Set GDB version number to 8.3.1.
[external/binutils.git] / gdb / avr-tdep.c
1 /* Target-dependent code for Atmel AVR, for GDB.
2
3    Copyright (C) 1996-2019 Free Software Foundation, Inc.
4
5    This file is part of GDB.
6
7    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
10    (at your option) any later version.
11
12    This program is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 /* Contributed by Theodore A. Roth, troth@openavr.org */
21
22 /* Portions of this file were taken from the original gdb-4.18 patch developed
23    by Denis Chertykov, denisc@overta.ru */
24
25 #include "defs.h"
26 #include "frame.h"
27 #include "frame-unwind.h"
28 #include "frame-base.h"
29 #include "trad-frame.h"
30 #include "gdbcmd.h"
31 #include "gdbcore.h"
32 #include "gdbtypes.h"
33 #include "inferior.h"
34 #include "symfile.h"
35 #include "arch-utils.h"
36 #include "regcache.h"
37 #include "dis-asm.h"
38 #include "objfiles.h"
39 #include <algorithm>
40
41 /* AVR Background:
42
43    (AVR micros are pure Harvard Architecture processors.)
44
45    The AVR family of microcontrollers have three distinctly different memory
46    spaces: flash, sram and eeprom.  The flash is 16 bits wide and is used for
47    the most part to store program instructions.  The sram is 8 bits wide and is
48    used for the stack and the heap.  Some devices lack sram and some can have
49    an additional external sram added on as a peripheral.
50
51    The eeprom is 8 bits wide and is used to store data when the device is
52    powered down.  Eeprom is not directly accessible, it can only be accessed
53    via io-registers using a special algorithm.  Accessing eeprom via gdb's
54    remote serial protocol ('m' or 'M' packets) looks difficult to do and is
55    not included at this time.
56
57    [The eeprom could be read manually via ``x/b <eaddr + AVR_EMEM_START>'' or
58    written using ``set {unsigned char}<eaddr + AVR_EMEM_START>''.  For this to
59    work, the remote target must be able to handle eeprom accesses and perform
60    the address translation.]
61
62    All three memory spaces have physical addresses beginning at 0x0.  In
63    addition, the flash is addressed by gcc/binutils/gdb with respect to 8 bit
64    bytes instead of the 16 bit wide words used by the real device for the
65    Program Counter.
66
67    In order for remote targets to work correctly, extra bits must be added to
68    addresses before they are send to the target or received from the target
69    via the remote serial protocol.  The extra bits are the MSBs and are used to
70    decode which memory space the address is referring to.  */
71
72 /* Constants: prefixed with AVR_ to avoid name space clashes */
73
74 /* Address space flags */
75
76 /* We are assigning the TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_1 to the flash address
77    space.  */
78
79 #define AVR_TYPE_ADDRESS_CLASS_FLASH TYPE_ADDRESS_CLASS_1
80 #define AVR_TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_FLASH  \
81   TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_1
82
83
84 enum
85 {
86   AVR_REG_W = 24,
87   AVR_REG_X = 26,
88   AVR_REG_Y = 28,
89   AVR_FP_REGNUM = 28,
90   AVR_REG_Z = 30,
91
92   AVR_SREG_REGNUM = 32,
93   AVR_SP_REGNUM = 33,
94   AVR_PC_REGNUM = 34,
95
96   AVR_NUM_REGS = 32 + 1 /*SREG*/ + 1 /*SP*/ + 1 /*PC*/,
97   AVR_NUM_REG_BYTES = 32 + 1 /*SREG*/ + 2 /*SP*/ + 4 /*PC*/,
98
99   /* Pseudo registers.  */
100   AVR_PSEUDO_PC_REGNUM = 35,
101   AVR_NUM_PSEUDO_REGS = 1,
102
103   AVR_PC_REG_INDEX = 35,        /* index into array of registers */
104
105   AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE = 64,   /* bytes */
106
107   /* Count of pushed registers.  From r2 to r17 (inclusively), r28, r29 */
108   AVR_MAX_PUSHES = 18,
109
110   /* Number of the last pushed register.  r17 for current avr-gcc */
111   AVR_LAST_PUSHED_REGNUM = 17,
112
113   AVR_ARG1_REGNUM = 24,         /* Single byte argument */
114   AVR_ARGN_REGNUM = 25,         /* Multi byte argments */
115   AVR_LAST_ARG_REGNUM = 8,      /* Last argument register */
116
117   AVR_RET1_REGNUM = 24,         /* Single byte return value */
118   AVR_RETN_REGNUM = 25,         /* Multi byte return value */
119
120   /* FIXME: TRoth/2002-01-??: Can we shift all these memory masks left 8
121      bits?  Do these have to match the bfd vma values?  It sure would make
122      things easier in the future if they didn't need to match.
123
124      Note: I chose these values so as to be consistent with bfd vma
125      addresses.
126
127      TRoth/2002-04-08: There is already a conflict with very large programs
128      in the mega128.  The mega128 has 128K instruction bytes (64K words),
129      thus the Most Significant Bit is 0x10000 which gets masked off my
130      AVR_MEM_MASK.
131
132      The problem manifests itself when trying to set a breakpoint in a
133      function which resides in the upper half of the instruction space and
134      thus requires a 17-bit address.
