9db125eecfb729c0036cf99fb6402a8c249f1048
[platform/upstream/binutils.git] / gdb / arm-linux-tdep.c
1 /* GNU/Linux on ARM target support.
2
3    Copyright (C) 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008,
4    2009, 2010, 2011 Free Software Foundation, Inc.
5
6    This file is part of GDB.
7
8    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
11    (at your option) any later version.
12
13    This program is distributed in the hope that it will be useful,
14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16    GNU General Public License for more details.
17
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "defs.h"
22 #include "target.h"
23 #include "value.h"
24 #include "gdbtypes.h"
25 #include "floatformat.h"
26 #include "gdbcore.h"
27 #include "frame.h"
28 #include "regcache.h"
29 #include "doublest.h"
30 #include "solib-svr4.h"
31 #include "osabi.h"
32 #include "regset.h"
33 #include "trad-frame.h"
34 #include "tramp-frame.h"
35 #include "breakpoint.h"
36
37 #include "arm-tdep.h"
38 #include "arm-linux-tdep.h"
39 #include "linux-tdep.h"
40 #include "glibc-tdep.h"
41 #include "arch-utils.h"
42 #include "inferior.h"
43 #include "gdbthread.h"
44 #include "symfile.h"
45
46 #include "gdb_string.h"
47
48 extern int arm_apcs_32;
49
50 /* Under ARM GNU/Linux the traditional way of performing a breakpoint
51    is to execute a particular software interrupt, rather than use a
52    particular undefined instruction to provoke a trap.  Upon exection
53    of the software interrupt the kernel stops the inferior with a
54    SIGTRAP, and wakes the debugger.  */
55
56 static const char arm_linux_arm_le_breakpoint[] = { 0x01, 0x00, 0x9f, 0xef };
57
58 static const char arm_linux_arm_be_breakpoint[] = { 0xef, 0x9f, 0x00, 0x01 };
59
60 /* However, the EABI syscall interface (new in Nov. 2005) does not look at
61    the operand of the swi if old-ABI compatibility is disabled.  Therefore,
62    use an undefined instruction instead.  This is supported as of kernel
63    version 2.5.70 (May 2003), so should be a safe assumption for EABI
64    binaries.  */
65
66 static const char eabi_linux_arm_le_breakpoint[] = { 0xf0, 0x01, 0xf0, 0xe7 };
67
68 static const char eabi_linux_arm_be_breakpoint[] = { 0xe7, 0xf0, 0x01, 0xf0 };
69
70 /* All the kernels which support Thumb support using a specific undefined
71    instruction for the Thumb breakpoint.  */
72
73 static const char arm_linux_thumb_be_breakpoint[] = {0xde, 0x01};
74
75 static const char arm_linux_thumb_le_breakpoint[] = {0x01, 0xde};
76
77 /* Because the 16-bit Thumb breakpoint is affected by Thumb-2 IT blocks,
78    we must use a length-appropriate breakpoint for 32-bit Thumb
79    instructions.  See also thumb_get_next_pc.  */
80
81 static const char arm_linux_thumb2_be_breakpoint[] = { 0xf7, 0xf0, 0xa0, 0x00 };
82
83 static const char arm_linux_thumb2_le_breakpoint[] = { 0xf0, 0xf7, 0x00, 0xa0 };
84
85 /* Description of the longjmp buffer.  The buffer is treated as an array of 
86    elements of size ARM_LINUX_JB_ELEMENT_SIZE.
87
88    The location of saved registers in this buffer (in particular the PC
89    to use after longjmp is called) varies depending on the ABI (in 
90    particular the FP model) and also (possibly) the C Library.
91
92    For glibc, eglibc, and uclibc the following holds:  If the FP model is 
93    SoftVFP or VFP (which implies EABI) then the PC is at offset 9 in the 
94    buffer.  This is also true for the SoftFPA model.  However, for the FPA 
95    model the PC is at offset 21 in the buffer.  */
96 #define ARM_LINUX_JB_ELEMENT_SIZE       INT_REGISTER_SIZE
97 #define ARM_LINUX_JB_PC_FPA             21
98 #define ARM_LINUX_JB_PC_EABI            9
99
100 /*
101    Dynamic Linking on ARM GNU/Linux
102    --------------------------------
103
104    Note: PLT = procedure linkage table
105    GOT = global offset table
106
107    As much as possible, ELF dynamic linking defers the resolution of
108    jump/call addresses until the last minute.  The technique used is
109    inspired by the i386 ELF design, and is based on the following
110    constraints.
111
112    1) The calling technique should not force a change in the assembly
113    code produced for apps; it MAY cause changes in the way assembly
114    code is produced for position independent code (i.e. shared
115    libraries).
116
117    2) The technique must be such that all executable areas must not be
118    modified; and any modified areas must not be executed.
119
120    To do this, there are three steps involved in a typical jump:
121
122    1) in the code
123    2) through the PLT
124    3) using a pointer from the GOT
125
126    When the executable or library is first loaded, each GOT entry is
127    initialized to point to the code which implements dynamic name
128    resolution and code finding.  This is normally a function in the
129    program interpreter (on ARM GNU/Linux this is usually
130    ld-linux.so.2, but it does not have to be).  On the first
131    invocation, the function is located and the GOT entry is replaced
132    with the real function address.  Subsequent calls go through steps
133    1, 2 and 3 and end up calling the real code.
