->pid, current->comm, no);
530                 dump_instr(regs);
531                 if (user_mode(regs)) {
532                         __show_regs(regs);
533                         c_backtrace(regs->ARM_fp, processor_mode(regs));
534                 }
535         }
536 #endif
537         info.si_signo = SIGILL;
538         info.si_errno = 0;
539         info.si_code  = ILL_ILLTRP;
540         info.si_addr  = (void __user *)instruction_pointer(regs) -
541                          (thumb_mode(regs) ? 2 : 4);
542
543         notify_die("Oops - bad syscall(2)", regs, &info, no, 0);
544         return 0;
545 }
546
547 #ifdef CONFIG_TLS_REG_EMUL
548
549 /*
550  * We might be running on an ARMv6+ processor which should have the TLS
551  * register but for some reason we can't use it, or maybe an SMP system
552  * using a pre-ARMv6 processor (there are apparently a few prototypes like
553  * that in existence) and therefore access to that register must be
554  * emulated.
555  */
556
557 static int get_tp_trap(struct pt_regs *regs, unsigned int instr)
558 {
559         int reg = (instr >> 12) & 15;
560         if (reg == 15)
561                 return 1;
562         regs->uregs[reg] = current_thread_info()->tp_value;
563         regs->ARM_pc += 4;
564         return 0;
565 }
566
567 static struct undef_hook arm_mrc_hook = {
568         .instr_mask     = 0x0fff0fff,
569         .instr_val      = 0x0e1d0f70,
570         .cpsr_mask      = PSR_T_BIT,
571         .cpsr_val       = 0,
572         .fn             = get_tp_trap,
573 };
574
575 static int __init arm_mrc_hook_init(void)
576 {
577         register_undef_hook(&arm_mrc_hook);
578         return 0;
579 }
580
581 late_initcall(arm_mrc_hook_init);
582
583 #endif
584
585 void __bad_xchg(volatile void *ptr, int size)
586 {
587         printk("xchg: bad data size: pc 0x%p, ptr 0x%p, size %d\n",
588                 __builtin_return_address(0), ptr, size);
589         BUG();
590 }
591 EXPORT_SYMBOL(__bad_xchg);
592
593 /*
594  * A data abort trap was taken, but we did not handle the instruction.
595  * Try to abort the user program, or panic if it was the kernel.
596  */
597 asmlinkage void
598 baddataabort(int code, unsigned long instr, struct pt_regs *regs)
599 {
600         unsigned long addr = instruction_pointer(regs);
601         siginfo_t info;
602
603 #ifdef CONFIG_DEBUG_USER
604         if (user_debug & UDBG_BADABORT) {
605                 printk(KERN_ERR "[%d] %s: bad data abort: code %d instr 0x%08lx\n",
606                         current->pid, current->comm, code, instr);
607                 dump_instr(regs);
608                 show_pte(current->mm, addr);
609         }
610 #endif
611
612         info.si_signo = SIGILL;
613         info.si_errno = 0;
614         info.si_code  = ILL_ILLOPC;
615         info.si_addr  = (void __user *)addr;
616
617         notify_die("unknown data abort code", regs, &info, instr, 0);
618 }
619
620 volatile void __bug(const char *file, int line, void *data)
621 {
622         printk(KERN_CRIT"kernel BUG at %s:%d!", file, line);
623         if (data)
624                 printk(" - extra data = %p", data);
625         printk("\n");
626         *(int *)0 = 0;
627 }
628 EXPORT_SYMBOL(__bug);
629
630 void __readwrite_bug(const char *fn)
631 {
632         printk("%s called, but not implemented\n", fn);
633         BUG();
634 }
635 EXPORT_SYMBOL(__readwrite_bug);
636
637 void __pte_error(const char *file, int line, unsigned long val)
638 {
639         printk("%s:%d: bad pte %08lx.\n", file, line, val);
640 }
641
642 void __pmd_error(const char *file, int line, unsigned long val)
643 {
644         printk("%s:%d: bad pmd %08lx.\n", file, line, val);
645 }
646
647 void __pgd_error(const char *file, int line, unsigned long val)
648 {
649         printk("%s:%d: bad pgd %08lx.\n", file, line, val);
650 }
651
652 asmlinkage void __div0(void)
653 {
654         printk("Division by zero in kernel.\n");
655         dump_stack();
656 }
657 EXPORT_SYMBOL(__div0);
658
659 void abort(void)
660 {
661         BUG();
662
663         /* if that doesn't kill us, halt */
664         panic("Oops failed to kill thread");
665 }
666 EXPORT_SYMBOL(abort);
667
668 void __init trap_init(void)
669 {
670         extern char __stubs_start[], __stubs_end[];
671         extern char __vectors_start[], __vectors_end[];
672         extern char __kuser_helper_start[], __kuser_helper_end[];
673         int kuser_sz = __kuser_helper_end - __kuser_helper_start;
674
675         /*
676          * Copy the vectors, stubs and kuser helpers (in entry-armv.S)
677          * into the vector page, mapped at 0xffff0000, and ensure these
678          * are visible to the instruction stream.
679          */
680         memcpy((void *)0xffff0000, __vectors_start, __vectors_end - __vectors_start);
681         memcpy((void *)0xffff0200, __stubs_start, __stubs_end - __stubs_start);
682         memcpy((void *)0xffff1000 - kuser_sz, __kuser_helper_start, kuser_sz);
683
684         /*
685          * Copy signal return handlers into the vector page, and
686          * set sigreturn to be a pointer to these.
687          */
688         memcpy((void *)KERN_SIGRETURN_CODE, sigreturn_codes,
689                sizeof(sigreturn_codes));
690
691         flush_icache_range(0xffff0000, 0xffff0000 + PAGE_SIZE);
692         modify_domain(DOMAIN_USER, DOMAIN_CLIENT);
693 }