riscv/kernel/probes/simulate-insn.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2
   3 #include <linux/bitops.h>
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/kprobes.h>
   6
   7 #include "decode-insn.h"
   8 #include "simulate-insn.h"
   9
  10 static inline bool rv_insn_reg_get_val(struct pt_regs *regs, u32 index,
  11                                        unsigned long *ptr)
  12 {
  13         if (index == 0)
  14                 *ptr = 0;
  15         else if (index <= 31)
  16                 *ptr = *((unsigned long *)regs + index);
  17         else
  18                 return false;
  19
  20         return true;
  21 }
  22
  23 static inline bool rv_insn_reg_set_val(struct pt_regs *regs, u32 index,
  24                                        unsigned long val)
  25 {
  26         if (index == 0)
  27                 return true;
  28         else if (index <= 31)
  29                 *((unsigned long *)regs + index) = val;
  30         else
  31                 return false;
  32
  33         return true;
  34 }
  35
  36 bool __kprobes simulate_jal(u32 opcode, unsigned long addr, struct pt_regs *regs)
  37 {
  38         /*
  39          *     31    30       21    20     19        12 11 7 6      0
  40          * imm [20] | imm[10:1] | imm[11] | imm[19:12] | rd | opcode
  41          *     1         10          1           8       5    JAL/J
  42          */
  43         bool ret;
  44         u32 imm;
  45         u32 index = (opcode >> 7) & 0x1f;
  46
  47         ret = rv_insn_reg_set_val(regs, index, addr + 4);
  48         if (!ret)
  49                 return ret;
  50
  51         imm  = ((opcode >> 21) & 0x3ff) << 1;
  52         imm |= ((opcode >> 20) & 0x1)   << 11;
  53         imm |= ((opcode >> 12) & 0xff)  << 12;
  54         imm |= ((opcode >> 31) & 0x1)   << 20;
  55
  56         instruction_pointer_set(regs, addr + sign_extend32((imm), 20));
  57
  58         return ret;
  59 }
  60
  61 bool __kprobes simulate_jalr(u32 opcode, unsigned long addr, struct pt_regs *regs)
  62 {
  63         /*
  64          * 31          20 19 15 14 12 11 7 6      0
  65          *  offset[11:0] | rs1 | 010 | rd | opcode
  66          *      12         5      3    5    JALR/JR
  67          */
  68         bool ret;
  69         unsigned long base_addr;
  70         u32 imm = (opcode >> 20) & 0xfff;
  71         u32 rd_index = (opcode >> 7) & 0x1f;
  72         u32 rs1_index = (opcode >> 15) & 0x1f;
  73
  74         ret = rv_insn_reg_get_val(regs, rs1_index, &base_addr);
  75         if (!ret)
  76                 return ret;
  77
  78         ret = rv_insn_reg_set_val(regs, rd_index, addr + 4);
  79         if (!ret)
  80                 return ret;
  81
  82         instruction_pointer_set(regs, (base_addr + sign_extend32((imm), 11))&~1);
  83
  84         return ret;
  85 }
  86
  87 #define auipc_rd_idx(opcode) \
  88         ((opcode >> 7) & 0x1f)
  89
  90 #define auipc_imm(opcode) \
  91         ((((opcode) >> 12) & 0xfffff) << 12)
  92
  93 #if __riscv_xlen == 64
  94 #define auipc_offset(opcode)    sign_extend64(auipc_imm(opcode), 31)
  95 #elif __riscv_xlen == 32
  96 #define auipc_offset(opcode)    auipc_imm(opcode)
  97 #else
  98 #error "Unexpected __riscv_xlen"
  99 #endif
 100
 101 bool __kprobes simulate_auipc(u32 opcode, unsigned long addr, struct pt_regs *regs)
 102 {
 103         /*
 104          * auipc instruction:
 105          *  31        12 11 7 6      0
 106          * | imm[31:12] | rd | opcode |