135
136      For now, I've just removed the EEPROM mask and changed AVR_MEM_MASK
137      from 0x00ff0000 to 0x00f00000.  Eeprom is not accessible from gdb yet,
138      but could be for some remote targets by just adding the correct offset
139      to the address and letting the remote target handle the low-level
140      details of actually accessing the eeprom.  */
141
142   AVR_IMEM_START = 0x00000000,  /* INSN memory */
143   AVR_SMEM_START = 0x00800000,  /* SRAM memory */
144 #if 1
145   /* No eeprom mask defined */
146   AVR_MEM_MASK = 0x00f00000,    /* mask to determine memory space */
147 #else
148   AVR_EMEM_START = 0x00810000,  /* EEPROM memory */
149   AVR_MEM_MASK = 0x00ff0000,    /* mask to determine memory space */
150 #endif
151 };
152
153 /* Prologue types:
154
155    NORMAL and CALL are the typical types (the -mcall-prologues gcc option
156    causes the generation of the CALL type prologues).  */
157
158 enum {
159     AVR_PROLOGUE_NONE,              /* No prologue */
160     AVR_PROLOGUE_NORMAL,
161     AVR_PROLOGUE_CALL,              /* -mcall-prologues */
162     AVR_PROLOGUE_MAIN,
163     AVR_PROLOGUE_INTR,              /* interrupt handler */
164     AVR_PROLOGUE_SIG,               /* signal handler */
165 };
166
167 /* Any function with a frame looks like this
168    .......    <-SP POINTS HERE
169    LOCALS1    <-FP POINTS HERE
170    LOCALS0
171    SAVED FP
172    SAVED R3
173    SAVED R2
174    RET PC
175    FIRST ARG
176    SECOND ARG */
177
178 struct avr_unwind_cache
179 {
180   /* The previous frame's inner most stack address.  Used as this
181      frame ID's stack_addr.  */
182   CORE_ADDR prev_sp;
183   /* The frame's base, optionally used by the high-level debug info.  */
184   CORE_ADDR base;
185   int size;
186   int prologue_type;
187   /* Table indicating the location of each and every register.  */
188   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
189 };
190
191 struct gdbarch_tdep
192 {
193   /* Number of bytes stored to the stack by call instructions.
194      2 bytes for avr1-5 and avrxmega1-5, 3 bytes for avr6 and avrxmega6-7.  */
195   int call_length;
196
197   /* Type for void.  */
198   struct type *void_type;
199   /* Type for a function returning void.  */
200   struct type *func_void_type;
201   /* Type for a pointer to a function.  Used for the type of PC.  */
202   struct type *pc_type;
203 };
204
205 /* Lookup the name of a register given it's number.  */
206
207 static const char *
208 avr_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
209 {
210   static const char * const register_names[] = {
211     "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "r6", "r7",
212     "r8", "r9", "r10", "r11", "r12", "r13", "r14", "r15",
213     "r16", "r17", "r18", "r19", "r20", "r21", "r22", "r23",
214     "r24", "r25", "r26", "r27", "r28", "r29", "r30", "r31",
215     "SREG", "SP", "PC2",
216     "pc"
217   };
218   if (regnum < 0)
219     return NULL;
220   if (regnum >= (sizeof (register_names) / sizeof (*register_names)))
221     return NULL;
222   return register_names[regnum];
223 }
224
225 /* Return the GDB type object for the "standard" data type
226    of data in register N.  */
227
228 static struct type *
229 avr_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int reg_nr)
230 {
231   if (reg_nr == AVR_PC_REGNUM)
232     return builtin_type (gdbarch)->builtin_uint32;
233   if (reg_nr == AVR_PSEUDO_PC_REGNUM)
234     return gdbarch_tdep (gdbarch)->pc_type;
235   if (reg_nr == AVR_SP_REGNUM)
236     return builtin_type (gdbarch)->builtin_data_ptr;
237   return builtin_type (gdbarch)->builtin_uint8;
238 }
239
240 /* Instruction address checks and convertions.  */
241
242 static CORE_ADDR
243 avr_make_iaddr (CORE_ADDR x)
244 {
245   return ((x) | AVR_IMEM_START);
246 }
247
248 /* FIXME: TRoth: Really need to use a larger mask for instructions.  Some
249    devices are already up to 128KBytes of flash space.
