Home | History | Annotate | Line # | Download | only in arm32
db_machdep.c revision 1.28
      1 /*	$NetBSD: db_machdep.c,v 1.28 2020/04/14 07:59:43 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_cputypes.h"
     33 #include "opt_multiprocessor.h"
     34 #endif
     35 
     36 #include <sys/cdefs.h>
     37 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: db_machdep.c,v 1.28 2020/04/14 07:59:43 skrll Exp $");
     38 
     39 #include <sys/param.h>
     40 #include <sys/cpu.h>
     41 #include <sys/proc.h>
     42 #include <sys/vnode.h>
     43 #include <sys/systm.h>
     44 
     45 #include <arm/arm32/db_machdep.h>
     46 #include <arm/cpufunc.h>
     47 
     48 #include <ddb/db_access.h>
     49 #include <ddb/db_sym.h>
     50 #include <ddb/db_output.h>
     51 #include <ddb/db_variables.h>
     52 #include <ddb/db_command.h>
     53 #include <ddb/db_run.h>
     54 
     55 #ifndef _KERNEL
     56 #include <stddef.h>
     57 #endif
     58 
     59 #ifdef _KERNEL
     60 static long nil;
     61 
     62 int db_access_und_sp(const struct db_variable *, db_expr_t *, int);
     63 int db_access_abt_sp(const struct db_variable *, db_expr_t *, int);
     64 int db_access_irq_sp(const struct db_variable *, db_expr_t *, int);
     65 #endif
     66 
     67 static int
     68 ddb_reg_var(const struct db_variable *v, db_expr_t *ep, int op)
     69 {
     70 	register_t * const rp = (register_t *)DDB_REGS;
     71 	if (op == DB_VAR_SET) {
     72 		rp[(uintptr_t)v->valuep] = *ep;
     73 	} else {
     74 		*ep = rp[(uintptr_t)v->valuep];
     75 	}
     76 	return 0;
     77 }
     78 
     79 
     80 #define XO(f) ((long *)(offsetof(db_regs_t, f) / sizeof(register_t)))
     81 const struct db_variable db_regs[] = {
     82 	{ "spsr", XO(tf_spsr), ddb_reg_var, NULL },
     83 	{ "r0", XO(tf_r0), ddb_reg_var, NULL },
     84 	{ "r1", XO(tf_r1), ddb_reg_var, NULL },
     85 	{ "r2", XO(tf_r2), ddb_reg_var, NULL },
     86 	{ "r3", XO(tf_r3), ddb_reg_var, NULL },
     87 	{ "r4", XO(tf_r4), ddb_reg_var, NULL },
     88 	{ "r5", XO(tf_r5), ddb_reg_var, NULL },
     89 	{ "r6", XO(tf_r6), ddb_reg_var, NULL },
     90 	{ "r7", XO(tf_r7), ddb_reg_var, NULL },
     91 	{ "r8", XO(tf_r8), ddb_reg_var, NULL },
     92 	{ "r9", XO(tf_r9), ddb_reg_var, NULL },
     93 	{ "r10", XO(tf_r10), ddb_reg_var, NULL },
     94 	{ "r11", XO(tf_r11), ddb_reg_var, NULL },
     95 	{ "r12", XO(tf_r12), ddb_reg_var, NULL },
     96 	{ "usr_sp", XO(tf_usr_sp), ddb_reg_var, NULL },
     97 	{ "usr_lr", XO(tf_usr_lr), ddb_reg_var, NULL },
     98 	{ "svc_sp", XO(tf_svc_sp), ddb_reg_var, NULL },
     99 	{ "svc_lr", XO(tf_svc_lr), ddb_reg_var, NULL },
    100 	{ "pc", XO(tf_pc), ddb_reg_var, NULL },
    101 #ifdef _KERNEL
    102 	{ "und_sp", &nil, db_access_und_sp, NULL },
    103 	{ "abt_sp", &nil, db_access_abt_sp, NULL },
    104 	{ "irq_sp", &nil, db_access_irq_sp, NULL },
    105 #endif
    106 };
    107 #undef XO
    108 
    109 const struct db_variable * const db_eregs = db_regs + sizeof(db_regs)/sizeof(db_regs[0]);
    110 
    111 const struct db_command db_machine_command_table[] = {
    112 #ifdef _KERNEL
    113 #if defined(MULTIPROCESSOR)
    114 	{ DDB_ADD_CMD("cpu",	db_switch_cpu_cmd,	0,
    115 			"switch to a different cpu",
    116 		     	NULL,NULL) },
