xref: /openbmc/qemu/target/i386/tcg/sysemu/bpt_helper.c (revision d4127349)
16d8d1a03SClaudio Fontana /*
26d8d1a03SClaudio Fontana  *  i386 breakpoint helpers - sysemu code
36d8d1a03SClaudio Fontana  *
46d8d1a03SClaudio Fontana  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
56d8d1a03SClaudio Fontana  *
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186d8d1a03SClaudio Fontana  */
196d8d1a03SClaudio Fontana 
206d8d1a03SClaudio Fontana #include "qemu/osdep.h"
216d8d1a03SClaudio Fontana #include "cpu.h"
226d8d1a03SClaudio Fontana #include "exec/exec-all.h"
236d8d1a03SClaudio Fontana #include "exec/helper-proto.h"
246d8d1a03SClaudio Fontana #include "tcg/helper-tcg.h"
256d8d1a03SClaudio Fontana 
266d8d1a03SClaudio Fontana 
hw_local_breakpoint_enabled(unsigned long dr7,int index)276d8d1a03SClaudio Fontana static inline bool hw_local_breakpoint_enabled(unsigned long dr7, int index)
286d8d1a03SClaudio Fontana {
296d8d1a03SClaudio Fontana     return (dr7 >> (index * 2)) & 1;
306d8d1a03SClaudio Fontana }
316d8d1a03SClaudio Fontana 
hw_global_breakpoint_enabled(unsigned long dr7,int index)326d8d1a03SClaudio Fontana static inline bool hw_global_breakpoint_enabled(unsigned long dr7, int index)
336d8d1a03SClaudio Fontana {
346d8d1a03SClaudio Fontana     return (dr7 >> (index * 2)) & 2;
356d8d1a03SClaudio Fontana 
366d8d1a03SClaudio Fontana }
hw_breakpoint_enabled(unsigned long dr7,int index)376d8d1a03SClaudio Fontana static inline bool hw_breakpoint_enabled(unsigned long dr7, int index)
386d8d1a03SClaudio Fontana {
396d8d1a03SClaudio Fontana     return hw_global_breakpoint_enabled(dr7, index) ||
406d8d1a03SClaudio Fontana            hw_local_breakpoint_enabled(dr7, index);
416d8d1a03SClaudio Fontana }
426d8d1a03SClaudio Fontana 
hw_breakpoint_type(unsigned long dr7,int index)436d8d1a03SClaudio Fontana static inline int hw_breakpoint_type(unsigned long dr7, int index)
446d8d1a03SClaudio Fontana {
456d8d1a03SClaudio Fontana     return (dr7 >> (DR7_TYPE_SHIFT + (index * 4))) & 3;
466d8d1a03SClaudio Fontana }
476d8d1a03SClaudio Fontana 
hw_breakpoint_len(unsigned long dr7,int index)486d8d1a03SClaudio Fontana static inline int hw_breakpoint_len(unsigned long dr7, int index)
496d8d1a03SClaudio Fontana {
506d8d1a03SClaudio Fontana     int len = ((dr7 >> (DR7_LEN_SHIFT + (index * 4))) & 3);
516d8d1a03SClaudio Fontana     return (len == 2) ? 8 : len + 1;
526d8d1a03SClaudio Fontana }
536d8d1a03SClaudio Fontana 
hw_breakpoint_insert(CPUX86State * env,int index)546d8d1a03SClaudio Fontana static int hw_breakpoint_insert(CPUX86State *env, int index)
556d8d1a03SClaudio Fontana {
566d8d1a03SClaudio Fontana     CPUState *cs = env_cpu(env);
576d8d1a03SClaudio Fontana     target_ulong dr7 = env->dr[7];
586d8d1a03SClaudio Fontana     target_ulong drN = env->dr[index];
596d8d1a03SClaudio Fontana     int err = 0;
606d8d1a03SClaudio Fontana 
616d8d1a03SClaudio Fontana     switch (hw_breakpoint_type(dr7, index)) {
626d8d1a03SClaudio Fontana     case DR7_TYPE_BP_INST:
636d8d1a03SClaudio Fontana         if (hw_breakpoint_enabled(dr7, index)) {
646d8d1a03SClaudio Fontana             err = cpu_breakpoint_insert(cs, drN, BP_CPU,
656d8d1a03SClaudio Fontana                                         &env->cpu_breakpoint[index]);
666d8d1a03SClaudio Fontana         }
676d8d1a03SClaudio Fontana         break;
686d8d1a03SClaudio Fontana 
