* arm-linux-tdep.c: Include "auxv.h".
[external/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 #include "auxv.h"
37
38 #include "arm-tdep.h"
39 #include "arm-linux-tdep.h"
40 #include "linux-tdep.h"
41 #include "glibc-tdep.h"
42 #include "arch-utils.h"
43 #include "inferior.h"
44 #include "gdbthread.h"
45 #include "symfile.h"
46
47 #include "gdb_string.h"
48
49 /* This is defined in <elf.h> on ARM GNU/Linux systems.  */
50 #define AT_HWCAP        16
51
52 extern int arm_apcs_32;
53
54 /* Under ARM GNU/Linux the traditional way of performing a breakpoint
55    is to execute a particular software interrupt, rather than use a
56    particular undefined instruction to provoke a trap.  Upon exection
57    of the software interrupt the kernel stops the inferior with a
58    SIGTRAP, and wakes the debugger.  */
59
60 static const char arm_linux_arm_le_breakpoint[] = { 0x01, 0x00, 0x9f, 0xef };
61
62 static const char arm_linux_arm_be_breakpoint[] = { 0xef, 0x9f, 0x00, 0x01 };
63
64 /* However, the EABI syscall interface (new in Nov. 2005) does not look at
65    the operand of the swi if old-ABI compatibility is disabled.  Therefore,
66    use an undefined instruction instead.  This is supported as of kernel
67    version 2.5.70 (May 2003), so should be a safe assumption for EABI
68    binaries.  */
69
70 static const char eabi_linux_arm_le_breakpoint[] = { 0xf0, 0x01, 0xf0, 0xe7 };
71
72 static const char eabi_linux_arm_be_breakpoint[] = { 0xe7, 0xf0, 0x01, 0xf0 };
73
74 /* All the kernels which support Thumb support using a specific undefined
75    instruction for the Thumb breakpoint.  */
76
77 static const char arm_linux_thumb_be_breakpoint[] = {0xde, 0x01};
78
79 static const char arm_linux_thumb_le_breakpoint[] = {0x01, 0xde};
80
81 /* Because the 16-bit Thumb breakpoint is affected by Thumb-2 IT blocks,
82    we must use a length-appropriate breakpoint for 32-bit Thumb
83    instructions.  See also thumb_get_next_pc.  */
84
85 static const char arm_linux_thumb2_be_breakpoint[] = { 0xf7, 0xf0, 0xa0, 0x00 };
86
87 static const char arm_linux_thumb2_le_breakpoint[] = { 0xf0, 0xf7, 0x00, 0xa0 };
88
89 /* Description of the longjmp buffer.  The buffer is treated as an array of 
90    elements of size ARM_LINUX_JB_ELEMENT_SIZE.
91
92    The location of saved registers in this buffer (in particular the PC
93    to use after longjmp is called) varies depending on the ABI (in 
94    particular the FP model) and also (possibly) the C Library.
95
96    For glibc, eglibc, and uclibc the following holds:  If the FP model is 
97    SoftVFP or VFP (which implies EABI) then the PC is at offset 9 in the 
98    buffer.  This is also true for the SoftFPA model.  However, for the FPA 
99    model the PC is at offset 21 in the buffer.  */
100 #define ARM_LINUX_JB_ELEMENT_SIZE       INT_REGISTER_SIZE
101 #define ARM_LINUX_JB_PC_FPA             21
102 #define ARM_LINUX_JB_PC_EABI            9
103
104 /*
105    Dynamic Linking on ARM GNU/Linux
106    --------------------------------
107
108    Note: PLT = procedure linkage table
109    GOT = global offset table
110
111    As much as possible, ELF dynamic linking defers the resolution of
112    jump/call addresses until the last minute.  The technique used is
113    inspired by the i386 ELF design, and is based on the following
114    constraints.
115
116    1) The calling technique should not force a change in the assembly
117    code produced for apps; it MAY cause changes in the way assembly
118    code is produced for position independent code (i.e. shared
119    libraries).
120
121    2) The technique must be such that all executable areas must not be
122    modified; and any modified areas must not be executed.
123
124    To do this, there are three steps involved in a typical jump:
125
126    1) in the code
127    2) through the PLT
128    3) using a pointer from the GOT
129
130    When the executable or library is first loaded, each GOT entry is
131    initialized to point to the code which implements dynamic name
132    resolution and code finding.  This is normally a function in the
133    program interpreter (on ARM GNU/Linux this is usually
134    ld-linux.so.2, but it does not have to be).  On the first
135    invocation, the function is located and the GOT entry is replaced
136    with the real function address.  Subsequent calls go through steps
137    1, 2 and 3 and end up calling the real code.
138
139    1) In the code: 
140
141    b    function_call
142    bl   function_call
143
144    This is typical ARM code using the 26 bit relative branch or branch
145    and link instructions.  The target of the instruction
146    (function_call is usually the address of the function to be called.
147    In position independent code, the target of the instruction is
148    actually an entry in the PLT when calling functions in a shared
149    library.  Note that this call is identical to a normal function
150    call, only the target differs.
151
152    2) In the PLT:
153
154    The PLT is a synthetic area, created by the linker.  It exists in
155    both executables and libraries.  It is an array of stubs, one per
156    imported function call.  It looks like this:
157
158    PLT[0]:
159    str     lr, [sp, #-4]!       @push the return address (lr)
160    ldr     lr, [pc, #16]   @load from 6 words ahead
161    add     lr, pc, lr      @form an address for GOT[0]
162    ldr     pc, [lr, #8]!   @jump to the contents of that addr
163
164    The return address (lr) is pushed on the stack and used for
165    calculations.  The load on the second line loads the lr with
166    &GOT[3] - . - 20.  The addition on the third leaves:
167
168    lr = (&GOT[3] - . - 20) + (. + 8)
169    lr = (&GOT[3] - 12)
170    lr = &GOT[0]
171
172    On the fourth line, the pc and lr are both updated, so that:
173
174    pc = GOT[2]
175    lr = &GOT[0] + 8
176    = &GOT[2]
177
178    NOTE: PLT[0] borrows an offset .word from PLT[1].  This is a little
179    "tight", but allows us to keep all the PLT entries the same size.