    117 #endif /* MULTIPROCESSOR */
    118 	{ DDB_ADD_CMD("fault",	db_show_fault_cmd,	0,
    119 			"Displays the fault registers",
    120 		     	NULL,NULL) },
    121 #endif
    122 	{ DDB_ADD_CMD("frame",	db_show_frame_cmd,	0,
    123 			"Displays the contents of a trapframe",
    124 			"[address]",
    125 			"   address:\taddress of trapfame to display")},
    126 #ifdef _KERNEL
    127 #if defined(CPU_CORTEXA5) || defined(CPU_CORTEXA7)
    128 	{ DDB_ADD_CMD("tlb",	db_show_tlb_cmd,	0,
    129 			"Displays the TLB",
    130 		     	NULL,NULL) },
    131 #endif
    132 #endif /* _KERNEL */
    133 
    134 #ifdef ARM32_DB_COMMANDS
    135 	ARM32_DB_COMMANDS,
    136 #endif
    137 	{ DDB_ADD_CMD(NULL,     NULL,           0,NULL,NULL,NULL) }
    138 };
    139 
    140 void
    141 db_show_frame_cmd(db_expr_t addr, bool have_addr, db_expr_t count, const char *modif)
    142 {
    143 	struct trapframe *frame;
    144 
    145 	if (!have_addr) {
    146 		db_printf("frame address must be specified\n");
    147 		return;
    148 	}
    149 
    150 	frame = (struct trapframe *)addr;
    151 
    152 	db_printf("frame address = %08x  ", (u_int)frame);
    153 	db_printf("spsr=%08x\n", frame->tf_spsr);
    154 	db_printf("r0 =%08x r1 =%08x r2 =%08x r3 =%08x\n",
    155 	    frame->tf_r0, frame->tf_r1, frame->tf_r2, frame->tf_r3);
    156 	db_printf("r4 =%08x r5 =%08x r6 =%08x r7 =%08x\n",
    157 	    frame->tf_r4, frame->tf_r5, frame->tf_r6, frame->tf_r7);
    158 	db_printf("r8 =%08x r9 =%08x r10=%08x r11=%08x\n",
    159 	    frame->tf_r8, frame->tf_r9, frame->tf_r10, frame->tf_r11);
    160 	db_printf("r12=%08x r13=%08x r14=%08x r15=%08x\n",
    161 	    frame->tf_r12, frame->tf_usr_sp, frame->tf_usr_lr, frame->tf_pc);
    162 	db_printf("slr=%08x ssp=%08x\n", frame->tf_svc_lr, frame->tf_svc_sp);
    163 }
    164 
    165 #ifdef _KERNEL
    166 int
    167 db_access_und_sp(const struct db_variable *vp, db_expr_t *valp, int rw)
    168 {
    169 
    170 	if (rw == DB_VAR_GET)
    171 		*valp = get_stackptr(PSR_UND32_MODE);
    172 	return(0);
    173 }
    174 
    175 int
    176 db_access_abt_sp(const struct db_variable *vp, db_expr_t *valp, int rw)
    177 {
    178 
    179 	if (rw == DB_VAR_GET)
    180 		*valp = get_stackptr(PSR_ABT32_MODE);
    181 	return(0);
    182 }
    183 
    184 int
    185 db_access_irq_sp(const struct db_variable *vp, db_expr_t *valp, int rw)
    186 {
    187 
    188 	if (rw == DB_VAR_GET)
    189 		*valp = get_stackptr(PSR_IRQ32_MODE);
    190 	return(0);
    191 }
    192 
    193 void
    194 db_show_fault_cmd(db_expr_t addr, bool have_addr, db_expr_t count, const char *modif)
    195 {
    196 	db_printf("DFAR=%#x DFSR=%#x IFAR=%#x IFSR=%#x\n",
    197 	    armreg_dfar_read(), armreg_dfsr_read(),
    198 	    armreg_ifar_read(), armreg_ifsr_read());
    199 	db_printf("CONTEXTIDR=%#x TTBCR=%#x TTBR=%#x\n",
    200 	    armreg_contextidr_read(), armreg_ttbcr_read(),
    201 	    armreg_ttbr_read());
    202 }
    203 
    204 #if defined(CPU_CORTEXA5) || defined(CPU_CORTEXA7)
    205 static void
    206 tlb_print_common_header(const char *str)
    207 {
    208 	db_printf("-W/I-- ----VA---- ----PA---- --SIZE-- D AP XN ASD %s\n", str);
    209 }
    210 
    211 static void