134
135    1) In the code: 
136
137    b    function_call
138    bl   function_call
139
140    This is typical ARM code using the 26 bit relative branch or branch
141    and link instructions.  The target of the instruction
142    (function_call is usually the address of the function to be called.
143    In position independent code, the target of the instruction is
144    actually an entry in the PLT when calling functions in a shared
145    library.  Note that this call is identical to a normal function
146    call, only the target differs.
147
148    2) In the PLT:
149
150    The PLT is a synthetic area, created by the linker.  It exists in
151    both executables and libraries.  It is an array of stubs, one per
152    imported function call.  It looks like this:
153
154    PLT[0]:
155    str     lr, [sp, #-4]!       @push the return address (lr)
156    ldr     lr, [pc, #16]   @load from 6 words ahead
157    add     lr, pc, lr      @form an address for GOT[0]
158    ldr     pc, [lr, #8]!   @jump to the contents of that addr
159
160    The return address (lr) is pushed on the stack and used for
161    calculations.  The load on the second line loads the lr with
162    &GOT[3] - . - 20.  The addition on the third leaves:
163
164    lr = (&GOT[3] - . - 20) + (. + 8)
165    lr = (&GOT[3] - 12)
166    lr = &GOT[0]
167
168    On the fourth line, the pc and lr are both updated, so that:
169
170    pc = GOT[2]
171    lr = &GOT[0] + 8
172    = &GOT[2]
173
174    NOTE: PLT[0] borrows an offset .word from PLT[1].  This is a little
175    "tight", but allows us to keep all the PLT entries the same size.
176
177    PLT[n+1]:
178    ldr     ip, [pc, #4]    @load offset from gotoff
179    add     ip, pc, ip      @add the offset to the pc
180    ldr     pc, [ip]        @jump to that address
181    gotoff: .word   GOT[n+3] - .
182
183    The load on the first line, gets an offset from the fourth word of
184    the PLT entry.  The add on the second line makes ip = &GOT[n+3],
185    which contains either a pointer to PLT[0] (the fixup trampoline) or
186    a pointer to the actual code.
187
188    3) In the GOT:
189
190    The GOT contains helper pointers for both code (PLT) fixups and
191    data fixups.  The first 3 entries of the GOT are special.  The next
192    M entries (where M is the number of entries in the PLT) belong to
193    the PLT fixups.  The next D (all remaining) entries belong to
194    various data fixups.  The actual size of the GOT is 3 + M + D.
195
196    The GOT is also a synthetic area, created by the linker.  It exists
197    in both executables and libraries.  When the GOT is first
198    initialized , all the GOT entries relating to PLT fixups are
199    pointing to code back at PLT[0].
200
201    The special entries in the GOT are:
202
203    GOT[0] = linked list pointer used by the dynamic loader
204    GOT[1] = pointer to the reloc table for this module
205    GOT[2] = pointer to the fixup/resolver code
206
207    The first invocation of function call comes through and uses the
208    fixup/resolver code.  On the entry to the fixup/resolver code:
209
210    ip = &GOT[n+3]
211    lr = &GOT[2]
212    stack[0] = return address (lr) of the function call
213    [r0, r1, r2, r3] are still the arguments to the function call
214
215    This is enough information for the fixup/resolver code to work
216    with.  Before the fixup/resolver code returns, it actually calls
217    the requested function and repairs &GOT[n+3].  */
218
219 /* The constants below were determined by examining the following files
220    in the linux kernel sources:
221
222       arch/arm/kernel/signal.c
223           - see SWI_SYS_SIGRETURN and SWI_SYS_RT_SIGRETURN
224       include/asm-arm/unistd.h
225           - see __NR_sigreturn, __NR_rt_sigreturn, and __NR_SYSCALL_BASE */
226
227 #define ARM_LINUX_SIGRETURN_INSTR       0xef900077
228 #define ARM_LINUX_RT_SIGRETURN_INSTR    0xef9000ad
229
230 /* For ARM EABI, the syscall number is not in the SWI instruction
231    (instead it is loaded into r7).  We recognize the pattern that
232    glibc uses...  alternatively, we could arrange to do this by
233    function name, but they are not always exported.  */
234 #define ARM_SET_R7_SIGRETURN            0xe3a07077
235 #define ARM_SET_R7_RT_SIGRETURN         0xe3a070ad
236 #define ARM_EABI_SYSCALL                0xef000000
237
238 /* OABI syscall restart trampoline, used for EABI executables too
239    whenever OABI support has been enabled in the kernel.  */
240 #define ARM_OABI_SYSCALL_RESTART_SYSCALL 0xef900000
241 #define ARM_LDR_PC_SP_12                0xe49df00c
242 #define ARM_LDR_PC_SP_4                 0xe49df004
243
244 static void
245 arm_linux_sigtramp_cache (struct frame_info *this_frame,
246                           struct trad_frame_cache *this_cache,
247                           CORE_ADDR func, int regs_offset)
248 {
249   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_SP_REGNUM);
250   CORE_ADDR base = sp + regs_offset;
251   int i;
252
253   for (i = 0; i < 16; i++)
254     trad_frame_set_reg_addr (this_cache, i, base + i * 4);
255
256   trad_frame_set_reg_addr (this_cache, ARM_PS_REGNUM, base + 16 * 4);
257
258   /* The VFP or iWMMXt registers may be saved on the stack, but there's
259      no reliable way to restore them (yet).  */
260
261   /* Save a frame ID.  */
262   trad_frame_set_id (this_cache, frame_id_build (sp, func));
263 }
264
265 /* There are a couple of different possible stack layouts that
266    we need to support.
