ARMV8 datasheet学习笔记4：AArch64系统级体系结构之Self-hosted debug

1. 前言

2. 关于self-hosted debug

• Debugger调试器

是操作系统或系统软件的一部分，它会处理debug exception或修改debug system register，debugger运行在EL0，提供了用户debugger接口;

• Debugger异常

Debugger异常是在程序正常运行过程中由debugger编程PE来产生，满足如下两个条件，PE可以产生某个特定的异常：

（1）当前的异常级别和安全状态下使能了debug异常；

（2）Debugger使能了某个特定的debug异常

• Debug异常类型

（1）Break-point instruction异常：在程序流的特定点可以引起异常的指令，不能被mask，A64下为BRK#<immediate>；

（2）breakpoint异常：提供2-16个breakpoint异常，可以基于特定的指令地址或特定的PE上下文通过编程产生的异常；

（3）watchpoint异常：提供2-16个watchpoint异常，可以基于访问特定的数据地址或访问一个地址范围的数据；

（4）vector catch异常：只能在AArch32 translation regime？？？下产生；

（5）software step异常：运行在高异常级别的软件可以debug低异常级别的软件，被debug的软件每单步执行一条指令，PE会捕获software step异常；

3. Debug异常使能控制

breakpoint instruction异常	总是使能的；
breakpoint异常	MDSCR_EL1.MDE, plus an enable control for each breakpoint, DBGBCR<n>_EL1.E
watchpoint异常	MDSCR_EL1.MDE, plus an enable control for each watchpoint, DBGWCR<n>_EL1.E
vector catch异常	MDSCR_EL1.MDE
software step异常	MDSCR_EL1.SS

4. Debug异常路由

1. EL1和EL2都是debug异常的目标异常级别；
2. 通常情况下debug异常被路由到EL1;
3. 如果实现了EL2，且MDCR_EL2.TDE==1 且debug异常来自于non-secure，则异常被路由到EL2

5. Debug异常使能

当前异常级别和安全状态下满足如下4个条件则debug异常使能：

• OS lock解锁？？
• DoubleLockStatus() == FALSE？？？
• 当前异常级别的debug异常使能

（1）       如下两种情况debug异常被禁用：

a. 当前异常级别 > (EL1 or EL2)

breakpoint instruction异常之外的debug异常被禁用；

b. 当前异常级别 == (EL1 or EL2):

local debug enable bit（即MDSCR_EL1.KDE==0，breakpoint instruction异常之外的debug异常被禁用；

debug exception mask bit（PSTATE.D）==1，breakpoint instruction异常之外的debug异常被禁用

（2）其它情况debug异常均使能

• 当前secure state的debug异常使能

（1）如果MDCR_EL3.SDD==1，则debug异常被禁用；

（2）其它情况下，debug异常均使能

6. 参考文档

[1] DDI0487A_k_armv8_arm_iss10775.pdf