696d8d1a03SClaudio Fontana     case DR7_TYPE_IO_RW:
706d8d1a03SClaudio Fontana         /* Notice when we should enable calls to bpt_io.  */
716d8d1a03SClaudio Fontana         return hw_breakpoint_enabled(env->dr[7], index)
726d8d1a03SClaudio Fontana                ? HF_IOBPT_MASK : 0;
736d8d1a03SClaudio Fontana 
746d8d1a03SClaudio Fontana     case DR7_TYPE_DATA_WR:
756d8d1a03SClaudio Fontana         if (hw_breakpoint_enabled(dr7, index)) {
766d8d1a03SClaudio Fontana             err = cpu_watchpoint_insert(cs, drN,
776d8d1a03SClaudio Fontana                                         hw_breakpoint_len(dr7, index),
786d8d1a03SClaudio Fontana                                         BP_CPU | BP_MEM_WRITE,
796d8d1a03SClaudio Fontana                                         &env->cpu_watchpoint[index]);
806d8d1a03SClaudio Fontana         }
816d8d1a03SClaudio Fontana         break;
826d8d1a03SClaudio Fontana 
836d8d1a03SClaudio Fontana     case DR7_TYPE_DATA_RW:
846d8d1a03SClaudio Fontana         if (hw_breakpoint_enabled(dr7, index)) {
856d8d1a03SClaudio Fontana             err = cpu_watchpoint_insert(cs, drN,
866d8d1a03SClaudio Fontana                                         hw_breakpoint_len(dr7, index),
876d8d1a03SClaudio Fontana                                         BP_CPU | BP_MEM_ACCESS,
886d8d1a03SClaudio Fontana                                         &env->cpu_watchpoint[index]);
896d8d1a03SClaudio Fontana         }
906d8d1a03SClaudio Fontana         break;
916d8d1a03SClaudio Fontana     }
926d8d1a03SClaudio Fontana     if (err) {
936d8d1a03SClaudio Fontana         env->cpu_breakpoint[index] = NULL;
946d8d1a03SClaudio Fontana     }
956d8d1a03SClaudio Fontana     return 0;
966d8d1a03SClaudio Fontana }
976d8d1a03SClaudio Fontana 
hw_breakpoint_remove(CPUX86State * env,int index)986d8d1a03SClaudio Fontana static void hw_breakpoint_remove(CPUX86State *env, int index)
996d8d1a03SClaudio Fontana {
1006d8d1a03SClaudio Fontana     CPUState *cs = env_cpu(env);
1016d8d1a03SClaudio Fontana 
1026d8d1a03SClaudio Fontana     switch (hw_breakpoint_type(env->dr[7], index)) {
1036d8d1a03SClaudio Fontana     case DR7_TYPE_BP_INST:
1046d8d1a03SClaudio Fontana         if (env->cpu_breakpoint[index]) {
1056d8d1a03SClaudio Fontana             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cs, env->cpu_breakpoint[index]);
1066d8d1a03SClaudio Fontana             env->cpu_breakpoint[index] = NULL;
1076d8d1a03SClaudio Fontana         }
1086d8d1a03SClaudio Fontana         break;
1096d8d1a03SClaudio Fontana 
1106d8d1a03SClaudio Fontana     case DR7_TYPE_DATA_WR:
1116d8d1a03SClaudio Fontana     case DR7_TYPE_DATA_RW:
112*080ac335SDmitry Voronetskiy         if (env->cpu_watchpoint[index]) {
1136d8d1a03SClaudio Fontana             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cs, env->cpu_watchpoint[index]);
114*080ac335SDmitry Voronetskiy             env->cpu_watchpoint[index] = NULL;
1156d8d1a03SClaudio Fontana         }
1166d8d1a03SClaudio Fontana         break;
1176d8d1a03SClaudio Fontana 
1186d8d1a03SClaudio Fontana     case DR7_TYPE_IO_RW:
1196d8d1a03SClaudio Fontana         /* HF_IOBPT_MASK cleared elsewhere.  */
1206d8d1a03SClaudio Fontana         break;
1216d8d1a03SClaudio Fontana     }
1226d8d1a03SClaudio Fontana }
1236d8d1a03SClaudio Fontana 
cpu_x86_update_dr7(CPUX86State * env,uint32_t new_dr7)1246d8d1a03SClaudio Fontana void cpu_x86_update_dr7(CPUX86State *env, uint32_t new_dr7)
