Quelle  kgdb.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * SuperH KGDB support
 *
 * Copyright (C) 2008 - 2012  Paul Mundt
 *
 * Single stepping taken from the old stub by Henry Bell and Jeremy Siegel.
 */
#include <linux/kgdb.h>
#include <linux/kdebug.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/task_stack.h>

#include <asm/cacheflush.h>
#include <asm/traps.h>

/* Macros for single step instruction identification */
#define OPCODE_BT(op)  (((op) & 0xff00) == 0x8900)
#define OPCODE_BF(op)  (((op) & 0xff00) == 0x8b00)
#define OPCODE_BTF_DISP(op) (((op) & 0x80) ? (((op) | 0xffffff80) << 1) : \
     (((op) & 0x7f ) << 1))
#define OPCODE_BFS(op)  (((op) & 0xff00) == 0x8f00)
#define OPCODE_BTS(op)  (((op) & 0xff00) == 0x8d00)
#define OPCODE_BRA(op)  (((op) & 0xf000) == 0xa000)
#define OPCODE_BRA_DISP(op) (((op) & 0x800) ? (((op) | 0xfffff800) << 1) : \
     (((op) & 0x7ff) << 1))
#define OPCODE_BRAF(op)  (((op) & 0xf0ff) == 0x0023)
#define OPCODE_BRAF_REG(op) (((op) & 0x0f00) >> 8)
#define OPCODE_BSR(op)  (((op) & 0xf000) == 0xb000)
#define OPCODE_BSR_DISP(op) (((op) & 0x800) ? (((op) | 0xfffff800) << 1) : \
     (((op) & 0x7ff) << 1))
#define OPCODE_BSRF(op)  (((op) & 0xf0ff) == 0x0003)
#define OPCODE_BSRF_REG(op) (((op) >> 8) & 0xf)
#define OPCODE_JMP(op)  (((op) & 0xf0ff) == 0x402b)
#define OPCODE_JMP_REG(op) (((op) >> 8) & 0xf)
#define OPCODE_JSR(op)  (((op) & 0xf0ff) == 0x400b)
#define OPCODE_JSR_REG(op) (((op) >> 8) & 0xf)
#define OPCODE_RTS(op)  ((op) == 0xb)
#define OPCODE_RTE(op)  ((op) == 0x2b)

#define SR_T_BIT_MASK           0x1
#define STEP_OPCODE             0xc33d

/* Calculate the new address for after a step */
static short *get_step_address(struct pt_regs *linux_regs)
{
 insn_size_t op = __raw_readw(linux_regs->pc);
 long addr;

 /* BT */
 if (OPCODE_BT(op)) {
  if (linux_regs->sr & SR_T_BIT_MASK)
   addr = linux_regs->pc + 4 + OPCODE_BTF_DISP(op);
  else
   addr = linux_regs->pc + 2;
 }

 /* BTS */
 else if (OPCODE_BTS(op)) {
  if (linux_regs->sr & SR_T_BIT_MASK)
   addr = linux_regs->pc + 4 + OPCODE_BTF_DISP(op);
  else
   addr = linux_regs->pc + 4; /* Not in delay slot */
 }

 /* BF */
 else if (OPCODE_BF(op)) {
  if (!(linux_regs->sr & SR_T_BIT_MASK))
   addr = linux_regs->pc + 4 + OPCODE_BTF_DISP(op);
  else
   addr = linux_regs->pc + 2;
 }

 /* BFS */
 else if (OPCODE_BFS(op)) {
  if (!(linux_regs->sr & SR_T_BIT_MASK))
   addr = linux_regs->pc + 4 + OPCODE_BTF_DISP(op);
  else
   addr = linux_regs->pc + 4; /* Not in delay slot */
 }

 /* BRA */
 else if (OPCODE_BRA(op))
  addr = linux_regs->pc + 4 + OPCODE_BRA_DISP(op);

 /* BRAF */
 else if (OPCODE_BRAF(op))
  addr = linux_regs->pc + 4
      + linux_regs->regs[OPCODE_BRAF_REG(op)];

 /* BSR */
 else if (OPCODE_BSR(op))
  addr = linux_regs->pc + 4 + OPCODE_BSR_DISP(op);

