backtrace: Extract rules from root Makefile
authorAntonio Nino Diaz <antonio.ninodiaz@arm.com>
Mon, 19 Nov 2018 11:48:30 +0000 (11:48 +0000)
committerAntonio Nino Diaz <antonio.ninodiaz@arm.com>
Mon, 19 Nov 2018 11:48:30 +0000 (11:48 +0000)
It's better to have them in a separate file instead of having them spread
across the Makefile. This is what the stack protector is already doing.

Change-Id: Id30742c0af10de5ea6d10674ca25bf52b0f2b262
Signed-off-by: Antonio Nino Diaz <antonio.ninodiaz@arm.com>
Makefile
common/backtrace.c [deleted file]
common/backtrace/backtrace.c [new file with mode: 0644]
common/backtrace/backtrace.mk [new file with mode: 0644]

index 74d518043363b71c743ba5d54c2a5a50d0c2b3c8..c79264bc9e9bdb804d90006983cd7b55da7b1a71 100644 (file)
--- a/Makefile
+++ b/Makefile
@@ -108,13 +108,6 @@ else
         LOG_LEVEL      :=      20
 endif
 
-# Enable backtrace by default in DEBUG AArch64 builds
-ifeq (${ARCH},aarch32)
-        ENABLE_BACKTRACE       :=      0
-else
-        ENABLE_BACKTRACE       :=      ${DEBUG}
-endif
-
 # Default build string (git branch and commit)
 ifeq (${BUILD_STRING},)
         BUILD_STRING   :=      $(shell git describe --always --dirty --tags 2> /dev/null)
@@ -206,11 +199,6 @@ TF_CFLAGS          +=      $(CPPFLAGS) $(TF_CFLAGS_$(ARCH))                \
 
 GCC_V_OUTPUT           :=      $(shell $(CC) -v 2>&1)
 
-# Force the compiler to include the frame pointer
-ifeq (${ENABLE_BACKTRACE},1)
-TF_CFLAGS              +=      -fno-omit-frame-pointer
-endif
-
 TF_LDFLAGS             +=      --fatal-warnings -O1
 TF_LDFLAGS             +=      --gc-sections
 TF_LDFLAGS             +=      $(TF_LDFLAGS_$(ARCH))
@@ -238,10 +226,6 @@ ifeq ($(notdir $(CC)),armclang)
 BL_COMMON_SOURCES      +=      lib/${ARCH}/armclang_printf.S
 endif
 
-ifeq (${ENABLE_BACKTRACE},1)
-BL_COMMON_SOURCES      +=      common/backtrace.c
-endif
-
 INCLUDES               +=      -Iinclude                               \
                                -Iinclude/bl1                           \
                                -Iinclude/bl2                           \
@@ -270,6 +254,8 @@ INCLUDES            +=      -Iinclude                               \
                                ${SPD_INCLUDES}                         \
                                -Iinclude/tools_share
 
+include common/backtrace/backtrace.mk
+
 ################################################################################
 # Generic definitions
 ################################################################################
@@ -369,15 +355,6 @@ endif
 # Check incompatible options
 ################################################################################
 
-ifeq (${ARCH},aarch32)
-        ifeq (${ENABLE_BACKTRACE},1)
-                ifneq (${AARCH32_INSTRUCTION_SET},A32)
-                        $(error Error: AARCH32_INSTRUCTION_SET=A32 is needed \
-                        for ENABLE_BACKTRACE when compiling for AArch32.)
-                endif
-        endif
-endif
-
 ifdef EL3_PAYLOAD_BASE
         ifdef PRELOADED_BL33_BASE
                 $(warning "PRELOADED_BL33_BASE and EL3_PAYLOAD_BASE are \
@@ -568,7 +545,6 @@ $(eval $(call assert_boolean,DYN_DISABLE_AUTH))
 $(eval $(call assert_boolean,EL3_EXCEPTION_HANDLING))
 $(eval $(call assert_boolean,ENABLE_AMU))
 $(eval $(call assert_boolean,ENABLE_ASSERTIONS))
-$(eval $(call assert_boolean,ENABLE_BACKTRACE))
 $(eval $(call assert_boolean,ENABLE_MPAM_FOR_LOWER_ELS))
 $(eval $(call assert_boolean,ENABLE_PIE))
 $(eval $(call assert_boolean,ENABLE_PMF))
@@ -619,7 +595,6 @@ $(eval $(call add_define,CTX_INCLUDE_FPREGS))
 $(eval $(call add_define,EL3_EXCEPTION_HANDLING))
 $(eval $(call add_define,ENABLE_AMU))
 $(eval $(call add_define,ENABLE_ASSERTIONS))
-$(eval $(call add_define,ENABLE_BACKTRACE))
 $(eval $(call add_define,ENABLE_MPAM_FOR_LOWER_ELS))
 $(eval $(call add_define,ENABLE_PIE))
 $(eval $(call add_define,ENABLE_PMF))
diff --git a/common/backtrace.c b/common/backtrace.c
deleted file mode 100644 (file)
index a91d065..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,256 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2018, ARM Limited and Contributors. All rights reserved.
