]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/subr_kdb.c
MFV: file 5.33
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / subr_kdb.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 The FreeBSD Project
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  *
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHORS ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
27  */
28
29 #include <sys/cdefs.h>
30 __FBSDID("$FreeBSD$");
31
32 #include "opt_kdb.h"
33 #include "opt_stack.h"
34
35 #include <sys/param.h>
36 #include <sys/systm.h>
37 #include <sys/cons.h>
38 #include <sys/kdb.h>
39 #include <sys/kernel.h>
40 #include <sys/malloc.h>
41 #include <sys/lock.h>
42 #include <sys/pcpu.h>
43 #include <sys/proc.h>
44 #include <sys/sbuf.h>
45 #include <sys/smp.h>
46 #include <sys/stack.h>
47 #include <sys/sysctl.h>
48
49 #include <machine/kdb.h>
50 #include <machine/pcb.h>
51
52 #ifdef SMP
53 #include <machine/smp.h>
54 #endif
55
56 u_char __read_frequently kdb_active = 0;
57 static void *kdb_jmpbufp = NULL;
58 struct kdb_dbbe *kdb_dbbe = NULL;
59 static struct pcb kdb_pcb;
60 struct pcb *kdb_thrctx = NULL;
61 struct thread *kdb_thread = NULL;
62 struct trapframe *kdb_frame = NULL;
63
64 #ifdef BREAK_TO_DEBUGGER
65 #define KDB_BREAK_TO_DEBUGGER   1
66 #else
67 #define KDB_BREAK_TO_DEBUGGER   0
68 #endif
69
70 #ifdef ALT_BREAK_TO_DEBUGGER
71 #define KDB_ALT_BREAK_TO_DEBUGGER       1
72 #else
73 #define KDB_ALT_BREAK_TO_DEBUGGER       0
74 #endif
75
76 static int      kdb_break_to_debugger = KDB_BREAK_TO_DEBUGGER;
77 static int      kdb_alt_break_to_debugger = KDB_ALT_BREAK_TO_DEBUGGER;
78
79 KDB_BACKEND(null, NULL, NULL, NULL, NULL);
80 SET_DECLARE(kdb_dbbe_set, struct kdb_dbbe);
81
82 static int kdb_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
83 static int kdb_sysctl_current(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
84 static int kdb_sysctl_enter(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
85 static int kdb_sysctl_panic(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
86 static int kdb_sysctl_trap(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
87 static int kdb_sysctl_trap_code(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
88 static int kdb_sysctl_stack_overflow(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
89
90 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, kdb, CTLFLAG_RW, NULL, "KDB nodes");
91
92 SYSCTL_PROC(_debug_kdb, OID_AUTO, available, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD, NULL,
93     0, kdb_sysctl_available, "A", "list of available KDB backends");
94
95 SYSCTL_PROC(_debug_kdb, OID_AUTO, current, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RW, NULL,
96     0, kdb_sysctl_current, "A", "currently selected KDB backend");
97
98 SYSCTL_PROC(_debug_kdb, OID_AUTO, enter,
99     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_SECURE, NULL, 0,
100     kdb_sysctl_enter, "I", "set to enter the debugger");
101
102 SYSCTL_PROC(_debug_kdb, OID_AUTO, panic,
103     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_SECURE, NULL, 0,
104     kdb_sysctl_panic, "I", "set to panic the kernel");
105
106 SYSCTL_PROC(_debug_kdb, OID_AUTO, trap,
107     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_SECURE, NULL, 0,
108     kdb_sysctl_trap, "I", "set to cause a page fault via data access");
109
110 SYSCTL_PROC(_debug_kdb, OID_AUTO, trap_code,
111     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_SECURE, NULL, 0,
112     kdb_sysctl_trap_code, "I", "set to cause a page fault via code access");
113
114 SYSCTL_PROC(_debug_kdb, OID_AUTO, stack_overflow,
115     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_SECURE, NULL, 0,
116     kdb_sysctl_stack_overflow, "I", "set to cause a stack overflow");
117
118 SYSCTL_INT(_debug_kdb, OID_AUTO, break_to_debugger,
119     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_SECURE,
120     &kdb_break_to_debugger, 0, "Enable break to debugger");
121
122 SYSCTL_INT(_debug_kdb, OID_AUTO, alt_break_to_debugger,
123     CTLFLAG_RWTUN | CTLFLAG_SECURE,
124     &kdb_alt_break_to_debugger, 0, "Enable alternative break to debugger");
125
126 /*
127  * Flag to indicate to debuggers why the debugger was entered.