250
251    TRoth/2002-04-8: See comment above where AVR_IMEM_START is defined.  */
252
253 static CORE_ADDR
254 avr_convert_iaddr_to_raw (CORE_ADDR x)
255 {
256   return ((x) & 0xffffffff);
257 }
258
259 /* SRAM address checks and convertions.  */
260
261 static CORE_ADDR
262 avr_make_saddr (CORE_ADDR x)
263 {
264   /* Return 0 for NULL.  */
265   if (x == 0)
266     return 0;
267
268   return ((x) | AVR_SMEM_START);
269 }
270
271 static CORE_ADDR
272 avr_convert_saddr_to_raw (CORE_ADDR x)
273 {
274   return ((x) & 0xffffffff);
275 }
276
277 /* EEPROM address checks and convertions.  I don't know if these will ever
278    actually be used, but I've added them just the same.  TRoth */
279
280 /* TRoth/2002-04-08: Commented out for now to allow fix for problem with large
281    programs in the mega128.  */
282
283 /*  static CORE_ADDR */
284 /*  avr_make_eaddr (CORE_ADDR x) */
285 /*  { */
286 /*    return ((x) | AVR_EMEM_START); */
287 /*  } */
288
289 /*  static int */
290 /*  avr_eaddr_p (CORE_ADDR x) */
291 /*  { */
292 /*    return (((x) & AVR_MEM_MASK) == AVR_EMEM_START); */
293 /*  } */
294
295 /*  static CORE_ADDR */
296 /*  avr_convert_eaddr_to_raw (CORE_ADDR x) */
297 /*  { */
298 /*    return ((x) & 0xffffffff); */
299 /*  } */
300
301 /* Convert from address to pointer and vice-versa.  */
302
303 static void
304 avr_address_to_pointer (struct gdbarch *gdbarch,
305                         struct type *type, gdb_byte *buf, CORE_ADDR addr)
306 {
307   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
308
309   /* Is it a data address in flash?  */
310   if (AVR_TYPE_ADDRESS_CLASS_FLASH (type))
311     {
312       /* A data pointer in flash is byte addressed.  */
313       store_unsigned_integer (buf, TYPE_LENGTH (type), byte_order,
314                               avr_convert_iaddr_to_raw (addr));
315     }
316   /* Is it a code address?  */
317   else if (TYPE_CODE (TYPE_TARGET_TYPE (type)) == TYPE_CODE_FUNC
318            || TYPE_CODE (TYPE_TARGET_TYPE (type)) == TYPE_CODE_METHOD)
319     {
320       /* A code pointer is word (16 bits) addressed.  We shift the address down
321          by 1 bit to convert it to a pointer.  */
322       store_unsigned_integer (buf, TYPE_LENGTH (type), byte_order,
323                               avr_convert_iaddr_to_raw (addr >> 1));
324     }
325   else
326     {
327       /* Strip off any upper segment bits.  */
328       store_unsigned_integer (buf, TYPE_LENGTH (type), byte_order,
329                               avr_convert_saddr_to_raw (addr));
330     }
331 }
332
333 static CORE_ADDR
334 avr_pointer_to_address (struct gdbarch *gdbarch,
335                         struct type *type, const gdb_byte *buf)
336 {
337   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
338   CORE_ADDR addr
339     = extract_unsigned_integer (buf, TYPE_LENGTH (type), byte_order);
340
341   /* Is it a data address in flash?  */
342   if (AVR_TYPE_ADDRESS_CLASS_FLASH (type))
343     {
344       /* A data pointer in flash is already byte addressed.  */
345       return avr_make_iaddr (addr);
346     }
347   /* Is it a code address?  */
348   else if (TYPE_CODE (TYPE_TARGET_TYPE (type)) == TYPE_CODE_FUNC
349            || TYPE_CODE (TYPE_TARGET_TYPE (type)) == TYPE_CODE_METHOD
350            || TYPE_CODE_SPACE (TYPE_TARGET_TYPE (type)))
351     {
352       /* A code pointer is word (16 bits) addressed so we shift it up
353          by 1 bit to convert it to an address.  */
354       return avr_make_iaddr (addr << 1);
355     }
356   else
357     return avr_make_saddr (addr);
358 }
359
360 static CORE_ADDR
361 avr_integer_to_address (struct gdbarch *gdbarch,
362                         struct type *type, const gdb_byte *buf)
363 {
364   ULONGEST addr = unpack_long (type, buf);
365
366   return avr_make_saddr (addr);
367 }
368
369 static CORE_ADDR
370 avr_read_pc (readable_regcache *regcache)
371 {
372   ULONGEST pc;
373
374   regcache->cooked_read (AVR_PC_REGNUM, &pc);
375   return avr_make_iaddr (pc);
376 }
377
378 static void
379 avr_write_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR val)
380 {
381   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AVR_PC_REGNUM,
382                                   avr_convert_iaddr_to_raw (val));
383 }
384
385 static enum register_status
386 avr_pseudo_register_read (struct gdbarch *gdbarch, readable_regcache *regcache,
387                           int regnum, gdb_byte *buf)
388 {
389   ULONGEST val;
390   enum register_status status;
391
392   switch (regnum)
393     {
394     case AVR_PSEUDO_PC_REGNUM:
395       status = regcache->raw_read (AVR_PC_REGNUM, &val);
396       if (status != REG_VALID)
397         return status;
398       val >>= 1;
399       store_unsigned_integer (buf, 4, gdbarch_byte_order (gdbarch), val);
400       return status;
401     default:
402       internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
403     }
404 }
405
406 static void
407 avr_pseudo_register_write (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
408                            int regnum, const gdb_byte *buf)
409 {
410   ULONGEST val;
411
412   switch (regnum)
413     {
414     case AVR_PSEUDO_PC_REGNUM:
415       val = extract_unsigned_integer (buf, 4, gdbarch_byte_order (gdbarch));
416       val <<= 1;
417       regcache_raw_write_unsigned (regcache, AVR_PC_REGNUM, val);
418       break;
419     default:
420       internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
421     }
422 }
423
424 /* Function: avr_scan_prologue
425
426    This function decodes an AVR function prologue to determine:
427      1) the size of the stack frame
428      2) which registers are saved on it
429      3) the offsets of saved regs
430    This information is stored in the avr_unwind_cache structure.
431
432    Some devices lack the sbiw instruction, so on those replace this:
433         sbiw    r28, XX
434    with this:
435         subi    r28,lo8(XX)
436         sbci    r29,hi8(XX)
437
438    A typical AVR function prologue with a frame pointer might look like this:
439         push    rXX        ; saved regs
440         ...
