Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * arch/arm/kernel/unwind.c
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 2008 ARM Limited
5 : : *
6 : : * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7 : : * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8 : : * published by the Free Software Foundation.
9 : : *
10 : : * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11 : : * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 : : * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
13 : : * GNU General Public License for more details.
14 : : *
15 : : * You should have received a copy of the GNU General Public License
16 : : * along with this program; if not, write to the Free Software
17 : : * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
18 : : *
19 : : *
20 : : * Stack unwinding support for ARM
21 : : *
22 : : * An ARM EABI version of gcc is required to generate the unwind
23 : : * tables. For information about the structure of the unwind tables,
24 : : * see "Exception Handling ABI for the ARM Architecture" at:
25 : : *
26 : : * http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.subset.swdev.abi/index.html
27 : : */
28 : :
29 : : #ifndef __CHECKER__
30 : : #if !defined (__ARM_EABI__)
31 : : #warning Your compiler does not have EABI support.
32 : : #warning ARM unwind is known to compile only with EABI compilers.
33 : : #warning Change compiler or disable ARM_UNWIND option.
34 : : #elif (__GNUC__ == 4 && __GNUC_MINOR__ <= 2) && !defined(__clang__)
35 : : #warning Your compiler is too buggy; it is known to not compile ARM unwind support.
36 : : #warning Change compiler or disable ARM_UNWIND option.
37 : : #endif
38 : : #endif /* __CHECKER__ */
39 : :
40 : : #include <linux/kernel.h>
41 : : #include <linux/init.h>
42 : : #include <linux/export.h>
43 : : #include <linux/sched.h>
44 : : #include <linux/slab.h>
45 : : #include <linux/spinlock.h>
46 : : #include <linux/list.h>
47 : :
48 : : #include <asm/stacktrace.h>
49 : : #include <asm/traps.h>
50 : : #include <asm/unwind.h>
51 : :
52 : : /* Dummy functions to avoid linker complaints */
53 : 0 : void __aeabi_unwind_cpp_pr0(void)
54 : : {
55 : 0 : };
56 : : EXPORT_SYMBOL(__aeabi_unwind_cpp_pr0);
57 : :
58 : 0 : void __aeabi_unwind_cpp_pr1(void)
59 : : {
60 : 0 : };
61 : : EXPORT_SYMBOL(__aeabi_unwind_cpp_pr1);
62 : :
63 : 0 : void __aeabi_unwind_cpp_pr2(void)
64 : : {
65 : 0 : };
66 : : EXPORT_SYMBOL(__aeabi_unwind_cpp_pr2);
67 : :
68 : : struct unwind_ctrl_block {
69 : : unsigned long vrs[16]; /* virtual register set */
70 : : const unsigned long *insn; /* pointer to the current instructions word */
71 : : int entries; /* number of entries left to interpret */
72 : : int byte; /* current byte number in the instructions word */
73 : : };
74 : :
75 : : enum regs {
76 : : #ifdef CONFIG_THUMB2_KERNEL
77 : : FP = 7,
78 : : #else
79 : : FP = 11,
80 : : #endif
81 : : SP = 13,
82 : : LR = 14,
83 : : PC = 15
84 : : };
85 : :
86 : : extern const struct unwind_idx __start_unwind_idx[];
87 : : static const struct unwind_idx *__origin_unwind_idx;
88 : : extern const struct unwind_idx __stop_unwind_idx[];
89 : :
90 : : static DEFINE_SPINLOCK(unwind_lock);
91 : : static LIST_HEAD(unwind_tables);
92 : :
93 : : /* Convert a prel31 symbol to an absolute address */
94 : : #define prel31_to_addr(ptr) \
95 : : ({ \
96 : : /* sign-extend to 32 bits */ \
97 : : long offset = (((long)*(ptr)) << 1) >> 1; \
98 : : (unsigned long)(ptr) + offset; \
99 : : })
100 : :
101 : : /*
102 : : * Binary search in the unwind index. The entries are
103 : : * guaranteed to be sorted in ascending order by the linker.
104 : : *
105 : : * start = first entry
106 : : * origin = first entry with positive offset (or stop if there is no such entry)
107 : : * stop - 1 = last entry
108 : : */
109 : 0 : static const struct unwind_idx *search_index(unsigned long addr,
110 : : const struct unwind_idx *start,
111 : : const struct unwind_idx *origin,
112 : : const struct unwind_idx *stop)
113 : : {
114 : : unsigned long addr_prel31;
115 : :
116 : : pr_debug("%s(%08lx, %p, %p, %p)\n",
117 : : __func__, addr, start, origin, stop);
118 : :
119 : : /*
120 : : * only search in the section with the matching sign. This way the
121 : : * prel31 numbers can be compared as unsigned longs.
