LCOV - code coverage report
Current view: top level - arch/arm/kernel - swp_emulate.c (source / functions) Hit Total Coverage
Test: Real Lines: 6 54 11.1 %
Date: 2020-10-17 15:46:43 Functions: 0 5 0.0 %
Legend: Neither, QEMU, Real, Both Branches: 0 0 -

           Branch data     Line data    Source code
       1                 :            : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
       2                 :            : /*
       3                 :            :  *  linux/arch/arm/kernel/swp_emulate.c
       4                 :            :  *
       5                 :            :  *  Copyright (C) 2009 ARM Limited
       6                 :            :  *  __user_* functions adapted from include/asm/uaccess.h
       7                 :            :  *
       8                 :            :  *  Implements emulation of the SWP/SWPB instructions using load-exclusive and
       9                 :            :  *  store-exclusive for processors that have them disabled (or future ones that
      10                 :            :  *  might not implement them).
      11                 :            :  *
      12                 :            :  *  Syntax of SWP{B} instruction: SWP{B}<c> <Rt>, <Rt2>, [<Rn>]
      13                 :            :  *  Where: Rt  = destination
      14                 :            :  *         Rt2 = source
      15                 :            :  *         Rn  = address
      16                 :            :  */
      17                 :            : 
      18                 :            : #include <linux/init.h>
      19                 :            : #include <linux/kernel.h>
      20                 :            : #include <linux/proc_fs.h>
      21                 :            : #include <linux/seq_file.h>
      22                 :            : #include <linux/sched.h>
      23                 :            : #include <linux/sched/mm.h>
      24                 :            : #include <linux/syscalls.h>
      25                 :            : #include <linux/perf_event.h>
      26                 :            : 
      27                 :            : #include <asm/opcodes.h>
      28                 :            : #include <asm/system_info.h>
      29                 :            : #include <asm/traps.h>
      30                 :            : #include <linux/uaccess.h>
      31                 :            : 
      32                 :            : /*
      33                 :            :  * Error-checking SWP macros implemented using ldrex{b}/strex{b}
      34                 :            :  */
      35                 :            : #define __user_swpX_asm(data, addr, res, temp, B)               \
      36                 :            :         __asm__ __volatile__(                                   \
      37                 :            :         "0:        ldrex"B"      %2, [%3]\n"                        \
      38                 :            :         "1:        strex"B"      %0, %1, [%3]\n"                    \
      39                 :            :         "  cmp             %0, #0\n"                  \
      40                 :            :         "  moveq           %1, %2\n"                  \
      41                 :            :         "  movne           %0, %4\n"                  \
      42                 :            :         "2:\n"                                                        \
      43                 :            :         "  .section         .text.fixup,\"ax\"\n"           \
      44                 :            :         "  .align          2\n"                               \
      45                 :            :         "3:        mov             %0, %5\n"                  \
      46                 :            :         "  b               2b\n"                              \
      47                 :            :         "  .previous\n"                                       \
      48                 :            :         "  .section         __ex_table,\"a\"\n"             \
      49                 :            :         "  .align          3\n"                               \
      50                 :            :         "  .long           0b, 3b\n"                  \
      51                 :            :         "  .long           1b, 3b\n"                  \
      52                 :            :         "  .previous"                                 \
      53                 :            :         : "=&r" (res), "+r" (data), "=&r" (temp)          \
      54                 :            :         : "r" (addr), "i" (-EAGAIN), "i" (-EFAULT)                \
      55                 :            :         : "cc", "memory")
      56                 :            : 
      57                 :            : #define __user_swp_asm(data, addr, res, temp) \
      58                 :            :         __user_swpX_asm(data, addr, res, temp, "")
      59                 :            : #define __user_swpb_asm(data, addr, res, temp) \
      60                 :            :         __user_swpX_asm(data, addr, res, temp, "b")
      61                 :            : 
      62                 :            : /*
      63                 :            :  * Macros/defines for extracting register numbers from instruction.
      64                 :            :  */
      65                 :            : #define EXTRACT_REG_NUM(instruction, offset) \
      66                 :            :         (((instruction) & (0xf << (offset))) >> (offset))
      67                 :            : #define RN_OFFSET  16
      68                 :            : #define RT_OFFSET  12
      69                 :            : #define RT2_OFFSET  0
      70                 :            : /*
      71                 :            :  * Bit 22 of the instruction encoding distinguishes between
      72                 :            :  * the SWP and SWPB variants (bit set means SWPB).