441         push    r28
442         push    r29
443         in      r28,__SP_L__
444         in      r29,__SP_H__
445         sbiw    r28,<LOCALS_SIZE>
446         in      __tmp_reg__,__SREG__
447         cli
448         out     __SP_H__,r29
449         out     __SREG__,__tmp_reg__
450         out     __SP_L__,r28
451
452    A typical AVR function prologue without a frame pointer might look like
453    this:
454         push    rXX        ; saved regs
455         ...
456
457    A main function prologue looks like this:
458         ldi     r28,lo8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>)
459         ldi     r29,hi8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>)
460         out     __SP_H__,r29
461         out     __SP_L__,r28
462
463    A signal handler prologue looks like this:
464         push    __zero_reg__
465         push    __tmp_reg__
466         in      __tmp_reg__, __SREG__
467         push    __tmp_reg__
468         clr     __zero_reg__
469         push    rXX             ; save registers r18:r27, r30:r31
470         ...
471         push    r28             ; save frame pointer
472         push    r29
473         in      r28, __SP_L__
474         in      r29, __SP_H__
475         sbiw    r28, <LOCALS_SIZE>
476         out     __SP_H__, r29
477         out     __SP_L__, r28
478         
479    A interrupt handler prologue looks like this:
480         sei
481         push    __zero_reg__
482         push    __tmp_reg__
483         in      __tmp_reg__, __SREG__
484         push    __tmp_reg__
485         clr     __zero_reg__
486         push    rXX             ; save registers r18:r27, r30:r31
487         ...
488         push    r28             ; save frame pointer
489         push    r29
490         in      r28, __SP_L__
491         in      r29, __SP_H__
492         sbiw    r28, <LOCALS_SIZE>
493         cli
494         out     __SP_H__, r29
495         sei     
496         out     __SP_L__, r28
497
498    A `-mcall-prologues' prologue looks like this (Note that the megas use a
499    jmp instead of a rjmp, thus the prologue is one word larger since jmp is a
500    32 bit insn and rjmp is a 16 bit insn):
501         ldi     r26,lo8(<LOCALS_SIZE>)
502         ldi     r27,hi8(<LOCALS_SIZE>)
503         ldi     r30,pm_lo8(.L_foo_body)
504         ldi     r31,pm_hi8(.L_foo_body)
505         rjmp    __prologue_saves__+RRR
506         .L_foo_body:  */
507
508 /* Not really part of a prologue, but still need to scan for it, is when a
509    function prologue moves values passed via registers as arguments to new
510    registers.  In this case, all local variables live in registers, so there
511    may be some register saves.  This is what it looks like:
512         movw    rMM, rNN
513         ...
514
515    There could be multiple movw's.  If the target doesn't have a movw insn, it
516    will use two mov insns.  This could be done after any of the above prologue
517    types.  */
518
519 static CORE_ADDR
520 avr_scan_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc_beg, CORE_ADDR pc_end,
521                    struct avr_unwind_cache *info)
522 {
523   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
524   int i;
525   unsigned short insn;
526   int scan_stage = 0;
527   struct bound_minimal_symbol msymbol;
528   unsigned char prologue[AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE];
529   int vpc = 0;
530   int len;
531
532   len = pc_end - pc_beg;
533   if (len > AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE)
534     len = AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE;
535
536   /* FIXME: TRoth/2003-06-11: This could be made more efficient by only
537      reading in the bytes of the prologue.  The problem is that the figuring
538      out where the end of the prologue is is a bit difficult.  The old code 
539      tried to do that, but failed quite often.  */
540   read_memory (pc_beg, prologue, len);
541
542   /* Scanning main()'s prologue
543      ldi r28,lo8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>)
544      ldi r29,hi8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>)
545      out __SP_H__,r29
546      out __SP_L__,r28 */
547
548   if (len >= 4)
549     {
550       CORE_ADDR locals;
551       static const unsigned char img[] = {
552         0xde, 0xbf,             /* out __SP_H__,r29 */
553         0xcd, 0xbf              /* out __SP_L__,r28 */
554       };
555
556       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
557       /* ldi r28,lo8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>) */
558       if ((insn & 0xf0f0) == 0xe0c0)
559         {
560           locals = (insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4);
561           insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 2], 2, byte_order);
562           /* ldi r29,hi8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>) */
563           if ((insn & 0xf0f0) == 0xe0d0)
564             {
565               locals |= ((insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4)) << 8;
566               if (vpc + 4 + sizeof (img) < len
567                   && memcmp (prologue + vpc + 4, img, sizeof (img)) == 0)
568                 {
569                   info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_MAIN;
570                   info->base = locals;
571                   return pc_beg + 4;
572                 }
573             }
574         }
575     }
576
577   /* Scanning `-mcall-prologues' prologue
578      Classic prologue is 10 bytes, mega prologue is a 12 bytes long */
579
580   while (1)     /* Using a while to avoid many goto's */
581     {
582       int loc_size;
583       int body_addr;
584       unsigned num_pushes;
585       int pc_offset = 0;
586
587       /* At least the fifth instruction must have been executed to
588          modify frame shape.  */
589       if (len < 10)
590         break;
591
592       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
593       /* ldi r26,<LOCALS_SIZE> */
594       if ((insn & 0xf0f0) != 0xe0a0)
595         break;
596       loc_size = (insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4);
