lib/libkvm/kvm_amd64.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1989, 1992, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software developed by the Computer Systems
   6  * Engineering group at Lawrence Berkeley Laboratory under DARPA contract
   7  * BG 91-66 and contributed to Berkeley.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  * @(#)kvm_hp300.c      8.1 (Berkeley) 6/4/93
  38  * $FreeBSD: src/lib/libkvm/kvm_amd64.c,v 1.16 2003/04/30 21:05:33 peter Exp $
  39  * $DragonFly: src/lib/libkvm/kvm_amd64.c,v 1.2 2007/04/29 01:36:04 dillon Exp $
  40  */
  41
  42 /*
  43  * AMD64 machine dependent routines for kvm.  Hopefully, the forthcoming
  44  * vm code will one day obsolete this module.
  45  */
  46
  47 #include <sys/user.h>   /* MUST BE FIRST */
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/proc.h>
  50 #include <sys/stat.h>
  51 #include <stdlib.h>
  52 #include <unistd.h>
  53 #include <nlist.h>
  54 #include <kvm.h>
  55
  56 #include <vm/vm.h>
  57 #include <vm/vm_param.h>
  58
  59 #include <limits.h>
  60
  61 #include "kvm_private.h"
  62
  63 #ifndef btop
  64 #define btop(x)         (amd64_btop(x))
  65 #define ptob(x)         (amd64_ptob(x))
  66 #endif
  67
  68 struct vmstate {
  69         pml4_entry_t    *PML4;
  70 };
  71
  72 void
  73 _kvm_freevtop(kvm_t *kd)
  74 {
  75         if (kd->vmst != 0) {
  76                 if (kd->vmst->PML4) {
  77                         free(kd->vmst->PML4);
  78                 }
  79                 free(kd->vmst);
  80         }
  81 }
  82
  83 int
  84 _kvm_initvtop(kvm_t *kd)
  85 {
  86         struct vmstate *vm;
  87         struct nlist nlist[2];
  88         u_long pa;
  89         u_long kernbase;
  90         pml4_entry_t    *PML4;
  91
  92         vm = (struct vmstate *)_kvm_malloc(kd, sizeof(*vm));
  93         if (vm == 0) {
  94                 _kvm_err(kd, kd->program, "cannot allocate vm");
  95                 return (-1);
  96         }
  97         kd->vmst = vm;
  98         vm->PML4 = 0;
  99
 100         nlist[0].n_name = "kernbase";
 101         nlist[1].n_name = 0;
 102
 103         if (kvm_nlist(kd, nlist) != 0) {
 104                 _kvm_err(kd, kd->program, "bad namelist - no kernbase");
 105                 return (-1);
 106         }
 107         kernbase = nlist[0].n_value;
 108
 109         nlist[0].n_name = "KPML4phys";
 110         nlist[1].n_name = 0;
 111
 112         if (kvm_nlist(kd, nlist) != 0) {
 113                 _kvm_err(kd, kd->program, "bad namelist - no KPML4phys");
 114                 return (-1);
 115         }
 116         if (kvm_read(kd, (nlist[0].n_value - kernbase), &pa, sizeof(pa)) !=
 117             sizeof(pa)) {
 118                 _kvm_err(kd, kd->program, "cannot read KPML4phys");
 119                 return (-1);
 120         }
 121         PML4 = _kvm_malloc(kd, PAGE_SIZE);
 122         if (kvm_read(kd, pa, PML4, PAGE_SIZE) != PAGE_SIZE) {
 123                 _kvm_err(kd, kd->program, "cannot read KPML4phys");
 124                 return (-1);
 125         }
 126         vm->PML4 = PML4;
 127         return (0);
 128 }
 129
 130 static int
 131 _kvm_vatop(kvm_t *kd, u_long va, u_long *pa)
 132 {
 133         struct vmstate *vm;
 134         u_long offset;
 135         u_long pdpe_pa;
 136         u_long pde_pa;
 137         u_long pte_pa;
 138         pml4_entry_t pml4e;
 139         pdp_entry_t pdpe;
 140         pd_entry_t pde;
 141         pt_entry_t pte;
 142         u_long pml4eindex;
 143         u_long pdpeindex;
 144         u_long pdeindex;
 145         u_long pteindex;
 146
 147         if (kvm_ishost(kd)) {
 148                 _kvm_err(kd, 0, "kvm_vatop called in live kernel!");
 149                 return((off_t)0);
 150         }
 151
 152         vm = kd->vmst;
 153         offset = va & (PAGE_SIZE - 1);
 154
 155         /*
 156          * If we are initializing (kernel page table descriptor pointer
 157          * not yet set) then return pa == va to avoid infinite recursion.