267
268    Before version 2.6.18, the kernel used completely independent
269    layouts for non-RT and RT signals.  For non-RT signals the stack
270    began directly with a struct sigcontext.  For RT signals the stack
271    began with two redundant pointers (to the siginfo and ucontext),
272    and then the siginfo and ucontext.
273
274    As of version 2.6.18, the non-RT signal frame layout starts with
275    a ucontext and the RT signal frame starts with a siginfo and then
276    a ucontext.  Also, the ucontext now has a designated save area
277    for coprocessor registers.
278
279    For RT signals, it's easy to tell the difference: we look for
280    pinfo, the pointer to the siginfo.  If it has the expected
281    value, we have an old layout.  If it doesn't, we have the new
282    layout.
283
284    For non-RT signals, it's a bit harder.  We need something in one
285    layout or the other with a recognizable offset and value.  We can't
286    use the return trampoline, because ARM usually uses SA_RESTORER,
287    in which case the stack return trampoline is not filled in.
288    We can't use the saved stack pointer, because sigaltstack might
289    be in use.  So for now we guess the new layout...  */
290
291 /* There are three words (trap_no, error_code, oldmask) in
292    struct sigcontext before r0.  */
293 #define ARM_SIGCONTEXT_R0 0xc
294
295 /* There are five words (uc_flags, uc_link, and three for uc_stack)
296    in the ucontext_t before the sigcontext.  */
297 #define ARM_UCONTEXT_SIGCONTEXT 0x14
298
299 /* There are three elements in an rt_sigframe before the ucontext:
300    pinfo, puc, and info.  The first two are pointers and the third
301    is a struct siginfo, with size 128 bytes.  We could follow puc
302    to the ucontext, but it's simpler to skip the whole thing.  */
303 #define ARM_OLD_RT_SIGFRAME_SIGINFO 0x8
304 #define ARM_OLD_RT_SIGFRAME_UCONTEXT 0x88
305
306 #define ARM_NEW_RT_SIGFRAME_UCONTEXT 0x80
307
308 #define ARM_NEW_SIGFRAME_MAGIC 0x5ac3c35a
309
310 static void
311 arm_linux_sigreturn_init (const struct tramp_frame *self,
312                           struct frame_info *this_frame,
313                           struct trad_frame_cache *this_cache,
314                           CORE_ADDR func)
315 {
316   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
317   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
318   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_SP_REGNUM);
319   ULONGEST uc_flags = read_memory_unsigned_integer (sp, 4, byte_order);
320
321   if (uc_flags == ARM_NEW_SIGFRAME_MAGIC)
322     arm_linux_sigtramp_cache (this_frame, this_cache, func,
323                               ARM_UCONTEXT_SIGCONTEXT
324                               + ARM_SIGCONTEXT_R0);
325   else
326     arm_linux_sigtramp_cache (this_frame, this_cache, func,
327                               ARM_SIGCONTEXT_R0);
328 }
329
330 static void
331 arm_linux_rt_sigreturn_init (const struct tramp_frame *self,
332                           struct frame_info *this_frame,
333                           struct trad_frame_cache *this_cache,
334                           CORE_ADDR func)
335 {
336   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
337   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
338   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_SP_REGNUM);
339   ULONGEST pinfo = read_memory_unsigned_integer (sp, 4, byte_order);
340
341   if (pinfo == sp + ARM_OLD_RT_SIGFRAME_SIGINFO)
342     arm_linux_sigtramp_cache (this_frame, this_cache, func,
343                               ARM_OLD_RT_SIGFRAME_UCONTEXT
344                               + ARM_UCONTEXT_SIGCONTEXT
345                               + ARM_SIGCONTEXT_R0);
346   else
347     arm_linux_sigtramp_cache (this_frame, this_cache, func,
348                               ARM_NEW_RT_SIGFRAME_UCONTEXT
349                               + ARM_UCONTEXT_SIGCONTEXT
350                               + ARM_SIGCONTEXT_R0);
351 }
352
353 static void
354 arm_linux_restart_syscall_init (const struct tramp_frame *self,
355                                 struct frame_info *this_frame,
356                                 struct trad_frame_cache *this_cache,
357                                 CORE_ADDR func)
358 {
359   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
360   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_SP_REGNUM);
361   CORE_ADDR pc = get_frame_memory_unsigned (this_frame, sp, 4);
362   CORE_ADDR cpsr = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_PS_REGNUM);
363   ULONGEST t_bit = arm_psr_thumb_bit (gdbarch);
364   int sp_offset;
365
366   /* There are two variants of this trampoline; with older kernels, the
367      stub is placed on the stack, while newer kernels use the stub from
368      the vector page.  They are identical except that the older version
369      increments SP by 12 (to skip stored PC and the stub itself), while
370      the newer version increments SP only by 4 (just the stored PC).  */
371   if (self->insn[1].bytes == ARM_LDR_PC_SP_4)
372     sp_offset = 4;
373   else
374     sp_offset = 12;
375
376   /* Update Thumb bit in CPSR.  */
