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