597       pc_offset += 2;
598
599       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 2], 2, byte_order);
600       /* ldi r27,<LOCALS_SIZE> / 256 */
601       if ((insn & 0xf0f0) != 0xe0b0)
602         break;
603       loc_size |= ((insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4)) << 8;
604       pc_offset += 2;
605
606       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 4], 2, byte_order);
607       /* ldi r30,pm_lo8(.L_foo_body) */
608       if ((insn & 0xf0f0) != 0xe0e0)
609         break;
610       body_addr = (insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4);
611       pc_offset += 2;
612
613       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 6], 2, byte_order);
614       /* ldi r31,pm_hi8(.L_foo_body) */
615       if ((insn & 0xf0f0) != 0xe0f0)
616         break;
617       body_addr |= ((insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4)) << 8;
618       pc_offset += 2;
619
620       msymbol = lookup_minimal_symbol ("__prologue_saves__", NULL, NULL);
621       if (!msymbol.minsym)
622         break;
623
624       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 8], 2, byte_order);
625       /* rjmp __prologue_saves__+RRR */
626       if ((insn & 0xf000) == 0xc000)
627         {
628           /* Extract PC relative offset from RJMP */
629           i = (insn & 0xfff) | (insn & 0x800 ? (-1 ^ 0xfff) : 0);
630           /* Convert offset to byte addressable mode */
631           i *= 2;
632           /* Destination address */
633           i += pc_beg + 10;
634
635           if (body_addr != (pc_beg + 10)/2)
636             break;
637
638           pc_offset += 2;
639         }
640       else if ((insn & 0xfe0e) == 0x940c)
641         {
642           /* Extract absolute PC address from JMP */
643           i = (((insn & 0x1) | ((insn & 0x1f0) >> 3) << 16)
644                | (extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 10], 2, byte_order)
645                   & 0xffff));
646           /* Convert address to byte addressable mode */
647           i *= 2;
648
649           if (body_addr != (pc_beg + 12)/2)
650             break;
651
652           pc_offset += 4;
653         }
654       else
655         break;
656
657       /* Resolve offset (in words) from __prologue_saves__ symbol.
658          Which is a pushes count in `-mcall-prologues' mode */
659       num_pushes = AVR_MAX_PUSHES - (i - BMSYMBOL_VALUE_ADDRESS (msymbol)) / 2;
660
661       if (num_pushes > AVR_MAX_PUSHES)
662         {
663           fprintf_unfiltered (gdb_stderr, _("Num pushes too large: %d\n"),
664                               num_pushes);
665           num_pushes = 0;
666         }
667
668       if (num_pushes)
669         {
670           int from;
671
672           info->saved_regs[AVR_FP_REGNUM + 1].addr = num_pushes;
673           if (num_pushes >= 2)
674             info->saved_regs[AVR_FP_REGNUM].addr = num_pushes - 1;
675
676           i = 0;
677           for (from = AVR_LAST_PUSHED_REGNUM + 1 - (num_pushes - 2);
678                from <= AVR_LAST_PUSHED_REGNUM; ++from)
679             info->saved_regs [from].addr = ++i;
680         }
681       info->size = loc_size + num_pushes;
682       info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_CALL;
683
684       return pc_beg + pc_offset;
685     }
686
687   /* Scan for the beginning of the prologue for an interrupt or signal
688      function.  Note that we have to set the prologue type here since the
689      third stage of the prologue may not be present (e.g. no saved registered
690      or changing of the SP register).  */
691
692   if (1)
693     {
694       static const unsigned char img[] = {
695         0x78, 0x94,             /* sei */
696         0x1f, 0x92,             /* push r1 */
697         0x0f, 0x92,             /* push r0 */
698         0x0f, 0xb6,             /* in r0,0x3f SREG */
699         0x0f, 0x92,             /* push r0 */
700         0x11, 0x24              /* clr r1 */
701       };
702       if (len >= sizeof (img)
703           && memcmp (prologue, img, sizeof (img)) == 0)
704         {
705           info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_INTR;
706           vpc += sizeof (img);
707           info->saved_regs[AVR_SREG_REGNUM].addr = 3;
708           info->saved_regs[0].addr = 2;
709           info->saved_regs[1].addr = 1;
710           info->size += 3;
711         }
712       else if (len >= sizeof (img) - 2
713                && memcmp (img + 2, prologue, sizeof (img) - 2) == 0)
714         {
715           info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_SIG;
716           vpc += sizeof (img) - 2;
717           info->saved_regs[AVR_SREG_REGNUM].addr = 3;
718           info->saved_regs[0].addr = 2;
719           info->saved_regs[1].addr = 1;
720           info->size += 2;
721         }
722     }
723
724   /* First stage of the prologue scanning.
725      Scan pushes (saved registers) */
726
727   for (; vpc < len; vpc += 2)
728     {
729       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
730       if ((insn & 0xfe0f) == 0x920f)    /* push rXX */
731         {
732           /* Bits 4-9 contain a mask for registers R0-R32.  */
733           int regno = (insn & 0x1f0) >> 4;
734           info->size++;
735           info->saved_regs[regno].addr = info->size;
736           scan_stage = 1;
737         }
738       else
739         break;
740     }
741
742   gdb_assert (vpc < AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE);
743
744   /* Handle static small stack allocation using rcall or push.  */
745
746   while (scan_stage == 1 && vpc < len)
747     {
748       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
749       if (insn == 0xd000)       /* rcall .+0 */
750         {
751           info->size += gdbarch_tdep (gdbarch)->call_length;
752           vpc += 2;
753         }
754       else if (insn == 0x920f || insn == 0x921f)  /* push r0 or push r1 */
755         {
756           info->size += 1;
757           vpc += 2;
758         }
759       else
760         break;
761     }
762
763   /* Second stage of the prologue scanning.