377   if (pc & 1)
378     cpsr |= t_bit;
379   else
380     cpsr &= ~t_bit;
381
382   /* Remove Thumb bit from PC.  */
383   pc = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, pc);
384
385   /* Save previous register values.  */
386   trad_frame_set_reg_value (this_cache, ARM_SP_REGNUM, sp + sp_offset);
387   trad_frame_set_reg_value (this_cache, ARM_PC_REGNUM, pc);
388   trad_frame_set_reg_value (this_cache, ARM_PS_REGNUM, cpsr);
389
390   /* Save a frame ID.  */
391   trad_frame_set_id (this_cache, frame_id_build (sp, func));
392 }
393
394 static struct tramp_frame arm_linux_sigreturn_tramp_frame = {
395   SIGTRAMP_FRAME,
396   4,
397   {
398     { ARM_LINUX_SIGRETURN_INSTR, -1 },
399     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
400   },
401   arm_linux_sigreturn_init
402 };
403
404 static struct tramp_frame arm_linux_rt_sigreturn_tramp_frame = {
405   SIGTRAMP_FRAME,
406   4,
407   {
408     { ARM_LINUX_RT_SIGRETURN_INSTR, -1 },
409     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
410   },
411   arm_linux_rt_sigreturn_init
412 };
413
414 static struct tramp_frame arm_eabi_linux_sigreturn_tramp_frame = {
415   SIGTRAMP_FRAME,
416   4,
417   {
418     { ARM_SET_R7_SIGRETURN, -1 },
419     { ARM_EABI_SYSCALL, -1 },
420     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
421   },
422   arm_linux_sigreturn_init
423 };
424
425 static struct tramp_frame arm_eabi_linux_rt_sigreturn_tramp_frame = {
426   SIGTRAMP_FRAME,
427   4,
428   {
429     { ARM_SET_R7_RT_SIGRETURN, -1 },
430     { ARM_EABI_SYSCALL, -1 },
431     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
432   },
433   arm_linux_rt_sigreturn_init
434 };
435
436 static struct tramp_frame arm_linux_restart_syscall_tramp_frame = {
437   NORMAL_FRAME,
438   4,
439   {
440     { ARM_OABI_SYSCALL_RESTART_SYSCALL, -1 },
441     { ARM_LDR_PC_SP_12, -1 },
442     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
443   },
444   arm_linux_restart_syscall_init
445 };
446
447 static struct tramp_frame arm_kernel_linux_restart_syscall_tramp_frame = {
448   NORMAL_FRAME,
449   4,
450   {
451     { ARM_OABI_SYSCALL_RESTART_SYSCALL, -1 },
452     { ARM_LDR_PC_SP_4, -1 },
453     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
454   },
455   arm_linux_restart_syscall_init
456 };
457
458 /* Core file and register set support.  */
459
460 #define ARM_LINUX_SIZEOF_GREGSET (18 * INT_REGISTER_SIZE)
461
462 void
463 arm_linux_supply_gregset (const struct regset *regset,
464                           struct regcache *regcache,
465                           int regnum, const void *gregs_buf, size_t len)
466 {
467   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
468   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
469   const gdb_byte *gregs = gregs_buf;
470   int regno;
471   CORE_ADDR reg_pc;
472   gdb_byte pc_buf[INT_REGISTER_SIZE];
473
474   for (regno = ARM_A1_REGNUM; regno < ARM_PC_REGNUM; regno++)
475     if (regnum == -1 || regnum == regno)
476       regcache_raw_supply (regcache, regno,
477                            gregs + INT_REGISTER_SIZE * regno);
478
479   if (regnum == ARM_PS_REGNUM || regnum == -1)
480     {
481       if (arm_apcs_32)
482         regcache_raw_supply (regcache, ARM_PS_REGNUM,
483                              gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_CPSR_GREGNUM);
484       else
485         regcache_raw_supply (regcache, ARM_PS_REGNUM,
486                              gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_PC_REGNUM);
487     }
488
489   if (regnum == ARM_PC_REGNUM || regnum == -1)
490     {
491       reg_pc = extract_unsigned_integer (gregs
492                                          + INT_REGISTER_SIZE * ARM_PC_REGNUM,
493                                          INT_REGISTER_SIZE, byte_order);
494       reg_pc = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, reg_pc);
495       store_unsigned_integer (pc_buf, INT_REGISTER_SIZE, byte_order, reg_pc);
496       regcache_raw_supply (regcache, ARM_PC_REGNUM, pc_buf);
497     }
498 }
499
500 void
501 arm_linux_collect_gregset (const struct regset *regset,
502                            const struct regcache *regcache,
503                            int regnum, void *gregs_buf, size_t len)
504 {
505   gdb_byte *gregs = gregs_buf;
506   int regno;
507
508   for (regno = ARM_A1_REGNUM; regno < ARM_PC_REGNUM; regno++)
509     if (regnum == -1 || regnum == regno)
510       regcache_raw_collect (regcache, regno,
511                             gregs + INT_REGISTER_SIZE * regno);
512
513   if (regnum == ARM_PS_REGNUM || regnum == -1)
514     {
515       if (arm_apcs_32)
516         regcache_raw_collect (regcache, ARM_PS_REGNUM,
517                               gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_CPSR_GREGNUM);
518       else
519         regcache_raw_collect (regcache, ARM_PS_REGNUM,
520                               gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_PC_REGNUM);
521     }
522
523   if (regnum == ARM_PC_REGNUM || regnum == -1)
524     regcache_raw_collect (regcache, ARM_PC_REGNUM,
