c1eef241017a1224bd424398d05b95f03cd38079
[cascardo/linux.git] / arch / powerpc / kernel / kgdb.c
1 /*
2  * PowerPC backend to the KGDB stub.
3  *
4  * 1998 (c) Michael AK Tesch (tesch@cs.wisc.edu)
5  * Copyright (C) 2003 Timesys Corporation.
6  * Copyright (C) 2004-2006 MontaVista Software, Inc.
7  * PPC64 Mods (C) 2005 Frank Rowand (frowand@mvista.com)
8  * PPC32 support restored by Vitaly Wool <vwool@ru.mvista.com> and
9  * Sergei Shtylyov <sshtylyov@ru.mvista.com>
10  * Copyright (C) 2007-2008 Wind River Systems, Inc.
11  *
12  * This file is licensed under the terms of the GNU General Public License
13  * version 2. This program as licensed "as is" without any warranty of any
14  * kind, whether express or implied.
15  */
16
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/kgdb.h>
20 #include <linux/smp.h>
21 #include <linux/signal.h>
22 #include <linux/ptrace.h>
23 #include <linux/kdebug.h>
24 #include <asm/current.h>
25 #include <asm/processor.h>
26 #include <asm/machdep.h>
27 #include <asm/debug.h>
28 #include <linux/slab.h>
29
30 /*
31  * This table contains the mapping between PowerPC hardware trap types, and
32  * signals, which are primarily what GDB understands.  GDB and the kernel
33  * don't always agree on values, so we use constants taken from gdb-6.2.
34  */
35 static struct hard_trap_info
36 {
37         unsigned int tt;                /* Trap type code for powerpc */
38         unsigned char signo;            /* Signal that we map this trap into */
39 } hard_trap_info[] = {
40         { 0x0100, 0x02 /* SIGINT */  },         /* system reset */
41         { 0x0200, 0x0b /* SIGSEGV */ },         /* machine check */
42         { 0x0300, 0x0b /* SIGSEGV */ },         /* data access */
43         { 0x0400, 0x0b /* SIGSEGV */ },         /* instruction access */
44         { 0x0500, 0x02 /* SIGINT */  },         /* external interrupt */
45         { 0x0600, 0x0a /* SIGBUS */  },         /* alignment */
46         { 0x0700, 0x05 /* SIGTRAP */ },         /* program check */
47         { 0x0800, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* fp unavailable */
48         { 0x0900, 0x0e /* SIGALRM */ },         /* decrementer */
49         { 0x0c00, 0x14 /* SIGCHLD */ },         /* system call */
50 #if defined(CONFIG_40x) || defined(CONFIG_BOOKE)
51         { 0x2002, 0x05 /* SIGTRAP */ },         /* debug */
52 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE)
53         { 0x2010, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* spe unavailable */
54         { 0x2020, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* spe unavailable */
55         { 0x2030, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* spe fp data */
56         { 0x2040, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* spe fp data */
57         { 0x2050, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* spe fp round */
58         { 0x2060, 0x0e /* SIGILL */  },         /* performance monitor */
59         { 0x2900, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* apu unavailable */
60         { 0x3100, 0x0e /* SIGALRM */ },         /* fixed interval timer */
61         { 0x3200, 0x02 /* SIGINT */  },         /* watchdog */
62 #else /* ! CONFIG_FSL_BOOKE */
63         { 0x1000, 0x0e /* SIGALRM */ },         /* prog interval timer */
64         { 0x1010, 0x0e /* SIGALRM */ },         /* fixed interval timer */
65         { 0x1020, 0x02 /* SIGINT */  },         /* watchdog */
66         { 0x2010, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* fp unavailable */
67         { 0x2020, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* ap unavailable */
68 #endif
69 #else /* ! (defined(CONFIG_40x) || defined(CONFIG_BOOKE)) */
70         { 0x0d00, 0x05 /* SIGTRAP */ },         /* single-step */
71 #if defined(CONFIG_8xx)