 /* BSRF */
 else if (OPCODE_BSRF(op))
  addr = linux_regs->pc + 4
      + linux_regs->regs[OPCODE_BSRF_REG(op)];

 /* JMP */
 else if (OPCODE_JMP(op))
  addr = linux_regs->regs[OPCODE_JMP_REG(op)];

 /* JSR */
 else if (OPCODE_JSR(op))
  addr = linux_regs->regs[OPCODE_JSR_REG(op)];

 /* RTS */
 else if (OPCODE_RTS(op))
  addr = linux_regs->pr;

 /* RTE */
 else if (OPCODE_RTE(op))
  addr = linux_regs->regs[15];

 /* Other */
 else
  addr = linux_regs->pc + instruction_size(op);

 flush_icache_range(addr, addr + instruction_size(op));
 return (short *)addr;
}

/*
 * Replace the instruction immediately after the current instruction
 * (i.e. next in the expected flow of control) with a trap instruction,
 * so that returning will cause only a single instruction to be executed.
 * Note that this model is slightly broken for instructions with delay
 * slots (e.g. B[TF]S, BSR, BRA etc), where both the branch and the
 * instruction in the delay slot will be executed.
 */

static unsigned long stepped_address;
static insn_size_t stepped_opcode;

static void do_single_step(struct pt_regs *linux_regs)
{
 /* Determine where the target instruction will send us to */
 unsigned short *addr = get_step_address(linux_regs);

 stepped_address = (int)addr;

 /* Replace it */
 stepped_opcode = __raw_readw((long)addr);
 *addr = STEP_OPCODE;

 /* Flush and return */
 flush_icache_range((long)addr, (long)addr +
      instruction_size(stepped_opcode));
}

/* Undo a single step */
static void undo_single_step(struct pt_regs *linux_regs)
{
 /* If we have stepped, put back the old instruction */
 /* Use stepped_address in case we stopped elsewhere */
 if (stepped_opcode != 0) {
  __raw_writew(stepped_opcode, stepped_address);
  flush_icache_range(stepped_address, stepped_address + 2);
 }

 stepped_opcode = 0;
}

struct dbg_reg_def_t dbg_reg_def[DBG_MAX_REG_NUM] = {
 { "r0",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[0]) },
 { "r1",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[1]) },
 { "r2",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[2]) },
 { "r3",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[3]) },
 { "r4",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[4]) },
 { "r5",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[5]) },
 { "r6",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[6]) },
 { "r7",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[7]) },
 { "r8",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[8]) },
 { "r9",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[9]) },
 { "r10", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[10]) },
 { "r11", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[11]) },
 { "r12", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[12]) },
 { "r13", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[13]) },
 { "r14", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[14]) },
 { "r15", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, regs[15]) },
 { "pc",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, pc) },
 { "pr",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, pr) },
 { "sr",  GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, sr) },
 { "gbr", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gbr) },
 { "mach", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, mach) },
 { "macl", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, macl) },
 { "vbr", GDB_SIZEOF_REG, -1 },
};

int dbg_set_reg(int regno, void *mem, struct pt_regs *regs)
{
 if (regno < 0 || regno >= DBG_MAX_REG_NUM)
  return -EINVAL;

 if (dbg_reg_def[regno].offset != -1)
  memcpy((void *)regs + dbg_reg_def[regno].offset, mem,
         dbg_reg_def[regno].size);

 return 0;
}

char *dbg_get_reg(int regno, void *mem, struct pt_regs *regs)
{
 if (regno >= DBG_MAX_REG_NUM || regno < 0)
  return NULL;

 if (dbg_reg_def[regno].size != -1)
  memcpy(mem, (void *)regs + dbg_reg_def[regno].offset,
         dbg_reg_def[regno].size);

 switch (regno) {
 case GDB_VBR:
  __asm__ __volatile__ ("stc vbr, %0" : "=r" (mem));
  break;
 }

 return dbg_reg_def[regno].name;
}

void sleeping_thread_to_gdb_regs(unsigned long *gdb_regs, struct task_struct *p)
{
 struct pt_regs *thread_regs = task_pt_regs(p);
 int reg;

