Linux: sys/ptrace.h -> nat/gdb_ptrace.h everywhere
[external/binutils.git] / gdb / arm-linux-nat.c
1 /* GNU/Linux on ARM native support.
2    Copyright (C) 1999-2015 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This file is part of GDB.
5
6    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7    it under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
9    (at your option) any later version.
10
11    This program is distributed in the hope that it will be useful,
12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14    GNU General Public License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
18
19 #include "defs.h"
20 #include "inferior.h"
21 #include "gdbcore.h"
22 #include "regcache.h"
23 #include "target.h"
24 #include "linux-nat.h"
25 #include "target-descriptions.h"
26 #include "auxv.h"
27 #include "observer.h"
28 #include "gdbthread.h"
29
30 #include "arm-tdep.h"
31 #include "arm-linux-tdep.h"
32 #include "aarch32-linux-nat.h"
33
34 #include <elf/common.h>
35 #include <sys/user.h>
36 #include "nat/gdb_ptrace.h"
37 #include <sys/utsname.h>
38 #include <sys/procfs.h>
39
40 #include "nat/linux-ptrace.h"
41
42 /* Prototypes for supply_gregset etc.  */
43 #include "gregset.h"
44
45 /* Defines ps_err_e, struct ps_prochandle.  */
46 #include "gdb_proc_service.h"
47
48 #ifndef PTRACE_GET_THREAD_AREA
49 #define PTRACE_GET_THREAD_AREA 22
50 #endif
51
52 #ifndef PTRACE_GETWMMXREGS
53 #define PTRACE_GETWMMXREGS 18
54 #define PTRACE_SETWMMXREGS 19
55 #endif
56
57 #ifndef PTRACE_GETVFPREGS
58 #define PTRACE_GETVFPREGS 27
59 #define PTRACE_SETVFPREGS 28
60 #endif
61
62 #ifndef PTRACE_GETHBPREGS
63 #define PTRACE_GETHBPREGS 29
64 #define PTRACE_SETHBPREGS 30
65 #endif
66
67 extern int arm_apcs_32;
68
69 /* On GNU/Linux, threads are implemented as pseudo-processes, in which
70    case we may be tracing more than one process at a time.  In that
71    case, inferior_ptid will contain the main process ID and the
72    individual thread (process) ID.  get_thread_id () is used to get
73    the thread id if it's available, and the process id otherwise.  */
74
75 static int
76 get_thread_id (ptid_t ptid)
77 {
78   int tid = ptid_get_lwp (ptid);
79   if (0 == tid)
80     tid = ptid_get_pid (ptid);
81   return tid;
82 }
83
84 #define GET_THREAD_ID(PTID)     get_thread_id (PTID)
85
86 /* Get the whole floating point state of the process and store it
87    into regcache.  */
88
89 static void
90 fetch_fpregs (struct regcache *regcache)
91 {
92   int ret, regno, tid;
93   gdb_byte fp[ARM_LINUX_SIZEOF_NWFPE];
94
95   /* Get the thread id for the ptrace call.  */
96   tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
97
98   /* Read the floating point state.  */
99   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
100     {
101       struct iovec iov;
102
103       iov.iov_base = &fp;
104       iov.iov_len = ARM_LINUX_SIZEOF_NWFPE;
105
106       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iov);
107     }
108   else
109     ret = ptrace (PT_GETFPREGS, tid, 0, fp);
110
111   if (ret < 0)
112     {
113       warning (_("Unable to fetch the floating point registers."));
114       return;
115     }
116
117   /* Fetch fpsr.  */
118   regcache_raw_supply (regcache, ARM_FPS_REGNUM,
119                        fp + NWFPE_FPSR_OFFSET);
120
121   /* Fetch the floating point registers.  */
122   for (regno = ARM_F0_REGNUM; regno <= ARM_F7_REGNUM; regno++)
123     supply_nwfpe_register (regcache, regno, fp);
124 }
125
126 /* Save the whole floating point state of the process using
127    the contents from regcache.  */
128
129 static void
130 store_fpregs (const struct regcache *regcache)
131 {
132   int ret, regno, tid;
133   gdb_byte fp[ARM_LINUX_SIZEOF_NWFPE];
134
135   /* Get the thread id for the ptrace call.  */
136   tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
137
138   /* Read the floating point state.  */
139   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
140     {
141       elf_fpregset_t fpregs;
142       struct iovec iov;
143
144       iov.iov_base = &fpregs;
145       iov.iov_len = sizeof (fpregs);
146
147       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iov);
148     }
149   else
150     ret = ptrace (PT_GETFPREGS, tid, 0, fp);
151
152   if (ret < 0)
153     {
154       warning (_("Unable to fetch the floating point registers."));
155       return;
156     }
157
158   /* Store fpsr.  */
159   if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, ARM_FPS_REGNUM))
160     regcache_raw_collect (regcache, ARM_FPS_REGNUM, fp + NWFPE_FPSR_OFFSET);
161
162   /* Store the floating point registers.  */
163   for (regno = ARM_F0_REGNUM; regno <= ARM_F7_REGNUM; regno++)
164     if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, regno))
165       collect_nwfpe_register (regcache, regno, fp);
166
167   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
168     {
169       struct iovec iov;
170
171       iov.iov_base = &fp;
172       iov.iov_len = ARM_LINUX_SIZEOF_NWFPE;
173
174       ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iov);
175     }
176   else
177     ret = ptrace (PTRACE_SETFPREGS, tid, 0, fp);
178
179   if (ret < 0)
180     {
181       warning (_("Unable to store floating point registers."));
182       return;
183     }
184 }
185
186 /* Fetch all general registers of the process and store into
187    regcache.  */
188
189 static void
190 fetch_regs (struct regcache *regcache)
191 {
192   int ret, regno, tid;
193   elf_gregset_t regs;
194
195   /* Get the thread id for the ptrace call.  */
196   tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
197
198   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
199     {
200       struct iovec iov;
201
202       iov.iov_base = &regs;
