Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * linux/arch/arm/kernel/swp_emulate.c
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 2009 ARM Limited
5 : : * __user_* functions adapted from include/asm/uaccess.h
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 : : * Implements emulation of the SWP/SWPB instructions using load-exclusive and
12 : : * store-exclusive for processors that have them disabled (or future ones that
13 : : * might not implement them).
14 : : *
15 : : * Syntax of SWP{B} instruction: SWP{B}<c> <Rt>, <Rt2>, [<Rn>]
16 : : * Where: Rt = destination
17 : : * Rt2 = source
18 : : * Rn = address
19 : : */
20 : :
21 : : #include <linux/init.h>
22 : : #include <linux/kernel.h>
23 : : #include <linux/proc_fs.h>
24 : : #include <linux/seq_file.h>
25 : : #include <linux/sched.h>
26 : : #include <linux/syscalls.h>
27 : : #include <linux/perf_event.h>
28 : :
29 : : #include <asm/opcodes.h>
30 : : #include <asm/traps.h>
31 : : #include <asm/uaccess.h>
32 : :
33 : : /*
34 : : * Error-checking SWP macros implemented using ldrex{b}/strex{b}
35 : : */
36 : : #define __user_swpX_asm(data, addr, res, temp, B) \
37 : : __asm__ __volatile__( \
38 : : " mov %2, %1\n" \
39 : : "0: ldrex"B" %1, [%3]\n" \
40 : : "1: strex"B" %0, %2, [%3]\n" \
41 : : " cmp %0, #0\n" \
42 : : " movne %0, %4\n" \
43 : : "2:\n" \
44 : : " .section .fixup,\"ax\"\n" \
45 : : " .align 2\n" \
46 : : "3: mov %0, %5\n" \
47 : : " b 2b\n" \
48 : : " .previous\n" \
49 : : " .section __ex_table,\"a\"\n" \
50 : : " .align 3\n" \
51 : : " .long 0b, 3b\n" \
52 : : " .long 1b, 3b\n" \
53 : : " .previous" \
54 : : : "=&r" (res), "+r" (data), "=&r" (temp) \
55 : : : "r" (addr), "i" (-EAGAIN), "i" (-EFAULT) \
56 : : : "cc", "memory")
57 : :
58 : : #define __user_swp_asm(data, addr, res, temp) \
59 : : __user_swpX_asm(data, addr, res, temp, "")
60 : : #define __user_swpb_asm(data, addr, res, temp) \
61 : : __user_swpX_asm(data, addr, res, temp, "b")
62 : :
63 : : /*
64 : : * Macros/defines for extracting register numbers from instruction.
65 : : */
66 : : #define EXTRACT_REG_NUM(instruction, offset) \
67 : : (((instruction) & (0xf << (offset))) >> (offset))
68 : : #define RN_OFFSET 16
69 : : #define RT_OFFSET 12
70 : : #define RT2_OFFSET 0
71 : : /*
72 : : * Bit 22 of the instruction encoding distinguishes between
73 : : * the SWP and SWPB variants (bit set means SWPB).
74 : : */
75 : : #define TYPE_SWPB (1 << 22)
76 : :
77 : : static unsigned long swpcounter;
78 : : static unsigned long swpbcounter;
79 : : static unsigned long abtcounter;
80 : : static pid_t previous_pid;
81 : :
82 : : #ifdef CONFIG_PROC_FS
83 : 0 : static int proc_status_show(struct seq_file *m, void *v)
84 : : {
85 : 1 : seq_printf(m, "Emulated SWP:\t\t%lu\n", swpcounter);
86 : 1 : seq_printf(m, "Emulated SWPB:\t\t%lu\n", swpbcounter);
87 : 1 : seq_printf(m, "Aborted SWP{B}:\t\t%lu\n", abtcounter);
88 [ - + ]: 1 : if (previous_pid != 0)
89 : 0 : seq_printf(m, "Last process:\t\t%d\n", previous_pid);
90 : 0 : return 0;
91 : : }
92 : :
93 : 0 : static int proc_status_open(struct inode *inode, struct file *file)
94 : : {
95 : 1 : return single_open(file, proc_status_show, PDE_DATA(inode));
96 : : }
97 : :
98 : : static const struct file_operations proc_status_fops = {
99 : : .open = proc_status_open,
100 : : .read = seq_read,
101 : : .llseek = seq_lseek,
102 : : .release = single_release,
103 : : };
104 : : #endif
105 : :
106 : : /*
107 : : * Set up process info to signal segmentation fault - called on access error.
