Home | History | Annotate | Line # | Download | only in arm32
db_machdep.c revision 1.24
      1 /*	$NetBSD: db_machdep.c,v 1.24 2017/04/25 09:02:34 skrll Exp $	*/
      2 
      3 /*
      4  * Copyright (c) 1996 Mark Brinicombe
      5  *
      6  * Mach Operating System
      7  * Copyright (c) 1991,1990 Carnegie Mellon University
      8  * All Rights Reserved.
      9  *
     10  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its
     11  * documentation is hereby granted, provided that both the copyright
     12  * notice and this permission notice appear in all copies of the
     13  * software, derivative works or modified versions, and any portions
     14  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
     15  *
     16  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
     17  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND FOR
     18  * ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
     19  *
     20  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
     21  *
     22  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution (at) CS.CMU.EDU
     23  *  School of Computer Science
     24  *  Carnegie Mellon University
     25  *  Pittsburgh PA 15213-3890
     26  *
     27  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
     28  * rights to redistribute these changes.
     29  */
     30 
     31 #ifdef _KERNEL_OPT
     32 #include "opt_multiprocessor.h"
     33 #endif
     34 
     35 #include <sys/cdefs.h>
     36 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: db_machdep.c,v 1.24 2017/04/25 09:02:34 skrll Exp $");
     37 
     38 #include <sys/param.h>
     39 #include <sys/cpu.h>
     40 #include <sys/proc.h>
     41 #include <sys/vnode.h>
     42 #include <sys/systm.h>
     43 
     44 #include <arm/arm32/db_machdep.h>
     45 #include <arm/cpufunc.h>
     46 
     47 #include <ddb/db_access.h>
     48 #include <ddb/db_sym.h>
     49 #include <ddb/db_output.h>
     50 #include <ddb/db_variables.h>
     51 #include <ddb/db_command.h>
     52 #include <ddb/db_run.h>
     53 
     54 #ifndef _KERNEL
     55 #include <stddef.h>
     56 #endif
     57 
     58 #ifdef _KERNEL
     59 static long nil;
     60 
     61 int db_access_und_sp(const struct db_variable *, db_expr_t *, int);
     62 int db_access_abt_sp(const struct db_variable *, db_expr_t *, int);
     63 int db_access_irq_sp(const struct db_variable *, db_expr_t *, int);
     64 #endif
     65 
     66 static int
     67 ddb_reg_var(const struct db_variable *v, db_expr_t *ep, int op)
     68 {
     69 	register_t * const rp = (register_t *)DDB_REGS;
     70 	if (op == DB_VAR_SET) {
     71 		rp[(uintptr_t)v->valuep] = *ep;
     72 	} else {
     73 		*ep = rp[(uintptr_t)v->valuep];
     74 	}
     75 	return 0;
     76 }
     77 
     78 
     79 #define XO(f) ((long *)(offsetof(db_regs_t, f) / sizeof(register_t)))
     80 const struct db_variable db_regs[] = {
     81 	{ "spsr", XO(tf_spsr), ddb_reg_var, NULL },
     82 	{ "r0", XO(tf_r0), ddb_reg_var, NULL },
     83 	{ "r1", XO(tf_r1), ddb_reg_var, NULL },
     84 	{ "r2", XO(tf_r2), ddb_reg_var, NULL },
     85 	{ "r3", XO(tf_r3), ddb_reg_var, NULL },
     86 	{ "r4", XO(tf_r4), ddb_reg_var, NULL },
     87 	{ "r5", XO(tf_r5), ddb_reg_var, NULL },
     88 	{ "r6", XO(tf_r6), ddb_reg_var, NULL },
     89 	{ "r7", XO(tf_r7), ddb_reg_var, NULL },
     90 	{ "r8", XO(tf_r8), ddb_reg_var, NULL },
     91 	{ "r9", XO(tf_r9), ddb_reg_var, NULL },
     92 	{ "r10", XO(tf_r10), ddb_reg_var, NULL },