764      Scan:
765      in r28,__SP_L__
766      in r29,__SP_H__ */
767
768   if (scan_stage == 1 && vpc < len)
769     {
770       static const unsigned char img[] = {
771         0xcd, 0xb7,             /* in r28,__SP_L__ */
772         0xde, 0xb7              /* in r29,__SP_H__ */
773       };
774
775       if (vpc + sizeof (img) < len
776           && memcmp (prologue + vpc, img, sizeof (img)) == 0)
777         {
778           vpc += 4;
779           scan_stage = 2;
780         }
781     }
782
783   /* Third stage of the prologue scanning.  (Really two stages).
784      Scan for:
785      sbiw r28,XX or subi r28,lo8(XX)
786                     sbci r29,hi8(XX)
787      in __tmp_reg__,__SREG__
788      cli
789      out __SP_H__,r29
790      out __SREG__,__tmp_reg__
791      out __SP_L__,r28 */
792
793   if (scan_stage == 2 && vpc < len)
794     {
795       int locals_size = 0;
796       static const unsigned char img[] = {
797         0x0f, 0xb6,             /* in r0,0x3f */
798         0xf8, 0x94,             /* cli */
799         0xde, 0xbf,             /* out 0x3e,r29 ; SPH */
800         0x0f, 0xbe,             /* out 0x3f,r0  ; SREG */
801         0xcd, 0xbf              /* out 0x3d,r28 ; SPL */
802       };
803       static const unsigned char img_sig[] = {
804         0xde, 0xbf,             /* out 0x3e,r29 ; SPH */
805         0xcd, 0xbf              /* out 0x3d,r28 ; SPL */
806       };
807       static const unsigned char img_int[] = {
808         0xf8, 0x94,             /* cli */
809         0xde, 0xbf,             /* out 0x3e,r29 ; SPH */
810         0x78, 0x94,             /* sei */
811         0xcd, 0xbf              /* out 0x3d,r28 ; SPL */
812       };
813
814       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
815       if ((insn & 0xff30) == 0x9720)    /* sbiw r28,XXX */
816         {
817           locals_size = (insn & 0xf) | ((insn & 0xc0) >> 2);
818           vpc += 2;
819         }
820       else if ((insn & 0xf0f0) == 0x50c0)       /* subi r28,lo8(XX) */
821         {
822           locals_size = (insn & 0xf) | ((insn & 0xf00) >> 4);
823           vpc += 2;
824           insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
825           vpc += 2;
826           locals_size += ((insn & 0xf) | ((insn & 0xf00) >> 4)) << 8;
827         }
828       else
829         return pc_beg + vpc;
830
831       /* Scan the last part of the prologue.  May not be present for interrupt
832          or signal handler functions, which is why we set the prologue type
833          when we saw the beginning of the prologue previously.  */
834
835       if (vpc + sizeof (img_sig) < len
836           && memcmp (prologue + vpc, img_sig, sizeof (img_sig)) == 0)
837         {
838           vpc += sizeof (img_sig);
839         }
840       else if (vpc + sizeof (img_int) < len 
841                && memcmp (prologue + vpc, img_int, sizeof (img_int)) == 0)
842         {
843           vpc += sizeof (img_int);
844         }
845       if (vpc + sizeof (img) < len
846           && memcmp (prologue + vpc, img, sizeof (img)) == 0)
847         {
848           info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_NORMAL;
849           vpc += sizeof (img);
850         }
851
852       info->size += locals_size;
853
854       /* Fall through.  */
855     }
856
857   /* If we got this far, we could not scan the prologue, so just return the pc
858      of the frame plus an adjustment for argument move insns.  */
859
860   for (; vpc < len; vpc += 2)
861     {
862       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
863       if ((insn & 0xff00) == 0x0100)    /* movw rXX, rYY */
864         continue;
865       else if ((insn & 0xfc00) == 0x2c00) /* mov rXX, rYY */
866         continue;
867       else
868           break;
869     }
870     
871   return pc_beg + vpc;
872 }
873
874 static CORE_ADDR
875 avr_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
876 {
877   CORE_ADDR func_addr, func_end;
878   CORE_ADDR post_prologue_pc;
879
880   /* See what the symbol table says */
881
882   if (!find_pc_partial_function (pc, NULL, &func_addr, &func_end))
883     return pc;
884
885   post_prologue_pc = skip_prologue_using_sal (gdbarch, func_addr);
886   if (post_prologue_pc != 0)
887     return std::max (pc, post_prologue_pc);
888
889   {
890     CORE_ADDR prologue_end = pc;
891     struct avr_unwind_cache info = {0};
892     struct trad_frame_saved_reg saved_regs[AVR_NUM_REGS];
893
894     info.saved_regs = saved_regs;
895     
896     /* Need to run the prologue scanner to figure out if the function has a
897        prologue and possibly skip over moving arguments passed via registers
898        to other registers.  */
899     
900     prologue_end = avr_scan_prologue (gdbarch, func_addr, func_end, &info);
901     
902     if (info.prologue_type != AVR_PROLOGUE_NONE)
903       return prologue_end;
904   }
905
906   /* Either we didn't find the start of this function (nothing we can do),
907      or there's no line info, or the line after the prologue is after
908      the end of the function (there probably isn't a prologue).  */
909
910   return pc;
911 }
912
913 /* Not all avr devices support the BREAK insn.  Those that don't should treat
914    it as a NOP.  Thus, it should be ok.  Since the avr is currently a remote
915    only target, this shouldn't be a problem (I hope).  TRoth/2003-05-14  */
916
917 constexpr gdb_byte avr_break_insn [] = { 0x98, 0x95 };
918
919 typedef BP_MANIPULATION (avr_break_insn) avr_breakpoint;
920
921 /* Determine, for architecture GDBARCH, how a return value of TYPE
922    should be returned.  If it is supposed to be returned in registers,
923    and READBUF is non-zero, read the appropriate value from REGCACHE,
924    and copy it into READBUF.  If WRITEBUF is non-zero, write the value
925    from WRITEBUF into REGCACHE.  */
926
927 static enum return_value_convention
928 avr_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
929                   struct type *valtype, struct regcache *regcache,
930                   gdb_byte *readbuf, const gdb_byte *writebuf)
931 {
932   int i;
933   /* Single byte are returned in r24.