108 : : */
109 : 0 : static void set_segfault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
110 : : {
111 : : siginfo_t info;
112 : :
113 : 0 : down_read(¤t->mm->mmap_sem);
114 [ # # ]: 0 : if (find_vma(current->mm, addr) == NULL)
115 : 0 : info.si_code = SEGV_MAPERR;
116 : : else
117 : 0 : info.si_code = SEGV_ACCERR;
118 : 0 : up_read(¤t->mm->mmap_sem);
119 : :
120 : 0 : info.si_signo = SIGSEGV;
121 : 0 : info.si_errno = 0;
122 : 0 : info.si_addr = (void *) instruction_pointer(regs);
123 : :
124 : : pr_debug("SWP{B} emulation: access caused memory abort!\n");
125 : 0 : arm_notify_die("Illegal memory access", regs, &info, 0, 0);
126 : :
127 : 0 : abtcounter++;
128 : 0 : }
129 : :
130 : 0 : static int emulate_swpX(unsigned int address, unsigned int *data,
131 : : unsigned int type)
132 : : {
133 : : unsigned int res = 0;
134 : :
135 [ # # ][ # # ]: 0 : if ((type != TYPE_SWPB) && (address & 0x3)) {
136 : : /* SWP to unaligned address not permitted */
137 : : pr_debug("SWP instruction on unaligned pointer!\n");
138 : : return -EFAULT;
139 : : }
140 : :
141 : : while (1) {
142 : : unsigned long temp;
143 : :
144 : : /*
145 : : * Barrier required between accessing protected resource and
146 : : * releasing a lock for it. Legacy code might not have done
147 : : * this, and we cannot determine that this is not the case
148 : : * being emulated, so insert always.
149 : : */
150 : 0 : smp_mb();
151 : :
152 [ # # ]: 0 : if (type == TYPE_SWPB)
153 : 0 : __user_swpb_asm(*data, address, res, temp);
154 : : else
155 : 0 : __user_swp_asm(*data, address, res, temp);
156 : :
157 [ # # ][ # # ]: 0 : if (likely(res != -EAGAIN) || signal_pending(current))
158 : : break;
159 : :
160 : 0 : cond_resched();
161 : 0 : }
162 : :
163 [ # # ]: 0 : if (res == 0) {
164 : : /*
165 : : * Barrier also required between acquiring a lock for a
166 : : * protected resource and accessing the resource. Inserted for
167 : : * same reason as above.