525                           gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_PC_REGNUM);
526 }
527
528 /* Support for register format used by the NWFPE FPA emulator.  */
529
530 #define typeNone                0x00
531 #define typeSingle              0x01
532 #define typeDouble              0x02
533 #define typeExtended            0x03
534
535 void
536 supply_nwfpe_register (struct regcache *regcache, int regno,
537                        const gdb_byte *regs)
538 {
539   const gdb_byte *reg_data;
540   gdb_byte reg_tag;
541   gdb_byte buf[FP_REGISTER_SIZE];
542
543   reg_data = regs + (regno - ARM_F0_REGNUM) * FP_REGISTER_SIZE;
544   reg_tag = regs[(regno - ARM_F0_REGNUM) + NWFPE_TAGS_OFFSET];
545   memset (buf, 0, FP_REGISTER_SIZE);
546
547   switch (reg_tag)
548     {
549     case typeSingle:
550       memcpy (buf, reg_data, 4);
551       break;
552     case typeDouble:
553       memcpy (buf, reg_data + 4, 4);
554       memcpy (buf + 4, reg_data, 4);
555       break;
556     case typeExtended:
557       /* We want sign and exponent, then least significant bits,
558          then most significant.  NWFPE does sign, most, least.  */
559       memcpy (buf, reg_data, 4);
560       memcpy (buf + 4, reg_data + 8, 4);
561       memcpy (buf + 8, reg_data + 4, 4);
562       break;
563     default:
564       break;
565     }
566
567   regcache_raw_supply (regcache, regno, buf);
568 }
569
570 void
571 collect_nwfpe_register (const struct regcache *regcache, int regno,
572                         gdb_byte *regs)
573 {
574   gdb_byte *reg_data;
575   gdb_byte reg_tag;
576   gdb_byte buf[FP_REGISTER_SIZE];
577
578   regcache_raw_collect (regcache, regno, buf);
579
580   /* NOTE drow/2006-06-07: This code uses the tag already in the
581      register buffer.  I've preserved that when moving the code
582      from the native file to the target file.  But this doesn't
583      always make sense.  */
584
585   reg_data = regs + (regno - ARM_F0_REGNUM) * FP_REGISTER_SIZE;
586   reg_tag = regs[(regno - ARM_F0_REGNUM) + NWFPE_TAGS_OFFSET];
587
588   switch (reg_tag)
589     {
590     case typeSingle:
591       memcpy (reg_data, buf, 4);
592       break;
593     case typeDouble:
594       memcpy (reg_data, buf + 4, 4);
595       memcpy (reg_data + 4, buf, 4);
596       break;
597     case typeExtended:
598       memcpy (reg_data, buf, 4);
599       memcpy (reg_data + 4, buf + 8, 4);
600       memcpy (reg_data + 8, buf + 4, 4);
601       break;
602     default:
603       break;
604     }
605 }
606
607 void
608 arm_linux_supply_nwfpe (const struct regset *regset,
609                         struct regcache *regcache,
610                         int regnum, const void *regs_buf, size_t len)
611 {
612   const gdb_byte *regs = regs_buf;
613   int regno;
614
615   if (regnum == ARM_FPS_REGNUM || regnum == -1)
616     regcache_raw_supply (regcache, ARM_FPS_REGNUM,
617                          regs + NWFPE_FPSR_OFFSET);
618
619   for (regno = ARM_F0_REGNUM; regno <= ARM_F7_REGNUM; regno++)
620     if (regnum == -1 || regnum == regno)
621       supply_nwfpe_register (regcache, regno, regs);
622 }
623
624 void
625 arm_linux_collect_nwfpe (const struct regset *regset,
626                          const struct regcache *regcache,
627                          int regnum, void *regs_buf, size_t len)
628 {
629   gdb_byte *regs = regs_buf;
630   int regno;
631
632   for (regno = ARM_F0_REGNUM; regno <= ARM_F7_REGNUM; regno++)
633     if (regnum == -1 || regnum == regno)
634       collect_nwfpe_register (regcache, regno, regs);
635
636   if (regnum == ARM_FPS_REGNUM || regnum == -1)
637     regcache_raw_collect (regcache, ARM_FPS_REGNUM,
638                           regs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_FPS_REGNUM);
639 }
640
641 /* Return the appropriate register set for the core section identified
642    by SECT_NAME and SECT_SIZE.  */
643
644 static const struct regset *
645 arm_linux_regset_from_core_section (struct gdbarch *gdbarch,
646                                     const char *sect_name, size_t sect_size)
647 {
648   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
649
650   if (strcmp (sect_name, ".reg") == 0
651       && sect_size == ARM_LINUX_SIZEOF_GREGSET)
652     {
653       if (tdep->gregset == NULL)
654         tdep->gregset = regset_alloc (gdbarch, arm_linux_supply_gregset,
655                                       arm_linux_collect_gregset);
656       return tdep->gregset;
657     }
658
659   if (strcmp (sect_name, ".reg2") == 0
660       && sect_size == ARM_LINUX_SIZEOF_NWFPE)
661     {
662       if (tdep->fpregset == NULL)
663         tdep->fpregset = regset_alloc (gdbarch, arm_linux_supply_nwfpe,
664                                        arm_linux_collect_nwfpe);
665       return tdep->fpregset;
666     }
667
668   return NULL;
669 }
670
671 /* Copy the value of next pc of sigreturn and rt_sigrturn into PC,
672    return 1.  In addition, set IS_THUMB depending on whether we
673    will return to ARM or Thumb code.  Return 0 if it is not a
674    rt_sigreturn/sigreturn syscall.  */
675 static int
676 arm_linux_sigreturn_return_addr (struct frame_info *frame,
