common/kgdb.c

   1 /* taken from arch/powerpc/kernel/ppc-stub.c */
   2
   3 /****************************************************************************
   4
   5                 THIS SOFTWARE IS NOT COPYRIGHTED
   6
   7    HP offers the following for use in the public domain.  HP makes no
   8    warranty with regard to the software or its performance and the
   9    user accepts the software "AS IS" with all faults.
  10
  11    HP DISCLAIMS ANY WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED, WITH REGARD
  12    TO THIS SOFTWARE INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES
  13    OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
  14
  15 ****************************************************************************/
  16
  17 /****************************************************************************
  18  *  Header: remcom.c,v 1.34 91/03/09 12:29:49 glenne Exp $
  19  *
  20  *  Module name: remcom.c $
  21  *  Revision: 1.34 $
  22  *  Date: 91/03/09 12:29:49 $
  23  *  Contributor:     Lake Stevens Instrument Division$
  24  *
  25  *  Description:     low level support for gdb debugger. $
  26  *
  27  *  Considerations:  only works on target hardware $
  28  *
  29  *  Written by:      Glenn Engel $
  30  *  ModuleState:     Experimental $
  31  *
  32  *  NOTES:           See Below $
  33  *
  34  *  Modified for SPARC by Stu Grossman, Cygnus Support.
  35  *
  36  *  This code has been extensively tested on the Fujitsu SPARClite demo board.
  37  *
  38  *  To enable debugger support, two things need to happen.  One, a
  39  *  call to set_debug_traps() is necessary in order to allow any breakpoints
  40  *  or error conditions to be properly intercepted and reported to gdb.
  41  *  Two, a breakpoint needs to be generated to begin communication.  This
  42  *  is most easily accomplished by a call to breakpoint().  Breakpoint()
  43  *  simulates a breakpoint by executing a trap #1.
  44  *
  45  *************
  46  *
  47  *    The following gdb commands are supported:
  48  *
  49  * command          function                               Return value
  50  *
  51  *    g             return the value of the CPU registers  hex data or ENN
  52  *    G             set the value of the CPU registers     OK or ENN
  53  *    qOffsets      Get section offsets.  Reply is Text=xxx;Data=yyy;Bss=zzz
  54  *
  55  *    mAA..AA,LLLL  Read LLLL bytes at address AA..AA      hex data or ENN
  56  *    MAA..AA,LLLL: Write LLLL bytes at address AA.AA      OK or ENN
  57  *
  58  *    c             Resume at current address              SNN   ( signal NN)
  59  *    cAA..AA       Continue at address AA..AA             SNN
  60  *
  61  *    s             Step one instruction                   SNN
  62  *    sAA..AA       Step one instruction from AA..AA       SNN
  63  *
  64  *    k             kill
  65  *
  66  *    ?             What was the last sigval ?             SNN   (signal NN)
  67  *
  68  *    bBB..BB       Set baud rate to BB..BB                OK or BNN, then sets
  69  *                                                         baud rate
  70  *
  71  * All commands and responses are sent with a packet which includes a
  72  * checksum.  A packet consists of
  73  *
  74  * $<packet info>#<checksum>.
  75  *
  76  * where
  77  * <packet info> :: <characters representing the command or response>
  78  * <checksum>    :: <two hex digits computed as modulo 256 sum of <packetinfo>>
  79  *
  80  * When a packet is received, it is first acknowledged with either '+' or '-'.
  81  * '+' indicates a successful transfer.  '-' indicates a failed transfer.
  82  *
  83  * Example:
  84  *
  85  * Host:                  Reply:
  86  * $m0,10#2a               +$00010203040506070809101112131415#42
  87  *
  88  ****************************************************************************/
  89
  90 #include <common.h>
  91 #include <asm/ptrace.h>
  92
  93 #include <kgdb.h>
  94 #include <command.h>
  95
  96 #undef KGDB_DEBUG
  97
  98 /*
  99  * BUFMAX defines the maximum number of characters in inbound/outbound buffers
 100  */
 101 #define BUFMAX 1024
 102 static char remcomInBuffer[BUFMAX];
 103 static char remcomOutBuffer[BUFMAX];
 104 static char remcomRegBuffer[BUFMAX];
 105
 106 static int initialized = 0;
 107 static int kgdb_active;
 108 static struct pt_regs entry_regs;
 109 static long error_jmp_buf[BUFMAX/2];
 110 static int longjmp_on_fault = 0;
 111 #ifdef KGDB_DEBUG
 112 static int kdebug = 1;
 113 #endif
 114
 115 static const char hexchars[]="0123456789abcdef";
 116
 117 /* Convert ch from a hex digit to an int */
 118 static int
 119 hex(unsigned char ch)
 120 {
 121         if (ch >= 'a' && ch <= 'f')
 122                 return ch-'a'+10;
 123         if (ch >= '0' && ch <= '9')
 124                 return ch-'0';
 125         if (ch >= 'A' && ch <= 'F')
 126                 return ch-'A'+10;
 127         return -1;
 128 }
 129
 130 /* Convert the memory pointed to by mem into hex, placing result in buf.