- *
- * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
- */
-
-#include <arch_helpers.h>
-#include <assert.h>
-#include <console.h>
-#include <debug.h>
-#include <stdbool.h>
-#include <stdint.h>
-
-/* Maximum number of entries in the backtrace to display */
-#define UNWIND_LIMIT   20U
-
-/*
- * If -fno-omit-frame-pointer is used:
- *
- * - AArch64: The AAPCS defines the format of the frame records and mandates the
- *   usage of r29 as frame pointer.
- *
- * - AArch32: The format of the frame records is not defined in the AAPCS.
- *   However, at least GCC and Clang use the same format. When they are forced
- *   to only generate A32 code (with -marm), they use r11 as frame pointer and a
- *   similar format as in AArch64. If interworking with T32 is enabled, the
- *   frame pointer is r7 and the format is  different. This is not supported by
- *   this implementation of backtrace, so it is needed to use -marm.
- */
-
-/* Frame records form a linked list in the stack */
-struct frame_record {
-       /* Previous frame record in the list */
-       struct frame_record *parent;
-       /* Return address of the function at this level */
-       uintptr_t return_addr;
-};
-
-static const char *get_el_str(unsigned int el)
-{
-       if (el == 3U) {
-               return "EL3";
-       } else if (el == 2U) {
-               return "EL2";
-       } else {
-               return "S-EL1";
-       }
-}
-
-/*
- * Returns true if the address points to a virtual address that can be read at
- * the current EL, false otherwise.
- */
-#ifdef AARCH64
-static bool is_address_readable(uintptr_t addr)
-{
-       unsigned int el = get_current_el();
-
-       if (el == 3U) {
-               ats1e3r(addr);
-       } else if (el == 2U) {
-               ats1e2r(addr);
-       } else {
-               ats1e1r(addr);
-       }
-
-       isb();
-
-       /* If PAR.F == 1 the address translation was aborted.  */
-       if ((read_par_el1() & PAR_F_MASK) != 0U)
-               return false;
-
-       return true;
-}
-#else /* if AARCH32 */
-static bool is_address_readable(uintptr_t addr)
-{
-       unsigned int el = get_current_el();
-
-       if (el == 3U) {
-               write_ats1cpr(addr);
-       } else if (el == 2U) {
-               write_ats1hr(addr);
-       } else {
-               write_ats1cpr(addr);
-       }
-
-       isb();
-
-       /* If PAR.F == 1 the address translation was aborted.  */
-       if ((read64_par() & PAR_F_MASK) != 0U)
-               return false;
-
-       return true;
-}
-#endif
-
-/*
- * Returns true if all the bytes in a given object are in mapped memory and an
- * LDR using this pointer would succeed, false otherwise.
- */
-static bool is_valid_object(uintptr_t addr, size_t size)
-{
-       assert(size > 0U);
-
-       if (addr == 0U)
-               return false;
-
-       /* Detect overflows */
-       if ((addr + size) < addr)
-               return false;
-
-       /* A pointer not aligned properly could trigger an alignment fault. */
-       if ((addr & (sizeof(uintptr_t) - 1U)) != 0U)
-               return false;
-
-       /* Check that all the object is readable */
-       for (size_t i = 0; i < size; i++) {
-               if (!is_address_readable(addr + i))
-                       return false;
-       }
-
-       return true;
-}
-
-/*
- * Returns true if the specified address is correctly aligned and points to a
- * valid memory region.
- */
-static bool is_valid_jump_address(uintptr_t addr)
-{
-       if (addr == 0U)
-               return false;
-
-       /* Check alignment. Both A64 and A32 use 32-bit opcodes */
-       if ((addr & (sizeof(uint32_t) - 1U)) != 0U)
-               return false;
-
-       if (!is_address_readable(addr))
-               return false;
-
-       return true;
-}
-
-/*
- * Returns true if the pointer points at a valid frame record, false otherwise.