     93 	{ "r11", XO(tf_r11), ddb_reg_var, NULL },
     94 	{ "r12", XO(tf_r12), ddb_reg_var, NULL },
     95 	{ "usr_sp", XO(tf_usr_sp), ddb_reg_var, NULL },
     96 	{ "usr_lr", XO(tf_usr_lr), ddb_reg_var, NULL },
     97 	{ "svc_sp", XO(tf_svc_sp), ddb_reg_var, NULL },
     98 	{ "svc_lr", XO(tf_svc_lr), ddb_reg_var, NULL },
     99 	{ "pc", XO(tf_pc), ddb_reg_var, NULL },
    100 #ifdef _KERNEL
    101 	{ "und_sp", &nil, db_access_und_sp, NULL },
    102 	{ "abt_sp", &nil, db_access_abt_sp, NULL },
    103 	{ "irq_sp", &nil, db_access_irq_sp, NULL },
    104 #endif
    105 };
    106 #undef XO
    107 
    108 const struct db_variable * const db_eregs = db_regs + sizeof(db_regs)/sizeof(db_regs[0]);
    109 
    110 const struct db_command db_machine_command_table[] = {
    111 	{ DDB_ADD_CMD("frame",	db_show_frame_cmd,	0,
    112 			"Displays the contents of a trapframe",
    113 			"[address]",
    114 			"   address:\taddress of trapfame to display")},
    115 #ifdef _KERNEL
    116 	{ DDB_ADD_CMD("fault",	db_show_fault_cmd,	0,
    117 			"Displays the fault registers",
    118 		     	NULL,NULL) },
    119 #endif
    120 #if defined(_KERNEL) && (defined(CPU_CORTEXA5) || defined(CPU_CORTEXA7))
    121 	{ DDB_ADD_CMD("tlb",	db_show_tlb_cmd,	0,
    122 			"Displays the TLB",
    123 		     	NULL,NULL) },
    124 #endif
    125 #if defined(_KERNEL) && defined(MULTIPROCESSOR)
    126 	{ DDB_ADD_CMD("cpu",	db_switch_cpu_cmd,	0,
    127 			"switch to a different cpu",
    128 		     	NULL,NULL) },
    129 #endif
    130 
    131 #ifdef ARM32_DB_COMMANDS
    132 	ARM32_DB_COMMANDS,
    133 #endif
    134 	{ DDB_ADD_CMD(NULL,     NULL,           0,NULL,NULL,NULL) }
    135 };
    136 
    137 #ifdef _KERNEL
    138 int
    139 db_access_und_sp(const struct db_variable *vp, db_expr_t *valp, int rw)
    140 {
    141 
    142 	if (rw == DB_VAR_GET)
    143 		*valp = get_stackptr(PSR_UND32_MODE);
    144 	return(0);
    145 }
    146 
    147 int
    148 db_access_abt_sp(const struct db_variable *vp, db_expr_t *valp, int rw)
    149 {
    150 
    151 	if (rw == DB_VAR_GET)
    152 		*valp = get_stackptr(PSR_ABT32_MODE);
    153 	return(0);
    154 }
    155 
    156 int
    157 db_access_irq_sp(const struct db_variable *vp, db_expr_t *valp, int rw)
    158 {
    159 
    160 	if (rw == DB_VAR_GET)
    161 		*valp = get_stackptr(PSR_IRQ32_MODE);
    162 	return(0);
    163 }
    164 
    165 void
    166 db_show_fault_cmd(db_expr_t addr, bool have_addr, db_expr_t count, const char *modif)
    167 {
    168 	db_printf("DFAR=%#x DFSR=%#x IFAR=%#x IFSR=%#x\n",
    169 	    armreg_dfar_read(), armreg_dfsr_read(),
    170 	    armreg_ifar_read(), armreg_ifsr_read());
    171 	db_printf("CONTEXTIDR=%#x TTBCR=%#x TTBR=%#x\n",
    172 	    armreg_contextidr_read(), armreg_ttbcr_read(),
    173 	    armreg_ttbr_read());
    174 }
    175 
    176 #if defined(CPU_CORTEXA5) || defined(CPU_CORTEXA7)
    177 static void
    178 tlb_print_common_header(const char *str)
    179 {
    180 	db_printf("-W/I-- ----VA---- ----PA---- --SIZE-- D AP XN ASD %s\n", str);
    181 }
    182 
    183 static void
    184 tlb_print_addr(size_t way, size_t va_index, vaddr_t vpn, paddr_t pfn)
    185 {
    186 	db_printf("[%1zu:%02zx] 0x%05lx000 0x%05lx000", way, va_index, vpn, pfn);
    187 }
    188 
    189 static void
    190 tlb_print_size_domain_prot(const char *sizestr, u_int domain, u_int ap,
    191     bool xn_p)
    192 {
    193 	db_printf(" %8s %1x %2d %s", sizestr, domain, ap, (xn_p ? "XN" : "--"));
    194 }
    195 
    196 static void