 131  * Return a pointer to the last char put in buf (null).
 132  */
 133 static unsigned char *
 134 mem2hex(char *mem, char *buf, int count)
 135 {
 136         char *tmp;
 137         unsigned char ch;
 138
 139         /*
 140          * We use the upper half of buf as an intermediate buffer for the
 141          * raw memory copy.  Hex conversion will work against this one.
 142          */
 143         tmp = buf + count;
 144         longjmp_on_fault = 1;
 145
 146         memcpy(tmp, mem, count);
 147
 148         while (count-- > 0) {
 149                 ch = *tmp++;
 150                 *buf++ = hexchars[ch >> 4];
 151                 *buf++ = hexchars[ch & 0xf];
 152         }
 153         *buf = 0;
 154         longjmp_on_fault = 0;
 155         return (unsigned char *)buf;
 156 }
 157
 158 /* convert the hex array pointed to by buf into binary to be placed in mem
 159  * return a pointer to the character AFTER the last byte fetched from buf.
 160 */
 161 static char *
 162 hex2mem(char *buf, char *mem, int count)
 163 {
 164         int hexValue;
 165         char *tmp_raw, *tmp_hex;
 166
 167         /*
 168          * We use the upper half of buf as an intermediate buffer for the
 169          * raw memory that is converted from hex.
 170          */
 171         tmp_raw = buf + count * 2;
 172         tmp_hex = tmp_raw - 1;
 173
 174         longjmp_on_fault = 1;
 175         while (tmp_hex >= buf) {
 176                 tmp_raw--;
 177                 hexValue = hex(*tmp_hex--);
 178                 if (hexValue < 0)
 179                         kgdb_error(KGDBERR_NOTHEXDIG);
 180                 *tmp_raw = hexValue;
 181                 hexValue = hex(*tmp_hex--);
 182                 if (hexValue < 0)
 183                         kgdb_error(KGDBERR_NOTHEXDIG);
 184                 *tmp_raw |= hexValue << 4;
 185
 186         }
 187
 188         memcpy(mem, tmp_raw, count);
 189
 190         kgdb_flush_cache_range((void *)mem, (void *)(mem+count));
 191         longjmp_on_fault = 0;
 192
 193         return buf;
 194 }
 195
 196 /*
 197  * While we find nice hex chars, build an int.
 198  * Return number of chars processed.
