]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.1.git/blob - sys/amd64/amd64/db_trace.c
Copy stable/8 to releng/8.1 in preparation for 8.1-RC1.
[FreeBSD/releng/8.1.git] / sys / amd64 / amd64 / db_trace.c
1 /*-
2  * Mach Operating System
3  * Copyright (c) 1991,1990 Carnegie Mellon University
4  * All Rights Reserved.
5  *
6  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its
7  * documentation is hereby granted, provided that both the copyright
8  * notice and this permission notice appear in all copies of the
9  * software, derivative works or modified versions, and any portions
10  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
11  *
12  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS
13  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND FOR
14  * ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
15  *
16  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
17  *
18  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
19  *  School of Computer Science
20  *  Carnegie Mellon University
21  *  Pittsburgh PA 15213-3890
22  *
23  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
24  * rights to redistribute these changes.
25  */
26
27 #include <sys/cdefs.h>
28 __FBSDID("$FreeBSD$");
29
30 #include "opt_compat.h"
31
32 #include <sys/param.h>
33 #include <sys/systm.h>
34 #include <sys/kdb.h>
35 #include <sys/proc.h>
36 #include <sys/stack.h>
37 #include <sys/sysent.h>
38
39 #include <machine/cpu.h>
40 #include <machine/md_var.h>
41 #include <machine/pcb.h>
42 #include <machine/reg.h>
43 #include <machine/stack.h>
44
45 #include <vm/vm.h>
46 #include <vm/vm_param.h>
47 #include <vm/pmap.h>
48
49 #include <ddb/ddb.h>
50 #include <ddb/db_access.h>
51 #include <ddb/db_sym.h>
52 #include <ddb/db_variables.h>
53
54 static db_varfcn_t db_dr0;
55 static db_varfcn_t db_dr1;
56 static db_varfcn_t db_dr2;
57 static db_varfcn_t db_dr3;
58 static db_varfcn_t db_dr4;
59 static db_varfcn_t db_dr5;
60 static db_varfcn_t db_dr6;
61 static db_varfcn_t db_dr7;
62 static db_varfcn_t db_frame;
63 static db_varfcn_t db_rsp;
64 static db_varfcn_t db_ss;
65
66 /*
67  * Machine register set.
68  */
69 #define DB_OFFSET(x)    (db_expr_t *)offsetof(struct trapframe, x)
70 struct db_variable db_regs[] = {
71         { "cs",         DB_OFFSET(tf_cs),       db_frame },
72         { "ds",         DB_OFFSET(tf_ds),       db_frame },
73         { "es",         DB_OFFSET(tf_es),       db_frame },
74         { "fs",         DB_OFFSET(tf_fs),       db_frame },
75         { "gs",         DB_OFFSET(tf_gs),       db_frame },
76         { "ss",         NULL,                   db_ss },
77         { "rax",        DB_OFFSET(tf_rax),      db_frame },
78         { "rcx",        DB_OFFSET(tf_rcx),      db_frame },
79         { "rdx",        DB_OFFSET(tf_rdx),      db_frame },
80         { "rbx",        DB_OFFSET(tf_rbx),      db_frame },
81         { "rsp",        NULL,                   db_rsp },
82         { "rbp",        DB_OFFSET(tf_rbp),      db_frame },
83         { "rsi",        DB_OFFSET(tf_rsi),      db_frame },
84         { "rdi",        DB_OFFSET(tf_rdi),      db_frame },
85         { "r8",         DB_OFFSET(tf_r8),       db_frame },
86         { "r9",         DB_OFFSET(tf_r9),       db_frame },
87         { "r10",        DB_OFFSET(tf_r10),      db_frame },
88         { "r11",        DB_OFFSET(tf_r11),      db_frame },
89         { "r12",        DB_OFFSET(tf_r12),      db_frame },
90         { "r13",        DB_OFFSET(tf_r13),      db_frame },
91         { "r14",        DB_OFFSET(tf_r14),      db_frame },
92         { "r15",        DB_OFFSET(tf_r15),      db_frame },
93         { "rip",        DB_OFFSET(tf_rip),      db_frame },
94         { "rflags",     DB_OFFSET(tf_rflags),   db_frame },
95 #define DB_N_SHOW_REGS  24      /* Don't show registers after here. */
96         { "dr0",        NULL,                   db_dr0 },
