FPGA開発日記

FPGAというより、コンピュータアーキテクチャかもね! カテゴリ別記事インデックス https://sites.google.com/site/fpgadevelopindex/

ISSのデバッグ機能を使ってxv6の動作を追い掛ける

ISSブレークポイントの機能があるので、それを拡張して、デバッグをしやすくしよう。

レジスタの一覧をダンプする機能と、任意のレジスタの値を取得する機能を追加した。

int Lua_GetReg (lua_State *L)
{
    // Getting Arguments
#ifdef ARCH_MIPS
    MipsEnv *env = static_cast<MipsEnv *>(lua_touserdata (L, 1));
#else  // ARCH_MIPS
#ifdef ARCH_RISCV
    RiscvEnv *env = static_cast<RiscvEnv *>(lua_touserdata (L, 1));
#endif // ARCH_RISCV
#endif // ARCH_MIPS

    RegAddr_t reg_addr = lua_tointeger (L, 2);
    env->DebugPrint ("<get reg: r%02d=%08x>\n", reg_addr, env->GetGReg (reg_addr));

    return 0;
}


int Lua_DumpRegs (lua_State *L)
{
    // Getting Arguments
#ifdef ARCH_MIPS
    MipsEnv *env = static_cast<MipsEnv *>(lua_touserdata (L, 1));
#else  // ARCH_MIPS
#ifdef ARCH_RISCV
    RiscvEnv *env = static_cast<RiscvEnv *>(lua_touserdata (L, 1));
#endif // ARCH_RISCV
#endif // ARCH_MIPS

    env->DebugPrint ("<dump regs>\n");
    for (int reg_addr = 0; reg_addr < 32; reg_addr++) {
        env->DebugPrint (" r%02d=%08x\n", reg_addr, env->GetGReg (reg_addr));
    }

    return 0;
}

今回は、freerange()とkfree()が呼ばれたときに、レジスタの一覧をダンプするようにしたい。 init.luaを以下のように設定した。

mips = make_core ("mips")
set_pcbreak (mips, get_addr (mips, "freerange"))
set_pcbreak (mips, get_addr (mips, "kfree"))

v = 0
while (v < 5) do
   run (mips)
   dump_regs (mips)
   v = v + 1
end

早速実行してみる。

swimmer_mips --binfile ~/xv6-mips/kernel --debug --out debug.log --debug_func --debug_gvar --init_pc 0x80100000 --max 1000000 --script init.lua

debug.logを見てみよう。

        56 : [801041e8] 8fc5001c : lw      r05,0x001c(r30)         r30=>8050d6b0 (8050d6cc)=>80400000 r05<=80400000
        57 : [801041ec] 0c041097 : jal     0x0041097               r31<=801041f4 pc<=801041f0 pc<=8010425c
        58 : [801041f0] 00000000 : sll     r00,r00,0x00            r00=>00000000
<Break PC: 8010425c>
<dump regs>
 r00=00000000
 r01=00000000
 r02=80513274
 r03=8010b6cc
 r04=80515cb0
 r05=80400000
 r06=00000000
 r07=00000000
 r08=80105084
 r09=10000000
 r10=00000000
 r11=00000000
 r12=00000000
 r13=00000000
 r14=00000000
 r15=00000000
 r16=00000000
 r17=00000000
 r18=00000000
 r19=00000000
 r20=00000000
 r21=00000000
 r22=00000000
 r23=00000000
 r24=00000000
 r25=00000000
 r26=00000000
 r27=00000000
 r28=00000000
 r29=8050d6b0
 r30=8050d6b0
 r31=801041f4
<Run: MIPS>
<Func: freerange 0x8010425c>
        59 : [8010425c] 27bdffe0 : addiu   r29,r29,0xffe0          r29=>8050d6b0 r29<=8050d690
        60 : [80104260] afbf001c : sw      r31,0x001c(r31)         r29=>8050d690 r31=>801041f4 (8050d6ac)<=801041f4
        61 : [80104264] afbe0018 : sw      r30,0x0018(r30)         r29=>8050d690 r30=>8050d6b0 (8050d6a8)<=8050d6b0
        62 : [80104268] 03a0f021 : addu    r30,r29,r00             r29=>8050d690 r00=>00000000 r30<=8050d690
        63 : [8010426c] afc40020 : sw      r04,0x0020(r04)         r30=>8050d690 r04=>80515cb0 (8050d6b0)<=80515cb0
        64 : [80104270] afc50024 : sw      r05,0x0024(r05)         r30=>8050d690 r05=>80400000 (8050d6b4)<=80400000
        65 : [80104274] 8fc20020 : lw      r02,0x0020(r30)         r30=>8050d690 (8050d6b0)=>80515cb0 r02<=80515cb0
        66 : [80104278] 24430fff : addiu   r03,r02,0x0fff          r02=>80515cb0 r03<=80516caf
        67 : [8010427c] 2402f000 : addiu   r02,r00,0xf000          r00=>00000000 r02<=fffff000
        68 : [80104280] 00621024 : and     r02,r03,r02             r03=>80516caf r02=>fffff000 r02<=80516000
        69 : [80104284] afc20010 : sw      r02,0x0010(r02)         r30=>8050d690 r02=>80516000 (8050d6a0)<=80516000
        70 : [80104288] 080410aa : j       0x00410aa               pc<=8010428c pc<=801042a8
        71 : [8010428c] 00000000 : sll     r00,r00,0x00            r00=>00000000
        72 : [801042a8] 8fc20010 : lw      r02,0x0010(r30)         r30=>8050d690 (8050d6a0)=>80516000 r02<=80516000
        73 : [801042ac] 24431000 : addiu   r03,r02,0x1000          r02=>80516000 r03<=80517000