677                                  unsigned long svc_number,
678                                  CORE_ADDR *pc, int *is_thumb)
679 {
680   /* Is this a sigreturn or rt_sigreturn syscall?  */
681   if (svc_number == 119 || svc_number == 173)
682     {
683       if (get_frame_type (frame) == SIGTRAMP_FRAME)
684         {
685           ULONGEST t_bit = arm_psr_thumb_bit (frame_unwind_arch (frame));
686           CORE_ADDR cpsr
687             = frame_unwind_register_unsigned (frame, ARM_PS_REGNUM);
688
689           *is_thumb = (cpsr & t_bit) != 0;
690           *pc = frame_unwind_caller_pc (frame);
691           return 1;
692         }
693     }
694   return 0;
695 }
696
697 /* When FRAME is at a syscall instruction, return the PC of the next
698    instruction to be executed.  */
699
700 static CORE_ADDR
701 arm_linux_syscall_next_pc (struct frame_info *frame)
702 {
703   CORE_ADDR pc = get_frame_pc (frame);
704   CORE_ADDR return_addr = 0;
705   int is_thumb = arm_frame_is_thumb (frame);
706   ULONGEST svc_number = 0;
707
708   if (is_thumb)
709     {
710       svc_number = get_frame_register_unsigned (frame, 7);
711       return_addr = pc + 2;
712     }
713   else
714     {
715       struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
716       enum bfd_endian byte_order_for_code = 
717         gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
718       unsigned long this_instr = 
719         read_memory_unsigned_integer (pc, 4, byte_order_for_code);
720
721       unsigned long svc_operand = (0x00ffffff & this_instr);
722       if (svc_operand)  /* OABI.  */
723         {
724           svc_number = svc_operand - 0x900000;
725         }
726       else /* EABI.  */
727         {
728           svc_number = get_frame_register_unsigned (frame, 7);
729         }
730
731       return_addr = pc + 4;
732     }
733
734   arm_linux_sigreturn_return_addr (frame, svc_number, &return_addr, &is_thumb);
735
736   /* Addresses for calling Thumb functions have the bit 0 set.  */
737   if (is_thumb)
738     return_addr |= 1;
739
740   return return_addr;
741 }
742
743
744 /* Insert a single step breakpoint at the next executed instruction.  */
745
746 static int
747 arm_linux_software_single_step (struct frame_info *frame)
748 {
749   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
750   struct address_space *aspace = get_frame_address_space (frame);
751   CORE_ADDR next_pc = arm_get_next_pc (frame, get_frame_pc (frame));
752
753   /* The Linux kernel offers some user-mode helpers in a high page.  We can
754      not read this page (as of 2.6.23), and even if we could then we couldn't
755      set breakpoints in it, and even if we could then the atomic operations
756      would fail when interrupted.  They are all called as functions and return
757      to the address in LR, so step to there instead.  */
758   if (next_pc > 0xffff0000)
759     next_pc = get_frame_register_unsigned (frame, ARM_LR_REGNUM);
760
761   arm_insert_single_step_breakpoint (gdbarch, aspace, next_pc);
762
763   return 1;
764 }
765
766 /* Support for displaced stepping of Linux SVC instructions.  */
767
768 static void
769 arm_linux_cleanup_svc (struct gdbarch *gdbarch,
770                        struct regcache *regs,
771                        struct displaced_step_closure *dsc)
772 {
773   CORE_ADDR from = dsc->insn_addr;
774   ULONGEST apparent_pc;
775   int within_scratch;
776
777   regcache_cooked_read_unsigned (regs, ARM_PC_REGNUM, &apparent_pc);
778
779   within_scratch = (apparent_pc >= dsc->scratch_base
780                     && apparent_pc < (dsc->scratch_base
781                                       + DISPLACED_MODIFIED_INSNS * 4 + 4));
782
783   if (debug_displaced)
784     {
785       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: PC is apparently %.8lx after "
786                           "SVC step ", (unsigned long) apparent_pc);
787       if (within_scratch)
788         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(within scratch space)\n");
789       else
790         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(outside scratch space)\n");
791     }
792
793   if (within_scratch)
794     displaced_write_reg (regs, dsc, ARM_PC_REGNUM, from + 4, BRANCH_WRITE_PC);
795 }
796
797 static int
798 arm_linux_copy_svc (struct gdbarch *gdbarch, uint32_t insn, CORE_ADDR to,
799                     struct regcache *regs, struct displaced_step_closure *dsc)
800 {
801   CORE_ADDR return_to = 0;
802
803   struct frame_info *frame;
804   unsigned int svc_number = displaced_read_reg (regs, dsc, 7);
805   int is_sigreturn = 0;
806   int is_thumb;
807
808   if (debug_displaced)
809     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: copying Linux svc insn %.8lx\n",
810                         (unsigned long) insn);
811
812   frame = get_current_frame ();
813
814   is_sigreturn = arm_linux_sigreturn_return_addr(frame, svc_number,
815                                                  &return_to, &is_thumb);
816   if (is_sigreturn)
817     {
818           struct symtab_and_line sal;
819
820           if (debug_displaced)
821             fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: found "