72         { 0x1000, 0x04 /* SIGILL */  },         /* software emulation */
73 #else /* ! CONFIG_8xx */
74         { 0x0f00, 0x04 /* SIGILL */  },         /* performance monitor */
75         { 0x0f20, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* altivec unavailable */
76         { 0x1300, 0x05 /* SIGTRAP */ },         /* instruction address break */
77 #if defined(CONFIG_PPC64)
78         { 0x1200, 0x05 /* SIGILL */  },         /* system error */
79         { 0x1500, 0x04 /* SIGILL */  },         /* soft patch */
80         { 0x1600, 0x04 /* SIGILL */  },         /* maintenance */
81         { 0x1700, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* altivec assist */
82         { 0x1800, 0x04 /* SIGILL */  },         /* thermal */
83 #else /* ! CONFIG_PPC64 */
84         { 0x1400, 0x02 /* SIGINT */  },         /* SMI */
85         { 0x1600, 0x08 /* SIGFPE */  },         /* altivec assist */
86         { 0x1700, 0x04 /* SIGILL */  },         /* TAU */
87         { 0x2000, 0x05 /* SIGTRAP */ },         /* run mode */
88 #endif
89 #endif
90 #endif
91         { 0x0000, 0x00 }                        /* Must be last */
92 };
93
94 static int computeSignal(unsigned int tt)
95 {
96         struct hard_trap_info *ht;
97
98         for (ht = hard_trap_info; ht->tt && ht->signo; ht++)
99                 if (ht->tt == tt)
100                         return ht->signo;
101
102         return SIGHUP;          /* default for things we don't know about */
103 }
104
105 /**
106  *
107  *      kgdb_skipexception - Bail out of KGDB when we've been triggered.
108  *      @exception: Exception vector number
109  *      @regs: Current &struct pt_regs.
110  *
111  *      On some architectures we need to skip a breakpoint exception when
112  *      it occurs after a breakpoint has been removed.
113  *
114  */
115 int kgdb_skipexception(int exception, struct pt_regs *regs)
116 {
117         return kgdb_isremovedbreak(regs->nip);
118 }
119
120 static int kgdb_call_nmi_hook(struct pt_regs *regs)
121 {
122         kgdb_nmicallback(raw_smp_processor_id(), regs);
123         return 0;
124 }
125
126 #ifdef CONFIG_SMP
127 void kgdb_roundup_cpus(unsigned long flags)
128 {
129         smp_send_debugger_break();
130 }
131 #endif
132
133 /* KGDB functions to use existing PowerPC64 hooks. */
134 static int kgdb_debugger(struct pt_regs *regs)
135 {
136         return !kgdb_handle_exception(1, computeSignal(TRAP(regs)),
137                                       DIE_OOPS, regs);
138 }
139
140 static int kgdb_handle_breakpoint(struct pt_regs *regs)
141 {
142         if (user_mode(regs))
143                 return 0;
144
145         if (kgdb_handle_exception(1, SIGTRAP, 0, regs) != 0)
146                 return 0;
147
148         if (*(u32 *) (regs->nip) == *(u32 *) (&arch_kgdb_ops.gdb_bpt_instr))
149                 regs->nip += BREAK_INSTR_SIZE;
150
151         return 1;
152 }
153
154 static int kgdb_singlestep(struct pt_regs *regs)
155 {
156         struct thread_info *thread_info, *exception_thread_info;
157         struct thread_info *backup_current_thread_info;
158
159         if (user_mode(regs))
160                 return 0;
161
162         backup_current_thread_info = kmalloc(sizeof(struct thread_info), GFP_KERNEL);
163         /*
164          * On Book E and perhaps other processors, singlestep is handled on
165          * the critical exception stack.  This causes current_thread_info()
166          * to fail, since it it locates the thread_info by masking off
167          * the low bits of the current stack pointer.  We work around
168          * this issue by copying the thread_info from the kernel stack
169          * before calling kgdb_handle_exception, and copying it back
170          * afterwards.  On most processors the copy is avoided since
171          * exception_thread_info == thread_info.