203       iov.iov_len = sizeof (regs);
204
205       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iov);
206     }
207   else
208     ret = ptrace (PTRACE_GETREGS, tid, 0, &regs);
209
210   if (ret < 0)
211     {
212       warning (_("Unable to fetch general registers."));
213       return;
214     }
215
216   aarch32_gp_regcache_supply (regcache, (uint32_t *) regs, arm_apcs_32);
217 }
218
219 static void
220 store_regs (const struct regcache *regcache)
221 {
222   int ret, regno, tid;
223   elf_gregset_t regs;
224
225   /* Get the thread id for the ptrace call.  */
226   tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
227
228   /* Fetch the general registers.  */
229   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
230     {
231       struct iovec iov;
232
233       iov.iov_base = &regs;
234       iov.iov_len = sizeof (regs);
235
236       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iov);
237     }
238   else
239     ret = ptrace (PTRACE_GETREGS, tid, 0, &regs);
240
241   if (ret < 0)
242     {
243       warning (_("Unable to fetch general registers."));
244       return;
245     }
246
247   aarch32_gp_regcache_collect (regcache, (uint32_t *) regs, arm_apcs_32);
248
249   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
250     {
251       struct iovec iov;
252
253       iov.iov_base = &regs;
254       iov.iov_len = sizeof (regs);
255
256       ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iov);
257     }
258   else
259     ret = ptrace (PTRACE_SETREGS, tid, 0, &regs);
260
261   if (ret < 0)
262     {
263       warning (_("Unable to store general registers."));
264       return;
265     }
266 }
267
268 /* Fetch all WMMX registers of the process and store into
269    regcache.  */
270
271 #define IWMMXT_REGS_SIZE (16 * 8 + 6 * 4)
272
273 static void
274 fetch_wmmx_regs (struct regcache *regcache)
275 {
276   char regbuf[IWMMXT_REGS_SIZE];
277   int ret, regno, tid;
278
279   /* Get the thread id for the ptrace call.  */
280   tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
281
282   ret = ptrace (PTRACE_GETWMMXREGS, tid, 0, regbuf);
283   if (ret < 0)
284     {
285       warning (_("Unable to fetch WMMX registers."));
286       return;
287     }
288
289   for (regno = 0; regno < 16; regno++)
290     regcache_raw_supply (regcache, regno + ARM_WR0_REGNUM,
291                          &regbuf[regno * 8]);
292
293   for (regno = 0; regno < 2; regno++)
294     regcache_raw_supply (regcache, regno + ARM_WCSSF_REGNUM,
295                          &regbuf[16 * 8 + regno * 4]);
296
297   for (regno = 0; regno < 4; regno++)
298     regcache_raw_supply (regcache, regno + ARM_WCGR0_REGNUM,
299                          &regbuf[16 * 8 + 2 * 4 + regno * 4]);
300 }
301
302 static void
303 store_wmmx_regs (const struct regcache *regcache)
304 {
305   char regbuf[IWMMXT_REGS_SIZE];
306   int ret, regno, tid;
307
308   /* Get the thread id for the ptrace call.  */
309   tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
310
311   ret = ptrace (PTRACE_GETWMMXREGS, tid, 0, regbuf);
312   if (ret < 0)
313     {
314       warning (_("Unable to fetch WMMX registers."));
315       return;
316     }
317
318   for (regno = 0; regno < 16; regno++)
319     if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache,
320                                                regno + ARM_WR0_REGNUM))
321       regcache_raw_collect (regcache, regno + ARM_WR0_REGNUM,
322                             &regbuf[regno * 8]);
323
324   for (regno = 0; regno < 2; regno++)
325     if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache,
326                                                regno + ARM_WCSSF_REGNUM))
327       regcache_raw_collect (regcache, regno + ARM_WCSSF_REGNUM,
328                             &regbuf[16 * 8 + regno * 4]);
329
330   for (regno = 0; regno < 4; regno++)
331     if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache,
332                                                regno + ARM_WCGR0_REGNUM))
333       regcache_raw_collect (regcache, regno + ARM_WCGR0_REGNUM,
334                             &regbuf[16 * 8 + 2 * 4 + regno * 4]);
335
336   ret = ptrace (PTRACE_SETWMMXREGS, tid, 0, regbuf);
337
338   if (ret < 0)
339     {
340       warning (_("Unable to store WMMX registers."));
341       return;
342     }
343 }
344
345 static void
346 fetch_vfp_regs (struct regcache *regcache)
347 {
348   gdb_byte regbuf[VFP_REGS_SIZE];
349   int ret, regno, tid;
350   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
351   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
352
353   /* Get the thread id for the ptrace call.  */
354   tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
355
356   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
357     {
358       struct iovec iov;
359
360       iov.iov_base = regbuf;
361       iov.iov_len = VFP_REGS_SIZE;
362       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_VFP, &iov);
363     }
364   else
365     ret = ptrace (PTRACE_GETVFPREGS, tid, 0, regbuf);
366
367   if (ret < 0)
368     {
369       warning (_("Unable to fetch VFP registers."));
370       return;
371     }
372
373   aarch32_vfp_regcache_supply (regcache, regbuf,
374                                tdep->vfp_register_count);
375 }
376
377 static void
378 store_vfp_regs (const struct regcache *regcache)
379 {
380   gdb_byte regbuf[VFP_REGS_SIZE];
381   int ret, regno, tid;
382   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
383   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
384
385   /* Get the thread id for the ptrace call.  */
386   tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
387
388   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
389     {
390       struct iovec iov;
391
392       iov.iov_base = regbuf;