168 : : */
169 : 0 : smp_mb();
170 : :
171 [ # # ]: 0 : if (type == TYPE_SWPB)
172 : 0 : swpbcounter++;
173 : : else
174 : 0 : swpcounter++;
175 : : }
176 : :
177 : 0 : return res;
178 : : }
179 : :
180 : : /*
181 : : * swp_handler logs the id of calling process, dissects the instruction, sanity
182 : : * checks the memory location, calls emulate_swpX for the actual operation and
183 : : * deals with fixup/error handling before returning
184 : : */
185 : 0 : static int swp_handler(struct pt_regs *regs, unsigned int instr)
186 : : {
187 : : unsigned int address, destreg, data, type;
188 : : unsigned int res = 0;
189 : :
190 : 0 : perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_EMULATION_FAULTS, 1, regs, regs->ARM_pc);
191 : :
192 : 0 : res = arm_check_condition(instr, regs->ARM_cpsr);
193 [ # # # # ]: 0 : switch (res) {
194 : : case ARM_OPCODE_CONDTEST_PASS:
195 : : break;
196 : : case ARM_OPCODE_CONDTEST_FAIL:
197 : : /* Condition failed - return to next instruction */
198 : 0 : regs->ARM_pc += 4;
199 : 0 : return 0;
200 : : case ARM_OPCODE_CONDTEST_UNCOND:
201 : : /* If unconditional encoding - not a SWP, undef */
202 : : return -EFAULT;
203 : : default:
204 : 0 : return -EINVAL;
205 : : }
206 : :
207 [ # # ]: 0 : if (current->pid != previous_pid) {
208 : : pr_debug("\"%s\" (%ld) uses deprecated SWP{B} instruction\n",
209 : : current->comm, (unsigned long)current->pid);
210 : 0 : previous_pid = current->pid;
211 : : }
212 : :
213 : 0 : address = regs->uregs[EXTRACT_REG_NUM(instr, RN_OFFSET)];
214 : 0 : data = regs->uregs[EXTRACT_REG_NUM(instr, RT2_OFFSET)];
215 : 0 : destreg = EXTRACT_REG_NUM(instr, RT_OFFSET);
216 : :
217 : 0 : type = instr & TYPE_SWPB;
218 : :
219 : : pr_debug("addr in r%d->0x%08x, dest is r%d, source in r%d->0x%08x)\n",
220 : : EXTRACT_REG_NUM(instr, RN_OFFSET), address,
221 : : destreg, EXTRACT_REG_NUM(instr, RT2_OFFSET), data);
222 : :
223 : : /* Check access in reasonable access range for both SWP and SWPB */
224 [ # # ]: 0 : if (!access_ok(VERIFY_WRITE, (address & ~3), 4)) {
225 : : pr_debug("SWP{B} emulation: access to %p not allowed!\n",
226 : : (void *)address);
227 : : res = -EFAULT;
228 : : } else {
229 : 0 : res = emulate_swpX(address, &data, type);
230 : : }
231 : :
232 [ # # ]: 0 : if (res == 0) {
233 : : /*
234 : : * On successful emulation, revert the adjustment to the PC
235 : : * made in kernel/traps.c in order to resume execution at the
236 : : * instruction following the SWP{B}.
237 : : */
238 : 0 : regs->ARM_pc += 4;
239 : 0 : regs->uregs[destreg] = data;
240 [ # # ]: 0 : } else if (res == -EFAULT) {
241 : : /*
242 : : * Memory errors do not mean emulation failed.
243 : : * Set up signal info to return SEGV, then return OK
244 : : */
245 : 0 : set_segfault(regs, address);
246 : : }
247 : :
248 : : return 0;
249 : : }
250 : :
251 : : /*
252 : : * Only emulate SWP/SWPB executed in ARM state/User mode.
253 : : * The kernel must be SWP free and SWP{B} does not exist in Thumb/ThumbEE.
254 : : */
255 : : static struct undef_hook swp_hook = {
256 : : .instr_mask = 0x0fb00ff0,
257 : : .instr_val = 0x01000090,
258 : : .cpsr_mask = MODE_MASK | PSR_T_BIT | PSR_J_BIT,
259 : : .cpsr_val = USR_MODE,
260 : : .fn = swp_handler
261 : : };
262 : :
263 : : /*
264 : : * Register handler and create status file in /proc/cpu
265 : : * Invoked as late_initcall, since not needed before init spawned.
266 : : */
267 : 0 : static int __init swp_emulation_init(void)
268 : : {
269 : : #ifdef CONFIG_PROC_FS
270 [ # # ]: 0 : if (!proc_create("cpu/swp_emulation", S_IRUGO, NULL, &proc_status_fops))
271 : : return -ENOMEM;
272 : : #endif /* CONFIG_PROC_FS */
273 : :
274 : 0 : printk(KERN_NOTICE "Registering SWP/SWPB emulation handler\n");
275 : 0 : register_undef_hook(&swp_hook);
276 : :
277 : 0 : return 0;
278 : : }
279 : :
280 : : late_initcall(swp_emulation_init);
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