172          */
173         thread_info = (struct thread_info *)(regs->gpr[1] & ~(THREAD_SIZE-1));
174         exception_thread_info = current_thread_info();
175
176         if (thread_info != exception_thread_info) {
177                 /* Save the original current_thread_info. */
178                 memcpy(backup_current_thread_info, exception_thread_info, sizeof *thread_info);
179                 memcpy(exception_thread_info, thread_info, sizeof *thread_info);
180         }
181
182         kgdb_handle_exception(0, SIGTRAP, 0, regs);
183
184         if (thread_info != exception_thread_info)
185                 /* Restore current_thread_info lastly. */
186                 memcpy(exception_thread_info, backup_current_thread_info, sizeof *thread_info);
187
188         kfree(backup_current_thread_info);
189         return 1;
190 }
191
192 static int kgdb_iabr_match(struct pt_regs *regs)
193 {
194         if (user_mode(regs))
195                 return 0;
196
197         if (kgdb_handle_exception(0, computeSignal(TRAP(regs)), 0, regs) != 0)
198                 return 0;
199         return 1;
200 }
201
202 static int kgdb_break_match(struct pt_regs *regs)
203 {
204         if (user_mode(regs))
205                 return 0;
206
207         if (kgdb_handle_exception(0, computeSignal(TRAP(regs)), 0, regs) != 0)
208                 return 0;
209         return 1;
210 }
211
212 #define PACK64(ptr, src) do { *(ptr++) = (src); } while (0)
213
214 #define PACK32(ptr, src) do {          \
215         u32 *ptr32;                   \
216         ptr32 = (u32 *)ptr;           \
217         *(ptr32++) = (src);           \
218         ptr = (unsigned long *)ptr32; \
219         } while (0)
220
221 void sleeping_thread_to_gdb_regs(unsigned long *gdb_regs, struct task_struct *p)
222 {
223         struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)(p->thread.ksp +
224                                                   STACK_FRAME_OVERHEAD);
225         unsigned long *ptr = gdb_regs;
226         int reg;
227
228         memset(gdb_regs, 0, NUMREGBYTES);
229
230         /* Regs GPR0-2 */
231         for (reg = 0; reg < 3; reg++)
232                 PACK64(ptr, regs->gpr[reg]);
233
234         /* Regs GPR3-13 are caller saved, not in regs->gpr[] */
235         ptr += 11;
236
237         /* Regs GPR14-31 */
238         for (reg = 14; reg < 32; reg++)
239                 PACK64(ptr, regs->gpr[reg]);
240
241 #ifdef CONFIG_FSL_BOOKE
242 #ifdef CONFIG_SPE
243         for (reg = 0; reg < 32; reg++)
244                 PACK64(ptr, p->thread.evr[reg]);
245 #else
246         ptr += 32;
247 #endif
248 #else
249         /* fp registers not used by kernel, leave zero */
250         ptr += 32 * 8 / sizeof(long);
251 #endif
252
253         PACK64(ptr, regs->nip);
254         PACK64(ptr, regs->msr);
255         PACK32(ptr, regs->ccr);
256         PACK64(ptr, regs->link);
257         PACK64(ptr, regs->ctr);
258         PACK32(ptr, regs->xer);
259
260         BUG_ON((unsigned long)ptr >
261                (unsigned long)(((void *)gdb_regs) + NUMREGBYTES));
262 }
263
264 #define GDB_SIZEOF_REG sizeof(unsigned long)
265 #define GDB_SIZEOF_REG_U32 sizeof(u32)
266
267 #ifdef CONFIG_FSL_BOOKE
268 #define GDB_SIZEOF_FLOAT_REG sizeof(unsigned long)
269 #else
270 #define GDB_SIZEOF_FLOAT_REG sizeof(u64)
271 #endif
272
273 struct dbg_reg_def_t dbg_reg_def[DBG_MAX_REG_NUM] =
274 {
275         { "r0", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[0]) },
276         { "r1", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[1]) },
277         { "r2", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[2]) },
278         { "r3", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[3]) },
279         { "r4", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[4]) },
280         { "r5", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[5]) },
281         { "r6", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[6]) },
282         { "r7", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[7]) },
283         { "r8", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[8]) },
284         { "r9", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[9]) },
285         { "r10", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[10]) },
286         { "r11", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[11]) },
287         { "r12", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[12]) },
288         { "r13", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[13]) },
289         { "r14", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[14]) },
290         { "r15", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[15]) },
291         { "r16", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[16]) },
292         { "r17", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[17]) },
293         { "r18", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[18]) },
294         { "r19", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[19]) },
295         { "r20", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[20]) },
296         { "r21", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[21]) },
297         { "r22", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[22]) },
298         { "r23", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[23]) },
299         { "r24", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[24]) },
300         { "r25", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[25]) },
301         { "r26", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[26]) },