180
181    PLT[n+1]:
182    ldr     ip, [pc, #4]    @load offset from gotoff
183    add     ip, pc, ip      @add the offset to the pc
184    ldr     pc, [ip]        @jump to that address
185    gotoff: .word   GOT[n+3] - .
186
187    The load on the first line, gets an offset from the fourth word of
188    the PLT entry.  The add on the second line makes ip = &GOT[n+3],
189    which contains either a pointer to PLT[0] (the fixup trampoline) or
190    a pointer to the actual code.
191
192    3) In the GOT:
193
194    The GOT contains helper pointers for both code (PLT) fixups and
195    data fixups.  The first 3 entries of the GOT are special.  The next
196    M entries (where M is the number of entries in the PLT) belong to
197    the PLT fixups.  The next D (all remaining) entries belong to
198    various data fixups.  The actual size of the GOT is 3 + M + D.
199
200    The GOT is also a synthetic area, created by the linker.  It exists
201    in both executables and libraries.  When the GOT is first
202    initialized , all the GOT entries relating to PLT fixups are
203    pointing to code back at PLT[0].
204
205    The special entries in the GOT are:
206
207    GOT[0] = linked list pointer used by the dynamic loader
208    GOT[1] = pointer to the reloc table for this module
209    GOT[2] = pointer to the fixup/resolver code
210
211    The first invocation of function call comes through and uses the
212    fixup/resolver code.  On the entry to the fixup/resolver code:
213
214    ip = &GOT[n+3]
215    lr = &GOT[2]
216    stack[0] = return address (lr) of the function call
217    [r0, r1, r2, r3] are still the arguments to the function call
218
219    This is enough information for the fixup/resolver code to work
220    with.  Before the fixup/resolver code returns, it actually calls
221    the requested function and repairs &GOT[n+3].  */
222
223 /* The constants below were determined by examining the following files
224    in the linux kernel sources:
225
226       arch/arm/kernel/signal.c
227           - see SWI_SYS_SIGRETURN and SWI_SYS_RT_SIGRETURN
228       include/asm-arm/unistd.h
229           - see __NR_sigreturn, __NR_rt_sigreturn, and __NR_SYSCALL_BASE */
230
231 #define ARM_LINUX_SIGRETURN_INSTR       0xef900077
232 #define ARM_LINUX_RT_SIGRETURN_INSTR    0xef9000ad
233
234 /* For ARM EABI, the syscall number is not in the SWI instruction
235    (instead it is loaded into r7).  We recognize the pattern that
236    glibc uses...  alternatively, we could arrange to do this by
237    function name, but they are not always exported.  */
238 #define ARM_SET_R7_SIGRETURN            0xe3a07077
239 #define ARM_SET_R7_RT_SIGRETURN         0xe3a070ad
240 #define ARM_EABI_SYSCALL                0xef000000
241
242 /* OABI syscall restart trampoline, used for EABI executables too
243    whenever OABI support has been enabled in the kernel.  */
244 #define ARM_OABI_SYSCALL_RESTART_SYSCALL 0xef900000
245 #define ARM_LDR_PC_SP_12                0xe49df00c
246 #define ARM_LDR_PC_SP_4                 0xe49df004
247
248 static void
249 arm_linux_sigtramp_cache (struct frame_info *this_frame,
250                           struct trad_frame_cache *this_cache,
251                           CORE_ADDR func, int regs_offset)
252 {
253   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_SP_REGNUM);
254   CORE_ADDR base = sp + regs_offset;
255   int i;
256
257   for (i = 0; i < 16; i++)
258     trad_frame_set_reg_addr (this_cache, i, base + i * 4);
259
260   trad_frame_set_reg_addr (this_cache, ARM_PS_REGNUM, base + 16 * 4);
261
262   /* The VFP or iWMMXt registers may be saved on the stack, but there's
263      no reliable way to restore them (yet).  */
264
265   /* Save a frame ID.  */
266   trad_frame_set_id (this_cache, frame_id_build (sp, func));
267 }
268
269 /* There are a couple of different possible stack layouts that
270    we need to support.
271
272    Before version 2.6.18, the kernel used completely independent
273    layouts for non-RT and RT signals.  For non-RT signals the stack
274    began directly with a struct sigcontext.  For RT signals the stack
275    began with two redundant pointers (to the siginfo and ucontext),
276    and then the siginfo and ucontext.
277
278    As of version 2.6.18, the non-RT signal frame layout starts with
279    a ucontext and the RT signal frame starts with a siginfo and then
280    a ucontext.  Also, the ucontext now has a designated save area
281    for coprocessor registers.
282
283    For RT signals, it's easy to tell the difference: we look for
284    pinfo, the pointer to the siginfo.  If it has the expected
285    value, we have an old layout.  If it doesn't, we have the new
286    layout.
287
288    For non-RT signals, it's a bit harder.  We need something in one
289    layout or the other with a recognizable offset and value.  We can't
290    use the return trampoline, because ARM usually uses SA_RESTORER,
291    in which case the stack return trampoline is not filled in.