1256d8d1a03SClaudio Fontana {
1266d8d1a03SClaudio Fontana     target_ulong old_dr7 = env->dr[7];
1276d8d1a03SClaudio Fontana     int iobpt = 0;
1286d8d1a03SClaudio Fontana     int i;
1296d8d1a03SClaudio Fontana 
1306d8d1a03SClaudio Fontana     new_dr7 |= DR7_FIXED_1;
1316d8d1a03SClaudio Fontana 
1326d8d1a03SClaudio Fontana     /* If nothing is changing except the global/local enable bits,
1336d8d1a03SClaudio Fontana        then we can make the change more efficient.  */
1346d8d1a03SClaudio Fontana     if (((old_dr7 ^ new_dr7) & ~0xff) == 0) {
1356d8d1a03SClaudio Fontana         /* Fold the global and local enable bits together into the
1366d8d1a03SClaudio Fontana            global fields, then xor to show which registers have
1376d8d1a03SClaudio Fontana            changed collective enable state.  */
1386d8d1a03SClaudio Fontana         int mod = ((old_dr7 | old_dr7 * 2) ^ (new_dr7 | new_dr7 * 2)) & 0xff;
1396d8d1a03SClaudio Fontana 
1406d8d1a03SClaudio Fontana         for (i = 0; i < DR7_MAX_BP; i++) {
1416d8d1a03SClaudio Fontana             if ((mod & (2 << i * 2)) && !hw_breakpoint_enabled(new_dr7, i)) {
1426d8d1a03SClaudio Fontana                 hw_breakpoint_remove(env, i);
1436d8d1a03SClaudio Fontana             }
1446d8d1a03SClaudio Fontana         }
1456d8d1a03SClaudio Fontana         env->dr[7] = new_dr7;
1466d8d1a03SClaudio Fontana         for (i = 0; i < DR7_MAX_BP; i++) {
1476d8d1a03SClaudio Fontana             if (mod & (2 << i * 2) && hw_breakpoint_enabled(new_dr7, i)) {
1486d8d1a03SClaudio Fontana                 iobpt |= hw_breakpoint_insert(env, i);
1496d8d1a03SClaudio Fontana             } else if (hw_breakpoint_type(new_dr7, i) == DR7_TYPE_IO_RW
1506d8d1a03SClaudio Fontana                        && hw_breakpoint_enabled(new_dr7, i)) {
1516d8d1a03SClaudio Fontana                 iobpt |= HF_IOBPT_MASK;
1526d8d1a03SClaudio Fontana             }
1536d8d1a03SClaudio Fontana         }
1546d8d1a03SClaudio Fontana     } else {
1556d8d1a03SClaudio Fontana         for (i = 0; i < DR7_MAX_BP; i++) {
1566d8d1a03SClaudio Fontana             hw_breakpoint_remove(env, i);
1576d8d1a03SClaudio Fontana         }
1586d8d1a03SClaudio Fontana         env->dr[7] = new_dr7;
1596d8d1a03SClaudio Fontana         for (i = 0; i < DR7_MAX_BP; i++) {
1606d8d1a03SClaudio Fontana             iobpt |= hw_breakpoint_insert(env, i);
1616d8d1a03SClaudio Fontana         }
1626d8d1a03SClaudio Fontana     }
1636d8d1a03SClaudio Fontana 
1646d8d1a03SClaudio Fontana     env->hflags = (env->hflags & ~HF_IOBPT_MASK) | iobpt;
1656d8d1a03SClaudio Fontana }
1666d8d1a03SClaudio Fontana 
check_hw_breakpoints(CPUX86State * env,bool force_dr6_update)1676d8d1a03SClaudio Fontana bool check_hw_breakpoints(CPUX86State *env, bool force_dr6_update)
1686d8d1a03SClaudio Fontana {
1696d8d1a03SClaudio Fontana     target_ulong dr6;
1706d8d1a03SClaudio Fontana     int reg;
1716d8d1a03SClaudio Fontana     bool hit_enabled = false;
1726d8d1a03SClaudio Fontana 
1736d8d1a03SClaudio Fontana     dr6 = env->dr[6] & ~0xf;
1746d8d1a03SClaudio Fontana     for (reg = 0; reg < DR7_MAX_BP; reg++) {
1756d8d1a03SClaudio Fontana         bool bp_match = false;
1766d8d1a03SClaudio Fontana         bool wp_match = false;
1776d8d1a03SClaudio Fontana 
1786d8d1a03SClaudio Fontana         switch (hw_breakpoint_type(env->dr[7], reg)) {