128  */
129 const char * volatile kdb_why = KDB_WHY_UNSET;
130
131 static int
132 kdb_sysctl_available(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
133 {
134         struct kdb_dbbe **iter;
135         struct sbuf sbuf;
136         int error;
137
138         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 64, req);
139         SET_FOREACH(iter, kdb_dbbe_set) {
140                 if ((*iter)->dbbe_active == 0)
141                         sbuf_printf(&sbuf, "%s ", (*iter)->dbbe_name);
142         }
143         error = sbuf_finish(&sbuf);
144         sbuf_delete(&sbuf);
145         return (error);
146 }
147
148 static int
149 kdb_sysctl_current(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
150 {
151         char buf[16];
152         int error;
153
154         if (kdb_dbbe != NULL)
155                 strlcpy(buf, kdb_dbbe->dbbe_name, sizeof(buf));
156         else
157                 *buf = '\0';
158         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
159         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
160                 return (error);
161         if (kdb_active)
162                 return (EBUSY);
163         return (kdb_dbbe_select(buf));
164 }
165
166 static int
167 kdb_sysctl_enter(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
168 {
169         int error, i;
170
171         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
172         if (error == 0) {
173                 i = 0;
174                 error = sysctl_handle_int(oidp, &i, 0, req);
175         }
176         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
177                 return (error);
178         if (kdb_active)
179                 return (EBUSY);
180         kdb_enter(KDB_WHY_SYSCTL, "sysctl debug.kdb.enter");
181         return (0);
182 }
183
184 static int
185 kdb_sysctl_panic(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
186 {
187         int error, i;
188
189         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
190         if (error == 0) {
191                 i = 0;
192                 error = sysctl_handle_int(oidp, &i, 0, req);
193         }
194         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
195                 return (error);
196         panic("kdb_sysctl_panic");
197         return (0);
198 }
199
200 static int
201 kdb_sysctl_trap(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
202 {
203         int error, i;
204         int *addr = (int *)0x10;
205
206         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
207         if (error == 0) {
208                 i = 0;
209                 error = sysctl_handle_int(oidp, &i, 0, req);
210         }
211         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
212                 return (error);
213         return (*addr);
214 }
215
216 static int
217 kdb_sysctl_trap_code(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
218 {
219         int error, i;
220         void (*fp)(u_int, u_int, u_int) = (void *)0xdeadc0de;
221
222         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
223         if (error == 0) {
224                 i = 0;
225                 error = sysctl_handle_int(oidp, &i, 0, req);
226         }
227         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
228                 return (error);
229         (*fp)(0x11111111, 0x22222222, 0x33333333);
230         return (0);
231 }
232
233 static void kdb_stack_overflow(volatile int *x)  __noinline;
234 static void
235 kdb_stack_overflow(volatile int *x)
236 {
237
238         if (*x > 10000000)
239                 return;
240         kdb_stack_overflow(x);
241         *x += PCPU_GET(cpuid) / 1000000;
242 }
243
244 static int
245 kdb_sysctl_stack_overflow(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
246 {
247         int error, i;
248         volatile int x;
249
250         error = sysctl_wire_old_buffer(req, sizeof(int));
251         if (error == 0) {
252                 i = 0;
253                 error = sysctl_handle_int(oidp, &i, 0, req);
254         }
255         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
256                 return (error);
257         x = 0;
258         kdb_stack_overflow(&x);
259         return (0);
260 }
261
262
263 void
264 kdb_panic(const char *msg)
265 {
266
267         printf("KDB: panic\n");
268         panic("%s", msg);
269 }
270
271 void
272 kdb_reboot(void)
273 {
274
275         printf("KDB: reboot requested\n");
276         shutdown_nice(0);
277 }
278
279 /*
280  * Solaris implements a new BREAK which is initiated by a character sequence
281  * CR ~ ^b which is similar to a familiar pattern used on Sun servers by the
282  * Remote Console.
283  *
284  * Note that this function may be called from almost anywhere, with interrupts
285  * disabled and with unknown locks held, so it must not access data other than
286  * its arguments.  Its up to the caller to ensure that the state variable is
287  * consistent.