302         { "r27", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[27]) },
303         { "r28", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[28]) },
304         { "r29", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[29]) },
305         { "r30", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[30]) },
306         { "r31", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, gpr[31]) },
307
308         { "f0", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 0 },
309         { "f1", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 1 },
310         { "f2", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 2 },
311         { "f3", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 3 },
312         { "f4", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 4 },
313         { "f5", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 5 },
314         { "f6", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 6 },
315         { "f7", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 7 },
316         { "f8", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 8 },
317         { "f9", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 9 },
318         { "f10", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 10 },
319         { "f11", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 11 },
320         { "f12", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 12 },
321         { "f13", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 13 },
322         { "f14", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 14 },
323         { "f15", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 15 },
324         { "f16", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 16 },
325         { "f17", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 17 },
326         { "f18", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 18 },
327         { "f19", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 19 },
328         { "f20", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 20 },
329         { "f21", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 21 },
330         { "f22", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 22 },
331         { "f23", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 23 },
332         { "f24", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 24 },
333         { "f25", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 25 },
334         { "f26", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 26 },
335         { "f27", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 27 },
336         { "f28", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 28 },
337         { "f29", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 29 },
338         { "f30", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 30 },
339         { "f31", GDB_SIZEOF_FLOAT_REG, 31 },
340
341         { "pc", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, nip) },
342         { "msr", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, msr) },
343         { "cr", GDB_SIZEOF_REG_U32, offsetof(struct pt_regs, ccr) },
344         { "lr", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, link) },
345         { "ctr", GDB_SIZEOF_REG_U32, offsetof(struct pt_regs, ctr) },
346         { "xer", GDB_SIZEOF_REG, offsetof(struct pt_regs, xer) },
347 };
348
349 char *dbg_get_reg(int regno, void *mem, struct pt_regs *regs)
350 {
351         if (regno >= DBG_MAX_REG_NUM || regno < 0)
352                 return NULL;
353
354         if (regno < 32 || regno >= 64)
355                 /* First 0 -> 31 gpr registers*/
356                 /* pc, msr, ls... registers 64 -> 69 */
357                 memcpy(mem, (void *)regs + dbg_reg_def[regno].offset,
358                                 dbg_reg_def[regno].size);
359
360         if (regno >= 32 && regno < 64) {
361                 /* FP registers 32 -> 63 */
362 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE) && defined(CONFIG_SPE)
363                 if (current)
364                         memcpy(mem, &current->thread.evr[regno-32],
365                                         dbg_reg_def[regno].size);
366 #else
367                 /* fp registers not used by kernel, leave zero */
368                 memset(mem, 0, dbg_reg_def[regno].size);
369 #endif
370         }
371
372         return dbg_reg_def[regno].name;
373 }
374
375 int dbg_set_reg(int regno, void *mem, struct pt_regs *regs)
376 {
377         if (regno >= DBG_MAX_REG_NUM || regno < 0)
378                 return -EINVAL;
379
380         if (regno < 32 || regno >= 64)
381                 /* First 0 -> 31 gpr registers*/
382                 /* pc, msr, ls... registers 64 -> 69 */
383                 memcpy((void *)regs + dbg_reg_def[regno].offset, mem,
384                                 dbg_reg_def[regno].size);
385
386         if (regno >= 32 && regno < 64) {
387                 /* FP registers 32 -> 63 */
388 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE) && defined(CONFIG_SPE)
389                 memcpy(&current->thread.evr[regno-32], mem,
390                                 dbg_reg_def[regno].size);
391 #else
392                 /* fp registers not used by kernel, leave zero */
393                 return 0;
394 #endif
395         }
396
397         return 0;
398 }
399
400 void kgdb_arch_set_pc(struct pt_regs *regs, unsigned long pc)
401 {
402         regs->nip = pc;
403 }
404
405 /*
406  * This function does PowerPC specific procesing for interfacing to gdb.