292    We can't use the saved stack pointer, because sigaltstack might
293    be in use.  So for now we guess the new layout...  */
294
295 /* There are three words (trap_no, error_code, oldmask) in
296    struct sigcontext before r0.  */
297 #define ARM_SIGCONTEXT_R0 0xc
298
299 /* There are five words (uc_flags, uc_link, and three for uc_stack)
300    in the ucontext_t before the sigcontext.  */
301 #define ARM_UCONTEXT_SIGCONTEXT 0x14
302
303 /* There are three elements in an rt_sigframe before the ucontext:
304    pinfo, puc, and info.  The first two are pointers and the third
305    is a struct siginfo, with size 128 bytes.  We could follow puc
306    to the ucontext, but it's simpler to skip the whole thing.  */
307 #define ARM_OLD_RT_SIGFRAME_SIGINFO 0x8
308 #define ARM_OLD_RT_SIGFRAME_UCONTEXT 0x88
309
310 #define ARM_NEW_RT_SIGFRAME_UCONTEXT 0x80
311
312 #define ARM_NEW_SIGFRAME_MAGIC 0x5ac3c35a
313
314 static void
315 arm_linux_sigreturn_init (const struct tramp_frame *self,
316                           struct frame_info *this_frame,
317                           struct trad_frame_cache *this_cache,
318                           CORE_ADDR func)
319 {
320   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
321   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
322   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_SP_REGNUM);
323   ULONGEST uc_flags = read_memory_unsigned_integer (sp, 4, byte_order);
324
325   if (uc_flags == ARM_NEW_SIGFRAME_MAGIC)
326     arm_linux_sigtramp_cache (this_frame, this_cache, func,
327                               ARM_UCONTEXT_SIGCONTEXT
328                               + ARM_SIGCONTEXT_R0);
329   else
330     arm_linux_sigtramp_cache (this_frame, this_cache, func,
331                               ARM_SIGCONTEXT_R0);
332 }
333
334 static void
335 arm_linux_rt_sigreturn_init (const struct tramp_frame *self,
336                           struct frame_info *this_frame,
337                           struct trad_frame_cache *this_cache,
338                           CORE_ADDR func)
339 {
340   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
341   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
342   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_SP_REGNUM);
343   ULONGEST pinfo = read_memory_unsigned_integer (sp, 4, byte_order);
344
345   if (pinfo == sp + ARM_OLD_RT_SIGFRAME_SIGINFO)
346     arm_linux_sigtramp_cache (this_frame, this_cache, func,
347                               ARM_OLD_RT_SIGFRAME_UCONTEXT
348                               + ARM_UCONTEXT_SIGCONTEXT
349                               + ARM_SIGCONTEXT_R0);
350   else
351     arm_linux_sigtramp_cache (this_frame, this_cache, func,
352                               ARM_NEW_RT_SIGFRAME_UCONTEXT
353                               + ARM_UCONTEXT_SIGCONTEXT
354                               + ARM_SIGCONTEXT_R0);
355 }
356
357 static void
358 arm_linux_restart_syscall_init (const struct tramp_frame *self,
359                                 struct frame_info *this_frame,
360                                 struct trad_frame_cache *this_cache,
361                                 CORE_ADDR func)
362 {
363   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
364   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_SP_REGNUM);
365   CORE_ADDR pc = get_frame_memory_unsigned (this_frame, sp, 4);
366   CORE_ADDR cpsr = get_frame_register_unsigned (this_frame, ARM_PS_REGNUM);
367   ULONGEST t_bit = arm_psr_thumb_bit (gdbarch);
368   int sp_offset;
369
370   /* There are two variants of this trampoline; with older kernels, the
371      stub is placed on the stack, while newer kernels use the stub from
372      the vector page.  They are identical except that the older version
373      increments SP by 12 (to skip stored PC and the stub itself), while
374      the newer version increments SP only by 4 (just the stored PC).  */
375   if (self->insn[1].bytes == ARM_LDR_PC_SP_4)
376     sp_offset = 4;
377   else
378     sp_offset = 12;
379
380   /* Update Thumb bit in CPSR.  */
381   if (pc & 1)
382     cpsr |= t_bit;
383   else
384     cpsr &= ~t_bit;
385
386   /* Remove Thumb bit from PC.  */
387   pc = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, pc);
388
389   /* Save previous register values.  */
390   trad_frame_set_reg_value (this_cache, ARM_SP_REGNUM, sp + sp_offset);
391   trad_frame_set_reg_value (this_cache, ARM_PC_REGNUM, pc);
392   trad_frame_set_reg_value (this_cache, ARM_PS_REGNUM, cpsr);
393
394   /* Save a frame ID.  */
395   trad_frame_set_id (this_cache, frame_id_build (sp, func));
396 }
397
398 static struct tramp_frame arm_linux_sigreturn_tramp_frame = {
399   SIGTRAMP_FRAME,
400   4,
401   {
402     { ARM_LINUX_SIGRETURN_INSTR, -1 },
403     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
404   },
405   arm_linux_sigreturn_init
406 };
407
408 static struct tramp_frame arm_linux_rt_sigreturn_tramp_frame = {
409   SIGTRAMP_FRAME,
410   4,
411   {
412     { ARM_LINUX_RT_SIGRETURN_INSTR, -1 },
413     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
414   },
415   arm_linux_rt_sigreturn_init
416 };
417
418 static struct tramp_frame arm_eabi_linux_sigreturn_tramp_frame = {
419   SIGTRAMP_FRAME,
420   4,
421   {
422     { ARM_SET_R7_SIGRETURN, -1 },
423     { ARM_EABI_SYSCALL, -1 },
424     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
425   },
426   arm_linux_sigreturn_init
427 };
428
429 static struct tramp_frame arm_eabi_linux_rt_sigreturn_tramp_frame = {