 /* Initialize to zero */
 for (reg = 0; reg < DBG_MAX_REG_NUM; reg++)
  gdb_regs[reg] = 0;

 /*
 * Copy out GP regs 8 to 14.
 *
 * switch_to() relies on SR.RB toggling, so regs 0->7 are banked
 * and need privileged instructions to get to. The r15 value we
 * fetch from the thread info directly.
 */
 for (reg = GDB_R8; reg < GDB_R15; reg++)
  gdb_regs[reg] = thread_regs->regs[reg];

 gdb_regs[GDB_R15] = p->thread.sp;
 gdb_regs[GDB_PC] = p->thread.pc;

 /*
 * Additional registers we have context for
 */
 gdb_regs[GDB_PR] = thread_regs->pr;
 gdb_regs[GDB_GBR] = thread_regs->gbr;
}

int kgdb_arch_handle_exception(int e_vector, int signo, int err_code,
          char *remcomInBuffer, char *remcomOutBuffer,
          struct pt_regs *linux_regs)
{
 unsigned long addr;
 char *ptr;

 /* Undo any stepping we may have done */
 undo_single_step(linux_regs);

 switch (remcomInBuffer[0]) {
 case 'c':
 case 's':
  /* try to read optional parameter, pc unchanged if no parm */
  ptr = &remcomInBuffer[1];
  if (kgdb_hex2long(&ptr, &addr))
   linux_regs->pc = addr;
  fallthrough;
 case 'D':
 case 'k':
  atomic_set(&kgdb_cpu_doing_single_step, -1);

  if (remcomInBuffer[0] == 's') {
   do_single_step(linux_regs);
   kgdb_single_step = 1;

   atomic_set(&kgdb_cpu_doing_single_step,
       raw_smp_processor_id());
  }

  return 0;
 }

 /* this means that we do not want to exit from the handler: */
 return -1;
}

unsigned long kgdb_arch_pc(int exception, struct pt_regs *regs)
{
 if (exception == 60)
  return instruction_pointer(regs) - 2;
 return instruction_pointer(regs);
}

void kgdb_arch_set_pc(struct pt_regs *regs, unsigned long ip)
{
 regs->pc = ip;
}

/*
 * The primary entry points for the kgdb debug trap table entries.
 */
BUILD_TRAP_HANDLER(singlestep)
{
 unsigned long flags;
 TRAP_HANDLER_DECL;

 local_irq_save(flags);
 regs->pc -= instruction_size(__raw_readw(regs->pc - 4));
 kgdb_handle_exception(0, SIGTRAP, 0, regs);
 local_irq_restore(flags);
}

static int __kgdb_notify(struct die_args *args, unsigned long cmd)
{
 int ret;

 switch (cmd) {
 case DIE_BREAKPOINT:
  /*
 * This means a user thread is single stepping
 * a system call which should be ignored
 */
  if (test_thread_flag(TIF_SINGLESTEP))
   return NOTIFY_DONE;

  ret = kgdb_handle_exception(args->trapnr & 0xff, args->signr,
         args->err, args->regs);
  if (ret)
   return NOTIFY_DONE;

  break;
 }

 return NOTIFY_STOP;
}

static int
kgdb_notify(struct notifier_block *self, unsigned long cmd, void *ptr)
{
 unsigned long flags;
 int ret;

 local_irq_save(flags);
 ret = __kgdb_notify(ptr, cmd);
 local_irq_restore(flags);

 return ret;
}

static struct notifier_block kgdb_notifier = {
 .notifier_call = kgdb_notify,

 /*
 * Lowest-prio notifier priority, we want to be notified last:
 */
 .priority = -INT_MAX,
};

int kgdb_arch_init(void)
{
 return register_die_notifier(&kgdb_notifier);
}

void kgdb_arch_exit(void)
{
 unregister_die_notifier(&kgdb_notifier);
}

const struct kgdb_arch arch_kgdb_ops = {
 /* Breakpoint instruction: trapa #0x3c */
#ifdef CONFIG_CPU_LITTLE_ENDIAN
 .gdb_bpt_instr  = { 0x3c, 0xc3 },
#else
 .gdb_bpt_instr  = { 0xc3, 0x3c },
#endif
};