288  */
289 #define KEY_CR          13      /* CR '\r' */
290 #define KEY_TILDE       126     /* ~ */
291 #define KEY_CRTLB       2       /* ^B */
292 #define KEY_CRTLP       16      /* ^P */
293 #define KEY_CRTLR       18      /* ^R */
294
295 /* States of th KDB "alternate break sequence" detecting state machine. */
296 enum {
297         KDB_ALT_BREAK_SEEN_NONE,
298         KDB_ALT_BREAK_SEEN_CR,
299         KDB_ALT_BREAK_SEEN_CR_TILDE,
300 };
301
302 int
303 kdb_break(void)
304 {
305
306         if (!kdb_break_to_debugger)
307                 return (0);
308         kdb_enter(KDB_WHY_BREAK, "Break to debugger");
309         return (KDB_REQ_DEBUGGER);
310 }
311
312 static int
313 kdb_alt_break_state(int key, int *state)
314 {
315         int brk;
316
317         /* All states transition to KDB_ALT_BREAK_SEEN_CR on a CR. */
318         if (key == KEY_CR) {
319                 *state = KDB_ALT_BREAK_SEEN_CR;
320                 return (0);
321         }
322
323         brk = 0;
324         switch (*state) {
325         case KDB_ALT_BREAK_SEEN_CR:
326                 *state = KDB_ALT_BREAK_SEEN_NONE;
327                 if (key == KEY_TILDE)
328                         *state = KDB_ALT_BREAK_SEEN_CR_TILDE;
329                 break;
330         case KDB_ALT_BREAK_SEEN_CR_TILDE:
331                 *state = KDB_ALT_BREAK_SEEN_NONE;
332                 if (key == KEY_CRTLB)
333                         brk = KDB_REQ_DEBUGGER;
334                 else if (key == KEY_CRTLP)
335                         brk = KDB_REQ_PANIC;
336                 else if (key == KEY_CRTLR)
337                         brk = KDB_REQ_REBOOT;
338                 break;
339         case KDB_ALT_BREAK_SEEN_NONE:
340         default:
341                 *state = KDB_ALT_BREAK_SEEN_NONE;
342                 break;
343         }
344         return (brk);
345 }
346
347 static int
348 kdb_alt_break_internal(int key, int *state, int force_gdb)
349 {
350         int brk;
351
352         if (!kdb_alt_break_to_debugger)
353                 return (0);
354         brk = kdb_alt_break_state(key, state);
355         switch (brk) {
356         case KDB_REQ_DEBUGGER:
357                 if (force_gdb)
358                         kdb_dbbe_select("gdb");
359                 kdb_enter(KDB_WHY_BREAK, "Break to debugger");
360                 break;
361
362         case KDB_REQ_PANIC:
363                 if (force_gdb)
364                         kdb_dbbe_select("gdb");
365                 kdb_panic("Panic sequence on console");
366                 break;
367
368         case KDB_REQ_REBOOT:
369                 kdb_reboot();
370                 break;
371         }
372         return (0);
373 }
374
375 int
376 kdb_alt_break(int key, int *state)
377 {
378
379         return (kdb_alt_break_internal(key, state, 0));
380 }
381
382 /*
383  * This variation on kdb_alt_break() is used only by dcons, which has its own
384  * configuration flag to force GDB use regardless of the global KDB
385  * configuration.
386  */
387 int
388 kdb_alt_break_gdb(int key, int *state)
389 {
390
391         return (kdb_alt_break_internal(key, state, 1));
392 }
393
394 /*
395  * Print a backtrace of the calling thread. The backtrace is generated by
396  * the selected debugger, provided it supports backtraces. If no debugger
397  * is selected or the current debugger does not support backtraces, this
398  * function silently returns.
399  */
400 void
401 kdb_backtrace(void)
402 {
403
404         if (kdb_dbbe != NULL && kdb_dbbe->dbbe_trace != NULL) {
405                 printf("KDB: stack backtrace:\n");
406                 kdb_dbbe->dbbe_trace();
407         }
408 #ifdef STACK
409         else {
410                 struct stack st;
411
412                 printf("KDB: stack backtrace:\n");
413                 stack_zero(&st);
414                 stack_save(&st);
415                 stack_print_ddb(&st);
416         }
417 #endif
418 }
419
420 /*
421  * Similar to kdb_backtrace() except that it prints a backtrace of an
422  * arbitrary thread rather than the calling thread.