393       iov.iov_len = VFP_REGS_SIZE;
394       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_VFP, &iov);
395     }
396   else
397     ret = ptrace (PTRACE_GETVFPREGS, tid, 0, regbuf);
398
399   if (ret < 0)
400     {
401       warning (_("Unable to fetch VFP registers (for update)."));
402       return;
403     }
404
405   aarch32_vfp_regcache_collect (regcache, regbuf,
406                                 tdep->vfp_register_count);
407
408   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_TRUE)
409     {
410       struct iovec iov;
411
412       iov.iov_base = regbuf;
413       iov.iov_len = VFP_REGS_SIZE;
414       ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_ARM_VFP, &iov);
415     }
416   else
417     ret = ptrace (PTRACE_SETVFPREGS, tid, 0, regbuf);
418
419   if (ret < 0)
420     {
421       warning (_("Unable to store VFP registers."));
422       return;
423     }
424 }
425
426 /* Fetch registers from the child process.  Fetch all registers if
427    regno == -1, otherwise fetch all general registers or all floating
428    point registers depending upon the value of regno.  */
429
430 static void
431 arm_linux_fetch_inferior_registers (struct target_ops *ops,
432                                     struct regcache *regcache, int regno)
433 {
434   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
435   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
436
437   if (-1 == regno)
438     {
439       fetch_regs (regcache);
440       fetch_fpregs (regcache);
441       if (tdep->have_wmmx_registers)
442         fetch_wmmx_regs (regcache);
443       if (tdep->vfp_register_count > 0)
444         fetch_vfp_regs (regcache);
445     }
446   else 
447     {
448       if (regno < ARM_F0_REGNUM || regno == ARM_PS_REGNUM)
449         fetch_regs (regcache);
450       else if (regno >= ARM_F0_REGNUM && regno <= ARM_FPS_REGNUM)
451         fetch_fpregs (regcache);
452       else if (tdep->have_wmmx_registers
453                && regno >= ARM_WR0_REGNUM && regno <= ARM_WCGR7_REGNUM)
454         fetch_wmmx_regs (regcache);
455       else if (tdep->vfp_register_count > 0
456                && regno >= ARM_D0_REGNUM
457                && regno <= ARM_D0_REGNUM + tdep->vfp_register_count)
458         fetch_vfp_regs (regcache);
459     }
460 }
461
462 /* Store registers back into the inferior.  Store all registers if
463    regno == -1, otherwise store all general registers or all floating
464    point registers depending upon the value of regno.  */
465
466 static void
467 arm_linux_store_inferior_registers (struct target_ops *ops,
468                                     struct regcache *regcache, int regno)
469 {
470   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
471   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
472
473   if (-1 == regno)
474     {
475       store_regs (regcache);
476       store_fpregs (regcache);
477       if (tdep->have_wmmx_registers)
478         store_wmmx_regs (regcache);
479       if (tdep->vfp_register_count > 0)
480         store_vfp_regs (regcache);
481     }
482   else
483     {
484       if (regno < ARM_F0_REGNUM || regno == ARM_PS_REGNUM)
485         store_regs (regcache);
486       else if ((regno >= ARM_F0_REGNUM) && (regno <= ARM_FPS_REGNUM))
487         store_fpregs (regcache);
488       else if (tdep->have_wmmx_registers
489                && regno >= ARM_WR0_REGNUM && regno <= ARM_WCGR7_REGNUM)
490         store_wmmx_regs (regcache);
491       else if (tdep->vfp_register_count > 0
492                && regno >= ARM_D0_REGNUM
493                && regno <= ARM_D0_REGNUM + tdep->vfp_register_count)
494         store_vfp_regs (regcache);
495     }
496 }
497
498 /* Wrapper functions for the standard regset handling, used by
499    thread debugging.  */
500
501 void
502 fill_gregset (const struct regcache *regcache,  
503               gdb_gregset_t *gregsetp, int regno)
504 {
505   arm_linux_collect_gregset (NULL, regcache, regno, gregsetp, 0);
506 }
507
508 void
509 supply_gregset (struct regcache *regcache, const gdb_gregset_t *gregsetp)
510 {
511   arm_linux_supply_gregset (NULL, regcache, -1, gregsetp, 0);
512 }
513
514 void
515 fill_fpregset (const struct regcache *regcache,
516                gdb_fpregset_t *fpregsetp, int regno)
517 {
518   arm_linux_collect_nwfpe (NULL, regcache, regno, fpregsetp, 0);
519 }
520
521 /* Fill GDB's register array with the floating-point register values
522    in *fpregsetp.  */
523
524 void
525 supply_fpregset (struct regcache *regcache, const gdb_fpregset_t *fpregsetp)
526 {
527   arm_linux_supply_nwfpe (NULL, regcache, -1, fpregsetp, 0);
528 }
529
530 /* Fetch the thread-local storage pointer for libthread_db.  */
531
532 ps_err_e
533 ps_get_thread_area (const struct ps_prochandle *ph,
534                     lwpid_t lwpid, int idx, void **base)
535 {
536   if (ptrace (PTRACE_GET_THREAD_AREA, lwpid, NULL, base) != 0)
537     return PS_ERR;
538
539   /* IDX is the bias from the thread pointer to the beginning of the
540      thread descriptor.  It has to be subtracted due to implementation
541      quirks in libthread_db.  */
542   *base = (void *) ((char *)*base - idx);
543
544   return PS_OK;
545 }
546
547 static const struct target_desc *
548 arm_linux_read_description (struct target_ops *ops)
549 {
550   CORE_ADDR arm_hwcap = 0;
551
552   if (have_ptrace_getregset == TRIBOOL_UNKNOWN)
553     {
554       elf_gregset_t gpregs;
555       struct iovec iov;
556       int tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
557
558       iov.iov_base = &gpregs;
559       iov.iov_len = sizeof (gpregs);
560
561       /* Check if PTRACE_GETREGSET works.  */
562       if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iov) < 0)