97         { "dr1",        NULL,                   db_dr1 },
98         { "dr2",        NULL,                   db_dr2 },
99         { "dr3",        NULL,                   db_dr3 },
100         { "dr4",        NULL,                   db_dr4 },
101         { "dr5",        NULL,                   db_dr5 },
102         { "dr6",        NULL,                   db_dr6 },
103         { "dr7",        NULL,                   db_dr7 },
104 };
105 struct db_variable *db_eregs = db_regs + DB_N_SHOW_REGS;
106
107 #define DB_DRX_FUNC(reg)                \
108 static int                              \
109 db_ ## reg (vp, valuep, op)             \
110         struct db_variable *vp;         \
111         db_expr_t * valuep;             \
112         int op;                         \
113 {                                       \
114         if (op == DB_VAR_GET)           \
115                 *valuep = r ## reg ();  \
116         else                            \
117                 load_ ## reg (*valuep); \
118         return (1);                     \
119 }
120
121 DB_DRX_FUNC(dr0)
122 DB_DRX_FUNC(dr1)
123 DB_DRX_FUNC(dr2)
124 DB_DRX_FUNC(dr3)
125 DB_DRX_FUNC(dr4)
126 DB_DRX_FUNC(dr5)
127 DB_DRX_FUNC(dr6)
128 DB_DRX_FUNC(dr7)
129
130 static __inline long
131 get_rsp(struct trapframe *tf)
132 {
133         return ((ISPL(tf->tf_cs)) ? tf->tf_rsp :
134             (db_expr_t)tf + offsetof(struct trapframe, tf_rsp));
135 }
136
137 static int
138 db_frame(struct db_variable *vp, db_expr_t *valuep, int op)
139 {
140         long *reg;
141
142         if (kdb_frame == NULL)
143                 return (0);
144
145         reg = (long *)((uintptr_t)kdb_frame + (db_expr_t)vp->valuep);
146         if (op == DB_VAR_GET)
147                 *valuep = *reg;
148         else
149                 *reg = *valuep;
150         return (1);
151 }
152
153 static int
154 db_rsp(struct db_variable *vp, db_expr_t *valuep, int op)
155 {
156
157         if (kdb_frame == NULL)
158                 return (0);
159
160         if (op == DB_VAR_GET)
161                 *valuep = get_rsp(kdb_frame);
162         else if (ISPL(kdb_frame->tf_cs))
163                 kdb_frame->tf_rsp = *valuep;
164         return (1);
165 }
166
167 static int
168 db_ss(struct db_variable *vp, db_expr_t *valuep, int op)
169 {
170
171         if (kdb_frame == NULL)
172                 return (0);
173
174         if (op == DB_VAR_GET)
175                 *valuep = (ISPL(kdb_frame->tf_cs)) ? kdb_frame->tf_ss : rss();
176         else if (ISPL(kdb_frame->tf_cs))
177                 kdb_frame->tf_ss = *valuep;
178         return (1);
179 }
180
181 #define NORMAL          0
182 #define TRAP            1
183 #define INTERRUPT       2
184 #define SYSCALL         3
185 #define TRAP_INTERRUPT  5
186
187 static void db_nextframe(struct amd64_frame **, db_addr_t *, struct thread *);
188 static int db_numargs(struct amd64_frame *);
189 static void db_print_stack_entry(const char *, int, char **, long *, db_addr_t);
190 static void decode_syscall(int, struct thread *);
191
192 static const char * watchtype_str(int type);
193 int  amd64_set_watch(int watchnum, unsigned long watchaddr, int size,
194                     int access, struct dbreg *d);
195 int  amd64_clr_watch(int watchnum, struct dbreg *d);
196
197 /*
198  * Figure out how many arguments were passed into the frame at "fp".
199  */
200 static int
201 db_numargs(fp)
202         struct amd64_frame *fp;
203 {
204 #if 1
205         return (0);     /* regparm, needs dwarf2 info */
206 #else
207         long    *argp;
208         int     inst;
209         int     args;
210
211         argp = (long *)db_get_value((long)&fp->f_retaddr, 8, FALSE);
212         /*
213          * XXX etext is wrong for LKMs.  We should attempt to interpret
214          * the instruction at the return address in all cases.  This
215          * may require better fault handling.