934      Otherwise, the MSB of the return value is always in r25, calculate which
935      register holds the LSB.  */
936   int lsb_reg;
937
938   if ((TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_STRUCT
939        || TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_UNION
940        || TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_ARRAY)
941       && TYPE_LENGTH (valtype) > 8)
942     return RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
943
944   if (TYPE_LENGTH (valtype) <= 2)
945     lsb_reg = 24;
946   else if (TYPE_LENGTH (valtype) <= 4)
947     lsb_reg = 22;
948   else if (TYPE_LENGTH (valtype) <= 8)
949     lsb_reg = 18;
950   else
951     gdb_assert_not_reached ("unexpected type length");
952
953   if (writebuf != NULL)
954     {
955       for (i = 0; i < TYPE_LENGTH (valtype); i++)
956         regcache->cooked_write (lsb_reg + i, writebuf + i);
957     }
958
959   if (readbuf != NULL)
960     {
961       for (i = 0; i < TYPE_LENGTH (valtype); i++)
962         regcache->cooked_read (lsb_reg + i, readbuf + i);
963     }
964
965   return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
966 }
967
968
969 /* Put here the code to store, into fi->saved_regs, the addresses of
970    the saved registers of frame described by FRAME_INFO.  This
971    includes special registers such as pc and fp saved in special ways
972    in the stack frame.  sp is even more special: the address we return
973    for it IS the sp for the next frame.  */
974
975 static struct avr_unwind_cache *
976 avr_frame_unwind_cache (struct frame_info *this_frame,
977                         void **this_prologue_cache)
978 {
979   CORE_ADDR start_pc, current_pc;
980   ULONGEST prev_sp;
981   ULONGEST this_base;
982   struct avr_unwind_cache *info;
983   struct gdbarch *gdbarch;
984   struct gdbarch_tdep *tdep;
985   int i;
986
987   if (*this_prologue_cache)
988     return (struct avr_unwind_cache *) *this_prologue_cache;
989
990   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct avr_unwind_cache);
991   *this_prologue_cache = info;
992   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
993
994   info->size = 0;
995   info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_NONE;
996
997   start_pc = get_frame_func (this_frame);
998   current_pc = get_frame_pc (this_frame);
999   if ((start_pc > 0) && (start_pc <= current_pc))
1000     avr_scan_prologue (get_frame_arch (this_frame),
1001                        start_pc, current_pc, info);
1002
1003   if ((info->prologue_type != AVR_PROLOGUE_NONE)
1004       && (info->prologue_type != AVR_PROLOGUE_MAIN))
1005     {
1006       ULONGEST high_base;       /* High byte of FP */
1007
1008       /* The SP was moved to the FP.  This indicates that a new frame
1009          was created.  Get THIS frame's FP value by unwinding it from
1010          the next frame.  */
1011       this_base = get_frame_register_unsigned (this_frame, AVR_FP_REGNUM);
1012       high_base = get_frame_register_unsigned (this_frame, AVR_FP_REGNUM + 1);
1013       this_base += (high_base << 8);
1014       
1015       /* The FP points at the last saved register.  Adjust the FP back
1016          to before the first saved register giving the SP.  */
1017       prev_sp = this_base + info->size; 
1018    }
1019   else
1020     {
1021       /* Assume that the FP is this frame's SP but with that pushed
1022          stack space added back.  */
1023       this_base = get_frame_register_unsigned (this_frame, AVR_SP_REGNUM);
1024       prev_sp = this_base + info->size;
1025     }
1026
1027   /* Add 1 here to adjust for the post-decrement nature of the push
1028      instruction.*/
1029   info->prev_sp = avr_make_saddr (prev_sp + 1);
1030   info->base = avr_make_saddr (this_base);
1031
1032   gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
1033
1034   /* Adjust all the saved registers so that they contain addresses and not
1035      offsets.  */
1036   for (i = 0; i < gdbarch_num_regs (gdbarch) - 1; i++)
1037     if (info->saved_regs[i].addr > 0)
1038       info->saved_regs[i].addr = info->prev_sp - info->saved_regs[i].addr;
1039
1040   /* Except for the main and startup code, the return PC is always saved on
1041      the stack and is at the base of the frame.  */
1042
1043   if (info->prologue_type != AVR_PROLOGUE_MAIN)
1044     info->saved_regs[AVR_PC_REGNUM].addr = info->prev_sp;
1045
1046   /* The previous frame's SP needed to be computed.  Save the computed
1047      value.  */
1048   tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1049   trad_frame_set_value (info->saved_regs, AVR_SP_REGNUM,
1050                         info->prev_sp - 1 + tdep->call_length);
1051
1052   return info;
1053 }
1054