430   SIGTRAMP_FRAME,
431   4,
432   {
433     { ARM_SET_R7_RT_SIGRETURN, -1 },
434     { ARM_EABI_SYSCALL, -1 },
435     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
436   },
437   arm_linux_rt_sigreturn_init
438 };
439
440 static struct tramp_frame arm_linux_restart_syscall_tramp_frame = {
441   NORMAL_FRAME,
442   4,
443   {
444     { ARM_OABI_SYSCALL_RESTART_SYSCALL, -1 },
445     { ARM_LDR_PC_SP_12, -1 },
446     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
447   },
448   arm_linux_restart_syscall_init
449 };
450
451 static struct tramp_frame arm_kernel_linux_restart_syscall_tramp_frame = {
452   NORMAL_FRAME,
453   4,
454   {
455     { ARM_OABI_SYSCALL_RESTART_SYSCALL, -1 },
456     { ARM_LDR_PC_SP_4, -1 },
457     { TRAMP_SENTINEL_INSN }
458   },
459   arm_linux_restart_syscall_init
460 };
461
462 /* Core file and register set support.  */
463
464 #define ARM_LINUX_SIZEOF_GREGSET (18 * INT_REGISTER_SIZE)
465
466 void
467 arm_linux_supply_gregset (const struct regset *regset,
468                           struct regcache *regcache,
469                           int regnum, const void *gregs_buf, size_t len)
470 {
471   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
472   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
473   const gdb_byte *gregs = gregs_buf;
474   int regno;
475   CORE_ADDR reg_pc;
476   gdb_byte pc_buf[INT_REGISTER_SIZE];
477
478   for (regno = ARM_A1_REGNUM; regno < ARM_PC_REGNUM; regno++)
479     if (regnum == -1 || regnum == regno)
480       regcache_raw_supply (regcache, regno,
481                            gregs + INT_REGISTER_SIZE * regno);
482
483   if (regnum == ARM_PS_REGNUM || regnum == -1)
484     {
485       if (arm_apcs_32)
486         regcache_raw_supply (regcache, ARM_PS_REGNUM,
487                              gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_CPSR_GREGNUM);
488       else
489         regcache_raw_supply (regcache, ARM_PS_REGNUM,
490                              gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_PC_REGNUM);
491     }
492
493   if (regnum == ARM_PC_REGNUM || regnum == -1)
494     {
495       reg_pc = extract_unsigned_integer (gregs
496                                          + INT_REGISTER_SIZE * ARM_PC_REGNUM,
497                                          INT_REGISTER_SIZE, byte_order);
498       reg_pc = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, reg_pc);
499       store_unsigned_integer (pc_buf, INT_REGISTER_SIZE, byte_order, reg_pc);
500       regcache_raw_supply (regcache, ARM_PC_REGNUM, pc_buf);
501     }
502 }
503
504 void
505 arm_linux_collect_gregset (const struct regset *regset,
506                            const struct regcache *regcache,
507                            int regnum, void *gregs_buf, size_t len)
508 {
509   gdb_byte *gregs = gregs_buf;
510   int regno;
511
512   for (regno = ARM_A1_REGNUM; regno < ARM_PC_REGNUM; regno++)
513     if (regnum == -1 || regnum == regno)
514       regcache_raw_collect (regcache, regno,
515                             gregs + INT_REGISTER_SIZE * regno);
516
517   if (regnum == ARM_PS_REGNUM || regnum == -1)
518     {
519       if (arm_apcs_32)
520         regcache_raw_collect (regcache, ARM_PS_REGNUM,
521                               gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_CPSR_GREGNUM);
522       else
523         regcache_raw_collect (regcache, ARM_PS_REGNUM,
524                               gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_PC_REGNUM);
525     }
526
527   if (regnum == ARM_PC_REGNUM || regnum == -1)
528     regcache_raw_collect (regcache, ARM_PC_REGNUM,
529                           gregs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_PC_REGNUM);
530 }
531
532 /* Support for register format used by the NWFPE FPA emulator.  */
533
534 #define typeNone                0x00
535 #define typeSingle              0x01
536 #define typeDouble              0x02
537 #define typeExtended            0x03
538
539 void
540 supply_nwfpe_register (struct regcache *regcache, int regno,
541                        const gdb_byte *regs)
542 {
543   const gdb_byte *reg_data;
544   gdb_byte reg_tag;
545   gdb_byte buf[FP_REGISTER_SIZE];
546
547   reg_data = regs + (regno - ARM_F0_REGNUM) * FP_REGISTER_SIZE;
548   reg_tag = regs[(regno - ARM_F0_REGNUM) + NWFPE_TAGS_OFFSET];
549   memset (buf, 0, FP_REGISTER_SIZE);
550
551   switch (reg_tag)
552     {
553     case typeSingle:
554       memcpy (buf, reg_data, 4);
555       break;
556     case typeDouble:
557       memcpy (buf, reg_data + 4, 4);
558       memcpy (buf + 4, reg_data, 4);
559       break;
560     case typeExtended:
561       /* We want sign and exponent, then least significant bits,
562          then most significant.  NWFPE does sign, most, least.  */
563       memcpy (buf, reg_data, 4);
564       memcpy (buf + 4, reg_data + 8, 4);
565       memcpy (buf + 8, reg_data + 4, 4);
566       break;
567     default:
568       break;
569     }
570
571   regcache_raw_supply (regcache, regno, buf);
572 }
573
574 void
575 collect_nwfpe_register (const struct regcache *regcache, int regno,
576                         gdb_byte *regs)
577 {
578   gdb_byte *reg_data;
579   gdb_byte reg_tag;
580   gdb_byte buf[FP_REGISTER_SIZE];
581
582   regcache_raw_collect (regcache, regno, buf);
583
584   /* NOTE drow/2006-06-07: This code uses the tag already in the
585      register buffer.  I've preserved that when moving the code
586      from the native file to the target file.  But this doesn't