1796d8d1a03SClaudio Fontana         case DR7_TYPE_BP_INST:
1806d8d1a03SClaudio Fontana             if (env->dr[reg] == env->eip) {
1816d8d1a03SClaudio Fontana                 bp_match = true;
1826d8d1a03SClaudio Fontana             }
1836d8d1a03SClaudio Fontana             break;
1846d8d1a03SClaudio Fontana         case DR7_TYPE_DATA_WR:
1856d8d1a03SClaudio Fontana         case DR7_TYPE_DATA_RW:
1866d8d1a03SClaudio Fontana             if (env->cpu_watchpoint[reg] &&
1876d8d1a03SClaudio Fontana                 env->cpu_watchpoint[reg]->flags & BP_WATCHPOINT_HIT) {
1886d8d1a03SClaudio Fontana                 wp_match = true;
1896d8d1a03SClaudio Fontana             }
1906d8d1a03SClaudio Fontana             break;
1916d8d1a03SClaudio Fontana         case DR7_TYPE_IO_RW:
1926d8d1a03SClaudio Fontana             break;
1936d8d1a03SClaudio Fontana         }
1946d8d1a03SClaudio Fontana         if (bp_match || wp_match) {
1956d8d1a03SClaudio Fontana             dr6 |= 1 << reg;
1966d8d1a03SClaudio Fontana             if (hw_breakpoint_enabled(env->dr[7], reg)) {
1976d8d1a03SClaudio Fontana                 hit_enabled = true;
1986d8d1a03SClaudio Fontana             }
1996d8d1a03SClaudio Fontana         }
2006d8d1a03SClaudio Fontana     }
2016d8d1a03SClaudio Fontana 
2026d8d1a03SClaudio Fontana     if (hit_enabled || force_dr6_update) {
2036d8d1a03SClaudio Fontana         env->dr[6] = dr6;
2046d8d1a03SClaudio Fontana     }
2056d8d1a03SClaudio Fontana 
2066d8d1a03SClaudio Fontana     return hit_enabled;
2076d8d1a03SClaudio Fontana }
2086d8d1a03SClaudio Fontana 
breakpoint_handler(CPUState * cs)2096d8d1a03SClaudio Fontana void breakpoint_handler(CPUState *cs)
2106d8d1a03SClaudio Fontana {
2116d8d1a03SClaudio Fontana     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
2126d8d1a03SClaudio Fontana     CPUX86State *env = &cpu->env;
2136d8d1a03SClaudio Fontana 
2146d8d1a03SClaudio Fontana     if (cs->watchpoint_hit) {
2156d8d1a03SClaudio Fontana         if (cs->watchpoint_hit->flags & BP_CPU) {
2166d8d1a03SClaudio Fontana             cs->watchpoint_hit = NULL;
2176d8d1a03SClaudio Fontana             if (check_hw_breakpoints(env, false)) {
2186d8d1a03SClaudio Fontana                 raise_exception(env, EXCP01_DB);
2196d8d1a03SClaudio Fontana             } else {
2206d8d1a03SClaudio Fontana                 cpu_loop_exit_noexc(cs);
2216d8d1a03SClaudio Fontana             }
2226d8d1a03SClaudio Fontana         }
2236d8d1a03SClaudio Fontana     } else {
22450b208b8SRichard Henderson         if (cpu_breakpoint_test(cs, env->eip, BP_CPU)) {
2256d8d1a03SClaudio Fontana             check_hw_breakpoints(env, true);
2266d8d1a03SClaudio Fontana             raise_exception(env, EXCP01_DB);
2276d8d1a03SClaudio Fontana         }
2286d8d1a03SClaudio Fontana     }
2296d8d1a03SClaudio Fontana }
2306d8d1a03SClaudio Fontana 
helper_get_dr(CPUX86State * env,int reg)231533883fdSPaolo Bonzini target_ulong helper_get_dr(CPUX86State *env, int reg)
232533883fdSPaolo Bonzini {
233533883fdSPaolo Bonzini     if (reg >= 4 && reg < 6) {
234533883fdSPaolo Bonzini         if (env->cr[4] & CR4_DE_MASK) {
235533883fdSPaolo Bonzini             raise_exception_ra(env, EXCP06_ILLOP, GETPC());
236533883fdSPaolo Bonzini         } else {
237533883fdSPaolo Bonzini             reg += 2;
238533883fdSPaolo Bonzini         }
239533883fdSPaolo Bonzini     }
240533883fdSPaolo Bonzini 
