arch/arm64/mm/dump.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014, The Linux Foundation. All rights reserved.
   3  * Debug helper to dump the current kernel pagetables of the system
   4  * so that we can see what the various memory ranges are set to.
   5  *
   6  * Derived from x86 and arm implementation:
   7  * (C) Copyright 2008 Intel Corporation
   8  *
   9  * Author: Arjan van de Ven <arjan@linux.intel.com>
  10  *
  11  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; version 2
  14  * of the License.
  15  */
  16 #include <linux/debugfs.h>
  17 #include <linux/errno.h>
  18 #include <linux/fs.h>
  19 #include <linux/io.h>
  20 #include <linux/init.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/sched.h>
  23 #include <linux/seq_file.h>
  24
  25 #include <asm/fixmap.h>
  26 #include <asm/memory.h>
  27 #include <asm/pgtable.h>
  28 #include <asm/pgtable-hwdef.h>
  29
  30 struct addr_marker {
  31         unsigned long start_address;
  32         const char *name;
  33 };
  34
  35 static const struct addr_marker address_markers[] = {
  36         { MODULES_VADDR,                "Modules start" },
  37         { MODULES_END,                  "Modules end" },
  38         { VMALLOC_START,                "vmalloc() Area" },
  39         { VMALLOC_END,                  "vmalloc() End" },
  40         { FIXADDR_START,                "Fixmap start" },
  41         { FIXADDR_TOP,                  "Fixmap end" },
  42         { PCI_IO_START,                 "PCI I/O start" },
  43         { PCI_IO_END,                   "PCI I/O end" },
  44 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
  45         { VMEMMAP_START,                "vmemmap start" },
  46         { VMEMMAP_START + VMEMMAP_SIZE, "vmemmap end" },
  47 #endif
  48         { PAGE_OFFSET,                  "Linear Mapping" },
  49         { -1,                           NULL },
  50 };
  51
  52 /*
  53  * The page dumper groups page table entries of the same type into a single
  54  * description. It uses pg_state to track the range information while
  55  * iterating over the pte entries. When the continuity is broken it then
  56  * dumps out a description of the range.
  57  */
  58 struct pg_state {
  59         struct seq_file *seq;
  60         const struct addr_marker *marker;
  61         unsigned long start_address;
  62         unsigned level;
  63         u64 current_prot;
  64 };
  65
  66 struct prot_bits {
  67         u64             mask;
  68         u64             val;
  69         const char      *set;
  70         const char      *clear;
  71 };
  72
  73 static const struct prot_bits pte_bits[] = {
  74         {
  75                 .mask   = PTE_VALID,
  76                 .val    = PTE_VALID,
  77                 .set    = " ",
  78                 .clear  = "F",
  79         }, {
  80                 .mask   = PTE_USER,
  81                 .val    = PTE_USER,
  82                 .set    = "USR",
  83                 .clear  = "   ",
  84         }, {
  85                 .mask   = PTE_RDONLY,
  86                 .val    = PTE_RDONLY,
  87                 .set    = "ro",
  88                 .clear  = "RW",
  89         }, {
  90                 .mask   = PTE_PXN,
  91                 .val    = PTE_PXN,
  92                 .set    = "NX",
  93                 .clear  = "x ",
  94         }, {
  95                 .mask   = PTE_SHARED,
  96                 .val    = PTE_SHARED,
  97                 .set    = "SHD",
  98                 .clear  = "   ",
  99         }, {
 100                 .mask   = PTE_AF,
 101                 .val    = PTE_AF,
 102                 .set    = "AF",
 103                 .clear  = "  ",
 104         }, {
 105                 .mask   = PTE_NG,
 106                 .val    = PTE_NG,
 107                 .set    = "NG",
 108                 .clear  = "  ",
 109         }, {
 110                 .mask   = PTE_CONT,
 111                 .val    = PTE_CONT,
 112                 .set    = "CON",
 113                 .clear  = "   ",
 114         }, {
 115                 .mask   = PTE_TABLE_BIT,
 116                 .val    = PTE_TABLE_BIT,