    197 tlb_print_asid(bool ng_p, tlb_asid_t asid)
    198 {
    199 	if (ng_p) {
    200 		db_printf(" %3d", asid);
    201 	} else {
    202 		db_printf(" ---");
    203 	}
    204 }
    205 
    206 struct db_tlbinfo {
    207 	vaddr_t (*dti_decode_vpn)(size_t, uint32_t, uint32_t);
    208 	void (*dti_print_header)(void);
    209 	void (*dti_print_entry)(size_t, size_t, uint32_t, uint32_t);
    210 	u_int dti_index;
    211 };
    212 
    213 #if defined(CPU_CORTEXA5)
    214 static void
    215 tlb_print_cortex_a5_header(void)
    216 {
    217 	tlb_print_common_header(" S TEX C B");
    218 }
    219 
    220 static vaddr_t
    221 tlb_decode_cortex_a5_vpn(size_t va_index, uint32_t d0, uint32_t d1)
    222 {
    223 	const uint64_t d = ((uint64_t)d1 << 32) | d0;
    224 
    225 	const u_int size = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_SIZE);
    226 	return __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_VA) * (ARM_A5_TLBDATAOP_INDEX + 1)
    227 	    + (va_index << (4*size));
    228 }
    229 
    230 static void
    231 tlb_print_cortex_a5_entry(size_t way, size_t va_index, uint32_t d0, uint32_t d1)
    232 {
    233 	static const char size_strings[4][8] = {
    234 	    "  4KB  ", " 64KB  ", "  1MB  ", " 16MB  ",
    235 	};
    236 
    237 	const uint64_t d = ((uint64_t)d1 << 32) | d0;
    238 
    239 	const paddr_t pfn = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_PA);
    240 	const vaddr_t vpn = tlb_decode_cortex_a5_vpn(va_index, d0, d1);
    241 
    242 	tlb_print_addr(way, va_index, vpn, pfn);
    243 
    244 	const u_int size = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_SIZE);
    245 	const u_int domain = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_DOM);
    246 	const u_int ap = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_AP);
    247 	const bool xn_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_XN) != 0;
    248 
    249 	tlb_print_size_domain_prot(size_strings[size], domain, ap, xn_p);
    250 
    251 	const bool ng_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_nG) != 0;
    252 	const tlb_asid_t asid = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_ASID);
    253 
    254 	tlb_print_asid(ng_p, asid);
    255 
    256 	const u_int tex = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_TEX);
    257 	const bool c_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_C) != 0;
    258 	const bool b_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_B) != 0;
    259 	const bool s_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_S) != 0;
    260 
    261 	db_printf(" %c  %d  %c %c\n", (s_p ? 'S' : '-'), tex,
    262 	    (c_p ? 'C' : '-'), (b_p ? 'B' : '-'));
    263 }
    264 
    265 static const struct db_tlbinfo tlb_cortex_a5_info = {
    266 	.dti_decode_vpn = tlb_decode_cortex_a5_vpn,
    267 	.dti_print_header = tlb_print_cortex_a5_header,
    268 	.dti_print_entry = tlb_print_cortex_a5_entry,
    269 	.dti_index = ARM_A5_TLBDATAOP_INDEX,
    270 };
    271 #endif /* CPU_CORTEXA5 */
    272 
    273 #if defined(CPU_CORTEXA7)
    274 static const char tlb_cortex_a7_esizes[8][8] = {
    275     " 4KB(S)", " 4KB(L)", "64KB(S)", "64KB(L)",
    276     " 1MB(S)", " 2MB(L)", "16MB(S)", " 1GB(L)",
    277 };
    278 
    279 static void
    280 tlb_print_cortex_a7_header(void)
    281 {
    282 	tlb_print_common_header("IS --OS- SH");
    283 }
    284 
    285 static inline vaddr_t
    286 tlb_decode_cortex_a7_vpn(size_t va_index, uint32_t d0, uint32_t d1)
    287 {