- */
-static bool is_valid_frame_record(struct frame_record *fr)
-{
-       return is_valid_object((uintptr_t)fr, sizeof(struct frame_record));
-}
-
-/*
- * Adjust the frame-pointer-register value by 4 bytes on AArch32 to have the
- * same layout as AArch64.
- */
-static struct frame_record *adjust_frame_record(struct frame_record *fr)
-{
-#ifdef AARCH64
-       return fr;
-#else
-       return (struct frame_record *)((uintptr_t)fr - 4U);
-#endif
-}
-
-static void unwind_stack(struct frame_record *fr, uintptr_t current_pc,
-                        uintptr_t link_register)
-{
-       uintptr_t call_site;
-       static const char *backtrace_str = "%u: %s: 0x%lx\n";
-       const char *el_str = get_el_str(get_current_el());
-
-       if (!is_valid_frame_record(fr)) {
-               printf("ERROR: Corrupted frame pointer (frame record address = %p)\n",
-                      fr);
-               return;
-       }
-
-       if (fr->return_addr != link_register) {
-               printf("ERROR: Corrupted stack (frame record address = %p)\n",
-                      fr);
-               return;
-       }
-
-       /* The level 0 of the backtrace is the current backtrace function */
-       printf(backtrace_str, 0U, el_str, current_pc);
-
-       /*
-        * The last frame record pointer in the linked list at the beginning of
-        * the stack should be NULL unless stack is corrupted.
-        */
-       for (unsigned int i = 1U; i < UNWIND_LIMIT; i++) {
-               /* If an invalid frame record is found, exit. */
-               if (!is_valid_frame_record(fr))
-                       return;
-               /*
-                * A32 and A64 are fixed length so the address from where the
-                * call was made is the instruction before the return address,
-                * which is always 4 bytes before it.
-                */
-               call_site = fr->return_addr - 4U;
-
-               /*
-                * If the address is invalid it means that the frame record is
-                * probably corrupted.
-                */
-               if (!is_valid_jump_address(call_site))
-                       return;
-
-               printf(backtrace_str, i, el_str, call_site);
-
-               fr = adjust_frame_record(fr->parent);
-       }
-
-       printf("ERROR: Max backtrace depth reached\n");
-}
-
-/*
- * Display a backtrace. The cookie string parameter is displayed along the
- * trace to help filter the log messages.
- *
- * Many things can prevent displaying the expected backtrace. For example,
- * compiler optimizations can use a branch instead of branch with link when it
- * detects a tail call. The backtrace level for this caller will not be
- * displayed, as it does not appear in the call stack anymore. Also, assembly
- * functions will not be displayed unless they setup AAPCS compliant frame
- * records on AArch64 and compliant with GCC-specific frame record format on
- * AArch32.
- *
- * Usage of the trace: addr2line can be used to map the addresses to function
- * and source code location when given the ELF file compiled with debug
- * information. The "-i" flag is highly recommended to improve display of
- * inlined function. The *.dump files generated when buildidng each image can
- * also be used.
- *
- * WARNING: In case of corrupted stack, this function could display security
- * sensitive information past the beginning of the stack so it must not be used
- * in production build. This function is only compiled in when ENABLE_BACKTRACE
- * is set to 1.
- */
-void backtrace(const char *cookie)
-{
-       uintptr_t return_address = (uintptr_t)__builtin_return_address(0U);
-       struct frame_record *fr = __builtin_frame_address(0U);
-
-       /* Printing the backtrace may crash the system, flush before starting */
-       (void)console_flush();
-
-       fr = adjust_frame_record(fr);
-
-       printf("BACKTRACE: START: %s\n", cookie);
-
-       unwind_stack(fr, (uintptr_t)&backtrace, return_address);
-
-       printf("BACKTRACE: END: %s\n", cookie);
-}
diff --git a/common/backtrace/backtrace.c b/common/backtrace/backtrace.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a91d065
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,256 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2018, ARM Limited and Contributors. All rights reserved.
+ *
+ * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
+ */
+
+#include <arch_helpers.h>
+#include <assert.h>
+#include <console.h>
+#include <debug.h>
+#include <stdbool.h>
+#include <stdint.h>
+
+/* Maximum number of entries in the backtrace to display */
+#define UNWIND_LIMIT   20U
+
+/*
+ * If -fno-omit-frame-pointer is used:
+ *
+ * - AArch64: The AAPCS defines the format of the frame records and mandates the
+ *   usage of r29 as frame pointer.