587      always make sense.  */
588
589   reg_data = regs + (regno - ARM_F0_REGNUM) * FP_REGISTER_SIZE;
590   reg_tag = regs[(regno - ARM_F0_REGNUM) + NWFPE_TAGS_OFFSET];
591
592   switch (reg_tag)
593     {
594     case typeSingle:
595       memcpy (reg_data, buf, 4);
596       break;
597     case typeDouble:
598       memcpy (reg_data, buf + 4, 4);
599       memcpy (reg_data + 4, buf, 4);
600       break;
601     case typeExtended:
602       memcpy (reg_data, buf, 4);
603       memcpy (reg_data + 4, buf + 8, 4);
604       memcpy (reg_data + 8, buf + 4, 4);
605       break;
606     default:
607       break;
608     }
609 }
610
611 void
612 arm_linux_supply_nwfpe (const struct regset *regset,
613                         struct regcache *regcache,
614                         int regnum, const void *regs_buf, size_t len)
615 {
616   const gdb_byte *regs = regs_buf;
617   int regno;
618
619   if (regnum == ARM_FPS_REGNUM || regnum == -1)
620     regcache_raw_supply (regcache, ARM_FPS_REGNUM,
621                          regs + NWFPE_FPSR_OFFSET);
622
623   for (regno = ARM_F0_REGNUM; regno <= ARM_F7_REGNUM; regno++)
624     if (regnum == -1 || regnum == regno)
625       supply_nwfpe_register (regcache, regno, regs);
626 }
627
628 void
629 arm_linux_collect_nwfpe (const struct regset *regset,
630                          const struct regcache *regcache,
631                          int regnum, void *regs_buf, size_t len)
632 {
633   gdb_byte *regs = regs_buf;
634   int regno;
635
636   for (regno = ARM_F0_REGNUM; regno <= ARM_F7_REGNUM; regno++)
637     if (regnum == -1 || regnum == regno)
638       collect_nwfpe_register (regcache, regno, regs);
639
640   if (regnum == ARM_FPS_REGNUM || regnum == -1)
641     regcache_raw_collect (regcache, ARM_FPS_REGNUM,
642                           regs + INT_REGISTER_SIZE * ARM_FPS_REGNUM);
643 }
644
645 /* Support VFP register format.  */
646
647 #define ARM_LINUX_SIZEOF_VFP (32 * 8 + 4)
648
649 static void
650 arm_linux_supply_vfp (const struct regset *regset,
651                       struct regcache *regcache,
652                       int regnum, const void *regs_buf, size_t len)
653 {
654   const gdb_byte *regs = regs_buf;
655   int regno;
656
657   if (regnum == ARM_FPSCR_REGNUM || regnum == -1)
658     regcache_raw_supply (regcache, ARM_FPSCR_REGNUM, regs + 32 * 8);
659
660   for (regno = ARM_D0_REGNUM; regno <= ARM_D31_REGNUM; regno++)
661     if (regnum == -1 || regnum == regno)
662       regcache_raw_supply (regcache, regno,
663                            regs + (regno - ARM_D0_REGNUM) * 8);
664 }
665
666 static void
667 arm_linux_collect_vfp (const struct regset *regset,
668                          const struct regcache *regcache,
669                          int regnum, void *regs_buf, size_t len)
670 {
671   gdb_byte *regs = regs_buf;
672   int regno;
673
674   if (regnum == ARM_FPSCR_REGNUM || regnum == -1)
675     regcache_raw_collect (regcache, ARM_FPSCR_REGNUM, regs + 32 * 8);
676
677   for (regno = ARM_D0_REGNUM; regno <= ARM_D31_REGNUM; regno++)
678     if (regnum == -1 || regnum == regno)
679       regcache_raw_collect (regcache, regno,
680                             regs + (regno - ARM_D0_REGNUM) * 8);
681 }
682
683 /* Return the appropriate register set for the core section identified
684    by SECT_NAME and SECT_SIZE.  */
685
686 static const struct regset *
687 arm_linux_regset_from_core_section (struct gdbarch *gdbarch,
688                                     const char *sect_name, size_t sect_size)
689 {
690   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
691
692   if (strcmp (sect_name, ".reg") == 0
693       && sect_size == ARM_LINUX_SIZEOF_GREGSET)
694     {
695       if (tdep->gregset == NULL)
696         tdep->gregset = regset_alloc (gdbarch, arm_linux_supply_gregset,
697                                       arm_linux_collect_gregset);
698       return tdep->gregset;
699     }
700
701   if (strcmp (sect_name, ".reg2") == 0
702       && sect_size == ARM_LINUX_SIZEOF_NWFPE)
703     {
704       if (tdep->fpregset == NULL)
705         tdep->fpregset = regset_alloc (gdbarch, arm_linux_supply_nwfpe,
706                                        arm_linux_collect_nwfpe);
707       return tdep->fpregset;
708     }
709
710   if (strcmp (sect_name, ".reg-arm-vfp") == 0
711       && sect_size == ARM_LINUX_SIZEOF_VFP)
712     {
713       if (tdep->vfpregset == NULL)
714         tdep->vfpregset = regset_alloc (gdbarch, arm_linux_supply_vfp,
715                                         arm_linux_collect_vfp);
716       return tdep->vfpregset;
717     }
718
719   return NULL;
720 }
721
722 /* Core file register set sections.  */
723
724 static struct core_regset_section arm_linux_fpa_regset_sections[] =
725 {
726   { ".reg", ARM_LINUX_SIZEOF_GREGSET, "general-purpose" },
727   { ".reg2", ARM_LINUX_SIZEOF_NWFPE, "FPA floating-point" },
728   { NULL, 0}
729 };
730
731 static struct core_regset_section arm_linux_vfp_regset_sections[] =
732 {
733   { ".reg", ARM_LINUX_SIZEOF_GREGSET, "general-purpose" },
734   { ".reg-arm-vfp", ARM_LINUX_SIZEOF_VFP, "VFP floating-point" },
735   { NULL, 0}
736 };
737
738 /* Determine target description from core file.  */
739
740 static const struct target_desc *
741 arm_linux_core_read_description (struct gdbarch *gdbarch,
742                                  struct target_ops *target,
743                                  bfd *abfd)
744 {
745   CORE_ADDR arm_hwcap = 0;
746
747   if (target_auxv_search (target, AT_HWCAP, &arm_hwcap) != 1)
