Ptrace¶
GDB 旨在支持 BookE 处理器的以下硬件调试功能
4 个硬件断点 (IAC)，2 个硬件观察点（读、写和读写）(DAC)，2 个针对硬件观察点的值条件 (DVC)
为此，我们需要扩展 ptrace，以便 GDB 可以查询和设置这些资源。由于我们在进行扩展，我们试图创建一个可扩展的接口，既涵盖 BookE 又涵盖服务器处理器，这样 GDB 就不需要为它们分别编写特殊代码了。我们添加了以下 3 个新的 ptrace 请求。
1. PPC_PTRACE_GETHWDBGINFO¶
供 GDB 查询以发现硬件调试功能。此处返回的主要信息是硬件观察点的最小对齐要求。BookE 处理器在此处没有限制，但服务器处理器对硬件观察点有 8 字节对齐的限制。我们希望避免根据 GDB 在 AUXV 中看到的内容来添加特殊情况。
顺便提一下，我们还添加了内核可以返回给 GDB 的其他有用信息：此查询将返回硬件断点数量、硬件观察点数量，以及它是否支持地址范围和条件。该查询将填充请求进程提供的以下结构
struct ppc_debug_info {
unit32_t version;
unit32_t num_instruction_bps;
unit32_t num_data_bps;
unit32_t num_condition_regs;
unit32_t data_bp_alignment;
unit32_t sizeof_condition; /* size of the DVC register */
uint64_t features; /* bitmask of the individual flags */
};
features 将包含指示是否支持以下功能的位
#define PPC_DEBUG_FEATURE_INSN_BP_RANGE 0x1
#define PPC_DEBUG_FEATURE_INSN_BP_MASK 0x2
#define PPC_DEBUG_FEATURE_DATA_BP_RANGE 0x4
#define PPC_DEBUG_FEATURE_DATA_BP_MASK 0x8
#define PPC_DEBUG_FEATURE_DATA_BP_DAWR 0x10
#define PPC_DEBUG_FEATURE_DATA_BP_ARCH_31 0x20
PPC_PTRACE_SETHWDEBUG
根据提供的结构设置硬件断点或观察点
struct ppc_hw_breakpoint {
uint32_t version;
#define PPC_BREAKPOINT_TRIGGER_EXECUTE 0x1
#define PPC_BREAKPOINT_TRIGGER_READ 0x2
#define PPC_BREAKPOINT_TRIGGER_WRITE 0x4
uint32_t trigger_type; /* only some combinations allowed */
#define PPC_BREAKPOINT_MODE_EXACT 0x0
#define PPC_BREAKPOINT_MODE_RANGE_INCLUSIVE 0x1
#define PPC_BREAKPOINT_MODE_RANGE_EXCLUSIVE 0x2
#define PPC_BREAKPOINT_MODE_MASK 0x3
uint32_t addr_mode; /* address match mode */
#define PPC_BREAKPOINT_CONDITION_MODE 0x3
#define PPC_BREAKPOINT_CONDITION_NONE 0x0
#define PPC_BREAKPOINT_CONDITION_AND 0x1
#define PPC_BREAKPOINT_CONDITION_EXACT 0x1 /* different name for the same thing as above */
#define PPC_BREAKPOINT_CONDITION_OR 0x2
#define PPC_BREAKPOINT_CONDITION_AND_OR 0x3
#define PPC_BREAKPOINT_CONDITION_BE_ALL 0x00ff0000 /* byte enable bits */
#define PPC_BREAKPOINT_CONDITION_BE(n) (1<<((n)+16))
uint32_t condition_mode; /* break/watchpoint condition flags */
uint64_t addr;
uint64_t addr2;
uint64_t condition_value;
};
一个请求指定一个事件，而不一定只是设置一个寄存器。例如，如果请求是针对带条件的观察点，DAC 和 DVC 寄存器都将在同一个请求中被设置。
有了它，GDB 可以请求 BookE 支持的所有类型的硬件断点和观察点。服务器处理器中可用的 COMEFROM 断点未包含在内，但这超出了本工作的范围。
ptrace 将返回一个唯一标识刚刚创建的断点或观察点的整数（句柄）。此整数将在 PPC_PTRACE_DELHWDEBUG 请求中用于请求删除该断点或观察点。如果请求的断点无法分配到寄存器上，则返回 -ENOSPC。
使用该结构的一些示例
在第一个断点寄存器中设置断点
p.version = PPC_DEBUG_CURRENT_VERSION; p.trigger_type = PPC_BREAKPOINT_TRIGGER_EXECUTE; p.addr_mode = PPC_BREAKPOINT_MODE_EXACT; p.condition_mode = PPC_BREAKPOINT_CONDITION_NONE; p.addr = (uint64_t) address; p.addr2 = 0; p.condition_value = 0;
在第二个观察点寄存器中设置一个在读取时触发的观察点
p.version = PPC_DEBUG_CURRENT_VERSION; p.trigger_type = PPC_BREAKPOINT_TRIGGER_READ; p.addr_mode = PPC_BREAKPOINT_MODE_EXACT; p.condition_mode = PPC_BREAKPOINT_CONDITION_NONE; p.addr = (uint64_t) address; p.addr2 = 0; p.condition_value = 0;
设置一个仅在特定值时触发的观察点
p.version = PPC_DEBUG_CURRENT_VERSION; p.trigger_type = PPC_BREAKPOINT_TRIGGER_READ; p.addr_mode = PPC_BREAKPOINT_MODE_EXACT; p.condition_mode = PPC_BREAKPOINT_CONDITION_AND | PPC_BREAKPOINT_CONDITION_BE_ALL; p.addr = (uint64_t) address; p.addr2 = 0; p.condition_value = (uint64_t) condition;
设置一个范围硬件断点
p.version = PPC_DEBUG_CURRENT_VERSION; p.trigger_type = PPC_BREAKPOINT_TRIGGER_EXECUTE; p.addr_mode = PPC_BREAKPOINT_MODE_RANGE_INCLUSIVE; p.condition_mode = PPC_BREAKPOINT_CONDITION_NONE; p.addr = (uint64_t) begin_range; p.addr2 = (uint64_t) end_range; p.condition_value = 0;
在服务器处理器 (BookS) 中设置观察点
p.version = 1; p.trigger_type = PPC_BREAKPOINT_TRIGGER_RW; p.addr_mode = PPC_BREAKPOINT_MODE_RANGE_INCLUSIVE; or p.addr_mode = PPC_BREAKPOINT_MODE_EXACT; p.condition_mode = PPC_BREAKPOINT_CONDITION_NONE; p.addr = (uint64_t) begin_range; /* For PPC_BREAKPOINT_MODE_RANGE_INCLUSIVE addr2 needs to be specified, where * addr2 - addr <= 8 Bytes. */ p.addr2 = (uint64_t) end_range; p.condition_value = 0;
PPC_PTRACE_DELHWDEBUG
接收一个标识现有断点或观察点的整数（即 PTRACE_SETHWDEBUG 返回的值），并删除相应的断点或观察点。