423  */
424 void
425 kdb_backtrace_thread(struct thread *td)
426 {
427
428         if (kdb_dbbe != NULL && kdb_dbbe->dbbe_trace_thread != NULL) {
429                 printf("KDB: stack backtrace of thread %d:\n", td->td_tid);
430                 kdb_dbbe->dbbe_trace_thread(td);
431         }
432 #ifdef STACK
433         else {
434                 struct stack st;
435
436                 printf("KDB: stack backtrace of thread %d:\n", td->td_tid);
437                 stack_zero(&st);
438                 stack_save_td(&st, td);
439                 stack_print_ddb(&st);
440         }
441 #endif
442 }
443
444 /*
445  * Set/change the current backend.
446  */
447 int
448 kdb_dbbe_select(const char *name)
449 {
450         struct kdb_dbbe *be, **iter;
451
452         SET_FOREACH(iter, kdb_dbbe_set) {
453                 be = *iter;
454                 if (be->dbbe_active == 0 && strcmp(be->dbbe_name, name) == 0) {
455                         kdb_dbbe = be;
456                         return (0);
457                 }
458         }
459         return (EINVAL);
460 }
461
462 /*
463  * Enter the currently selected debugger. If a message has been provided,
464  * it is printed first. If the debugger does not support the enter method,
465  * it is entered by using breakpoint(), which enters the debugger through
466  * kdb_trap().  The 'why' argument will contain a more mechanically usable
467  * string than 'msg', and is relied upon by DDB scripting to identify the
468  * reason for entering the debugger so that the right script can be run.
469  */
470 void
471 kdb_enter(const char *why, const char *msg)
472 {
473
474         if (kdb_dbbe != NULL && kdb_active == 0) {
475                 if (msg != NULL)
476                         printf("KDB: enter: %s\n", msg);
477                 kdb_why = why;
478                 breakpoint();
479                 kdb_why = KDB_WHY_UNSET;
480         }
481 }
482
483 /*
484  * Initialize the kernel debugger interface.
485  */
486 void
487 kdb_init(void)
488 {
489         struct kdb_dbbe *be, **iter;
490         int cur_pri, pri;
491
492         kdb_active = 0;
493         kdb_dbbe = NULL;
494         cur_pri = -1;
495         SET_FOREACH(iter, kdb_dbbe_set) {
496                 be = *iter;
497                 pri = (be->dbbe_init != NULL) ? be->dbbe_init() : -1;
498                 be->dbbe_active = (pri >= 0) ? 0 : -1;
499                 if (pri > cur_pri) {
500                         cur_pri = pri;
501                         kdb_dbbe = be;
502                 }
503         }
504         if (kdb_dbbe != NULL) {
505                 printf("KDB: debugger backends:");
506                 SET_FOREACH(iter, kdb_dbbe_set) {
507                         be = *iter;
508                         if (be->dbbe_active == 0)
509                                 printf(" %s", be->dbbe_name);
510                 }
511                 printf("\n");
512                 printf("KDB: current backend: %s\n",
513                     kdb_dbbe->dbbe_name);
514         }
515 }
516
517 /*
518  * Handle contexts.
519  */
520 void *
521 kdb_jmpbuf(jmp_buf new)
522 {
523         void *old;
524
525         old = kdb_jmpbufp;
526         kdb_jmpbufp = new;
527         return (old);
528 }
529
530 void
531 kdb_reenter(void)
532 {
533
534         if (!kdb_active || kdb_jmpbufp == NULL)
535                 return;
536
537         printf("KDB: reentering\n");
538         kdb_backtrace();
539         longjmp(kdb_jmpbufp, 1);
540         /* NOTREACHED */
541 }
542
543 void
544 kdb_reenter_silent(void)
545 {
546
547         if (!kdb_active || kdb_jmpbufp == NULL)
548                 return;
549
550         longjmp(kdb_jmpbufp, 1);
551         /* NOTREACHED */
552 }
553
554 /*
555  * Thread-related support functions.