563         have_ptrace_getregset = TRIBOOL_FALSE;
564       else
565         have_ptrace_getregset = TRIBOOL_TRUE;
566     }
567
568   if (target_auxv_search (ops, AT_HWCAP, &arm_hwcap) != 1)
569     {
570       return ops->beneath->to_read_description (ops->beneath);
571     }
572
573   if (arm_hwcap & HWCAP_IWMMXT)
574     return tdesc_arm_with_iwmmxt;
575
576   if (arm_hwcap & HWCAP_VFP)
577     {
578       int pid;
579       char *buf;
580       const struct target_desc * result = NULL;
581
582       /* NEON implies VFPv3-D32 or no-VFP unit.  Say that we only support
583          Neon with VFPv3-D32.  */
584       if (arm_hwcap & HWCAP_NEON)
585         result = tdesc_arm_with_neon;
586       else if ((arm_hwcap & (HWCAP_VFPv3 | HWCAP_VFPv3D16)) == HWCAP_VFPv3)
587         result = tdesc_arm_with_vfpv3;
588       else
589         result = tdesc_arm_with_vfpv2;
590
591       /* Now make sure that the kernel supports reading these
592          registers.  Support was added in 2.6.30.  */
593       pid = ptid_get_lwp (inferior_ptid);
594       errno = 0;
595       buf = alloca (VFP_REGS_SIZE);
596       if (ptrace (PTRACE_GETVFPREGS, pid, 0, buf) < 0
597           && errno == EIO)
598         result = NULL;
599
600       return result;
601     }
602
603   return ops->beneath->to_read_description (ops->beneath);
604 }
605
606 /* Information describing the hardware breakpoint capabilities.  */
607 struct arm_linux_hwbp_cap
608 {
609   gdb_byte arch;
610   gdb_byte max_wp_length;
611   gdb_byte wp_count;
612   gdb_byte bp_count;
613 };
614
615 /* Since we cannot dynamically allocate subfields of arm_linux_process_info,
616    assume a maximum number of supported break-/watchpoints.  */
617 #define MAX_BPTS 16
618 #define MAX_WPTS 16
619
620 /* Get hold of the Hardware Breakpoint information for the target we are
621    attached to.  Returns NULL if the kernel doesn't support Hardware 
622    breakpoints at all, or a pointer to the information structure.  */
623 static const struct arm_linux_hwbp_cap *
624 arm_linux_get_hwbp_cap (void)
625 {
626   /* The info structure we return.  */
627   static struct arm_linux_hwbp_cap info;
628
629   /* Is INFO in a good state?  -1 means that no attempt has been made to
630      initialize INFO; 0 means an attempt has been made, but it failed; 1
631      means INFO is in an initialized state.  */
632   static int available = -1;
633
634   if (available == -1)
635     {
636       int tid;
637       unsigned int val;
638
639       tid = GET_THREAD_ID (inferior_ptid);
640       if (ptrace (PTRACE_GETHBPREGS, tid, 0, &val) < 0)
641         available = 0;
642       else
643         {
644           info.arch = (gdb_byte)((val >> 24) & 0xff);
645           info.max_wp_length = (gdb_byte)((val >> 16) & 0xff);
646           info.wp_count = (gdb_byte)((val >> 8) & 0xff);
647           info.bp_count = (gdb_byte)(val & 0xff);
648
649       if (info.wp_count > MAX_WPTS)
650         {
651           warning (_("arm-linux-gdb supports %d hardware watchpoints but target \
652                       supports %d"), MAX_WPTS, info.wp_count);
653           info.wp_count = MAX_WPTS;
654         }
655
656       if (info.bp_count > MAX_BPTS)
657         {
658           warning (_("arm-linux-gdb supports %d hardware breakpoints but target \
659                       supports %d"), MAX_BPTS, info.bp_count);
660           info.bp_count = MAX_BPTS;
661         }
662           available = (info.arch != 0);
663         }
664     }
665
666   return available == 1 ? &info : NULL;
667 }
668
669 /* How many hardware breakpoints are available?  */
670 static int
671 arm_linux_get_hw_breakpoint_count (void)
672 {
673   const struct arm_linux_hwbp_cap *cap = arm_linux_get_hwbp_cap ();
674   return cap != NULL ? cap->bp_count : 0;
675 }
676
677 /* How many hardware watchpoints are available?  */
678 static int
679 arm_linux_get_hw_watchpoint_count (void)
680 {
681   const struct arm_linux_hwbp_cap *cap = arm_linux_get_hwbp_cap ();
682   return cap != NULL ? cap->wp_count : 0;
683 }
684
685 /* Have we got a free break-/watch-point available for use?  Returns -1 if
686    there is not an appropriate resource available, otherwise returns 1.  */
687 static int
688 arm_linux_can_use_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
689                                  int type, int cnt, int ot)
690 {
691   if (type == bp_hardware_watchpoint || type == bp_read_watchpoint
692       || type == bp_access_watchpoint || type == bp_watchpoint)
693     {
694       int count = arm_linux_get_hw_watchpoint_count ();
695
696       if (count == 0)
697         return 0;
698       else if (cnt + ot > count)
699         return -1;
700     }
701   else if (type == bp_hardware_breakpoint)
702     {
703       int count = arm_linux_get_hw_breakpoint_count ();
704
705       if (count == 0)
706         return 0;
707       else if (cnt > count)
708         return -1;
709     }
710   else
711     gdb_assert (FALSE);
712
713   return 1;
714 }
715
716 /* Enum describing the different types of ARM hardware break-/watch-points.  */
717 typedef enum
718 {
719   arm_hwbp_break = 0,
720   arm_hwbp_load = 1,
721   arm_hwbp_store = 2,
722   arm_hwbp_access = 3
723 } arm_hwbp_type;
724
725 /* Type describing an ARM Hardware Breakpoint Control register value.  */
726 typedef unsigned int arm_hwbp_control_t;
727
728 /* Structure used to keep track of hardware break-/watch-points.  */
729 struct arm_linux_hw_breakpoint
730 {
731   /* Address to break on, or being watched.  */
732   unsigned int address;
733   /* Control register for break-/watch- point.  */
734   arm_hwbp_control_t control;
735 };
736
737 /* Structure containing arrays of per process hardware break-/watchpoints
738    for caching address and control information.