      73                 :            :  */
      74                 :            : #define TYPE_SWPB (1 << 22)
      75                 :            : 
      76                 :            : static unsigned long swpcounter;
      77                 :            : static unsigned long swpbcounter;
      78                 :            : static unsigned long abtcounter;
      79                 :            : static pid_t         previous_pid;
      80                 :            : 
      81                 :            : #ifdef CONFIG_PROC_FS
      82                 :          0 : static int proc_status_show(struct seq_file *m, void *v)
      83                 :            : {
      84                 :          0 :         seq_printf(m, "Emulated SWP:\t\t%lu\n", swpcounter);
      85                 :          0 :         seq_printf(m, "Emulated SWPB:\t\t%lu\n", swpbcounter);
      86                 :          0 :         seq_printf(m, "Aborted SWP{B}:\t\t%lu\n", abtcounter);
      87                 :          0 :         if (previous_pid != 0)
      88                 :          0 :                 seq_printf(m, "Last process:\t\t%d\n", previous_pid);
      89                 :          0 :         return 0;
      90                 :            : }
      91                 :            : #endif
      92                 :            : 
      93                 :            : /*
      94                 :            :  * Set up process info to signal segmentation fault - called on access error.
      95                 :            :  */
      96                 :          0 : static void set_segfault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
      97                 :            : {
      98                 :            :         int si_code;
      99                 :            : 
     100                 :          0 :         down_read(&current->mm->mmap_sem);
     101                 :          0 :         if (find_vma(current->mm, addr) == NULL)
     102                 :            :                 si_code = SEGV_MAPERR;
     103                 :            :         else
     104                 :            :                 si_code = SEGV_ACCERR;
     105                 :          0 :         up_read(&current->mm->mmap_sem);
     106                 :            : 
     107                 :            :         pr_debug("SWP{B} emulation: access caused memory abort!\n");
     108                 :          0 :         arm_notify_die("Illegal memory access", regs,
     109                 :            :                        SIGSEGV, si_code,
     110                 :          0 :                        (void __user *)instruction_pointer(regs),
     111                 :            :                        0, 0);
     112                 :            : 
     113                 :          0 :         abtcounter++;
     114                 :          0 : }
     115                 :            : 
     116                 :          0 : static int emulate_swpX(unsigned int address, unsigned int *data,
     117                 :            :                         unsigned int type)
     118                 :            : {
     119                 :            :         unsigned int res = 0;
     120                 :            : 
     121                 :          0 :         if ((type != TYPE_SWPB) && (address & 0x3)) {
     122                 :            :                 /* SWP to unaligned address not permitted */
     123                 :            :                 pr_debug("SWP instruction on unaligned pointer!\n");
     124                 :            :                 return -EFAULT;
     125                 :            :         }
     126                 :            : 
     127                 :            :         while (1) {
     128                 :            :                 unsigned long temp;
     129                 :            :                 unsigned int __ua_flags;
     130                 :            : 
     131                 :            :                 __ua_flags = uaccess_save_and_enable();
     132                 :          0 :                 if (type == TYPE_SWPB)
     133                 :          0 :                         __user_swpb_asm(*data, address, res, temp);
     134                 :            :                 else
     135                 :          0 :                         __user_swp_asm(*data, address, res, temp);
     136                 :            :                 uaccess_restore(__ua_flags);
     137                 :            : 
     138                 :          0 :                 if (likely(res != -EAGAIN) || signal_pending(current))
     139                 :            :                         break;
     140                 :            : 
     141                 :          0 :                 cond_resched();
     142                 :          0 :         }
     143                 :            : 
     144                 :          0 :         if (res == 0) {
     145                 :          0 :                 if (type == TYPE_SWPB)
     146                 :          0 :                         swpbcounter++;
     147                 :            :                 else
     148                 :          0 :                         swpcounter++;
     149                 :            :         }
     150                 :            : 
     151                 :          0 :         return res;
     152                 :            : }
     153                 :            : 
     154                 :            : /*
     155                 :            :  * swp_handler logs the id of calling process, dissects the instruction, sanity
     156                 :            :  * checks the memory location, calls emulate_swpX for the actual operation and
     157                 :            :  * deals with fixup/error handling before returning
     158                 :            :  */
     159                 :          0 : static int swp_handler(struct pt_regs *regs, unsigned int instr)
     160                 :            : {
     161                 :            :         unsigned int address, destreg, data, type;
     162                 :            :         unsigned int res = 0;
     163                 :            : 
     164                 :          0 :         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_EMULATION_FAULTS, 1, regs, regs->ARM_pc);
     165                 :            : 
     166                 :          0 :         res = arm_check_condition(instr, regs->ARM_cpsr);
     167                 :          0 :         switch (res) {