407  */
408 int kgdb_arch_handle_exception(int vector, int signo, int err_code,
409                                char *remcom_in_buffer, char *remcom_out_buffer,
410                                struct pt_regs *linux_regs)
411 {
412         char *ptr = &remcom_in_buffer[1];
413         unsigned long addr;
414
415         switch (remcom_in_buffer[0]) {
416                 /*
417                  * sAA..AA   Step one instruction from AA..AA
418                  * This will return an error to gdb ..
419                  */
420         case 's':
421         case 'c':
422                 /* handle the optional parameter */
423                 if (kgdb_hex2long(&ptr, &addr))
424                         linux_regs->nip = addr;
425
426                 atomic_set(&kgdb_cpu_doing_single_step, -1);
427                 /* set the trace bit if we're stepping */
428                 if (remcom_in_buffer[0] == 's') {
429 #ifdef CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_REGS
430                         mtspr(SPRN_DBCR0,
431                               mfspr(SPRN_DBCR0) | DBCR0_IC | DBCR0_IDM);
432                         linux_regs->msr |= MSR_DE;
433 #else
434                         linux_regs->msr |= MSR_SE;
435 #endif
436                         atomic_set(&kgdb_cpu_doing_single_step,
437                                    raw_smp_processor_id());
438                 }
439                 return 0;
440         }
441
442         return -1;
443 }
444
445 /*
446  * Global data
447  */
448 struct kgdb_arch arch_kgdb_ops = {
449         .gdb_bpt_instr = {0x7d, 0x82, 0x10, 0x08},
450 };
451
452 static int kgdb_not_implemented(struct pt_regs *regs)
453 {
454         return 0;
455 }
456
457 static void *old__debugger_ipi;
458 static void *old__debugger;
459 static void *old__debugger_bpt;
460 static void *old__debugger_sstep;
461 static void *old__debugger_iabr_match;
462 static void *old__debugger_break_match;
463 static void *old__debugger_fault_handler;
464
465 int kgdb_arch_init(void)
466 {
467         old__debugger_ipi = __debugger_ipi;
468         old__debugger = __debugger;
469         old__debugger_bpt = __debugger_bpt;
470         old__debugger_sstep = __debugger_sstep;
471         old__debugger_iabr_match = __debugger_iabr_match;
472         old__debugger_break_match = __debugger_break_match;
473         old__debugger_fault_handler = __debugger_fault_handler;
474
475         __debugger_ipi = kgdb_call_nmi_hook;
476         __debugger = kgdb_debugger;
477         __debugger_bpt = kgdb_handle_breakpoint;
478         __debugger_sstep = kgdb_singlestep;
479         __debugger_iabr_match = kgdb_iabr_match;
480         __debugger_break_match = kgdb_break_match;
481         __debugger_fault_handler = kgdb_not_implemented;
482
483         return 0;
484 }
485
486 void kgdb_arch_exit(void)
487 {
488         __debugger_ipi = old__debugger_ipi;
489         __debugger = old__debugger;
490         __debugger_bpt = old__debugger_bpt;
491         __debugger_sstep = old__debugger_sstep;
492         __debugger_iabr_match = old__debugger_iabr_match;
493         __debugger_break_match = old__debugger_break_match;
494         __debugger_fault_handler = old__debugger_fault_handler;
495 }