    212 tlb_print_addr(size_t way, size_t va_index, vaddr_t vpn, paddr_t pfn)
    213 {
    214 	db_printf("[%1zu:%02zx] 0x%05lx000 0x%05lx000", way, va_index, vpn, pfn);
    215 }
    216 
    217 static void
    218 tlb_print_size_domain_prot(const char *sizestr, u_int domain, u_int ap,
    219     bool xn_p)
    220 {
    221 	db_printf(" %8s %1x %2d %s", sizestr, domain, ap, (xn_p ? "XN" : "--"));
    222 }
    223 
    224 static void
    225 tlb_print_asid(bool ng_p, tlb_asid_t asid)
    226 {
    227 	if (ng_p) {
    228 		db_printf(" %3d", asid);
    229 	} else {
    230 		db_printf(" ---");
    231 	}
    232 }
    233 
    234 struct db_tlbinfo {
    235 	vaddr_t (*dti_decode_vpn)(size_t, uint32_t, uint32_t);
    236 	void (*dti_print_header)(void);
    237 	void (*dti_print_entry)(size_t, size_t, uint32_t, uint32_t);
    238 	u_int dti_index;
    239 };
    240 
    241 #if defined(CPU_CORTEXA5)
    242 static void
    243 tlb_print_cortex_a5_header(void)
    244 {
    245 	tlb_print_common_header(" S TEX C B");
    246 }
    247 
    248 static vaddr_t
    249 tlb_decode_cortex_a5_vpn(size_t va_index, uint32_t d0, uint32_t d1)
    250 {
    251 	const uint64_t d = ((uint64_t)d1 << 32) | d0;
    252 
    253 	const u_int size = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_SIZE);
    254 	return __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_VA) * (ARM_A5_TLBDATAOP_INDEX + 1)
    255 	    + (va_index << (4*size));
    256 }
    257 
    258 static void
    259 tlb_print_cortex_a5_entry(size_t way, size_t va_index, uint32_t d0, uint32_t d1)
    260 {
    261 	static const char size_strings[4][8] = {
    262 	    "  4KB  ", " 64KB  ", "  1MB  ", " 16MB  ",
    263 	};
    264 
    265 	const uint64_t d = ((uint64_t)d1 << 32) | d0;
    266 
    267 	const paddr_t pfn = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_PA);
    268 	const vaddr_t vpn = tlb_decode_cortex_a5_vpn(va_index, d0, d1);
    269 
    270 	tlb_print_addr(way, va_index, vpn, pfn);
    271 
    272 	const u_int size = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_SIZE);
    273 	const u_int domain = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_DOM);
    274 	const u_int ap = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_AP);
    275 	const bool xn_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_XN) != 0;
    276 
    277 	tlb_print_size_domain_prot(size_strings[size], domain, ap, xn_p);
    278 
    279 	const bool ng_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_nG) != 0;
    280 	const tlb_asid_t asid = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_ASID);
    281 
    282 	tlb_print_asid(ng_p, asid);
    283 
    284 	const u_int tex = __SHIFTOUT(d, ARM_A5_TLBDATA_TEX);
    285 	const bool c_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_C) != 0;
    286 	const bool b_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_B) != 0;
    287 	const bool s_p = (d & ARM_A5_TLBDATA_S) != 0;
    288 
    289 	db_printf(" %c  %d  %c %c\n", (s_p ? 'S' : '-'), tex,
    290 	    (c_p ? 'C' : '-'), (b_p ? 'B' : '-'));
    291 }
    292 
    293 static const struct db_tlbinfo tlb_cortex_a5_info = {
    294 	.dti_decode_vpn = tlb_decode_cortex_a5_vpn,
    295 	.dti_print_header = tlb_print_cortex_a5_header,
    296 	.dti_print_entry = tlb_print_cortex_a5_entry,