 117                 .set    = "   ",
 118                 .clear  = "BLK",
 119         }, {
 120                 .mask   = PTE_UXN,
 121                 .val    = PTE_UXN,
 122                 .set    = "UXN",
 123         }, {
 124                 .mask   = PTE_ATTRINDX_MASK,
 125                 .val    = PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRnE),
 126                 .set    = "DEVICE/nGnRnE",
 127         }, {
 128                 .mask   = PTE_ATTRINDX_MASK,
 129                 .val    = PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE),
 130                 .set    = "DEVICE/nGnRE",
 131         }, {
 132                 .mask   = PTE_ATTRINDX_MASK,
 133                 .val    = PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_GRE),
 134                 .set    = "DEVICE/GRE",
 135         }, {
 136                 .mask   = PTE_ATTRINDX_MASK,
 137                 .val    = PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC),
 138                 .set    = "MEM/NORMAL-NC",
 139         }, {
 140                 .mask   = PTE_ATTRINDX_MASK,
 141                 .val    = PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL),
 142                 .set    = "MEM/NORMAL",
 143         }
 144 };
 145
 146 struct pg_level {
 147         const struct prot_bits *bits;
 148         size_t num;
 149         u64 mask;
 150 };
 151
 152 static struct pg_level pg_level[] = {
 153         {
 154         }, { /* pgd */
 155                 .bits   = pte_bits,
 156                 .num    = ARRAY_SIZE(pte_bits),
 157         }, { /* pud */
 158                 .bits   = pte_bits,
 159                 .num    = ARRAY_SIZE(pte_bits),
 160         }, { /* pmd */
 161                 .bits   = pte_bits,
 162                 .num    = ARRAY_SIZE(pte_bits),
 163         }, { /* pte */
 164                 .bits   = pte_bits,
 165                 .num    = ARRAY_SIZE(pte_bits),
 166         },
 167 };
 168
 169 static void dump_prot(struct pg_state *st, const struct prot_bits *bits,
 170                         size_t num)
 171 {
 172         unsigned i;
 173
 174         for (i = 0; i < num; i++, bits++) {
 175                 const char *s;
 176
 177                 if ((st->current_prot & bits->mask) == bits->val)
 178                         s = bits->set;
 179                 else
 180                         s = bits->clear;
 181
 182                 if (s)
 183                         seq_printf(st->seq, " %s", s);
 184         }
 185 }
 186
 187 static void note_page(struct pg_state *st, unsigned long addr, unsigned level,
 188                                 u64 val)
 189 {
 190         static const char units[] = "KMGTPE";
 191         u64 prot = val & pg_level[level].mask;
 192
 193         if (!st->level) {
 194                 st->level = level;
 195                 st->current_prot = prot;
 196                 st->start_address = addr;
 197                 seq_printf(st->seq, "---[ %s ]---\n", st->marker->name);
 198         } else if (prot != st->current_prot || level != st->level ||
 199                    addr >= st->marker[1].start_address) {
 200                 const char *unit = units;
 201                 unsigned long delta;
 202
 203                 if (st->current_prot) {
 204                         seq_printf(st->seq, "0x%016lx-0x%016lx   ",
 205                                    st->start_address, addr);
 206
 207                         delta = (addr - st->start_address) >> 10;
 208                         while (!(delta & 1023) && unit[1]) {
 209                                 delta >>= 10;
 210                                 unit++;
 211                         }
 212                         seq_printf(st->seq, "%9lu%c", delta, *unit);
 213                         if (pg_level[st->level].bits)
 214                                 dump_prot(st, pg_level[st->level].bits,
 215                                           pg_level[st->level].num);
 216                         seq_puts(st->seq, "\n");
 217                 }
 218
 219                 if (addr >= st->marker[1].start_address) {
 220                         st->marker++;