739
740    The Linux ptrace interface to hardware break-/watch-points presents the 
741    values in a vector centred around 0 (which is used fo generic information).
742    Positive indicies refer to breakpoint addresses/control registers, negative
743    indices to watchpoint addresses/control registers.
744
745    The Linux vector is indexed as follows:
746       -((i << 1) + 2): Control register for watchpoint i.
747       -((i << 1) + 1): Address register for watchpoint i.
748                     0: Information register.
749        ((i << 1) + 1): Address register for breakpoint i.
750        ((i << 1) + 2): Control register for breakpoint i.
751
752    This structure is used as a per-thread cache of the state stored by the 
753    kernel, so that we don't need to keep calling into the kernel to find a 
754    free breakpoint.
755
756    We treat break-/watch-points with their enable bit clear as being deleted.
757    */
758 struct arm_linux_debug_reg_state
759 {
760   /* Hardware breakpoints for this process.  */
761   struct arm_linux_hw_breakpoint bpts[MAX_BPTS];
762   /* Hardware watchpoints for this process.  */
763   struct arm_linux_hw_breakpoint wpts[MAX_WPTS];
764 };
765
766 /* Per-process arch-specific data we want to keep.  */
767 struct arm_linux_process_info
768 {
769   /* Linked list.  */
770   struct arm_linux_process_info *next;
771   /* The process identifier.  */
772   pid_t pid;
773   /* Hardware break-/watchpoints state information.  */
774   struct arm_linux_debug_reg_state state;
775
776 };
777
778 /* Per-thread arch-specific data we want to keep.  */
779 struct arch_lwp_info
780 {
781   /* Non-zero if our copy differs from what's recorded in the thread.  */
782   char bpts_changed[MAX_BPTS];
783   char wpts_changed[MAX_WPTS];
784 };
785
786 static struct arm_linux_process_info *arm_linux_process_list = NULL;
787
788 /* Find process data for process PID.  */
789
790 static struct arm_linux_process_info *
791 arm_linux_find_process_pid (pid_t pid)
792 {
793   struct arm_linux_process_info *proc;
794
795   for (proc = arm_linux_process_list; proc; proc = proc->next)
796     if (proc->pid == pid)
797       return proc;
798
799   return NULL;
800 }
801
802 /* Add process data for process PID.  Returns newly allocated info
803    object.  */
804
805 static struct arm_linux_process_info *
806 arm_linux_add_process (pid_t pid)
807 {
808   struct arm_linux_process_info *proc;
809
810   proc = xcalloc (1, sizeof (*proc));
811   proc->pid = pid;
812
813   proc->next = arm_linux_process_list;
814   arm_linux_process_list = proc;
815
816   return proc;
817 }
818
819 /* Get data specific info for process PID, creating it if necessary.
820    Never returns NULL.  */
821
822 static struct arm_linux_process_info *
823 arm_linux_process_info_get (pid_t pid)
824 {
825   struct arm_linux_process_info *proc;
826
827   proc = arm_linux_find_process_pid (pid);
828   if (proc == NULL)
829     proc = arm_linux_add_process (pid);
830
831   return proc;
832 }
833
834 /* Called whenever GDB is no longer debugging process PID.  It deletes
835    data structures that keep track of debug register state.  */
836
837 static void
838 arm_linux_forget_process (pid_t pid)
839 {
840   struct arm_linux_process_info *proc, **proc_link;
841
842   proc = arm_linux_process_list;
843   proc_link = &arm_linux_process_list;
844
845   while (proc != NULL)
846     {
847       if (proc->pid == pid)
848     {
849       *proc_link = proc->next;
850
851       xfree (proc);
852       return;
853     }
854
855       proc_link = &proc->next;
856       proc = *proc_link;
857     }
858 }
859
860 /* Get hardware break-/watchpoint state for process PID.  */
861
862 static struct arm_linux_debug_reg_state *
863 arm_linux_get_debug_reg_state (pid_t pid)
864 {
865   return &arm_linux_process_info_get (pid)->state;
866 }
867
868 /* Initialize an ARM hardware break-/watch-point control register value.
869    BYTE_ADDRESS_SELECT is the mask of bytes to trigger on; HWBP_TYPE is the 
870    type of break-/watch-point; ENABLE indicates whether the point is enabled.