+ *
+ * - AArch32: The format of the frame records is not defined in the AAPCS.
+ *   However, at least GCC and Clang use the same format. When they are forced
+ *   to only generate A32 code (with -marm), they use r11 as frame pointer and a
+ *   similar format as in AArch64. If interworking with T32 is enabled, the
+ *   frame pointer is r7 and the format is  different. This is not supported by
+ *   this implementation of backtrace, so it is needed to use -marm.
+ */
+
+/* Frame records form a linked list in the stack */
+struct frame_record {
+       /* Previous frame record in the list */
+       struct frame_record *parent;
+       /* Return address of the function at this level */
+       uintptr_t return_addr;
+};
+
+static const char *get_el_str(unsigned int el)
+{
+       if (el == 3U) {
+               return "EL3";
+       } else if (el == 2U) {
+               return "EL2";
+       } else {
+               return "S-EL1";
+       }
+}
+
+/*
+ * Returns true if the address points to a virtual address that can be read at
+ * the current EL, false otherwise.
+ */
+#ifdef AARCH64
+static bool is_address_readable(uintptr_t addr)
+{
+       unsigned int el = get_current_el();
+
+       if (el == 3U) {
+               ats1e3r(addr);
+       } else if (el == 2U) {
+               ats1e2r(addr);
+       } else {
+               ats1e1r(addr);
+       }
+
+       isb();
+
+       /* If PAR.F == 1 the address translation was aborted.  */
+       if ((read_par_el1() & PAR_F_MASK) != 0U)
+               return false;
+
+       return true;
+}
+#else /* if AARCH32 */
+static bool is_address_readable(uintptr_t addr)
+{
+       unsigned int el = get_current_el();
+
+       if (el == 3U) {
+               write_ats1cpr(addr);
+       } else if (el == 2U) {
+               write_ats1hr(addr);
+       } else {
+               write_ats1cpr(addr);
+       }
+
+       isb();
+
+       /* If PAR.F == 1 the address translation was aborted.  */
+       if ((read64_par() & PAR_F_MASK) != 0U)
+               return false;
+
+       return true;
+}
+#endif
+
+/*
+ * Returns true if all the bytes in a given object are in mapped memory and an
+ * LDR using this pointer would succeed, false otherwise.
+ */
+static bool is_valid_object(uintptr_t addr, size_t size)
+{
+       assert(size > 0U);
+
+       if (addr == 0U)
+               return false;
+
+       /* Detect overflows */
+       if ((addr + size) < addr)
+               return false;
+
+       /* A pointer not aligned properly could trigger an alignment fault. */
+       if ((addr & (sizeof(uintptr_t) - 1U)) != 0U)
+               return false;
+
+       /* Check that all the object is readable */
+       for (size_t i = 0; i < size; i++) {
+               if (!is_address_readable(addr + i))
+                       return false;
+       }
+
+       return true;
+}
+
+/*
+ * Returns true if the specified address is correctly aligned and points to a
+ * valid memory region.
+ */
+static bool is_valid_jump_address(uintptr_t addr)
+{
+       if (addr == 0U)
+               return false;
+
+       /* Check alignment. Both A64 and A32 use 32-bit opcodes */
+       if ((addr & (sizeof(uint32_t) - 1U)) != 0U)
+               return false;
+
+       if (!is_address_readable(addr))
+               return false;
+
+       return true;
+}
+
+/*
+ * Returns true if the pointer points at a valid frame record, false otherwise.
+ */
+static bool is_valid_frame_record(struct frame_record *fr)
+{
+       return is_valid_object((uintptr_t)fr, sizeof(struct frame_record));
+}
+
+/*
+ * Adjust the frame-pointer-register value by 4 bytes on AArch32 to have the
+ * same layout as AArch64.