 199  */
 200 static int
 201 hexToInt(char **ptr, int *intValue)
 202 {
 203         int numChars = 0;
 204         int hexValue;
 205
 206         *intValue = 0;
 207
 208         longjmp_on_fault = 1;
 209         while (**ptr) {
 210                 hexValue = hex(**ptr);
 211                 if (hexValue < 0)
 212                         break;
 213
 214                 *intValue = (*intValue << 4) | hexValue;
 215                 numChars ++;
 216
 217                 (*ptr)++;
 218         }
 219         longjmp_on_fault = 0;
 220
 221         return (numChars);
 222 }
 223
 224 /* scan for the sequence $<data>#<checksum>     */
 225 static void
 226 getpacket(char *buffer)
 227 {
 228         unsigned char checksum;
 229         unsigned char xmitcsum;
 230         int i;
 231         int count;
 232         unsigned char ch;
 233
 234         do {
 235                 /* wait around for the start character, ignore all other
 236                  * characters */
 237                 while ((ch = (getDebugChar() & 0x7f)) != '$') {
 238 #ifdef KGDB_DEBUG
 239                         if (kdebug)
 240                                 putc(ch);
 241 #endif
 242                         ;
 243                 }
 244
 245                 checksum = 0;
 246                 xmitcsum = -1;
 247
 248                 count = 0;
 249
 250                 /* now, read until a # or end of buffer is found */
 251                 while (count < BUFMAX) {
 252                         ch = getDebugChar() & 0x7f;
 253                         if (ch == '#')
 254                                 break;
 255                         checksum = checksum + ch;
 256                         buffer[count] = ch;
 257                         count = count + 1;
 258                 }
 259
 260                 if (count >= BUFMAX)
 261                         continue;
 262
 263                 buffer[count] = 0;
 264
 265                 if (ch == '#') {
 266                         xmitcsum = hex(getDebugChar() & 0x7f) << 4;
 267                         xmitcsum |= hex(getDebugChar() & 0x7f);
 268                         if (checksum != xmitcsum)
 269                                 putDebugChar('-');      /* failed checksum */
 270                         else {
 271                                 putDebugChar('+'); /* successful transfer */
 272                                 /* if a sequence char is present, reply the ID */
 273                                 if (buffer[2] == ':') {
 274                                         putDebugChar(buffer[0]);
 275                                         putDebugChar(buffer[1]);
 276                                         /* remove sequence chars from buffer */
 277                                         count = strlen(buffer);
 278                                         for (i=3; i <= count; i++)
 279                                                 buffer[i-3] = buffer[i];
 280                                 }
 281                         }
 282                 }
 283         } while (checksum != xmitcsum);
 284 }
 285
 286 /* send the packet in buffer.  */
 287 static void
 288 putpacket(unsigned char *buffer)
 289 {
 290         unsigned char checksum;
 291         int count;
 292         unsigned char ch, recv;
 293
 294         /*  $<packet info>#<checksum>. */
 295         do {
 296                 putDebugChar('$');
 297                 checksum = 0;
 298                 count = 0;
 299
 300                 while ((ch = buffer[count])) {
 301                         putDebugChar(ch);
 302                         checksum += ch;
 303                         count += 1;
 304                 }
 305
 306                 putDebugChar('#');
 307                 putDebugChar(hexchars[checksum >> 4]);
 308                 putDebugChar(hexchars[checksum & 0xf]);
 309                 recv = getDebugChar();
 310         } while ((recv & 0x7f) != '+');
 311 }
 312
 313 /*
 314  * This function does all command processing for interfacing to gdb.
 315  */
 316 static int
 317 handle_exception (struct pt_regs *regs)
 318 {
 319         int addr;
 320         int length;
 321         char *ptr;
 322         kgdb_data kd;
 323         int i;
 324
 325         if (!initialized) {
 326                 printf("kgdb: exception before kgdb is initialized! huh?\n");
 327                 return (0);
 328         }
 329
 330         /* probably should check which exception occurred as well */
 331         if (longjmp_on_fault) {
 332                 longjmp_on_fault = 0;
 333                 kgdb_longjmp(error_jmp_buf, KGDBERR_MEMFAULT);
 334                 panic("kgdb longjump failed!\n");
 335         }
 336
 337         if (kgdb_active) {
 338                 printf("kgdb: unexpected exception from within kgdb\n");
 339                 return (0);
 340         }
 341         kgdb_active = 1;
 342
 343         kgdb_interruptible(0);
 344
 345         printf("kgdb: handle_exception; trap [0x%x]\n", kgdb_trap(regs));
 346
 347         if (kgdb_setjmp(error_jmp_buf) != 0)
 348                 panic("kgdb: error or fault in entry init!\n");
 349
 350         kgdb_enter(regs, &kd);
 351
 352         entry_regs = *regs;
 353
 354         ptr = remcomOutBuffer;
 355
 356         *ptr++ = 'T';
 357
 358         *ptr++ = hexchars[kd.sigval >> 4];
 359         *ptr++ = hexchars[kd.sigval & 0xf];
 360
 361         for (i = 0; i < kd.nregs; i++) {