871    */
872 static arm_hwbp_control_t 
873 arm_hwbp_control_initialize (unsigned byte_address_select,
874                              arm_hwbp_type hwbp_type,
875                              int enable)
876 {
877   gdb_assert ((byte_address_select & ~0xffU) == 0);
878   gdb_assert (hwbp_type != arm_hwbp_break 
879               || ((byte_address_select & 0xfU) != 0));
880
881   return (byte_address_select << 5) | (hwbp_type << 3) | (3 << 1) | enable;
882 }
883
884 /* Does the breakpoint control value CONTROL have the enable bit set?  */
885 static int
886 arm_hwbp_control_is_enabled (arm_hwbp_control_t control)
887 {
888   return control & 0x1;
889 }
890
891 /* Change a breakpoint control word so that it is in the disabled state.  */
892 static arm_hwbp_control_t
893 arm_hwbp_control_disable (arm_hwbp_control_t control)
894 {
895   return control & ~0x1;
896 }
897
898 /* Initialise the hardware breakpoint structure P.  The breakpoint will be
899    enabled, and will point to the placed address of BP_TGT.  */
900 static void
901 arm_linux_hw_breakpoint_initialize (struct gdbarch *gdbarch,
902                                     struct bp_target_info *bp_tgt,
903                                     struct arm_linux_hw_breakpoint *p)
904 {
905   unsigned mask;
906   CORE_ADDR address = bp_tgt->placed_address = bp_tgt->reqstd_address;
907
908   /* We have to create a mask for the control register which says which bits
909      of the word pointed to by address to break on.  */
910   if (arm_pc_is_thumb (gdbarch, address))
911     {
912       mask = 0x3;
913       address &= ~1;
914     }
915   else
916     {
917       mask = 0xf;
918       address &= ~3;
919     }
920
921   p->address = (unsigned int) address;
922   p->control = arm_hwbp_control_initialize (mask, arm_hwbp_break, 1);
923 }
924
925 /* Get the ARM hardware breakpoint type from the RW value we're given when
926    asked to set a watchpoint.  */
927 static arm_hwbp_type 
928 arm_linux_get_hwbp_type (int rw)
929 {
930   if (rw == hw_read)
931     return arm_hwbp_load;
932   else if (rw == hw_write)
933     return arm_hwbp_store;
934   else
935     return arm_hwbp_access;
936 }
937
938 /* Initialize the hardware breakpoint structure P for a watchpoint at ADDR
939    to LEN.  The type of watchpoint is given in RW.  */
940 static void
941 arm_linux_hw_watchpoint_initialize (CORE_ADDR addr, int len, int rw,
942                                     struct arm_linux_hw_breakpoint *p)
943 {
944   const struct arm_linux_hwbp_cap *cap = arm_linux_get_hwbp_cap ();
945   unsigned mask;
946
947   gdb_assert (cap != NULL);
948   gdb_assert (cap->max_wp_length != 0);
949
950   mask = (1 << len) - 1;
951
952   p->address = (unsigned int) addr;
953   p->control = arm_hwbp_control_initialize (mask, 
954                                             arm_linux_get_hwbp_type (rw), 1);
955 }
956
957 /* Are two break-/watch-points equal?  */
958 static int
959 arm_linux_hw_breakpoint_equal (const struct arm_linux_hw_breakpoint *p1,
960                                const struct arm_linux_hw_breakpoint *p2)
961 {
962   return p1->address == p2->address && p1->control == p2->control;
963 }
964
965 /* Callback to mark a watch-/breakpoint to be updated in all threads of
966    the current process.  */
967
968 struct update_registers_data
969 {
970   int watch;
971   int index;
972 };
973
974 static int
975 update_registers_callback (struct lwp_info *lwp, void *arg)
976 {
977   struct update_registers_data *data = (struct update_registers_data *) arg;
978
979   if (lwp->arch_private == NULL)
980     lwp->arch_private = XCNEW (struct arch_lwp_info);
981
982   /* The actual update is done later just before resuming the lwp,
983      we just mark that the registers need updating.  */
984   if (data->watch)
985     lwp->arch_private->wpts_changed[data->index] = 1;
986   else
987     lwp->arch_private->bpts_changed[data->index] = 1;
988
989   /* If the lwp isn't stopped, force it to momentarily pause, so
990      we can update its breakpoint registers.  */
991   if (!lwp->stopped)
992     linux_stop_lwp (lwp);
993
994   return 0;
995 }
996
997 /* Insert the hardware breakpoint (WATCHPOINT = 0) or watchpoint (WATCHPOINT
998    =1) BPT for thread TID.  */
999 static void
1000 arm_linux_insert_hw_breakpoint1 (const struct arm_linux_hw_breakpoint* bpt, 
1001                                  int watchpoint)
1002 {
1003   int pid;
1004   ptid_t pid_ptid;
1005   gdb_byte count, i;
1006   struct arm_linux_hw_breakpoint* bpts;
1007   struct update_registers_data data;
1008
1009   pid = ptid_get_pid (inferior_ptid);
1010   pid_ptid = pid_to_ptid (pid);
1011
1012   if (watchpoint)
1013     {
1014       count = arm_linux_get_hw_watchpoint_count ();
1015       bpts = arm_linux_get_debug_reg_state (pid)->wpts;
1016     }
1017   else
1018     {
1019       count = arm_linux_get_hw_breakpoint_count ();
1020       bpts = arm_linux_get_debug_reg_state (pid)->bpts;
1021     }
1022
1023   for (i = 0; i < count; ++i)
1024     if (!arm_hwbp_control_is_enabled (bpts[i].control))
1025       {
1026         data.watch = watchpoint;
1027         data.index = i;
1028         bpts[i] = *bpt;
1029         iterate_over_lwps (pid_ptid, update_registers_callback, &data);
1030         break;
1031       }
1032
1033   gdb_assert (i != count);
1034 }
1035
1036 /* Remove the hardware breakpoint (WATCHPOINT = 0) or watchpoint
1037    (WATCHPOINT = 1) BPT for thread TID.  */
1038 static void
1039 arm_linux_remove_hw_breakpoint1 (const struct arm_linux_hw_breakpoint *bpt, 
1040                                  int watchpoint)
1041 {
1042   int pid;
1043   gdb_byte count, i;
1044   ptid_t pid_ptid;
1045   struct arm_linux_hw_breakpoint* bpts;
1046   struct update_registers_data data;
1047
1048   pid = ptid_get_pid (inferior_ptid);
1049   pid_ptid = pid_to_ptid (pid);
1050
1051   if (watchpoint)
1052     {
1053       count = arm_linux_get_hw_watchpoint_count ();
1054       bpts = arm_linux_get_debug_reg_state (pid)->wpts;
1055     }
1056   else
1057     {