    297 	.dti_index = ARM_A5_TLBDATAOP_INDEX,
    298 };
    299 #endif /* CPU_CORTEXA5 */
    300 
    301 #if defined(CPU_CORTEXA7)
    302 static const char tlb_cortex_a7_esizes[8][8] = {
    303     " 4KB(S)", " 4KB(L)", "64KB(S)", "64KB(L)",
    304     " 1MB(S)", " 2MB(L)", "16MB(S)", " 1GB(L)",
    305 };
    306 
    307 static void
    308 tlb_print_cortex_a7_header(void)
    309 {
    310 	tlb_print_common_header("IS --OS- SH");
    311 }
    312 
    313 static inline vaddr_t
    314 tlb_decode_cortex_a7_vpn(size_t va_index, uint32_t d0, uint32_t d1)
    315 {
    316 	const u_int size = __SHIFTOUT(d0, ARM_A7_TLBDATA0_SIZE);
    317 	const u_int shift = (size & 1)
    318 	    ? ((0x12090400 >> (8*size)) & 0x1f)
    319 	    : (2 * size);
    320 
    321 	return __SHIFTOUT(d0, ARM_A7_TLBDATA0_VA) * (ARM_A7_TLBDATAOP_INDEX + 1)
    322 	    + (va_index << shift);
    323 }
    324 
    325 static void
    326 tlb_print_cortex_a7_entry(size_t way, size_t va_index, uint32_t d0, uint32_t d1)
    327 {
    328 	const uint32_t d2 = armreg_tlbdata2_read();
    329 	const uint64_t d01 = ((uint64_t)d1 << 32) | d0;
    330 	const uint64_t d12 = ((uint64_t)d2 << 32) | d1;
    331 
    332 	const paddr_t pfn = __SHIFTOUT(d12, ARM_A7_TLBDATA12_PA);
    333 	const vaddr_t vpn = tlb_decode_cortex_a7_vpn(va_index, d0, d1);
    334 
    335 	tlb_print_addr(way, va_index, vpn, pfn);
    336 
    337 	const u_int size = __SHIFTOUT(d0, ARM_A7_TLBDATA0_SIZE);
    338 	const u_int domain = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_DOM);
    339 	const u_int ap = __SHIFTOUT(d1, ARM_A7_TLBDATA1_AP);
    340 	const bool xn_p = (d2 & ARM_A7_TLBDATA2_XN1) != 0;
    341 
    342 	tlb_print_size_domain_prot(tlb_cortex_a7_esizes[size], domain, ap, xn_p);
    343 
    344 	const bool ng_p = (d1 & ARM_A7_TLBDATA1_nG) != 0;
    345 	const tlb_asid_t asid = __SHIFTOUT(d01, ARM_A7_TLBDATA01_ASID);
    346 
    347 	tlb_print_asid(ng_p, asid);
    348 
    349 	const u_int is = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_IS);
    350 	if (is == ARM_A7_TLBDATA2_IS_DSO) {
    351 		u_int mt = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_SDO_MT);
    352 		switch (mt) {
    353 		case ARM_A7_TLBDATA2_SDO_MT_D:
    354 			db_printf(" DV\n");
    355 			return;
    356 		case ARM_A7_TLBDATA2_SDO_MT_SO:
    357 			db_printf(" SO\n");
    358 			return;
    359 		default:
    360 			db_printf(" %02u\n", mt);
    361 			return;
    362 		}
    363 	}
    364 	const u_int os = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_OS);
    365 	const u_int sh = __SHIFTOUT(d2, ARM_A7_TLBDATA2_SH);
    366 	static const char is_types[3][3] = { "NC", "WB", "WT" };
    367 	static const char os_types[4][6] = { "NC", "WB+WA", "WT", "WB" };
    368 	static const char sh_types[4][3] = { "NS", "na", "OS", "IS" };
    369 	db_printf(" %2s %5s %2s\n", is_types[is], os_types[os], sh_types[sh]);
    370 }
    371 
    372 static const struct db_tlbinfo tlb_cortex_a7_info = {
    373 	.dti_decode_vpn = tlb_decode_cortex_a7_vpn,
    374 	.dti_print_header = tlb_print_cortex_a7_header,
    375 	.dti_print_entry = tlb_print_cortex_a7_entry,
    376 	.dti_index = ARM_A7_TLBDATAOP_INDEX,
    377 };
    378 #endif /* CPU_CORTEXA7 */
    379 