 221                         seq_printf(st->seq, "---[ %s ]---\n", st->marker->name);
 222                 }
 223
 224                 st->start_address = addr;
 225                 st->current_prot = prot;
 226                 st->level = level;
 227         }
 228
 229         if (addr >= st->marker[1].start_address) {
 230                 st->marker++;
 231                 seq_printf(st->seq, "---[ %s ]---\n", st->marker->name);
 232         }
 233
 234 }
 235
 236 static void walk_pte(struct pg_state *st, pmd_t *pmd, unsigned long start)
 237 {
 238         pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, 0);
 239         unsigned long addr;
 240         unsigned i;
 241
 242         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++, pte++) {
 243                 addr = start + i * PAGE_SIZE;
 244                 note_page(st, addr, 4, pte_val(*pte));
 245         }
 246 }
 247
 248 static void walk_pmd(struct pg_state *st, pud_t *pud, unsigned long start)
 249 {
 250         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, 0);
 251         unsigned long addr;
 252         unsigned i;
 253
 254         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++, pmd++) {
 255                 addr = start + i * PMD_SIZE;
 256                 if (pmd_none(*pmd) || pmd_sect(*pmd)) {
 257                         note_page(st, addr, 3, pmd_val(*pmd));
 258                 } else {
 259                         BUG_ON(pmd_bad(*pmd));
 260                         walk_pte(st, pmd, addr);
 261                 }
 262         }
 263 }
 264
 265 static void walk_pud(struct pg_state *st, pgd_t *pgd, unsigned long start)
 266 {
 267         pud_t *pud = pud_offset(pgd, 0);
 268         unsigned long addr;
 269         unsigned i;
 270
 271         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++, pud++) {
 272                 addr = start + i * PUD_SIZE;
 273                 if (pud_none(*pud) || pud_sect(*pud)) {
 274                         note_page(st, addr, 2, pud_val(*pud));
 275                 } else {
 276                         BUG_ON(pud_bad(*pud));
 277                         walk_pmd(st, pud, addr);
 278                 }
 279         }
 280 }
 281
 282 static void walk_pgd(struct pg_state *st, struct mm_struct *mm, unsigned long start)
 283 {
 284         pgd_t *pgd = pgd_offset(mm, 0UL);
 285         unsigned i;
 286         unsigned long addr;
 287
 288         for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++, pgd++) {
 289                 addr = start + i * PGDIR_SIZE;
 290                 if (pgd_none(*pgd)) {
 291                         note_page(st, addr, 1, pgd_val(*pgd));
 292                 } else {
 293                         BUG_ON(pgd_bad(*pgd));
 294                         walk_pud(st, pgd, addr);
 295                 }
 296         }
 297 }
 298
 299 static int ptdump_show(struct seq_file *m, void *v)
 300 {
 301         struct pg_state st = {
 302                 .seq = m,
 303                 .marker = address_markers,
 304         };
 305
 306         walk_pgd(&st, &init_mm, VA_START);
 307
 308         note_page(&st, 0, 0, 0);
 309         return 0;
 310 }
 311
 312 static int ptdump_open(struct inode *inode, struct file *file)
 313 {
 314         return single_open(file, ptdump_show, NULL);
 315 }
 316
 317 static const struct file_operations ptdump_fops = {
 318         .open           = ptdump_open,
 319         .read           = seq_read,
 320         .llseek         = seq_lseek,
 321         .release        = single_release,
 322 };
 323
 324 static int ptdump_init(void)
 325 {
 326         struct dentry *pe;
 327         unsigned i, j;
 328
 329         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pg_level); i++)
 330                 if (pg_level[i].bits)
 331                         for (j = 0; j < pg_level[i].num; j++)
 332                                 pg_level[i].mask |= pg_level[i].bits[j].mask;
 333
 334         pe = debugfs_create_file("kernel_page_tables", 0400, NULL, NULL,
 335                                  &ptdump_fops);
 336         return pe ? 0 : -ENOMEM;
 337 }
 338 device_initcall(ptdump_init);