1058       count = arm_linux_get_hw_breakpoint_count ();
1059       bpts = arm_linux_get_debug_reg_state (pid)->bpts;
1060     }
1061
1062   for (i = 0; i < count; ++i)
1063     if (arm_linux_hw_breakpoint_equal (bpt, bpts + i))
1064       {
1065         data.watch = watchpoint;
1066         data.index = i;
1067         bpts[i].control = arm_hwbp_control_disable (bpts[i].control);
1068         iterate_over_lwps (pid_ptid, update_registers_callback, &data);
1069         break;
1070       }
1071
1072   gdb_assert (i != count);
1073 }
1074
1075 /* Insert a Hardware breakpoint.  */
1076 static int
1077 arm_linux_insert_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
1078                                 struct gdbarch *gdbarch, 
1079                                 struct bp_target_info *bp_tgt)
1080 {
1081   struct lwp_info *lp;
1082   struct arm_linux_hw_breakpoint p;
1083
1084   if (arm_linux_get_hw_breakpoint_count () == 0)
1085     return -1;
1086
1087   arm_linux_hw_breakpoint_initialize (gdbarch, bp_tgt, &p);
1088
1089   arm_linux_insert_hw_breakpoint1 (&p, 0);
1090
1091   return 0;
1092 }
1093
1094 /* Remove a hardware breakpoint.  */
1095 static int
1096 arm_linux_remove_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
1097                                 struct gdbarch *gdbarch, 
1098                                 struct bp_target_info *bp_tgt)
1099 {
1100   struct lwp_info *lp;
1101   struct arm_linux_hw_breakpoint p;
1102
1103   if (arm_linux_get_hw_breakpoint_count () == 0)
1104     return -1;
1105
1106   arm_linux_hw_breakpoint_initialize (gdbarch, bp_tgt, &p);
1107
1108   arm_linux_remove_hw_breakpoint1 (&p, 0);
1109
1110   return 0;
1111 }
1112
1113 /* Are we able to use a hardware watchpoint for the LEN bytes starting at 
1114    ADDR?  */
1115 static int
1116 arm_linux_region_ok_for_hw_watchpoint (struct target_ops *self,
1117                                        CORE_ADDR addr, int len)
1118 {
1119   const struct arm_linux_hwbp_cap *cap = arm_linux_get_hwbp_cap ();
1120   CORE_ADDR max_wp_length, aligned_addr;
1121
1122   /* Can not set watchpoints for zero or negative lengths.  */
1123   if (len <= 0)
1124     return 0;
1125
1126   /* Need to be able to use the ptrace interface.  */
1127   if (cap == NULL || cap->wp_count == 0)
1128     return 0;
1129
1130   /* Test that the range [ADDR, ADDR + LEN) fits into the largest address
1131      range covered by a watchpoint.  */
1132   max_wp_length = (CORE_ADDR)cap->max_wp_length;
1133   aligned_addr = addr & ~(max_wp_length - 1);
1134
1135   if (aligned_addr + max_wp_length < addr + len)
1136     return 0;
1137
1138   /* The current ptrace interface can only handle watchpoints that are a
1139      power of 2.  */
1140   if ((len & (len - 1)) != 0)
1141     return 0;
1142
1143   /* All tests passed so we must be able to set a watchpoint.  */
1144   return 1;
1145 }
1146
1147 /* Insert a Hardware breakpoint.  */
1148 static int
1149 arm_linux_insert_watchpoint (struct target_ops *self,
1150                              CORE_ADDR addr, int len, int rw,
1151                              struct expression *cond)
1152 {
1153   struct lwp_info *lp;
1154   struct arm_linux_hw_breakpoint p;
1155
1156   if (arm_linux_get_hw_watchpoint_count () == 0)
1157     return -1;
1158
1159   arm_linux_hw_watchpoint_initialize (addr, len, rw, &p);
1160
1161   arm_linux_insert_hw_breakpoint1 (&p, 1);
1162
1163   return 0;
1164 }
1165
1166 /* Remove a hardware breakpoint.  */
1167 static int
1168 arm_linux_remove_watchpoint (struct target_ops *self,
1169                              CORE_ADDR addr, int len, int rw,
1170                              struct expression *cond)
1171 {
1172   struct lwp_info *lp;
1173   struct arm_linux_hw_breakpoint p;
1174
1175   if (arm_linux_get_hw_watchpoint_count () == 0)
1176     return -1;
1177
1178   arm_linux_hw_watchpoint_initialize (addr, len, rw, &p);
1179
1180   arm_linux_remove_hw_breakpoint1 (&p, 1);
1181
1182   return 0;
1183 }
1184
1185 /* What was the data address the target was stopped on accessing.  */
1186 static int
1187 arm_linux_stopped_data_address (struct target_ops *target, CORE_ADDR *addr_p)
1188 {
1189   siginfo_t siginfo;
1190   int slot;
1191
1192   if (!linux_nat_get_siginfo (inferior_ptid, &siginfo))
1193     return 0;
1194
1195   /* This must be a hardware breakpoint.  */
1196   if (siginfo.si_signo != SIGTRAP
1197       || (siginfo.si_code & 0xffff) != 0x0004 /* TRAP_HWBKPT */)
1198     return 0;
1199
1200   /* We must be able to set hardware watchpoints.  */
1201   if (arm_linux_get_hw_watchpoint_count () == 0)
1202     return 0;
1203
1204   slot = siginfo.si_errno;
1205
1206   /* If we are in a positive slot then we're looking at a breakpoint and not
1207      a watchpoint.  */
1208   if (slot >= 0)
1209     return 0;
1210
1211   *addr_p = (CORE_ADDR) (uintptr_t) siginfo.si_addr;
1212   return 1;
1213 }
1214
1215 /* Has the target been stopped by hitting a watchpoint?  */
1216 static int
1217 arm_linux_stopped_by_watchpoint (struct target_ops *ops)
1218 {
1219   CORE_ADDR addr;
1220   return arm_linux_stopped_data_address (ops, &addr);
1221 }
1222
1223 static int
1224 arm_linux_watchpoint_addr_within_range (struct target_ops *target,
1225                                         CORE_ADDR addr,
1226                                         CORE_ADDR start, int length)
1227 {
1228   return start <= addr && start + length - 1 >= addr;
1229 }
1230
1231 /* Handle thread creation.  We need to copy the breakpoints and watchpoints
1232    in the parent thread to the child thread.  */
1233 static void
1234 arm_linux_new_thread (struct lwp_info *lp)
1235 {
1236   int i;
1237   struct arch_lwp_info *info = XCNEW (struct arch_lwp_info);
1238
1239   /* Mark that all the hardware breakpoint/watchpoint register pairs
1240      for this thread need to be initialized.  */
1241
1242   for (i = 0; i < MAX_BPTS; i++)
1243     {
1244       info->bpts_changed[i] = 1;
1245       info->wpts_changed[i] = 1;
1246     }
1247
1248   lp->arch_private = info;
1249 }
1250
1251 /* Called when resuming a thread.