822               "sigreturn/rt_sigreturn SVC call.  PC in frame = %lx\n",
823               (unsigned long) get_frame_pc (frame));
824
825           if (debug_displaced)
826             fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: unwind pc = %lx.  "
827               "Setting momentary breakpoint.\n", (unsigned long) return_to);
828
829           gdb_assert (inferior_thread ()->control.step_resume_breakpoint
830                       == NULL);
831
832           sal = find_pc_line (return_to, 0);
833           sal.pc = return_to;
834           sal.section = find_pc_overlay (return_to);
835           sal.explicit_pc = 1;
836
837           frame = get_prev_frame (frame);
838
839           if (frame)
840             {
841               inferior_thread ()->control.step_resume_breakpoint
842                 = set_momentary_breakpoint (gdbarch, sal, get_frame_id (frame),
843                                             bp_step_resume);
844
845               /* We need to make sure we actually insert the momentary
846                  breakpoint set above.  */
847               insert_breakpoints ();
848             }
849           else if (debug_displaced)
850             fprintf_unfiltered (gdb_stderr, "displaced: couldn't find previous "
851                                 "frame to set momentary breakpoint for "
852                                 "sigreturn/rt_sigreturn\n");
853         }
854       else if (debug_displaced)
855         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: sigreturn/rt_sigreturn "
856                             "SVC call not in signal trampoline frame\n");
857     
858
859   /* Preparation: If we detect sigreturn, set momentary breakpoint at resume
860                   location, else nothing.
861      Insn: unmodified svc.
862      Cleanup: if pc lands in scratch space, pc <- insn_addr + 4
863               else leave pc alone.  */
864
865   dsc->modinsn[0] = insn;
866
867   dsc->cleanup = &arm_linux_cleanup_svc;
868   /* Pretend we wrote to the PC, so cleanup doesn't set PC to the next
869      instruction.  */
870   dsc->wrote_to_pc = 1;
871
872   return 0;
873 }
874
875
876 /* The following two functions implement single-stepping over calls to Linux
877    kernel helper routines, which perform e.g. atomic operations on architecture
878    variants which don't support them natively.
879
880    When this function is called, the PC will be pointing at the kernel helper
881    (at an address inaccessible to GDB), and r14 will point to the return
882    address.  Displaced stepping always executes code in the copy area:
883    so, make the copy-area instruction branch back to the kernel helper (the
884    "from" address), and make r14 point to the breakpoint in the copy area.  In
885    that way, we regain control once the kernel helper returns, and can clean
886    up appropriately (as if we had just returned from the kernel helper as it
887    would have been called from the non-displaced location).  */
888
889 static void
890 cleanup_kernel_helper_return (struct gdbarch *gdbarch,
891                               struct regcache *regs,
892                               struct displaced_step_closure *dsc)
893 {
894   displaced_write_reg (regs, dsc, ARM_LR_REGNUM, dsc->tmp[0], CANNOT_WRITE_PC);
895   displaced_write_reg (regs, dsc, ARM_PC_REGNUM, dsc->tmp[0], BRANCH_WRITE_PC);
896 }
897
898 static void
899 arm_catch_kernel_helper_return (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR from,
900                                 CORE_ADDR to, struct regcache *regs,
901                                 struct displaced_step_closure *dsc)
902 {
903   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
904
905   dsc->numinsns = 1;
906   dsc->insn_addr = from;
907   dsc->cleanup = &cleanup_kernel_helper_return;
908   /* Say we wrote to the PC, else cleanup will set PC to the next
909      instruction in the helper, which isn't helpful.  */
910   dsc->wrote_to_pc = 1;
911
912   /* Preparation: tmp[0] <- r14
913                   r14 <- <scratch space>+4
914                   *(<scratch space>+8) <- from
915      Insn: ldr pc, [r14, #4]
916      Cleanup: r14 <- tmp[0], pc <- tmp[0].  */
917
918   dsc->tmp[0] = displaced_read_reg (regs, dsc, ARM_LR_REGNUM);
919   displaced_write_reg (regs, dsc, ARM_LR_REGNUM, (ULONGEST) to + 4,
920                        CANNOT_WRITE_PC);
921   write_memory_unsigned_integer (to + 8, 4, byte_order, from);
922
923   dsc->modinsn[0] = 0xe59ef004;  /* ldr pc, [lr, #4].  */
924 }
925
926 /* Linux-specific displaced step instruction copying function.  Detects when
927    the program has stepped into a Linux kernel helper routine (which must be
928    handled as a special case), falling back to arm_displaced_step_copy_insn()
929    if it hasn't.  */
930
931 static struct displaced_step_closure *
932 arm_linux_displaced_step_copy_insn (struct gdbarch *gdbarch,
933                                     CORE_ADDR from, CORE_ADDR to,
934                                     struct regcache *regs)
935 {
936   struct displaced_step_closure *dsc
937     = xmalloc (sizeof (struct displaced_step_closure));
938