 158          */
 159         if (vm->PML4 == 0) {
 160                 *pa = va;
 161                 return (PAGE_SIZE - offset);
 162         }
 163
 164         pml4eindex = (va >> PML4SHIFT) & (NPML4EPG - 1);
 165         pml4e = vm->PML4[pml4eindex];
 166         if (((u_long)pml4e & PG_V) == 0)
 167                 goto invalid;
 168
 169         pdpeindex = (va >> PDPSHIFT) & (NPDPEPG-1);
 170         pdpe_pa = ((u_long)pml4e & PG_FRAME) + (pdpeindex * sizeof(pdp_entry_t));
 171
 172         /* XXX This has to be a physical address read, kvm_read is virtual */
 173         if (lseek(kd->pmfd, pdpe_pa, 0) == -1) {
 174                 _kvm_syserr(kd, kd->program, "_kvm_vatop: lseek pdpe_pa");
 175                 goto invalid;
 176         }
 177         if (read(kd->pmfd, &pdpe, sizeof pdpe) != sizeof pdpe) {
 178                 _kvm_syserr(kd, kd->program, "_kvm_vatop: read pdpe");
 179                 goto invalid;
 180         }
 181         if (((u_long)pdpe & PG_V) == 0)
 182                 goto invalid;
 183
 184
 185         pdeindex = (va >> PDRSHIFT) & (NPDEPG-1);
 186         pde_pa = ((u_long)pdpe & PG_FRAME) + (pdeindex * sizeof(pd_entry_t));
 187
 188         /* XXX This has to be a physical address read, kvm_read is virtual */
 189         if (lseek(kd->pmfd, pde_pa, 0) == -1) {
 190                 _kvm_syserr(kd, kd->program, "_kvm_vatop: lseek pde_pa");
 191                 goto invalid;
 192         }
 193         if (read(kd->pmfd, &pde, sizeof pde) != sizeof pde) {
 194                 _kvm_syserr(kd, kd->program, "_kvm_vatop: read pde");
 195                 goto invalid;
 196         }
 197         if (((u_long)pde & PG_V) == 0)
 198                 goto invalid;
 199
 200         if ((u_long)pde & PG_PS) {
 201               /*
 202                * No final-level page table; ptd describes one 2MB page.
 203                */
 204 #define PAGE2M_MASK     (NBPDR - 1)
 205 #define PG_FRAME2M      (~PAGE2M_MASK)
 206                 *pa = ((u_long)pde & PG_FRAME2M) + (va & PAGE2M_MASK);
 207                 return (NBPDR - (va & PAGE2M_MASK));
 208         }
 209
 210         pteindex = (va >> PAGE_SHIFT) & (NPTEPG-1);
 211         pte_pa = ((u_long)pde & PG_FRAME) + (pteindex * sizeof(pt_entry_t));
 212
 213         /* XXX This has to be a physical address read, kvm_read is virtual */
 214         if (lseek(kd->pmfd, pte_pa, 0) == -1) {
 215                 _kvm_syserr(kd, kd->program, "_kvm_vatop: lseek");
 216                 goto invalid;
 217         }
 218         if (read(kd->pmfd, &pte, sizeof pte) != sizeof pte) {
 219                 _kvm_syserr(kd, kd->program, "_kvm_vatop: read");
 220                 goto invalid;
 221         }
 222         if (((u_long)pte & PG_V) == 0)
 223                 goto invalid;
 224
 225         *pa = ((u_long)pte & PG_FRAME) + offset;
 226         return (PAGE_SIZE - offset);
 227
 228 invalid:
 229         _kvm_err(kd, 0, "invalid address (%jx)", (intmax_t)va);
 230         return (0);
 231 }
 232
 233 int
 234 _kvm_kvatop(kvm_t *kd, u_long va, u_long *pa)
 235 {
 236         return (_kvm_vatop(kd, va, pa));
 237 }