1252    The hardware debug registers are updated when there is any change.  */
1253
1254 static void
1255 arm_linux_prepare_to_resume (struct lwp_info *lwp)
1256 {
1257   int pid, i;
1258   struct arm_linux_hw_breakpoint *bpts, *wpts;
1259   struct arch_lwp_info *arm_lwp_info = lwp->arch_private;
1260
1261   pid = ptid_get_lwp (lwp->ptid);
1262   bpts = arm_linux_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (lwp->ptid))->bpts;
1263   wpts = arm_linux_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (lwp->ptid))->wpts;
1264
1265   /* NULL means this is the main thread still going through the shell,
1266      or, no watchpoint has been set yet.  In that case, there's
1267      nothing to do.  */
1268   if (arm_lwp_info == NULL)
1269     return;
1270
1271   for (i = 0; i < arm_linux_get_hw_breakpoint_count (); i++)
1272     if (arm_lwp_info->bpts_changed[i])
1273       {
1274         errno = 0;
1275         if (arm_hwbp_control_is_enabled (bpts[i].control))
1276           if (ptrace (PTRACE_SETHBPREGS, pid,
1277               (PTRACE_TYPE_ARG3) ((i << 1) + 1), &bpts[i].address) < 0)
1278             perror_with_name (_("Unexpected error setting breakpoint"));
1279
1280         if (bpts[i].control != 0)
1281           if (ptrace (PTRACE_SETHBPREGS, pid,
1282               (PTRACE_TYPE_ARG3) ((i << 1) + 2), &bpts[i].control) < 0)
1283             perror_with_name (_("Unexpected error setting breakpoint"));
1284
1285         arm_lwp_info->bpts_changed[i] = 0;
1286       }
1287
1288   for (i = 0; i < arm_linux_get_hw_watchpoint_count (); i++)
1289     if (arm_lwp_info->wpts_changed[i])
1290       {
1291         errno = 0;
1292         if (arm_hwbp_control_is_enabled (wpts[i].control))
1293           if (ptrace (PTRACE_SETHBPREGS, pid,
1294               (PTRACE_TYPE_ARG3) -((i << 1) + 1), &wpts[i].address) < 0)
1295             perror_with_name (_("Unexpected error setting watchpoint"));
1296
1297         if (wpts[i].control != 0)
1298           if (ptrace (PTRACE_SETHBPREGS, pid,
1299               (PTRACE_TYPE_ARG3) -((i << 1) + 2), &wpts[i].control) < 0)
1300             perror_with_name (_("Unexpected error setting watchpoint"));
1301
1302         arm_lwp_info->wpts_changed[i] = 0;
1303       }
1304 }
1305
1306 /* linux_nat_new_fork hook.  */
1307
1308 static void
1309 arm_linux_new_fork (struct lwp_info *parent, pid_t child_pid)
1310 {
1311   pid_t parent_pid;
1312   struct arm_linux_debug_reg_state *parent_state;
1313   struct arm_linux_debug_reg_state *child_state;
1314
1315   /* NULL means no watchpoint has ever been set in the parent.  In
1316      that case, there's nothing to do.  */
1317   if (parent->arch_private == NULL)
1318     return;
1319
1320   /* GDB core assumes the child inherits the watchpoints/hw
1321      breakpoints of the parent, and will remove them all from the
1322      forked off process.  Copy the debug registers mirrors into the
1323      new process so that all breakpoints and watchpoints can be
1324      removed together.  */
1325
1326   parent_pid = ptid_get_pid (parent->ptid);
1327   parent_state = arm_linux_get_debug_reg_state (parent_pid);
1328   child_state = arm_linux_get_debug_reg_state (child_pid);
1329   *child_state = *parent_state;
1330 }
1331
1332 void _initialize_arm_linux_nat (void);
1333
1334 void
1335 _initialize_arm_linux_nat (void)
1336 {
1337   struct target_ops *t;
1338
1339   /* Fill in the generic GNU/Linux methods.  */
1340   t = linux_target ();
1341
1342   /* Add our register access methods.  */
1343   t->to_fetch_registers = arm_linux_fetch_inferior_registers;
1344   t->to_store_registers = arm_linux_store_inferior_registers;
1345
1346   /* Add our hardware breakpoint and watchpoint implementation.  */
1347   t->to_can_use_hw_breakpoint = arm_linux_can_use_hw_breakpoint;
1348   t->to_insert_hw_breakpoint = arm_linux_insert_hw_breakpoint;
1349   t->to_remove_hw_breakpoint = arm_linux_remove_hw_breakpoint;
1350   t->to_region_ok_for_hw_watchpoint = arm_linux_region_ok_for_hw_watchpoint;
1351   t->to_insert_watchpoint = arm_linux_insert_watchpoint;
1352   t->to_remove_watchpoint = arm_linux_remove_watchpoint;
1353   t->to_stopped_by_watchpoint = arm_linux_stopped_by_watchpoint;
1354   t->to_stopped_data_address = arm_linux_stopped_data_address;
1355   t->to_watchpoint_addr_within_range = arm_linux_watchpoint_addr_within_range;
1356
1357   t->to_read_description = arm_linux_read_description;
1358
1359   /* Register the target.  */
1360   linux_nat_add_target (t);
1361
1362   /* Handle thread creation and exit.  */
1363   linux_nat_set_new_thread (t, arm_linux_new_thread);
1364   linux_nat_set_prepare_to_resume (t, arm_linux_prepare_to_resume);
1365
1366   /* Handle process creation and exit.  */
1367   linux_nat_set_new_fork (t, arm_linux_new_fork);
1368   linux_nat_set_forget_process (t, arm_linux_forget_process);
1369 }