556  */
557 struct pcb *
558 kdb_thr_ctx(struct thread *thr)
559 {
560 #if defined(SMP) && defined(KDB_STOPPEDPCB)
561         struct pcpu *pc;
562 #endif
563
564         if (thr == curthread)
565                 return (&kdb_pcb);
566
567 #if defined(SMP) && defined(KDB_STOPPEDPCB)
568         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu)  {
569                 if (pc->pc_curthread == thr &&
570                     CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus))
571                         return (KDB_STOPPEDPCB(pc));
572         }
573 #endif
574         return (thr->td_pcb);
575 }
576
577 struct thread *
578 kdb_thr_first(void)
579 {
580         struct proc *p;
581         struct thread *thr;
582
583         p = LIST_FIRST(&allproc);
584         while (p != NULL) {
585                 if (p->p_flag & P_INMEM) {
586                         thr = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
587                         if (thr != NULL)
588                                 return (thr);
589                 }
590                 p = LIST_NEXT(p, p_list);
591         }
592         return (NULL);
593 }
594
595 struct thread *
596 kdb_thr_from_pid(pid_t pid)
597 {
598         struct proc *p;
599
600         p = LIST_FIRST(&allproc);
601         while (p != NULL) {
602                 if (p->p_flag & P_INMEM && p->p_pid == pid)
603                         return (FIRST_THREAD_IN_PROC(p));
604                 p = LIST_NEXT(p, p_list);
605         }
606         return (NULL);
607 }
608
609 struct thread *
610 kdb_thr_lookup(lwpid_t tid)
611 {
612         struct thread *thr;
613
614         thr = kdb_thr_first();
615         while (thr != NULL && thr->td_tid != tid)
616                 thr = kdb_thr_next(thr);
617         return (thr);
618 }
619
620 struct thread *
621 kdb_thr_next(struct thread *thr)
622 {
623         struct proc *p;
624
625         p = thr->td_proc;
626         thr = TAILQ_NEXT(thr, td_plist);
627         do {
628                 if (thr != NULL)
629                         return (thr);
630                 p = LIST_NEXT(p, p_list);
631                 if (p != NULL && (p->p_flag & P_INMEM))
632                         thr = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
633         } while (p != NULL);
634         return (NULL);
635 }
636
637 int
638 kdb_thr_select(struct thread *thr)
639 {
640         if (thr == NULL)
641                 return (EINVAL);
642         kdb_thread = thr;
643         kdb_thrctx = kdb_thr_ctx(thr);
644         return (0);
645 }
646
647 /*
648  * Enter the debugger due to a trap.
649  */
650 int
651 kdb_trap(int type, int code, struct trapframe *tf)
652 {
653 #ifdef SMP
654         cpuset_t other_cpus;
655 #endif
656         struct kdb_dbbe *be;
657         register_t intr;
658         int handled;
659 #ifdef SMP
660         int did_stop_cpus;
661 #endif
662
663         be = kdb_dbbe;
664         if (be == NULL || be->dbbe_trap == NULL)
665                 return (0);
666
667         /* We reenter the debugger through kdb_reenter(). */
668         if (kdb_active)
669                 return (0);
670
671         intr = intr_disable();
672
673 #ifdef SMP
674         if (!SCHEDULER_STOPPED()) {
675                 other_cpus = all_cpus;
676                 CPU_NAND(&other_cpus, &stopped_cpus);
677                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &other_cpus);
678                 stop_cpus_hard(other_cpus);
679                 did_stop_cpus = 1;
680         } else
681                 did_stop_cpus = 0;
682 #endif
683
684         kdb_active++;
685
686         kdb_frame = tf;
687
688         /* Let MD code do its thing first... */
689         kdb_cpu_trap(type, code);
690
691         makectx(tf, &kdb_pcb);
692         kdb_thr_select(curthread);
693
694         cngrab();
695
696         for (;;) {
697                 handled = be->dbbe_trap(type, code);
698                 if (be == kdb_dbbe)
699                         break;
700                 be = kdb_dbbe;
701                 if (be == NULL || be->dbbe_trap == NULL)
702                         break;
703                 printf("Switching to %s back-end\n", be->dbbe_name);
704         }
705
706         cnungrab();
707
708         kdb_active--;
709
710 #ifdef SMP
711         CPU_AND(&other_cpus, &stopped_cpus);
712         if (did_stop_cpus)
713                 restart_cpus(other_cpus);
714 #endif
715
716         intr_restore(intr);
717
718         return (handled);
719 }