122 : : */
123 [ - + ]: 23472 : if (addr < (unsigned long)start)
124 : : /* negative offsets: [start; origin) */
125 : : stop = origin;
126 : : else
127 : : /* positive offsets: [origin; stop) */
128 : : start = origin;
129 : :
130 : : /* prel31 for address relavive to start */
131 : 23472 : addr_prel31 = (addr - (unsigned long)start) & 0x7fffffff;
132 : :
133 [ + + ]: 352116 : while (start < stop - 1) {
134 : 328644 : const struct unwind_idx *mid = start + ((stop - start) >> 1);
135 : :
136 : : /*
137 : : * As addr_prel31 is relative to start an offset is needed to
138 : : * make it relative to mid.
139 : : */
140 [ + + ]: 328644 : if (addr_prel31 - ((unsigned long)mid - (unsigned long)start) <
141 : 328644 : mid->addr_offset)
142 : : stop = mid;
143 : : else {
144 : : /* keep addr_prel31 relative to start */
145 : : addr_prel31 -= ((unsigned long)mid -
146 : : (unsigned long)start);
147 : : start = mid;
148 : : }
149 : : }
150 : :
151 [ - + ]: 23472 : if (likely(start->addr_offset <= addr_prel31))
152 : : return start;
153 : : else {
154 : 0 : pr_warning("unwind: Unknown symbol address %08lx\n", addr);
155 : 0 : return NULL;
156 : : }
157 : : }
158 : :
159 : : static const struct unwind_idx *unwind_find_origin(
160 : : const struct unwind_idx *start, const struct unwind_idx *stop)
161 : : {
162 : : pr_debug("%s(%p, %p)\n", __func__, start, stop);
163 [ # # ][ + + ]: 16 : while (start < stop) {
164 : 15 : const struct unwind_idx *mid = start + ((stop - start) >> 1);
165 : :
166 [ # # ][ + + ]: 15 : if (mid->addr_offset >= 0x40000000)
167 : : /* negative offset */
168 : 9 : start = mid + 1;
169 : : else
170 : : /* positive offset */
171 : : stop = mid;
172 : : }
173 : : pr_debug("%s -> %p\n", __func__, stop);
174 : : return stop;
175 : : }
176 : :
177 : 0 : static const struct unwind_idx *unwind_find_idx(unsigned long addr)
178 : : {
179 : : const struct unwind_idx *idx = NULL;
180 : : unsigned long flags;
181 : :
182 : : pr_debug("%s(%08lx)\n", __func__, addr);
183 : :
184 [ + - ]: 23472 : if (core_kernel_text(addr)) {
185 [ + ]: 23472 : if (unlikely(!__origin_unwind_idx))
186 : 1 : __origin_unwind_idx =
187 : : unwind_find_origin(__start_unwind_idx,
188 : : __stop_unwind_idx);
189 : :
190 : : /* main unwind table */
191 : 0 : idx = search_index(addr, __start_unwind_idx,
192 : : __origin_unwind_idx,
193 : : __stop_unwind_idx);
194 : : } else {
195 : : /* module unwind tables */
196 : : struct unwind_table *table;
197 : :
198 : 0 : spin_lock_irqsave(&unwind_lock, flags);
199 [ # # ]: 0 : list_for_each_entry(table, &unwind_tables, list) {
200 [ # # ][ # # ]: 0 : if (addr >= table->begin_addr &&
201 : 0 : addr < table->end_addr) {
202 : 0 : idx = search_index(addr, table->start,
203 : : table->origin,
204 : : table->stop);
205 : : /* Move-to-front to exploit common traces */
206 : : list_move(&table->list, &unwind_tables);
207 : : break;
208 : : }
209 : : }
210 : : spin_unlock_irqrestore(&unwind_lock, flags);
211 : : }
212 : :
213 : : pr_debug("%s: idx = %p\n", __func__, idx);
214 : 23472 : return idx;
215 : : }
216 : :
217 : 0 : static unsigned long unwind_get_byte(struct unwind_ctrl_block *ctrl)
218 : : {
219 : : unsigned long ret;
220 : :
221 [ - + ]: 23581 : if (ctrl->entries <= 0) {
222 : 0 : pr_warning("unwind: Corrupt unwind table\n");
223 : 0 : return 0;
224 : : }
225 : :
226 : 23581 : ret = (*ctrl->insn >> (ctrl->byte * 8)) & 0xff;
227 : :
228 [ + + ]: 23581 : if (ctrl->byte == 0) {
229 : 53 : ctrl->insn++;
230 : 53 : ctrl->entries--;
231 : 53 : ctrl->byte = 3;
232 : : } else
233 : 23528 : ctrl->byte--;
234 : :
235 : 23581 : return ret;
236 : : }
237 : :
238 : : /*
239 : : * Execute the current unwind instruction.