    380 static inline const struct db_tlbinfo *
    381 tlb_lookup_tlbinfo(void)
    382 {
    383 #if defined(CPU_CORTEXA5) && defined(CPU_CORTEXA7)
    384 	const bool cortex_a5_p = CPU_ID_CORTEX_A5_P(curcpu()->ci_arm_cpuid);
    385 	const bool cortex_a7_p = CPU_ID_CORTEX_A7_P(curcpu()->ci_arm_cpuid);
    386 #elif defined(CPU_CORTEXA5)
    387 	const bool cortex_a5_p = true;
    388 #else
    389 	const bool cortex_a7_p = true;
    390 #endif
    391 #ifdef CPU_CORTEXA5
    392 	if (cortex_a5_p) {
    393 		return &tlb_cortex_a5_info;
    394 	}
    395 #endif
    396 #ifdef CPU_CORTEXA7
    397 	if (cortex_a7_p) {
    398 		return &tlb_cortex_a7_info;
    399 	}
    400 #endif
    401 	return NULL;
    402 }
    403 
    404 void
    405 db_show_tlb_cmd(db_expr_t addr, bool have_addr, db_expr_t count, const char *modif)
    406 {
    407 	const struct db_tlbinfo * const dti = tlb_lookup_tlbinfo();
    408 
    409 	if (have_addr) {
    410 		const vaddr_t vpn = (vaddr_t)addr >> L2_S_SHIFT;
    411 		const u_int va_index = vpn & dti->dti_index;
    412 		for (size_t way = 0; way < 2; way++) {
    413 			armreg_tlbdataop_write(
    414 			    __SHIFTIN(va_index, dti->dti_index)
    415 			    | __SHIFTIN(way, ARM_TLBDATAOP_WAY));
    416 			arm_isb();
    417 			const uint32_t d0 = armreg_tlbdata0_read();
    418 			const uint32_t d1 = armreg_tlbdata1_read();
    419 			if ((d0 & ARM_TLBDATA_VALID)
    420 			    && vpn == (*dti->dti_decode_vpn)(va_index, d0, d1)) {
    421 				(*dti->dti_print_header)();
    422 				(*dti->dti_print_entry)(way, va_index, d0, d1);
    423 				return;
    424 			}
    425 		}
    426 		db_printf("VA %#"DDB_EXPR_FMT"x not found in TLB\n", addr);
    427 		return;
    428 	}
    429 
    430 	bool first = true;
    431 	size_t n = 0;
    432 	for (size_t va_index = 0; va_index <= dti->dti_index; va_index++) {
    433 		for (size_t way = 0; way < 2; way++) {
    434 			armreg_tlbdataop_write(
    435 			    __SHIFTIN(way, ARM_TLBDATAOP_WAY)
    436 			    | __SHIFTIN(va_index, dti->dti_index));
    437 			arm_isb();
    438 			const uint32_t d0 = armreg_tlbdata0_read();
    439 			const uint32_t d1 = armreg_tlbdata1_read();
    440 			if (d0 & ARM_TLBDATA_VALID) {
    441 				if (first) {
    442 					(*dti->dti_print_header)();
    443 					first = false;
    444 				}
    445 				(*dti->dti_print_entry)(way, va_index, d0, d1);
    446 				n++;
    447 			}
    448 		}
    449 	}
    450 	db_printf("%zu TLB valid entries found\n", n);
    451 }
    452 #endif /* CPU_CORTEXA5 || CPU_CORTEXA7 */
    453 
    454 #if defined(MULTIPROCESSOR)
    455 void
    456 db_switch_cpu_cmd(db_expr_t addr, bool have_addr, db_expr_t count, const char *modif)
    457 {
    458 	if (addr >= maxcpus) {
    459 		db_printf("cpu %"DDB_EXPR_FMT"d out of range", addr);
    460 		return;
    461 	}
    462 	struct cpu_info *new_ci = cpu_lookup(addr);
    463 	if (new_ci == NULL) {
    464 		db_printf("cpu %"DDB_EXPR_FMT"d does not exist", addr);
    465 		return;
    466 	}
    467 	if (DDB_REGS->tf_spsr & PSR_T_bit) {
    468 		DDB_REGS->tf_pc -= 2; /* XXX */
    469 	} else {
    470 		DDB_REGS->tf_pc -= 4;
    471 	}
    472 	db_newcpu = new_ci;
    473 	db_continue_cmd(0, false, 0, "");
    474 }
    475 #endif
    476 #endif /* _KERNEL */
    477