748     return NULL;
749
750   if (arm_hwcap & HWCAP_VFP)
751     {
752       /* NEON implies VFPv3-D32 or no-VFP unit.  Say that we only support
753          Neon with VFPv3-D32.  */
754       if (arm_hwcap & HWCAP_NEON)
755         return tdesc_arm_with_neon;
756       else if ((arm_hwcap & (HWCAP_VFPv3 | HWCAP_VFPv3D16)) == HWCAP_VFPv3)
757         return tdesc_arm_with_vfpv3;
758       else
759         return tdesc_arm_with_vfpv2;
760     }
761
762   return NULL;
763 }
764
765
766 /* Copy the value of next pc of sigreturn and rt_sigrturn into PC,
767    return 1.  In addition, set IS_THUMB depending on whether we
768    will return to ARM or Thumb code.  Return 0 if it is not a
769    rt_sigreturn/sigreturn syscall.  */
770 static int
771 arm_linux_sigreturn_return_addr (struct frame_info *frame,
772                                  unsigned long svc_number,
773                                  CORE_ADDR *pc, int *is_thumb)
774 {
775   /* Is this a sigreturn or rt_sigreturn syscall?  */
776   if (svc_number == 119 || svc_number == 173)
777     {
778       if (get_frame_type (frame) == SIGTRAMP_FRAME)
779         {
780           ULONGEST t_bit = arm_psr_thumb_bit (frame_unwind_arch (frame));
781           CORE_ADDR cpsr
782             = frame_unwind_register_unsigned (frame, ARM_PS_REGNUM);
783
784           *is_thumb = (cpsr & t_bit) != 0;
785           *pc = frame_unwind_caller_pc (frame);
786           return 1;
787         }
788     }
789   return 0;
790 }
791
792 /* When FRAME is at a syscall instruction, return the PC of the next
793    instruction to be executed.  */
794
795 static CORE_ADDR
796 arm_linux_syscall_next_pc (struct frame_info *frame)
797 {
798   CORE_ADDR pc = get_frame_pc (frame);
799   CORE_ADDR return_addr = 0;
800   int is_thumb = arm_frame_is_thumb (frame);
801   ULONGEST svc_number = 0;
802
803   if (is_thumb)
804     {
805       svc_number = get_frame_register_unsigned (frame, 7);
806       return_addr = pc + 2;
807     }
808   else
809     {
810       struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
811       enum bfd_endian byte_order_for_code = 
812         gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
813       unsigned long this_instr = 
814         read_memory_unsigned_integer (pc, 4, byte_order_for_code);
815
816       unsigned long svc_operand = (0x00ffffff & this_instr);
817       if (svc_operand)  /* OABI.  */
818         {
819           svc_number = svc_operand - 0x900000;
820         }
821       else /* EABI.  */
822         {
823           svc_number = get_frame_register_unsigned (frame, 7);
824         }
825
826       return_addr = pc + 4;
827     }
828
829   arm_linux_sigreturn_return_addr (frame, svc_number, &return_addr, &is_thumb);
830
831   /* Addresses for calling Thumb functions have the bit 0 set.  */
832   if (is_thumb)
833     return_addr |= 1;
834
835   return return_addr;
836 }
837
838
839 /* Insert a single step breakpoint at the next executed instruction.  */
840
841 static int
842 arm_linux_software_single_step (struct frame_info *frame)
843 {
844   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
845   struct address_space *aspace = get_frame_address_space (frame);
846   CORE_ADDR next_pc = arm_get_next_pc (frame, get_frame_pc (frame));
847
848   /* The Linux kernel offers some user-mode helpers in a high page.  We can
849      not read this page (as of 2.6.23), and even if we could then we couldn't
850      set breakpoints in it, and even if we could then the atomic operations
851      would fail when interrupted.  They are all called as functions and return
852      to the address in LR, so step to there instead.  */
853   if (next_pc > 0xffff0000)
854     next_pc = get_frame_register_unsigned (frame, ARM_LR_REGNUM);
855
856   arm_insert_single_step_breakpoint (gdbarch, aspace, next_pc);
857
858   return 1;
859 }
860
861 /* Support for displaced stepping of Linux SVC instructions.  */
862
863 static void
864 arm_linux_cleanup_svc (struct gdbarch *gdbarch,
865                        struct regcache *regs,
866                        struct displaced_step_closure *dsc)
867 {
868   CORE_ADDR from = dsc->insn_addr;
869   ULONGEST apparent_pc;
870   int within_scratch;
871
872   regcache_cooked_read_unsigned (regs, ARM_PC_REGNUM, &apparent_pc);
873
874   within_scratch = (apparent_pc >= dsc->scratch_base
875                     && apparent_pc < (dsc->scratch_base
876                                       + DISPLACED_MODIFIED_INSNS * 4 + 4));
877
878   if (debug_displaced)
879     {
880       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: PC is apparently %.8lx after "
881                           "SVC step ", (unsigned long) apparent_pc);
882       if (within_scratch)
883         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(within scratch space)\n");
884       else
885         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(outside scratch space)\n");
886     }
887
888   if (within_scratch)
889     displaced_write_reg (regs, dsc, ARM_PC_REGNUM, from + 4, BRANCH_WRITE_PC);
890 }
891
892 static int
893 arm_linux_copy_svc (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regs,
894                     struct displaced_step_closure *dsc)
895 {
896   CORE_ADDR return_to = 0;
897
898   struct frame_info *frame;
899   unsigned int svc_number = displaced_read_reg (regs, dsc, 7);
900   int is_sigreturn = 0;
901   int is_thumb;
902
903   frame = get_current_frame ();
904