 362                 kgdb_reg *rp = &kd.regs[i];
 363
 364                 *ptr++ = hexchars[rp->num >> 4];
 365                 *ptr++ = hexchars[rp->num & 0xf];
 366                 *ptr++ = ':';
 367                 ptr = (char *)mem2hex((char *)&rp->val, ptr, 4);
 368                 *ptr++ = ';';
 369         }
 370
 371         *ptr = 0;
 372
 373 #ifdef KGDB_DEBUG
 374         if (kdebug)
 375                 printf("kgdb: remcomOutBuffer: %s\n", remcomOutBuffer);
 376 #endif
 377
 378         putpacket((unsigned char *)&remcomOutBuffer);
 379
 380         while (1) {
 381                 volatile int errnum;
 382
 383                 remcomOutBuffer[0] = 0;
 384
 385                 getpacket(remcomInBuffer);
 386                 ptr = &remcomInBuffer[1];
 387
 388 #ifdef KGDB_DEBUG
 389                 if (kdebug)
 390                         printf("kgdb:  remcomInBuffer: %s\n", remcomInBuffer);
 391 #endif
 392
 393                 errnum = kgdb_setjmp(error_jmp_buf);
 394
 395                 if (errnum == 0) switch (remcomInBuffer[0]) {
 396
 397                 case '?':               /* report most recent signal */
 398                         remcomOutBuffer[0] = 'S';
 399                         remcomOutBuffer[1] = hexchars[kd.sigval >> 4];
 400                         remcomOutBuffer[2] = hexchars[kd.sigval & 0xf];
 401                         remcomOutBuffer[3] = 0;
 402                         break;
 403
 404 #ifdef KGDB_DEBUG
 405                 case 'd':
 406                         /* toggle debug flag */
 407                         kdebug ^= 1;
 408                         break;
 409 #endif
 410
 411                 case 'g':       /* return the value of the CPU registers. */
 412                         length = kgdb_getregs(regs, remcomRegBuffer, BUFMAX);
 413                         mem2hex(remcomRegBuffer, remcomOutBuffer, length);
 414                         break;
 415
 416                 case 'G':   /* set the value of the CPU registers */
 417                         length = strlen(ptr);
 418                         if ((length & 1) != 0) kgdb_error(KGDBERR_BADPARAMS);
 419                         hex2mem(ptr, remcomRegBuffer, length/2);
 420                         kgdb_putregs(regs, remcomRegBuffer, length/2);
 421                         strcpy(remcomOutBuffer,"OK");
 422                         break;
 423
 424                 case 'm':       /* mAA..AA,LLLL  Read LLLL bytes at address AA..AA */
 425                                 /* Try to read %x,%x.  */
 426
 427                         if (hexToInt(&ptr, &addr)
 428                             && *ptr++ == ','
 429                             && hexToInt(&ptr, &length)) {
 430                                 mem2hex((char *)addr, remcomOutBuffer, length);
 431                         } else {
 432                                 kgdb_error(KGDBERR_BADPARAMS);
 433                         }
 434                         break;
 435
 436                 case 'M': /* MAA..AA,LLLL: Write LLLL bytes at address AA.AA return OK */
 437                         /* Try to read '%x,%x:'.  */
 438
 439                         if (hexToInt(&ptr, &addr)
 440                             && *ptr++ == ','
 441                             && hexToInt(&ptr, &length)
 442                             && *ptr++ == ':') {
 443                                 hex2mem(ptr, (char *)addr, length);
 444                                 strcpy(remcomOutBuffer, "OK");
 445                         } else {
 446                                 kgdb_error(KGDBERR_BADPARAMS);
 447                         }
 448                         break;
 449
 450
 451                 case 'k':    /* kill the program, actually return to monitor */
 452                         kd.extype = KGDBEXIT_KILL;
 453                         *regs = entry_regs;
 454                         goto doexit;
 455
 456                 case 'C':    /* CSS  continue with signal SS */
 457                         *ptr = '\0';    /* ignore the signal number for now */
 458                         /* fall through */
 459
 460                 case 'c':    /* cAA..AA  Continue; address AA..AA optional */
 461                         /* try to read optional parameter, pc unchanged if no parm */
 462                         kd.extype = KGDBEXIT_CONTINUE;
 463
 464                         if (hexToInt(&ptr, &addr)) {
 465                                 kd.exaddr = addr;
 466                                 kd.extype |= KGDBEXIT_WITHADDR;
 467                         }
 468
 469                         goto doexit;
 470
 471                 case 'S':    /* SSS  single step with signal SS */
 472                         *ptr = '\0';    /* ignore the signal number for now */
 473                         /* fall through */
 474
 475                 case 's':
 476                         kd.extype = KGDBEXIT_SINGLE;
 477
 478                         if (hexToInt(&ptr, &addr)) {
 479                                 kd.exaddr = addr;
 480                                 kd.extype |= KGDBEXIT_WITHADDR;
 481                         }
 482
 483                 doexit:
 484 /* Need to flush the instruction cache here, as we may have deposited a
 485  * breakpoint, and the icache probably has no way of knowing that a data ref to
 486  * some location may have changed something that is in the instruction cache.