    288 	const u_int size = __SHIFTOUT(d0, ARM_A7_TLBDATA0_SIZE);
    289 	const u_int shift = (size & 1)
    290 	    ? ((0x12090400 >> (8*size)) & 0x1f)
    291 	    : (2 * size);
    292 
    293 	return __SHIFTOUT(d0, ARM_A7_TLBDATA0_VA) * (ARM_A7_TLBDATAOP_INDEX + 1)
    294 	    + (va_index << shift);
    295 }
    296 
    297 static void
    298 tlb_print_cortex_a7_entry(size_t way, size_t va_index, uint32_t d0, uint32_t d1)
    299 {
    300 	const uint32_t d2 = armreg_tlbdata2_read();
    301 	const uint64_t d01 = ((uint64_t)d1 << 32) | d0;
    302 	const uint64_t d12 = ((uint64_t)d2 << 32) | d1;
    303 
    304 	const paddr_t pfn = __SHIFTOUT(d12, ARM_A7_TLBDATA12_PA);
    305 	const vaddr_t vpn = tlb_decode_cortex_a7_vpn(va_index, d0, d1);
    306 
    307 	tlb_print_addr(way, va_index, vpn, pfn);
    308 
    309 	const u_int size = __SHIFTOUT(d0, ARM_A7_TLBDATA0_SIZE);
    310 	const u_int domain = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_DOM);
    311 	const u_int ap = __SHIFTOUT(d1, ARM_A7_TLBDATA1_AP);
    312 	const bool xn_p = (d2 & ARM_A7_TLBDATA2_XN1) != 0;
    313 
    314 	tlb_print_size_domain_prot(tlb_cortex_a7_esizes[size], domain, ap, xn_p);
    315 
    316 	const bool ng_p = (d1 & ARM_A7_TLBDATA1_nG) != 0;
    317 	const tlb_asid_t asid = __SHIFTOUT(d01, ARM_A7_TLBDATA01_ASID);
    318 
    319 	tlb_print_asid(ng_p, asid);
    320 
    321 	const u_int is = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_IS);
    322 	if (is == ARM_A7_TLBDATA2_IS_DSO) {
    323 		u_int mt = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_SDO_MT);
    324 		switch (mt) {
    325 		case ARM_A7_TLBDATA2_SDO_MT_D:
    326 			db_printf(" DV\n");
    327 			return;
    328 		case ARM_A7_TLBDATA2_SDO_MT_SO:
    329 			db_printf(" SO\n");
    330 			return;
    331 		default:
    332 			db_printf(" %02u\n", mt);
    333 			return;
    334 		}
    335 	}
    336 	const u_int os = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_OS);
    337 	const u_int sh = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_SH);
    338 	static const char is_types[3][3] = { "NC", "WB", "WT" };
    339 	static const char os_types[4][6] = { "NC", "WB+WA", "WT", "WB" };
    340 	static const char sh_types[4][3] = { "NS", "na", "OS", "IS" };
    341 	db_printf(" %2s %5s %2s\n", is_types[is], os_types[os], sh_types[sh]);
    342 }
    343 
    344 static const struct db_tlbinfo tlb_cortex_a7_info = {
    345 	.dti_decode_vpn = tlb_decode_cortex_a7_vpn,
    346 	.dti_print_header = tlb_print_cortex_a7_header,
    347 	.dti_print_entry = tlb_print_cortex_a7_entry,
    348 	.dti_index = ARM_A7_TLBDATAOP_INDEX,
    349 };
    350 #endif /* CPU_CORTEXA7 */
    351 
    352 static inline const struct db_tlbinfo *
    353 tlb_lookup_tlbinfo(void)
    354 {
    355 #if defined(CPU_CORTEXA5) && defined(CPU_CORTEXA7)
    356 	const bool cortex_a5_p = CPU_ID_CORTEX_A5_P(curcpu()->ci_arm_cpuid);
    357 	const bool cortex_a7_p = CPU_ID_CORTEX_A7_P(curcpu()->ci_arm_cpuid);
    358 #elif defined(CPU_CORTEXA5)
    359 	const bool cortex_a5_p = true;
    360 #else
    361 	const bool cortex_a7_p = true;
    362 #endif
    363 #ifdef CPU_CORTEXA5
    364 	if (cortex_a5_p) {
    365 		return &tlb_cortex_a5_info;
    366 	}
    367 #endif
    368 #ifdef CPU_CORTEXA7
    369 	if (cortex_a7_p) {
    370 		return &tlb_cortex_a7_info;
    371 	}
    372 #endif
    373 	return NULL;
    374 }
    375 
    376 void
    377 db_show_tlb_cmd(db_expr_t addr, bool have_addr, db_expr_t count, const char *modif)
    378 {