216          */
217         if (argp < (long *)btext || argp >= (long *)etext) {
218                 args = 5;
219         } else {
220                 inst = db_get_value((long)argp, 4, FALSE);
221                 if ((inst & 0xff) == 0x59)      /* popl %ecx */
222                         args = 1;
223                 else if ((inst & 0xffff) == 0xc483)     /* addl $Ibs, %esp */
224                         args = ((inst >> 16) & 0xff) / 4;
225                 else
226                         args = 5;
227         }
228         return (args);
229 #endif
230 }
231
232 static void
233 db_print_stack_entry(name, narg, argnp, argp, callpc)
234         const char *name;
235         int narg;
236         char **argnp;
237         long *argp;
238         db_addr_t callpc;
239 {
240         db_printf("%s(", name);
241 #if 0
242         while (narg) {
243                 if (argnp)
244                         db_printf("%s=", *argnp++);
245                 db_printf("%lr", (long)db_get_value((long)argp, 8, FALSE));
246                 argp++;
247                 if (--narg != 0)
248                         db_printf(",");
249         }
250 #endif
251         db_printf(") at ");
252         db_printsym(callpc, DB_STGY_PROC);
253         db_printf("\n");
254 }
255
256 static void
257 decode_syscall(int number, struct thread *td)
258 {
259         struct proc *p;
260         c_db_sym_t sym;
261         db_expr_t diff;
262         sy_call_t *f;
263         const char *symname;
264
265         db_printf(" (%d", number);
266         p = (td != NULL) ? td->td_proc : NULL;
267         if (p != NULL && 0 <= number && number < p->p_sysent->sv_size) {
268                 f = p->p_sysent->sv_table[number].sy_call;
269                 sym = db_search_symbol((db_addr_t)f, DB_STGY_ANY, &diff);
270                 if (sym != DB_SYM_NULL && diff == 0) {
271                         db_symbol_values(sym, &symname, NULL);
272                         db_printf(", %s, %s", p->p_sysent->sv_name, symname);
273                 }
274         }
275         db_printf(")");
276 }
277
278 /*
279  * Figure out the next frame up in the call stack.
280  */
281 static void
282 db_nextframe(struct amd64_frame **fp, db_addr_t *ip, struct thread *td)
283 {
284         struct trapframe *tf;
285         int frame_type;
286         long rip, rsp, rbp;
287         db_expr_t offset;
288         c_db_sym_t sym;
289         const char *name;
290
291         rip = db_get_value((long) &(*fp)->f_retaddr, 8, FALSE);
292         rbp = db_get_value((long) &(*fp)->f_frame, 8, FALSE);
293
294         /*
295          * Figure out frame type.  We look at the address just before
296          * the saved instruction pointer as the saved EIP is after the
297          * call function, and if the function being called is marked as
298          * dead (such as panic() at the end of dblfault_handler()), then
299          * the instruction at the saved EIP will be part of a different
300          * function (syscall() in this example) rather than the one that
301          * actually made the call.
302          */
303         frame_type = NORMAL;
304         sym = db_search_symbol(rip - 1, DB_STGY_ANY, &offset);
305         db_symbol_values(sym, &name, NULL);
306         if (name != NULL) {
307                 if (strcmp(name, "calltrap") == 0 ||
308                     strcmp(name, "fork_trampoline") == 0 ||
309                     strcmp(name, "nmi_calltrap") == 0 ||
310                     strcmp(name, "Xdblfault") == 0)
311                         frame_type = TRAP;
312                 else if (strncmp(name, "Xatpic_intr", 11) == 0 ||
313                     strncmp(name, "Xapic_isr", 9) == 0 ||
314                     strcmp(name, "Xtimerint") == 0 ||
315                     strcmp(name, "Xipi_intr_bitmap_handler") == 0 ||
316                     strcmp(name, "Xcpustop") == 0 ||
317                     strcmp(name, "Xcpususpend") == 0 ||
318                     strcmp(name, "Xrendezvous") == 0)
319                         frame_type = INTERRUPT;
320                 else if (strcmp(name, "Xfast_syscall") == 0)
321                         frame_type = SYSCALL;
322 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
323                 else if (strcmp(name, "Xint0x80_syscall") == 0)
324                         frame_type = SYSCALL;
325 #endif
326                 /* XXX: These are interrupts with trap frames. */
327                 else if (strcmp(name, "Xtimerint") == 0 ||
328                     strcmp(name, "Xcpustop") == 0 ||
329                     strcmp(name, "Xcpususpend") == 0 ||
330                     strcmp(name, "Xrendezvous") == 0 ||
331                     strcmp(name, "Xipi_intr_bitmap_handler") == 0)
332                         frame_type = TRAP_INTERRUPT;
333         }
334
335         /*
336          * Normal frames need no special processing.