 107          *        20       5     7
 108          */
 109
 110         u32 rd_idx = auipc_rd_idx(opcode);
 111         unsigned long rd_val = addr + auipc_offset(opcode);
 112
 113         if (!rv_insn_reg_set_val(regs, rd_idx, rd_val))
 114                 return false;
 115
 116         instruction_pointer_set(regs, addr + 4);
 117
 118         return true;
 119 }
 120
 121 #define branch_rs1_idx(opcode) \
 122         (((opcode) >> 15) & 0x1f)
 123
 124 #define branch_rs2_idx(opcode) \
 125         (((opcode) >> 20) & 0x1f)
 126
 127 #define branch_funct3(opcode) \
 128         (((opcode) >> 12) & 0x7)
 129
 130 #define branch_imm(opcode) \
 131         (((((opcode) >>  8) & 0xf ) <<  1) | \
 132          ((((opcode) >> 25) & 0x3f) <<  5) | \
 133          ((((opcode) >>  7) & 0x1 ) << 11) | \
 134          ((((opcode) >> 31) & 0x1 ) << 12))
 135
 136 #define branch_offset(opcode) \
 137         sign_extend32((branch_imm(opcode)), 12)
 138
 139 #define BRANCH_BEQ      0x0
 140 #define BRANCH_BNE      0x1
 141 #define BRANCH_BLT      0x4
 142 #define BRANCH_BGE      0x5
 143 #define BRANCH_BLTU     0x6
 144 #define BRANCH_BGEU     0x7
 145
 146 bool __kprobes simulate_branch(u32 opcode, unsigned long addr, struct pt_regs *regs)
 147 {
 148         /*
 149          * branch instructions:
 150          *      31    30       25 24 20 19 15 14    12 11       8    7      6      0
 151          * | imm[12] | imm[10:5] | rs2 | rs1 | funct3 | imm[4:1] | imm[11] | opcode |
 152          *     1           6        5     5      3         4         1         7
 153          *     imm[12|10:5]        rs2   rs1    000       imm[4:1|11]       1100011  BEQ
 154          *     imm[12|10:5]        rs2   rs1    001       imm[4:1|11]       1100011  BNE
 155          *     imm[12|10:5]        rs2   rs1    100       imm[4:1|11]       1100011  BLT
 156          *     imm[12|10:5]        rs2   rs1    101       imm[4:1|11]       1100011  BGE
 157          *     imm[12|10:5]        rs2   rs1    110       imm[4:1|11]       1100011  BLTU
 158          *     imm[12|10:5]        rs2   rs1    111       imm[4:1|11]       1100011  BGEU
 159          */
 160
 161         s32 offset;
 162         s32 offset_tmp;
 163         unsigned long rs1_val;
 164         unsigned long rs2_val;
 165
 166         if (!rv_insn_reg_get_val(regs, branch_rs1_idx(opcode), &rs1_val) ||
 167             !rv_insn_reg_get_val(regs, branch_rs2_idx(opcode), &rs2_val))
 168                 return false;
 169
 170         offset_tmp = branch_offset(opcode);
 171         switch (branch_funct3(opcode)) {
 172         case BRANCH_BEQ:
 173                 offset = (rs1_val == rs2_val) ? offset_tmp : 4;
 174                 break;
 175         case BRANCH_BNE:
 176                 offset = (rs1_val != rs2_val) ? offset_tmp : 4;
 177                 break;
 178         case BRANCH_BLT:
 179                 offset = ((long)rs1_val < (long)rs2_val) ? offset_tmp : 4;
 180                 break;
 181         case BRANCH_BGE:
 182                 offset = ((long)rs1_val >= (long)rs2_val) ? offset_tmp : 4;
 183                 break;
 184         case BRANCH_BLTU:
 185                 offset = (rs1_val < rs2_val) ? offset_tmp : 4;
 186                 break;
 187         case BRANCH_BGEU:
 188                 offset = (rs1_val >= rs2_val) ? offset_tmp : 4;
 189                 break;
 190         default:
 191                 return false;
 192         }
 193
 194         instruction_pointer_set(regs, addr + offset);
 195
 196         return true;
 197 }