 487  */
 488                         kgdb_flush_cache_all();
 489                         kgdb_exit(regs, &kd);
 490                         kgdb_active = 0;
 491                         kgdb_interruptible(1);
 492                         return (1);
 493
 494                 case 'r':               /* Reset (if user process..exit ???)*/
 495                         panic("kgdb reset.");
 496                         break;
 497
 498                 case 'P':    /* Pr=v  set reg r to value v (r and v are hex) */
 499                         if (hexToInt(&ptr, &addr)
 500                             && *ptr++ == '='
 501                             && ((length = strlen(ptr)) & 1) == 0) {
 502                                 hex2mem(ptr, remcomRegBuffer, length/2);
 503                                 kgdb_putreg(regs, addr,
 504                                         remcomRegBuffer, length/2);
 505                                 strcpy(remcomOutBuffer,"OK");
 506                         } else {
 507                                 kgdb_error(KGDBERR_BADPARAMS);
 508                         }
 509                         break;
 510                 }                       /* switch */
 511
 512                 if (errnum != 0)
 513                         sprintf(remcomOutBuffer, "E%02d", errnum);
 514
 515 #ifdef KGDB_DEBUG
 516                 if (kdebug)
 517                         printf("kgdb: remcomOutBuffer: %s\n", remcomOutBuffer);
 518 #endif
 519
 520                 /* reply to the request */
 521                 putpacket((unsigned char *)&remcomOutBuffer);
 522
 523         } /* while(1) */
 524 }
 525
 526 /*
 527  * kgdb_init must be called *after* the
 528  * monitor is relocated into ram
 529  */
 530 void
 531 kgdb_init(void)
 532 {
 533         kgdb_serial_init();
 534         debugger_exception_handler = handle_exception;
 535         initialized = 1;
 536
 537         putDebugStr("kgdb ready\n");
 538         puts("ready\n");
 539 }
 540
 541 void
 542 kgdb_error(int errnum)
 543 {
 544         longjmp_on_fault = 0;
 545         kgdb_longjmp(error_jmp_buf, errnum);
 546         panic("kgdb_error: longjmp failed!\n");
 547 }
 548
 549 /* Output string in GDB O-packet format if GDB has connected. If nothing
 550    output, returns 0 (caller must then handle output). */
 551 int
 552 kgdb_output_string (const char* s, unsigned int count)
 553 {
 554         char buffer[512];
 555
 556         count = (count <= (sizeof(buffer) / 2 - 2))
 557                 ? count : (sizeof(buffer) / 2 - 2);
 558
 559         buffer[0] = 'O';
 560         mem2hex ((char *)s, &buffer[1], count);
 561         putpacket((unsigned char *)&buffer);
 562
 563         return 1;
 564 }
 565
 566 void
 567 breakpoint(void)
 568 {
 569         if (!initialized) {
 570                 printf("breakpoint() called b4 kgdb init\n");
 571                 return;
 572         }
 573
 574         kgdb_breakpoint(0, 0);
 575 }
 576
 577 int
 578 do_kgdb(struct cmd_tbl *cmdtp, int flag, int argc, char *const argv[])
 579 {
 580     printf("Entering KGDB mode via exception handler...\n\n");
 581     kgdb_breakpoint(argc - 1, argv + 1);
 582     printf("\nReturned from KGDB mode\n");
 583     return 0;
 584 }
 585
 586 U_BOOT_CMD(
 587         kgdb, CONFIG_SYS_MAXARGS, 1,    do_kgdb,
 588         "enter gdb remote debug mode",
 589         "[arg0 arg1 .. argN]\n"
 590         "    - executes a breakpoint so that kgdb mode is\n"
 591         "      entered via the exception handler. To return\n"
 592         "      to the monitor, the remote gdb debugger must\n"
 593         "      execute a \"continue\" or \"quit\" command.\n"
 594         "\n"
 595         "      if a program is loaded by the remote gdb, any args\n"
 596         "      passed to the kgdb command are given to the loaded\n"
 597         "      program if it is executed (see the \"hello_world\"\n"
 598         "      example program in the U-Boot examples directory)."
 599 );