337          */
338         if (frame_type == NORMAL) {
339                 *ip = (db_addr_t) rip;
340                 *fp = (struct amd64_frame *) rbp;
341                 return;
342         }
343
344         db_print_stack_entry(name, 0, 0, 0, rip);
345
346         /*
347          * Point to base of trapframe which is just above the
348          * current frame.
349          */
350         tf = (struct trapframe *)((long)*fp + 16);
351
352         if (INKERNEL((long) tf)) {
353                 rsp = get_rsp(tf);
354                 rip = tf->tf_rip;
355                 rbp = tf->tf_rbp;
356                 switch (frame_type) {
357                 case TRAP:
358                         db_printf("--- trap %#r", tf->tf_trapno);
359                         break;
360                 case SYSCALL:
361                         db_printf("--- syscall");
362                         decode_syscall(tf->tf_rax, td);
363                         break;
364                 case TRAP_INTERRUPT:
365                 case INTERRUPT:
366                         db_printf("--- interrupt");
367                         break;
368                 default:
369                         panic("The moon has moved again.");
370                 }
371                 db_printf(", rip = %#lr, rsp = %#lr, rbp = %#lr ---\n", rip,
372                     rsp, rbp);
373         }
374
375         *ip = (db_addr_t) rip;
376         *fp = (struct amd64_frame *) rbp;
377 }
378
379 static int
380 db_backtrace(struct thread *td, struct trapframe *tf,
381     struct amd64_frame *frame, db_addr_t pc, int count)
382 {
383         struct amd64_frame *actframe;
384 #define MAXNARG 16
385         char *argnames[MAXNARG], **argnp = NULL;
386         const char *name;
387         long *argp;
388         db_expr_t offset;
389         c_db_sym_t sym;
390         int narg;
391         boolean_t first;
392
393         if (count == -1)
394                 count = 1024;
395
396         first = TRUE;
397         while (count-- && !db_pager_quit) {
398                 sym = db_search_symbol(pc, DB_STGY_ANY, &offset);
399                 db_symbol_values(sym, &name, NULL);
400
401                 /*
402                  * Attempt to determine a (possibly fake) frame that gives
403                  * the caller's pc.  It may differ from `frame' if the
404                  * current function never sets up a standard frame or hasn't
405                  * set one up yet or has just discarded one.  The last two
406                  * cases can be guessed fairly reliably for code generated
407                  * by gcc.  The first case is too much trouble to handle in
408                  * general because the amount of junk on the stack depends
409                  * on the pc (the special handling of "calltrap", etc. in
410                  * db_nextframe() works because the `next' pc is special).
411                  */
412                 actframe = frame;
413                 if (first) {
414                         if (tf != NULL) {
415                                 int instr;
416
417                                 instr = db_get_value(pc, 4, FALSE);
418                                 if ((instr & 0xffffffff) == 0xe5894855) {
419                                         /* pushq %rbp; movq %rsp, %rbp */
420                                         actframe = (void *)(get_rsp(tf) - 8);
421                                 } else if ((instr & 0xffffff) == 0xe58948) {
422                                         /* movq %rsp, %rbp */
423                                         actframe = (void *)get_rsp(tf);
424                                         if (tf->tf_rbp == 0) {
425                                                 /* Fake frame better. */
426                                                 frame = actframe;
427                                         }
428                                 } else if ((instr & 0xff) == 0xc3) {
429                                         /* ret */
430                                         actframe = (void *)(get_rsp(tf) - 8);
431                                 } else if (offset == 0) {
432                                         /* Probably an assembler symbol. */
433                                         actframe = (void *)(get_rsp(tf) - 8);
434                                 }
435                         } else if (strcmp(name, "fork_trampoline") == 0) {
436                                 /*
437                                  * Don't try to walk back on a stack for a
438                                  * process that hasn't actually been run yet.