    379 	const struct db_tlbinfo * const dti = tlb_lookup_tlbinfo();
    380 
    381 	if (have_addr) {
    382 		const vaddr_t vpn = (vaddr_t)addr >> L2_S_SHIFT;
    383 		const u_int va_index = vpn & dti->dti_index;
    384 		for (size_t way = 0; way < 2; way++) {
    385 			armreg_tlbdataop_write(
    386 			    __SHIFTIN(va_index, dti->dti_index)
    387 			    | __SHIFTIN(way, ARM_TLBDATAOP_WAY));
    388 			arm_isb();
    389 			const uint32_t d0 = armreg_tlbdata0_read();
    390 			const uint32_t d1 = armreg_tlbdata1_read();
    391 			if ((d0 & ARM_TLBDATA_VALID)
    392 			    && vpn == (*dti->dti_decode_vpn)(va_index, d0, d1)) {
    393 				(*dti->dti_print_header)();
    394 				(*dti->dti_print_entry)(way, va_index, d0, d1);
    395 				return;
    396 			}
    397 		}
    398 		db_printf("VA %#"DDB_EXPR_FMT"x not found in TLB\n", addr);
    399 		return;
    400 	}
    401 
    402 	bool first = true;
    403 	size_t n = 0;
    404 	for (size_t va_index = 0; va_index <= dti->dti_index; va_index++) {
    405 		for (size_t way = 0; way < 2; way++) {
    406 			armreg_tlbdataop_write(
    407 			    __SHIFTIN(way, ARM_TLBDATAOP_WAY)
    408 			    | __SHIFTIN(va_index, dti->dti_index));
    409 			arm_isb();
    410 			const uint32_t d0 = armreg_tlbdata0_read();
    411 			const uint32_t d1 = armreg_tlbdata1_read();
    412 			if (d0 & ARM_TLBDATA_VALID) {
    413 				if (first) {
    414 					(*dti->dti_print_header)();
    415 					first = false;
    416 				}
    417 				(*dti->dti_print_entry)(way, va_index, d0, d1);
    418 				n++;
    419 			}
    420 		}
    421 	}
    422 	db_printf("%zu TLB valid entries found\n", n);
    423 }
    424 #endif /* CPU_CORTEXA5 || CPU_CORTEXA7 */
    425 #endif /* _KERNEL */
    426 
    427 
    428 void
    429 db_show_frame_cmd(db_expr_t addr, bool have_addr, db_expr_t count, const char *modif)
    430 {
    431 	struct trapframe *frame;
    432 
    433 	if (!have_addr) {
    434 		db_printf("frame address must be specified\n");
    435 		return;
    436 	}
    437 
    438 	frame = (struct trapframe *)addr;
    439 
    440 	db_printf("frame address = %08x  ", (u_int)frame);
    441 	db_printf("spsr=%08x\n", frame->tf_spsr);
    442 	db_printf("r0 =%08x r1 =%08x r2 =%08x r3 =%08x\n",
    443 	    frame->tf_r0, frame->tf_r1, frame->tf_r2, frame->tf_r3);
    444 	db_printf("r4 =%08x r5 =%08x r6 =%08x r7 =%08x\n",
    445 	    frame->tf_r4, frame->tf_r5, frame->tf_r6, frame->tf_r7);
    446 	db_printf("r8 =%08x r9 =%08x r10=%08x r11=%08x\n",
    447 	    frame->tf_r8, frame->tf_r9, frame->tf_r10, frame->tf_r11);
    448 	db_printf("r12=%08x r13=%08x r14=%08x r15=%08x\n",
    449 	    frame->tf_r12, frame->tf_usr_sp, frame->tf_usr_lr, frame->tf_pc);
    450 	db_printf("slr=%08x ssp=%08x\n", frame->tf_svc_lr, frame->tf_svc_sp);
    451 }
    452 
    453 #if defined(_KERNEL) && defined(MULTIPROCESSOR)
    454 void
    455 db_switch_cpu_cmd(db_expr_t addr, bool have_addr, db_expr_t count, const char *modif)
    456 {
    457 	if (addr >= maxcpus) {
    458 		db_printf("cpu %"DDB_EXPR_FMT"d out of range", addr);
    459 		return;
    460 	}
    461 	struct cpu_info *new_ci = cpu_lookup(addr);
    462 	if (new_ci == NULL) {
    463 		db_printf("cpu %"DDB_EXPR_FMT"d does not exist", addr);
    464 		return;
    465 	}
    466 	if (DDB_REGS->tf_spsr & PSR_T_bit) {
    467 		DDB_REGS->tf_pc -= 2; /* XXX */
    468 	} else {
    469 		DDB_REGS->tf_pc -= 4;
    470 	}
    471 	db_newcpu = new_ci;
    472 	db_continue_cmd(0, false, 0, "");
    473 }
    474 #endif
    475