240 : : */
241 : 0 : static int unwind_exec_insn(struct unwind_ctrl_block *ctrl)
242 : : {
243 : 23565 : unsigned long insn = unwind_get_byte(ctrl);
244 : :
245 : : pr_debug("%s: insn = %08lx\n", __func__, insn);
246 : :
247 [ + + ]: 47130 : if ((insn & 0xc0) == 0x00)
248 : 42 : ctrl->vrs[SP] += ((insn & 0x3f) << 2) + 4;
249 [ - + ]: 47088 : else if ((insn & 0xc0) == 0x40)
250 : 0 : ctrl->vrs[SP] -= ((insn & 0x3f) << 2) + 4;
251 [ + + ]: 47088 : else if ((insn & 0xf0) == 0x80) {
252 : : unsigned long mask;
253 : 5 : unsigned long *vsp = (unsigned long *)ctrl->vrs[SP];
254 : : int load_sp, reg = 4;
255 : :
256 : 5 : insn = (insn << 8) | unwind_get_byte(ctrl);
257 : 5 : mask = insn & 0x0fff;
258 [ - + ]: 5 : if (mask == 0) {
259 : 0 : pr_warning("unwind: 'Refuse to unwind' instruction %04lx\n",
260 : : insn);
261 : 0 : return -URC_FAILURE;
262 : : }
263 : :
264 : : /* pop R4-R15 according to mask */
265 : 5 : load_sp = mask & (1 << (13 - 4));
266 [ + + ]: 60 : while (mask) {
267 [ + + ]: 55 : if (mask & 1)
268 : 40 : ctrl->vrs[reg] = *vsp++;
269 : 55 : mask >>= 1;
270 : 55 : reg++;
271 : : }
272 [ + - ]: 5 : if (!load_sp)
273 : 5 : ctrl->vrs[SP] = (unsigned long)vsp;
274 [ + + ][ + - ]: 23518 : } else if ((insn & 0xf0) == 0x90 &&
275 : 23420 : (insn & 0x0d) != 0x0d)
276 : 23420 : ctrl->vrs[SP] = ctrl->vrs[insn & 0x0f];
277 [ + + ]: 98 : else if ((insn & 0xf0) == 0xa0) {
278 : 47 : unsigned long *vsp = (unsigned long *)ctrl->vrs[SP];
279 : : int reg;
280 : :
281 : : /* pop R4-R[4+bbb] */
282 [ + + ]: 375 : for (reg = 4; reg <= 4 + (insn & 7); reg++)
283 : 328 : ctrl->vrs[reg] = *vsp++;
284 [ + - ]: 47 : if (insn & 0x80)
285 : 47 : ctrl->vrs[14] = *vsp++;
286 : 47 : ctrl->vrs[SP] = (unsigned long)vsp;
287 [ + + ]: 51 : } else if (insn == 0xb0) {
288 [ + - ]: 40 : if (ctrl->vrs[PC] == 0)
289 : 40 : ctrl->vrs[PC] = ctrl->vrs[LR];
290 : : /* no further processing */
291 : 40 : ctrl->entries = 0;
292 [ + - ]: 11 : } else if (insn == 0xb1) {
293 : 11 : unsigned long mask = unwind_get_byte(ctrl);
294 : 11 : unsigned long *vsp = (unsigned long *)ctrl->vrs[SP];
295 : : int reg = 0;
296 : :
297 [ + - ][ + - ]: 11 : if (mask == 0 || mask & 0xf0) {
298 : 0 : pr_warning("unwind: Spare encoding %04lx\n",
299 : : (insn << 8) | mask);
300 : 0 : return -URC_FAILURE;
301 : : }
302 : :
303 : : /* pop R0-R3 according to mask */
304 [ + + ]: 55 : while (mask) {
305 [ + + ]: 44 : if (mask & 1)
306 : 12 : ctrl->vrs[reg] = *vsp++;
307 : 44 : mask >>= 1;
308 : 44 : reg++;
309 : : }
310 : 11 : ctrl->vrs[SP] = (unsigned long)vsp;
311 [ # # ]: 0 : } else if (insn == 0xb2) {
312 : 0 : unsigned long uleb128 = unwind_get_byte(ctrl);
313 : :
314 : 0 : ctrl->vrs[SP] += 0x204 + (uleb128 << 2);
315 : : } else {
316 : 0 : pr_warning("unwind: Unhandled instruction %02lx\n", insn);
317 : 0 : return -URC_FAILURE;
318 : : }
319 : :
320 : : pr_debug("%s: fp = %08lx sp = %08lx lr = %08lx pc = %08lx\n", __func__,
321 : : ctrl->vrs[FP], ctrl->vrs[SP], ctrl->vrs[LR], ctrl->vrs[PC]);
322 : :
323 : : return URC_OK;
324 : : }
325 : :
326 : : /*
327 : : * Unwind a single frame starting with *sp for the symbol at *pc. It
328 : : * updates the *pc and *sp with the new values.