     168                 :            :         case ARM_OPCODE_CONDTEST_PASS:
     169                 :            :                 break;
     170                 :            :         case ARM_OPCODE_CONDTEST_FAIL:
     171                 :            :                 /* Condition failed - return to next instruction */
     172                 :          0 :                 regs->ARM_pc += 4;
     173                 :          0 :                 return 0;
     174                 :            :         case ARM_OPCODE_CONDTEST_UNCOND:
     175                 :            :                 /* If unconditional encoding - not a SWP, undef */
     176                 :            :                 return -EFAULT;
     177                 :            :         default:
     178                 :          0 :                 return -EINVAL;
     179                 :            :         }
     180                 :            : 
     181                 :          0 :         if (current->pid != previous_pid) {
     182                 :            :                 pr_debug("\"%s\" (%ld) uses deprecated SWP{B} instruction\n",
     183                 :            :                          current->comm, (unsigned long)current->pid);
     184                 :          0 :                 previous_pid = current->pid;
     185                 :            :         }
     186                 :            : 
     187                 :          0 :         address = regs->uregs[EXTRACT_REG_NUM(instr, RN_OFFSET)];
     188                 :          0 :         data    = regs->uregs[EXTRACT_REG_NUM(instr, RT2_OFFSET)];
     189                 :          0 :         destreg = EXTRACT_REG_NUM(instr, RT_OFFSET);
     190                 :            : 
     191                 :          0 :         type = instr & TYPE_SWPB;
     192                 :            : 
     193                 :            :         pr_debug("addr in r%d->0x%08x, dest is r%d, source in r%d->0x%08x)\n",
     194                 :            :                  EXTRACT_REG_NUM(instr, RN_OFFSET), address,
     195                 :            :                  destreg, EXTRACT_REG_NUM(instr, RT2_OFFSET), data);
     196                 :            : 
     197                 :            :         /* Check access in reasonable access range for both SWP and SWPB */
     198                 :          0 :         if (!access_ok((address & ~3), 4)) {
     199                 :            :                 pr_debug("SWP{B} emulation: access to %p not allowed!\n",
     200                 :            :                          (void *)address);
     201                 :            :                 res = -EFAULT;
     202                 :            :         } else {
     203                 :          0 :                 res = emulate_swpX(address, &data, type);
     204                 :            :         }
     205                 :            : 
     206                 :          0 :         if (res == 0) {
     207                 :            :                 /*
     208                 :            :                  * On successful emulation, revert the adjustment to the PC
     209                 :            :                  * made in kernel/traps.c in order to resume execution at the
     210                 :            :                  * instruction following the SWP{B}.
     211                 :            :                  */
     212                 :          0 :                 regs->ARM_pc += 4;
     213                 :          0 :                 regs->uregs[destreg] = data;
     214                 :          0 :         } else if (res == -EFAULT) {
     215                 :            :                 /*
     216                 :            :                  * Memory errors do not mean emulation failed.
     217                 :            :                  * Set up signal info to return SEGV, then return OK
     218                 :            :                  */
     219                 :          0 :                 set_segfault(regs, address);
     220                 :            :         }
     221                 :            : 
     222                 :            :         return 0;
     223                 :            : }
     224                 :            : 
     225                 :            : /*
     226                 :            :  * Only emulate SWP/SWPB executed in ARM state/User mode.
     227                 :            :  * The kernel must be SWP free and SWP{B} does not exist in Thumb/ThumbEE.
     228                 :            :  */
     229                 :            : static struct undef_hook swp_hook = {
     230                 :            :         .instr_mask = 0x0fb00ff0,
     231                 :            :         .instr_val  = 0x01000090,
     232                 :            :         .cpsr_mask  = MODE_MASK | PSR_T_BIT | PSR_J_BIT,
     233                 :            :         .cpsr_val   = USR_MODE,
     234                 :            :         .fn         = swp_handler
     235                 :            : };
     236                 :            : 
     237                 :            : /*
     238                 :            :  * Register handler and create status file in /proc/cpu
     239                 :            :  * Invoked as late_initcall, since not needed before init spawned.
     240                 :            :  */
     241                 :          3 : static int __init swp_emulation_init(void)
     242                 :            : {
     243                 :          3 :         if (cpu_architecture() < CPU_ARCH_ARMv7)
     244                 :            :                 return 0;
     245                 :            : 
     246                 :            : #ifdef CONFIG_PROC_FS
     247                 :          3 :         if (!proc_create_single("cpu/swp_emulation", S_IRUGO, NULL,
     248                 :            :                         proc_status_show))
     249                 :            :                 return -ENOMEM;
     250                 :            : #endif /* CONFIG_PROC_FS */
     251                 :            : 
     252                 :          3 :         pr_notice("Registering SWP/SWPB emulation handler\n");
     253                 :          3 :         register_undef_hook(&swp_hook);
     254                 :            : 
     255                 :          3 :         return 0;
     256                 :            : }
     257                 :            : 
     258                 :            : late_initcall(swp_emulation_init);
    

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