241533883fdSPaolo Bonzini     return env->dr[reg];
242533883fdSPaolo Bonzini }
243533883fdSPaolo Bonzini 
helper_set_dr(CPUX86State * env,int reg,target_ulong t0)2446d8d1a03SClaudio Fontana void helper_set_dr(CPUX86State *env, int reg, target_ulong t0)
2456d8d1a03SClaudio Fontana {
246533883fdSPaolo Bonzini     if (reg >= 4 && reg < 6) {
247533883fdSPaolo Bonzini         if (env->cr[4] & CR4_DE_MASK) {
248533883fdSPaolo Bonzini             raise_exception_ra(env, EXCP06_ILLOP, GETPC());
249533883fdSPaolo Bonzini         } else {
250533883fdSPaolo Bonzini             reg += 2;
251533883fdSPaolo Bonzini         }
252533883fdSPaolo Bonzini     }
253533883fdSPaolo Bonzini 
254533883fdSPaolo Bonzini     if (reg < 4) {
2556d8d1a03SClaudio Fontana         if (hw_breakpoint_enabled(env->dr[7], reg)
2566d8d1a03SClaudio Fontana             && hw_breakpoint_type(env->dr[7], reg) != DR7_TYPE_IO_RW) {
2576d8d1a03SClaudio Fontana             hw_breakpoint_remove(env, reg);
2586d8d1a03SClaudio Fontana             env->dr[reg] = t0;
2596d8d1a03SClaudio Fontana             hw_breakpoint_insert(env, reg);
2606d8d1a03SClaudio Fontana         } else {
2616d8d1a03SClaudio Fontana             env->dr[reg] = t0;
2626d8d1a03SClaudio Fontana         }
263533883fdSPaolo Bonzini     } else {
264533883fdSPaolo Bonzini         if (t0 & DR_RESERVED_MASK) {
265533883fdSPaolo Bonzini             raise_exception_err_ra(env, EXCP0D_GPF, 0, GETPC());
2666d8d1a03SClaudio Fontana         }
267533883fdSPaolo Bonzini         if (reg == 6) {
2686d8d1a03SClaudio Fontana             env->dr[6] = t0 | DR6_FIXED_1;
269533883fdSPaolo Bonzini         } else {
2706d8d1a03SClaudio Fontana             cpu_x86_update_dr7(env, t0);
2716d8d1a03SClaudio Fontana         }
272533883fdSPaolo Bonzini     }
2736d8d1a03SClaudio Fontana }
2746d8d1a03SClaudio Fontana 
2756d8d1a03SClaudio Fontana /* Check if Port I/O is trapped by a breakpoint.  */
helper_bpt_io(CPUX86State * env,uint32_t port,uint32_t size,target_ulong next_eip)2766d8d1a03SClaudio Fontana void helper_bpt_io(CPUX86State *env, uint32_t port,
2776d8d1a03SClaudio Fontana                    uint32_t size, target_ulong next_eip)
2786d8d1a03SClaudio Fontana {
2796d8d1a03SClaudio Fontana     target_ulong dr7 = env->dr[7];
2806d8d1a03SClaudio Fontana     int i, hit = 0;
2816d8d1a03SClaudio Fontana 
2826d8d1a03SClaudio Fontana     for (i = 0; i < DR7_MAX_BP; ++i) {
2836d8d1a03SClaudio Fontana         if (hw_breakpoint_type(dr7, i) == DR7_TYPE_IO_RW
2846d8d1a03SClaudio Fontana             && hw_breakpoint_enabled(dr7, i)) {
2856d8d1a03SClaudio Fontana             int bpt_len = hw_breakpoint_len(dr7, i);
2866d8d1a03SClaudio Fontana             if (port + size - 1 >= env->dr[i]
2876d8d1a03SClaudio Fontana                 && port <= env->dr[i] + bpt_len - 1) {
2886d8d1a03SClaudio Fontana                 hit |= 1 << i;
2896d8d1a03SClaudio Fontana             }
2906d8d1a03SClaudio Fontana         }
2916d8d1a03SClaudio Fontana     }
2926d8d1a03SClaudio Fontana 
2936d8d1a03SClaudio Fontana     if (hit) {
2946d8d1a03SClaudio Fontana         env->dr[6] = (env->dr[6] & ~0xf) | hit;
2956d8d1a03SClaudio Fontana         env->eip = next_eip;
2966d8d1a03SClaudio Fontana         raise_exception(env, EXCP01_DB);
2976d8d1a03SClaudio Fontana     }
2986d8d1a03SClaudio Fontana }
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