kfreeの実行結果を見てみると、

void
kfree(char *v)
{
  struct run *r;

  if((uint)v % PGSIZE || v < end || v2p(v) >= PHYSTOP)
    panic("kfree");

の v < endが成立していないようだ。これは、メモリマップというか、ブートの方法から考え直さないといけないなあ。

      6551 : [80104298] 00000000 : sll     r00,r00,0x00            r00=>00000000
<Break PC: 801042d8>
<dump regs>
 r00=00000000
 r01=00000000
 r02=00000000
 r03=80401000
 r04=80400000
 r05=90000000
 r06=00000040
 r07=00000000
 r08=80105084
 r09=10000000
 r10=00000000
 r11=00000000
 r12=00000000
 r13=00000000
 r14=00000000
 r15=00000000
 r16=00000000
 r17=00000000
 r18=00000000
 r19=00000000
 r20=00000000
 r21=00000000
 r22=00000000
 r23=00000000
 r24=00000000
 r25=00000000
 r26=00000000
 r27=00000000
 r28=00000000
 r29=8050d690
 r30=8050d690
 r31=8010429c
<Run: MIPS>
<Func: kfree 0x801042d8>
      6552 : [801042d8] 27bdffe0 : addiu   r29,r29,0xffe0          r29=>8050d690 r29<=8050d670
      6553 : [801042dc] afbf001c : sw      r31,0x001c(r31)         r29=>8050d670 r31=>8010429c (8050d68c)<=8010429c
      6554 : [801042e0] afbe0018 : sw      r30,0x0018(r30)         r29=>8050d670 r30=>8050d690 (8050d688)<=8050d690
      6555 : [801042e4] 03a0f021 : addu    r30,r29,r00             r29=>8050d670 r00=>00000000 r30<=8050d670
      6556 : [801042e8] afc40020 : sw      r04,0x0020(r04)         r30=>8050d670 r04=>80400000 (8050d690)<=80400000
      6557 : [801042ec] 8fc20020 : lw      r02,0x0020(r30)         r30=>8050d670 (8050d690)=>80400000 r02<=80400000
      6558 : [801042f0] 30420fff : andi    r02,r02,0x0fff          r02=>80400000 r02<=00000000
      6559 : [801042f4] 1440000f : bne     r02,r00,0x000f          r02=>00000000 r00=>00000000 pc<=801042f8
      6560 : [801042f8] 00000000 : sll     r00,r00,0x00            r00=>00000000
      6561 : [801042fc] 8fc30020 : lw      r03,0x0020(r30)         r30=>8050d670 (8050d690)=>80400000 r03<=80400000
      6562 : [80104300] 3c028051 : lui     r02,0x8051              r02<=80510000
      6563 : [80104304] 24425cb0 : addiu   r02,r02,0x5cb0          r02=>80510000 r02<=80515cb0
      6564 : [80104308] 0062102b : sltu    r02,r03,r02             r03=>80400000 r02=>80515cb0 r02<=00000001
      6565 : [8010430c] 14400009 : bne     r02,r00,0x0009          r02=>00000001 r00=>00000000 pc<=80104310 pc<=80104334
      6566 : [80104310] 00000000 : sll     r00,r00,0x00            r00=>00000000
      6567 : [80104334] 3c028011 : lui     r02,0x8011              r02<=80110000
      6568 : [80104338] 2444b6d4 : addiu   r04,r02,0xb6d4          r02=>80110000 r04<=8010b6d4
      6569 : [8010433c] 0c040282 : jal     0x0040282               r31<=80104344 pc<=80104340 pc<=80100a08
      6570 : [80104340] 00000000 : sll     r00,r00,0x00            r00=>00000000
<Func: panic 0x80100a08>