905   is_sigreturn = arm_linux_sigreturn_return_addr(frame, svc_number,
906                                                  &return_to, &is_thumb);
907   if (is_sigreturn)
908     {
909           struct symtab_and_line sal;
910
911           if (debug_displaced)
912             fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: found "
913               "sigreturn/rt_sigreturn SVC call.  PC in frame = %lx\n",
914               (unsigned long) get_frame_pc (frame));
915
916           if (debug_displaced)
917             fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: unwind pc = %lx.  "
918               "Setting momentary breakpoint.\n", (unsigned long) return_to);
919
920           gdb_assert (inferior_thread ()->control.step_resume_breakpoint
921                       == NULL);
922
923           sal = find_pc_line (return_to, 0);
924           sal.pc = return_to;
925           sal.section = find_pc_overlay (return_to);
926           sal.explicit_pc = 1;
927
928           frame = get_prev_frame (frame);
929
930           if (frame)
931             {
932               inferior_thread ()->control.step_resume_breakpoint
933                 = set_momentary_breakpoint (gdbarch, sal, get_frame_id (frame),
934                                             bp_step_resume);
935
936               /* We need to make sure we actually insert the momentary
937                  breakpoint set above.  */
938               insert_breakpoints ();
939             }
940           else if (debug_displaced)
941             fprintf_unfiltered (gdb_stderr, "displaced: couldn't find previous "
942                                 "frame to set momentary breakpoint for "
943                                 "sigreturn/rt_sigreturn\n");
944         }
945       else if (debug_displaced)
946         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: sigreturn/rt_sigreturn "
947                             "SVC call not in signal trampoline frame\n");
948     
949
950   /* Preparation: If we detect sigreturn, set momentary breakpoint at resume
951                   location, else nothing.
952      Insn: unmodified svc.
953      Cleanup: if pc lands in scratch space, pc <- insn_addr + 4
954               else leave pc alone.  */
955
956
957   dsc->cleanup = &arm_linux_cleanup_svc;
958   /* Pretend we wrote to the PC, so cleanup doesn't set PC to the next
959      instruction.  */
960   dsc->wrote_to_pc = 1;
961
962   return 0;
963 }
964
965
966 /* The following two functions implement single-stepping over calls to Linux
967    kernel helper routines, which perform e.g. atomic operations on architecture
968    variants which don't support them natively.
969
970    When this function is called, the PC will be pointing at the kernel helper
971    (at an address inaccessible to GDB), and r14 will point to the return
972    address.  Displaced stepping always executes code in the copy area:
973    so, make the copy-area instruction branch back to the kernel helper (the
974    "from" address), and make r14 point to the breakpoint in the copy area.  In
975    that way, we regain control once the kernel helper returns, and can clean
976    up appropriately (as if we had just returned from the kernel helper as it
977    would have been called from the non-displaced location).  */
978
979 static void
980 cleanup_kernel_helper_return (struct gdbarch *gdbarch,
981                               struct regcache *regs,
982                               struct displaced_step_closure *dsc)
983 {
984   displaced_write_reg (regs, dsc, ARM_LR_REGNUM, dsc->tmp[0], CANNOT_WRITE_PC);
985   displaced_write_reg (regs, dsc, ARM_PC_REGNUM, dsc->tmp[0], BRANCH_WRITE_PC);
986 }
987
988 static void
989 arm_catch_kernel_helper_return (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR from,
990                                 CORE_ADDR to, struct regcache *regs,
991                                 struct displaced_step_closure *dsc)
992 {
993   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
994
995   dsc->numinsns = 1;
996   dsc->insn_addr = from;
997   dsc->cleanup = &cleanup_kernel_helper_return;
998   /* Say we wrote to the PC, else cleanup will set PC to the next
999      instruction in the helper, which isn't helpful.  */
1000   dsc->wrote_to_pc = 1;
1001
1002   /* Preparation: tmp[0] <- r14
1003                   r14 <- <scratch space>+4
1004                   *(<scratch space>+8) <- from
1005      Insn: ldr pc, [r14, #4]
1006      Cleanup: r14 <- tmp[0], pc <- tmp[0].  */
1007
1008   dsc->tmp[0] = displaced_read_reg (regs, dsc, ARM_LR_REGNUM);
1009   displaced_write_reg (regs, dsc, ARM_LR_REGNUM, (ULONGEST) to + 4,
1010                        CANNOT_WRITE_PC);
1011   write_memory_unsigned_integer (to + 8, 4, byte_order, from);
1012
1013   dsc->modinsn[0] = 0xe59ef004;  /* ldr pc, [lr, #4].  */
1014 }
1015
1016 /* Linux-specific displaced step instruction copying function.  Detects when
1017    the program has stepped into a Linux kernel helper routine (which must be
1018    handled as a special case), falling back to arm_displaced_step_copy_insn()
1019    if it hasn't.  */
1020
1021 static struct displaced_step_closure *
1022 arm_linux_displaced_step_copy_insn (struct gdbarch *gdbarch,
1023                                     CORE_ADDR from, CORE_ADDR to,
1024                                     struct regcache *regs)
1025 {
1026   struct displaced_step_closure *dsc
1027     = xmalloc (sizeof (struct displaced_step_closure));
1028