329 : : */
330 : 0 : int unwind_frame(struct stackframe *frame)
331 : : {
332 : : unsigned long high, low;
333 : : const struct unwind_idx *idx;
334 : : struct unwind_ctrl_block ctrl;
335 : :
336 : : /* only go to a higher address on the stack */
337 : 23472 : low = frame->sp;
338 : 23472 : high = ALIGN(low, THREAD_SIZE);
339 : :
340 : : pr_debug("%s(pc = %08lx lr = %08lx sp = %08lx)\n", __func__,
341 : : frame->pc, frame->lr, frame->sp);
342 : :
343 [ + - ]: 23472 : if (!kernel_text_address(frame->pc))
344 : : return -URC_FAILURE;
345 : :
346 : 23472 : idx = unwind_find_idx(frame->pc);
347 [ - + ]: 23472 : if (!idx) {
348 : 0 : pr_warning("unwind: Index not found %08lx\n", frame->pc);
349 : 0 : return -URC_FAILURE;
350 : : }
351 : :
352 : 23472 : ctrl.vrs[FP] = frame->fp;
353 : 23472 : ctrl.vrs[SP] = frame->sp;
354 : 23472 : ctrl.vrs[LR] = frame->lr;
355 : 23472 : ctrl.vrs[PC] = 0;
356 : :
357 [ + ]: 23472 : if (idx->insn == 1)
358 : : /* can't unwind */
359 : : return -URC_FAILURE;
360 [ + + ]: 46938 : else if ((idx->insn & 0x80000000) == 0)
361 : : /* prel31 to the unwind table */
362 : 23477 : ctrl.insn = (unsigned long *)prel31_to_addr(&idx->insn);
363 [ + - ]: 23461 : else if ((idx->insn & 0xff000000) == 0x80000000)
364 : : /* only personality routine 0 supported in the index */
365 : 23461 : ctrl.insn = &idx->insn;
366 : : else {
367 : 0 : pr_warning("unwind: Unsupported personality routine %08lx in the index at %p\n",
368 : : idx->insn, idx);
369 : 0 : return -URC_FAILURE;
370 : : }
371 : :
372 : : /* check the personality routine */
373 [ + + ]: 23466 : if ((*ctrl.insn & 0xff000000) == 0x80000000) {
374 : 23461 : ctrl.byte = 2;
375 : 23461 : ctrl.entries = 1;
376 [ + - ]: 5 : } else if ((*ctrl.insn & 0xff000000) == 0x81000000) {
377 : 5 : ctrl.byte = 1;
378 : 5 : ctrl.entries = 1 + ((*ctrl.insn & 0x00ff0000) >> 16);
379 : : } else {
380 : 0 : pr_warning("unwind: Unsupported personality routine %08lx at %p\n",
381 : : *ctrl.insn, ctrl.insn);
382 : 0 : return -URC_FAILURE;
383 : : }
384 : :
385 [ + + ]: 23617 : while (ctrl.entries > 0) {
386 : 23565 : int urc = unwind_exec_insn(&ctrl);
387 [ + - ]: 23565 : if (urc < 0)
388 : : return urc;
389 [ + + ][ + - ]: 47031 : if (ctrl.vrs[SP] < low || ctrl.vrs[SP] >= high)
390 : : return -URC_FAILURE;
391 : : }
392 : :
393 [ + + ]: 52 : if (ctrl.vrs[PC] == 0)
394 : 12 : ctrl.vrs[PC] = ctrl.vrs[LR];
395 : :
396 : : /* check for infinite loop */
397 [ + - ]: 52 : if (frame->pc == ctrl.vrs[PC])
398 : : return -URC_FAILURE;
399 : :
400 : 52 : frame->fp = ctrl.vrs[FP];
401 : 52 : frame->sp = ctrl.vrs[SP];
402 : 52 : frame->lr = ctrl.vrs[LR];
403 : 52 : frame->pc = ctrl.vrs[PC];
404 : :
405 : 52 : return URC_OK;
406 : : }
407 : :
408 : 0 : void unwind_backtrace(struct pt_regs *regs, struct task_struct *tsk)