439                                  */
440                                 db_print_stack_entry(name, 0, 0, 0, pc);
441                                 break;
442                         }
443                         first = FALSE;
444                 }
445
446                 argp = &actframe->f_arg0;
447                 narg = MAXNARG;
448                 if (sym != NULL && db_sym_numargs(sym, &narg, argnames)) {
449                         argnp = argnames;
450                 } else {
451                         narg = db_numargs(frame);
452                 }
453
454                 db_print_stack_entry(name, narg, argnp, argp, pc);
455
456                 if (actframe != frame) {
457                         /* `frame' belongs to caller. */
458                         pc = (db_addr_t)
459                             db_get_value((long)&actframe->f_retaddr, 8, FALSE);
460                         continue;
461                 }
462
463                 db_nextframe(&frame, &pc, td);
464
465                 if (INKERNEL((long)pc) && !INKERNEL((long)frame)) {
466                         sym = db_search_symbol(pc, DB_STGY_ANY, &offset);
467                         db_symbol_values(sym, &name, NULL);
468                         db_print_stack_entry(name, 0, 0, 0, pc);
469                         break;
470                 }
471                 if (!INKERNEL((long) frame)) {
472                         break;
473                 }
474         }
475
476         return (0);
477 }
478
479 void
480 db_trace_self(void)
481 {
482         struct amd64_frame *frame;
483         db_addr_t callpc;
484         register_t rbp;
485
486         __asm __volatile("movq %%rbp,%0" : "=r" (rbp));
487         frame = (struct amd64_frame *)rbp;
488         callpc = (db_addr_t)db_get_value((long)&frame->f_retaddr, 8, FALSE);
489         frame = frame->f_frame;
490         db_backtrace(curthread, NULL, frame, callpc, -1);
491 }
492
493 int
494 db_trace_thread(struct thread *thr, int count)
495 {
496         struct pcb *ctx;
497
498         ctx = kdb_thr_ctx(thr);
499         return (db_backtrace(thr, NULL, (struct amd64_frame *)ctx->pcb_rbp,
500                     ctx->pcb_rip, count));
501 }
502
503 int
504 amd64_set_watch(watchnum, watchaddr, size, access, d)
505         int watchnum;
506         unsigned long watchaddr;
507         int size;
508         int access;
509         struct dbreg *d;
510 {
511         int i, len;
512
513         if (watchnum == -1) {
514                 for (i = 0; i < 4; i++)
515                         if (!DBREG_DR7_ENABLED(d->dr[7], i))
516                                 break;
517                 if (i < 4)
518                         watchnum = i;
519                 else
520                         return (-1);
521         }
522
523         switch (access) {
524         case DBREG_DR7_EXEC:
525                 size = 1; /* size must be 1 for an execution breakpoint */
526                 /* fall through */
527         case DBREG_DR7_WRONLY:
528         case DBREG_DR7_RDWR:
529                 break;
530         default:
531                 return (-1);
532         }
533
534         /*
535          * we can watch a 1, 2, 4, or 8 byte sized location
536          */
537         switch (size) {
538         case 1:
539                 len = DBREG_DR7_LEN_1;
540                 break;
541         case 2:
542                 len = DBREG_DR7_LEN_2;
543                 break;
544         case 4:
545                 len = DBREG_DR7_LEN_4;
546                 break;
547         case 8:
548                 len = DBREG_DR7_LEN_8;
549                 break;
550         default:
551                 return (-1);
552         }
553
554         /* clear the bits we are about to affect */
555         d->dr[7] &= ~DBREG_DR7_MASK(watchnum);
556
557         /* set drN register to the address, N=watchnum */
558         DBREG_DRX(d, watchnum) = watchaddr;
559
560         /* enable the watchpoint */
561         d->dr[7] |= DBREG_DR7_SET(watchnum, len, access,