1029   /* Detect when we enter an (inaccessible by GDB) Linux kernel helper, and
1030      stop at the return location.  */
1031   if (from > 0xffff0000)
1032     {
1033       if (debug_displaced)
1034         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: detected kernel helper "
1035                             "at %.8lx\n", (unsigned long) from);
1036
1037       arm_catch_kernel_helper_return (gdbarch, from, to, regs, dsc);
1038     }
1039   else
1040     {
1041       /* Override the default handling of SVC instructions.  */
1042       dsc->u.svc.copy_svc_os = arm_linux_copy_svc;
1043
1044       arm_process_displaced_insn (gdbarch, from, to, regs, dsc);
1045     }
1046
1047   arm_displaced_init_closure (gdbarch, from, to, dsc);
1048
1049   return dsc;
1050 }
1051
1052 static void
1053 arm_linux_init_abi (struct gdbarch_info info,
1054                     struct gdbarch *gdbarch)
1055 {
1056   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1057
1058   linux_init_abi (info, gdbarch);
1059
1060   tdep->lowest_pc = 0x8000;
1061   if (info.byte_order == BFD_ENDIAN_BIG)
1062     {
1063       if (tdep->arm_abi == ARM_ABI_AAPCS)
1064         tdep->arm_breakpoint = eabi_linux_arm_be_breakpoint;
1065       else
1066         tdep->arm_breakpoint = arm_linux_arm_be_breakpoint;
1067       tdep->thumb_breakpoint = arm_linux_thumb_be_breakpoint;
1068       tdep->thumb2_breakpoint = arm_linux_thumb2_be_breakpoint;
1069     }
1070   else
1071     {
1072       if (tdep->arm_abi == ARM_ABI_AAPCS)
1073         tdep->arm_breakpoint = eabi_linux_arm_le_breakpoint;
1074       else
1075         tdep->arm_breakpoint = arm_linux_arm_le_breakpoint;
1076       tdep->thumb_breakpoint = arm_linux_thumb_le_breakpoint;
1077       tdep->thumb2_breakpoint = arm_linux_thumb2_le_breakpoint;
1078     }
1079   tdep->arm_breakpoint_size = sizeof (arm_linux_arm_le_breakpoint);
1080   tdep->thumb_breakpoint_size = sizeof (arm_linux_thumb_le_breakpoint);
1081   tdep->thumb2_breakpoint_size = sizeof (arm_linux_thumb2_le_breakpoint);
1082
1083   if (tdep->fp_model == ARM_FLOAT_AUTO)
1084     tdep->fp_model = ARM_FLOAT_FPA;
1085
1086   switch (tdep->fp_model)
1087     {
1088     case ARM_FLOAT_FPA:
1089       tdep->jb_pc = ARM_LINUX_JB_PC_FPA;
1090       break;
1091     case ARM_FLOAT_SOFT_FPA:
1092     case ARM_FLOAT_SOFT_VFP:
1093     case ARM_FLOAT_VFP:
1094       tdep->jb_pc = ARM_LINUX_JB_PC_EABI;
1095       break;
1096     default:
1097       internal_error
1098         (__FILE__, __LINE__,
1099          _("arm_linux_init_abi: Floating point model not supported"));
1100       break;
1101     }
1102   tdep->jb_elt_size = ARM_LINUX_JB_ELEMENT_SIZE;
1103
1104   set_solib_svr4_fetch_link_map_offsets
1105     (gdbarch, svr4_ilp32_fetch_link_map_offsets);
1106
1107   /* Single stepping.  */
1108   set_gdbarch_software_single_step (gdbarch, arm_linux_software_single_step);
1109
1110   /* Shared library handling.  */
1111   set_gdbarch_skip_trampoline_code (gdbarch, find_solib_trampoline_target);
1112   set_gdbarch_skip_solib_resolver (gdbarch, glibc_skip_solib_resolver);
1113
1114   /* Enable TLS support.  */
1115   set_gdbarch_fetch_tls_load_module_address (gdbarch,
1116                                              svr4_fetch_objfile_link_map);
1117
1118   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1119                                 &arm_linux_sigreturn_tramp_frame);
1120   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1121                                 &arm_linux_rt_sigreturn_tramp_frame);
1122   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1123                                 &arm_eabi_linux_sigreturn_tramp_frame);
1124   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1125                                 &arm_eabi_linux_rt_sigreturn_tramp_frame);
1126   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1127                                 &arm_linux_restart_syscall_tramp_frame);
1128   tramp_frame_prepend_unwinder (gdbarch,
1129                                 &arm_kernel_linux_restart_syscall_tramp_frame);
1130
1131   /* Core file support.  */
1132   set_gdbarch_regset_from_core_section (gdbarch,
1133                                         arm_linux_regset_from_core_section);
1134   set_gdbarch_core_read_description (gdbarch, arm_linux_core_read_description);
1135
1136   if (tdep->have_vfp_registers)
1137     set_gdbarch_core_regset_sections (gdbarch, arm_linux_vfp_regset_sections);
1138   else if (tdep->have_fpa_registers)
1139     set_gdbarch_core_regset_sections (gdbarch, arm_linux_fpa_regset_sections);
1140
1141   set_gdbarch_get_siginfo_type (gdbarch, linux_get_siginfo_type);
1142
1143   /* Displaced stepping.  */
1144   set_gdbarch_displaced_step_copy_insn (gdbarch,
1145                                         arm_linux_displaced_step_copy_insn);
1146   set_gdbarch_displaced_step_fixup (gdbarch, arm_displaced_step_fixup);
1147   set_gdbarch_displaced_step_free_closure (gdbarch,
1148                                            simple_displaced_step_free_closure);
1149   set_gdbarch_displaced_step_location (gdbarch, displaced_step_at_entry_point);
1150
1151
1152   tdep->syscall_next_pc = arm_linux_syscall_next_pc;
1153 }
1154
1155 /* Provide a prototype to silence -Wmissing-prototypes.  */
1156 extern initialize_file_ftype _initialize_arm_linux_tdep;
1157
1158 void
1159 _initialize_arm_linux_tdep (void)
1160 {
1161   gdbarch_register_osabi (bfd_arch_arm, 0, GDB_OSABI_LINUX,
1162                           arm_linux_init_abi);
1163 }