409 : : {
410 : : struct stackframe frame;
411 : :
412 : : pr_debug("%s(regs = %p tsk = %p)\n", __func__, regs, tsk);
413 : :
414 [ + - ]: 4 : if (!tsk)
415 : 4 : tsk = current;
416 : :
417 [ - + ]: 4 : if (regs) {
418 : 0 : frame.fp = regs->ARM_fp;
419 : 0 : frame.sp = regs->ARM_sp;
420 : 0 : frame.lr = regs->ARM_lr;
421 : : /* PC might be corrupted, use LR in that case. */
422 : 0 : frame.pc = kernel_text_address(regs->ARM_pc)
423 [ + - ]: 4 : ? regs->ARM_pc : regs->ARM_lr;
424 [ + - ]: 4 : } else if (tsk == current) {
425 : 4 : frame.fp = (unsigned long)__builtin_frame_address(0);
426 : 4 : frame.sp = __builtin_stack_pointer();
427 : 4 : frame.lr = (unsigned long)__builtin_return_address(0);
428 : 4 : frame.pc = (unsigned long)unwind_backtrace;
429 : : } else {
430 : : /* task blocked in __switch_to */
431 : 0 : frame.fp = thread_saved_fp(tsk);
432 : 0 : frame.sp = thread_saved_sp(tsk);
433 : : /*
434 : : * The function calling __switch_to cannot be a leaf function
435 : : * so LR is recovered from the stack.
436 : : */
437 : 0 : frame.lr = 0;
438 : 4 : frame.pc = thread_saved_pc(tsk);
439 : : }
440 : :
441 : : while (1) {
442 : : int urc;
443 : 44 : unsigned long where = frame.pc;
444 : :
445 : 44 : urc = unwind_frame(&frame);
446 [ + + ]: 44 : if (urc < 0)
447 : : break;
448 : 40 : dump_backtrace_entry(where, frame.pc, frame.sp - 4);
449 : 40 : }
450 : 4 : }
451 : :
452 : 0 : struct unwind_table *unwind_table_add(unsigned long start, unsigned long size,
453 : : unsigned long text_addr,
454 : : unsigned long text_size)
455 : : {
456 : : unsigned long flags;
457 : : struct unwind_table *tab = kmalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
458 : :
459 : : pr_debug("%s(%08lx, %08lx, %08lx, %08lx)\n", __func__, start, size,
460 : : text_addr, text_size);
461 : :
462 [ # # ]: 0 : if (!tab)
463 : : return tab;
464 : :
465 : 0 : tab->start = (const struct unwind_idx *)start;
466 : 0 : tab->stop = (const struct unwind_idx *)(start + size);
467 : 0 : tab->origin = unwind_find_origin(tab->start, tab->stop);
468 : 0 : tab->begin_addr = text_addr;
469 : 0 : tab->end_addr = text_addr + text_size;
470 : :
471 : 0 : spin_lock_irqsave(&unwind_lock, flags);
472 : 0 : list_add_tail(&tab->list, &unwind_tables);
473 : : spin_unlock_irqrestore(&unwind_lock, flags);
474 : :
475 : 0 : return tab;
476 : : }
477 : :
478 : 0 : void unwind_table_del(struct unwind_table *tab)
479 : : {
480 : : unsigned long flags;
481 : :
482 [ # # ]: 0 : if (!tab)
483 : 0 : return;
484 : :
485 : 0 : spin_lock_irqsave(&unwind_lock, flags);
486 : : list_del(&tab->list);
487 : : spin_unlock_irqrestore(&unwind_lock, flags);
488 : :
489 : 0 : kfree(tab);
490 : : }
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