562             DBREG_DR7_GLOBAL_ENABLE);
563
564         return (watchnum);
565 }
566
567
568 int
569 amd64_clr_watch(watchnum, d)
570         int watchnum;
571         struct dbreg *d;
572 {
573
574         if (watchnum < 0 || watchnum >= 4)
575                 return (-1);
576
577         d->dr[7] &= ~DBREG_DR7_MASK(watchnum);
578         DBREG_DRX(d, watchnum) = 0;
579
580         return (0);
581 }
582
583
584 int
585 db_md_set_watchpoint(addr, size)
586         db_expr_t addr;
587         db_expr_t size;
588 {
589         struct dbreg d;
590         int avail, i, wsize;
591
592         fill_dbregs(NULL, &d);
593
594         avail = 0;
595         for(i = 0; i < 4; i++) {
596                 if (!DBREG_DR7_ENABLED(d.dr[7], i))
597                         avail++;
598         }
599
600         if (avail * 8 < size)
601                 return (-1);
602
603         for (i = 0; i < 4 && (size > 0); i++) {
604                 if (!DBREG_DR7_ENABLED(d.dr[7], i)) {
605                         if (size >= 8 || (avail == 1 && size > 4))
606                                 wsize = 8;
607                         else if (size > 2)
608                                 wsize = 4;
609                         else
610                                 wsize = size;
611                         amd64_set_watch(i, addr, wsize,
612                                        DBREG_DR7_WRONLY, &d);
613                         addr += wsize;
614                         size -= wsize;
615                         avail--;
616                 }
617         }
618
619         set_dbregs(NULL, &d);
620
621         return(0);
622 }
623
624
625 int
626 db_md_clr_watchpoint(addr, size)
627         db_expr_t addr;
628         db_expr_t size;
629 {
630         struct dbreg d;
631         int i;
632
633         fill_dbregs(NULL, &d);
634
635         for(i = 0; i < 4; i++) {
636                 if (DBREG_DR7_ENABLED(d.dr[7], i)) {
637                         if ((DBREG_DRX((&d), i) >= addr) &&
638                             (DBREG_DRX((&d), i) < addr+size))
639                                 amd64_clr_watch(i, &d);
640
641                 }
642         }
643
644         set_dbregs(NULL, &d);
645
646         return(0);
647 }
648
649
650 static const char *
651 watchtype_str(type)
652         int type;
653 {
654         switch (type) {
655                 case DBREG_DR7_EXEC   : return "execute";    break;
656                 case DBREG_DR7_RDWR   : return "read/write"; break;
657                 case DBREG_DR7_WRONLY : return "write";      break;
658                 default               : return "invalid";    break;
659         }
660 }
661
662
663 void
664 db_md_list_watchpoints()
665 {
666         struct dbreg d;
667         int i, len, type;
668
669         fill_dbregs(NULL, &d);
670
671         db_printf("\nhardware watchpoints:\n");
672         db_printf("  watch    status        type  len             address\n");
673         db_printf("  -----  --------  ----------  ---  ------------------\n");
674         for (i = 0; i < 4; i++) {
675                 if (DBREG_DR7_ENABLED(d.dr[7], i)) {
676                         type = DBREG_DR7_ACCESS(d.dr[7], i);
677                         len = DBREG_DR7_LEN(d.dr[7], i);
678                         if (len == DBREG_DR7_LEN_8)
679                                 len = 8;
680                         else
681                                 len++;
682                         db_printf("  %-5d  %-8s  %10s  %3d  ",
683                             i, "enabled", watchtype_str(type), len);
684                         db_printsym((db_addr_t)DBREG_DRX((&d), i), DB_STGY_ANY);
685                         db_printf("\n");
686                 } else {
687                         db_printf("  %-5d  disabled\n", i);
688                 }
689         }
690
691         db_printf("\ndebug register values:\n");
692         for (i = 0; i < 8; i++) {
693                 db_printf("  dr%d 0x%016lx\n", i, DBREG_DRX((&d), i));
694         }
695         db_printf("\n");
696 }