939   /* Detect when we enter an (inaccessible by GDB) Linux kernel helper, and
940      stop at the return location.  */
941   if (from > 0xffff0000)
942     {
943       if (debug_displaced)
944         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: detected kernel helper "
945                             "at %.8lx\n", (unsigned long) from);
946
947       arm_catch_kernel_helper_return (gdbarch, from, to, regs, dsc);
948     }
949   else
950     {
951       /* Override the default handling of SVC instructions.  */
952       dsc->u.svc.copy_svc_os = arm_linux_copy_svc;
953
954       arm_process_displaced_insn (gdbarch, from, to, regs, dsc);
955     }
956
957   arm_displaced_init_closure (gdbarch, from, to, dsc);
958
959   return dsc;
960 }
961
962 static void
963 arm_linux_init_abi (struct gdbarch_info info,
964                     struct gdbarch *gdbarch)
965 {
966   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
967
968   linux_init_abi (info, gdbarch);
969
970   tdep->lowest_pc = 0x8000;
971   if (info.byte_order == BFD_ENDIAN_BIG)
972     {
973       if (tdep->arm_abi == ARM_ABI_AAPCS)
974         tdep->arm_breakpoint = eabi_linux_arm_be_breakpoint;
975       else
976         tdep->arm_breakpoint = arm_linux_arm_be_breakpoint;
977       tdep->thumb_breakpoint = arm_linux_thumb_be_breakpoint;
978       tdep->thumb2_breakpoint = arm_linux_thumb2_be_breakpoint;
979     }
980   else
981     {
982       if (tdep->arm_abi == ARM_ABI_AAPCS)
983         tdep->arm_breakpoint = eabi_linux_arm_le_breakpoint;
984       else
985         tdep->arm_breakpoint = arm_linux_arm_le_breakpoint;
986       tdep->thumb_breakpoint = arm_linux_thumb_le_breakpoint;
987       tdep->thumb2_breakpoint = arm_linux_thumb2_le_breakpoint;
988     }
989   tdep->arm_breakpoint_size = sizeof (arm_linux_arm_le_breakpoint);
990   tdep->thumb_breakpoint_size = sizeof (arm_linux_thumb_le_breakpoint);
991   tdep->thumb2_breakpoint_size = sizeof (arm_linux_thumb2_le_breakpoint);
992
993   if (tdep->fp_model == ARM_FLOAT_AUTO)
994     tdep->fp_model = ARM_FLOAT_FPA;
995
996   switch (tdep->fp_model)
997     {
998     case ARM_FLOAT_FPA:
999       tdep->jb_pc = ARM_LINUX_JB_PC_FPA;
1000       break;
1001     case ARM_FLOAT_SOFT_FPA:
1002     case ARM_FLOAT_SOFT_VFP:
1003     case ARM_FLOAT_VFP:
1004       tdep->jb_pc = ARM_LINUX_JB_PC_EABI;
1005       break;
1006     default:
1007       internal_error
1008         (__FILE__, __LINE__,
1009          _("arm_linux_init_abi: Floating point model not supported"));
1010       break;
1011     }
1012   tdep->jb_elt_size = ARM_LINUX_JB_ELEMENT_SIZE;
1013
1014   set_solib_svr4_fetch_link_map_offsets
1015     (gdbarch, svr4_ilp32_fetch_link_map_offsets);
1016
1017   /* Single stepping.  */
1018   set_gdbarch_software_single_step (gdbarch, arm_linux_software_single_step);
1019
1020   /* Shared library handling.  */
1021   set_gdbarch_skip_trampoline_code (gdbarch, find_solib_trampoline_target);
1022   set_gdbarch_skip_solib_resolver (gdbarch, glibc_skip_solib_resolver);
1023
1024   /* Enable TLS support.  */
1025   set_gdbarch_fetch_tls_load_module_address (gdbarch,
1026                                              svr4_fetch_objfile_link_map);
1027
1028   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1029                                 &arm_linux_sigreturn_tramp_frame);
1030   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1031                                 &arm_linux_rt_sigreturn_tramp_frame);
1032   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1033                                 &arm_eabi_linux_sigreturn_tramp_frame);
1034   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1035                                 &arm_eabi_linux_rt_sigreturn_tramp_frame);
1036   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1037                                 &arm_linux_restart_syscall_tramp_frame);
1038   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1039                                 &arm_kernel_linux_restart_syscall_tramp_frame);
1040
1041   /* Core file support.  */
1042   set_gdbarch_regset_from_core_section (gdbarch,
1043                                         arm_linux_regset_from_core_section);
1044
1045   set_gdbarch_get_siginfo_type (gdbarch, linux_get_siginfo_type);
1046
1047   /* Displaced stepping.  */
1048   set_gdbarch_displaced_step_copy_insn (gdbarch,
1049                                         arm_linux_displaced_step_copy_insn);
1050   set_gdbarch_displaced_step_fixup (gdbarch, arm_displaced_step_fixup);
1051   set_gdbarch_displaced_step_free_closure (gdbarch,
1052                                            simple_displaced_step_free_closure);
1053   set_gdbarch_displaced_step_location (gdbarch, displaced_step_at_entry_point);
1054
1055
1056   tdep->syscall_next_pc = arm_linux_syscall_next_pc;
1057 }
1058
1059 /* Provide a prototype to silence -Wmissing-prototypes.  */
1060 extern initialize_file_ftype _initialize_arm_linux_tdep;
1061
1062 void
1063 _initialize_arm_linux_tdep (void)
1064 {
1065   gdbarch_register_osabi (bfd_arch_arm, 0, GDB_OSABI_LINUX,
1066                           arm_linux_init_abi);
1067 }