+ */
+static struct frame_record *adjust_frame_record(struct frame_record *fr)
+{
+#ifdef AARCH64
+       return fr;
+#else
+       return (struct frame_record *)((uintptr_t)fr - 4U);
+#endif
+}
+
+static void unwind_stack(struct frame_record *fr, uintptr_t current_pc,
+                        uintptr_t link_register)
+{
+       uintptr_t call_site;
+       static const char *backtrace_str = "%u: %s: 0x%lx\n";
+       const char *el_str = get_el_str(get_current_el());
+
+       if (!is_valid_frame_record(fr)) {
+               printf("ERROR: Corrupted frame pointer (frame record address = %p)\n",
+                      fr);
+               return;
+       }
+
+       if (fr->return_addr != link_register) {
+               printf("ERROR: Corrupted stack (frame record address = %p)\n",
+                      fr);
+               return;
+       }
+
+       /* The level 0 of the backtrace is the current backtrace function */
+       printf(backtrace_str, 0U, el_str, current_pc);
+
+       /*
+        * The last frame record pointer in the linked list at the beginning of
+        * the stack should be NULL unless stack is corrupted.
+        */
+       for (unsigned int i = 1U; i < UNWIND_LIMIT; i++) {
+               /* If an invalid frame record is found, exit. */
+               if (!is_valid_frame_record(fr))
+                       return;
+               /*
+                * A32 and A64 are fixed length so the address from where the
+                * call was made is the instruction before the return address,
+                * which is always 4 bytes before it.
+                */
+               call_site = fr->return_addr - 4U;
+
+               /*
+                * If the address is invalid it means that the frame record is
+                * probably corrupted.
+                */
+               if (!is_valid_jump_address(call_site))
+                       return;
+
+               printf(backtrace_str, i, el_str, call_site);
+
+               fr = adjust_frame_record(fr->parent);
+       }
+
+       printf("ERROR: Max backtrace depth reached\n");
+}
+
+/*
+ * Display a backtrace. The cookie string parameter is displayed along the
+ * trace to help filter the log messages.
+ *
+ * Many things can prevent displaying the expected backtrace. For example,
+ * compiler optimizations can use a branch instead of branch with link when it
+ * detects a tail call. The backtrace level for this caller will not be
+ * displayed, as it does not appear in the call stack anymore. Also, assembly
+ * functions will not be displayed unless they setup AAPCS compliant frame
+ * records on AArch64 and compliant with GCC-specific frame record format on
+ * AArch32.
+ *
+ * Usage of the trace: addr2line can be used to map the addresses to function
+ * and source code location when given the ELF file compiled with debug
+ * information. The "-i" flag is highly recommended to improve display of
+ * inlined function. The *.dump files generated when buildidng each image can
+ * also be used.
+ *
+ * WARNING: In case of corrupted stack, this function could display security
+ * sensitive information past the beginning of the stack so it must not be used
+ * in production build. This function is only compiled in when ENABLE_BACKTRACE
+ * is set to 1.
+ */
+void backtrace(const char *cookie)
+{
+       uintptr_t return_address = (uintptr_t)__builtin_return_address(0U);
+       struct frame_record *fr = __builtin_frame_address(0U);
+
+       /* Printing the backtrace may crash the system, flush before starting */
+       (void)console_flush();
+
+       fr = adjust_frame_record(fr);
+
+       printf("BACKTRACE: START: %s\n", cookie);
+
+       unwind_stack(fr, (uintptr_t)&backtrace, return_address);
+
+       printf("BACKTRACE: END: %s\n", cookie);
+}
diff --git a/common/backtrace/backtrace.mk b/common/backtrace/backtrace.mk
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e669331
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,31 @@
+#
+# Copyright (c) 2018, ARM Limited and Contributors. All rights reserved.
+#
+# SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
+#
+
+# Enable backtrace by default in DEBUG AArch64 builds
+ifeq (${ARCH},aarch32)
+        ENABLE_BACKTRACE       :=      0
+else
+        ENABLE_BACKTRACE       :=      ${DEBUG}
+endif
+
+ifeq (${ENABLE_BACKTRACE},1)
+        # Force the compiler to include the frame pointer
+        TF_CFLAGS              +=      -fno-omit-frame-pointer
+
+        BL_COMMON_SOURCES      +=      common/backtrace/backtrace.c
+endif
+
+ifeq (${ARCH},aarch32)
+        ifeq (${ENABLE_BACKTRACE},1)
+                ifneq (${AARCH32_INSTRUCTION_SET},A32)
+                        $(error Error: AARCH32_INSTRUCTION_SET=A32 is needed \
+                        for ENABLE_BACKTRACE when compiling for AArch32.)
+                endif
+        endif
+endif
+
+$(eval $(call assert_boolean,ENABLE_BACKTRACE))
+$(eval $(call add_define,ENABLE_BACKTRACE))