1055 static CORE_ADDR
1056 avr_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
1057 {
1058   ULONGEST pc;
1059
1060   pc = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, AVR_PC_REGNUM);
1061
1062   return avr_make_iaddr (pc);
1063 }
1064
1065 static CORE_ADDR
1066 avr_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
1067 {
1068   ULONGEST sp;
1069
1070   sp = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, AVR_SP_REGNUM);
1071
1072   return avr_make_saddr (sp);
1073 }
1074
1075 /* Given a GDB frame, determine the address of the calling function's
1076    frame.  This will be used to create a new GDB frame struct.  */
1077
1078 static void
1079 avr_frame_this_id (struct frame_info *this_frame,
1080                    void **this_prologue_cache,
1081                    struct frame_id *this_id)
1082 {
1083   struct avr_unwind_cache *info
1084     = avr_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
1085   CORE_ADDR base;
1086   CORE_ADDR func;
1087   struct frame_id id;
1088
1089   /* The FUNC is easy.  */
1090   func = get_frame_func (this_frame);
1091
1092   /* Hopefully the prologue analysis either correctly determined the
1093      frame's base (which is the SP from the previous frame), or set
1094      that base to "NULL".  */
1095   base = info->prev_sp;
1096   if (base == 0)
1097     return;
1098
1099   id = frame_id_build (base, func);
1100   (*this_id) = id;
1101 }
1102
1103 static struct value *
1104 avr_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame,
1105                          void **this_prologue_cache, int regnum)
1106 {
1107   struct avr_unwind_cache *info
1108     = avr_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
1109
1110   if (regnum == AVR_PC_REGNUM || regnum == AVR_PSEUDO_PC_REGNUM)
1111     {
1112       if (trad_frame_addr_p (info->saved_regs, AVR_PC_REGNUM))
1113         {
1114           /* Reading the return PC from the PC register is slightly
1115              abnormal.  register_size(AVR_PC_REGNUM) says it is 4 bytes,
1116              but in reality, only two bytes (3 in upcoming mega256) are
1117              stored on the stack.
1118
1119              Also, note that the value on the stack is an addr to a word
1120              not a byte, so we will need to multiply it by two at some
1121              point. 
1122
1123              And to confuse matters even more, the return address stored
1124              on the stack is in big endian byte order, even though most
1125              everything else about the avr is little endian.  Ick!  */
1126           ULONGEST pc;
1127           int i;
1128           gdb_byte buf[3];
1129           struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
1130           struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1131
1132           read_memory (info->saved_regs[AVR_PC_REGNUM].addr,
1133                        buf, tdep->call_length);
1134
1135           /* Extract the PC read from memory as a big-endian.  */
1136           pc = 0;
1137           for (i = 0; i < tdep->call_length; i++)
1138             pc = (pc << 8) | buf[i];
1139
1140           if (regnum == AVR_PC_REGNUM)
1141             pc <<= 1;
1142
1143           return frame_unwind_got_constant (this_frame, regnum, pc);
1144         }
1145
1146       return frame_unwind_got_optimized (this_frame, regnum);
1147     }
1148
1149   return trad_frame_get_prev_register (this_frame, info->saved_regs, regnum);
1150 }
1151
1152 static const struct frame_unwind avr_frame_unwind = {
1153   NORMAL_FRAME,
1154   default_frame_unwind_stop_reason,
1155   avr_frame_this_id,
1156   avr_frame_prev_register,
1157   NULL,
1158   default_frame_sniffer
1159 };
1160
1161 static CORE_ADDR
1162 avr_frame_base_address (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
1163 {
1164   struct avr_unwind_cache *info
1165     = avr_frame_unwind_cache (this_frame, this_cache);
1166
1167   return info->base;
1168 }
1169
1170 static const struct frame_base avr_frame_base = {
1171   &avr_frame_unwind,
1172   avr_frame_base_address,
1173   avr_frame_base_address,
1174   avr_frame_base_address
1175 };
1176
1177 /* Assuming THIS_FRAME is a dummy, return the frame ID of that dummy
1178    frame.  The frame ID's base needs to match the TOS value saved by
1179    save_dummy_frame_tos(), and the PC match the dummy frame's breakpoint.  */
1180
1181 static struct frame_id
1182 avr_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
1183 {
1184   ULONGEST base;
1185
1186   base = get_frame_register_unsigned (this_frame, AVR_SP_REGNUM);
1187   return frame_id_build (avr_make_saddr (base), get_frame_pc (this_frame));
1188 }
1189
1190 /* When arguments must be pushed onto the stack, they go on in reverse
1191    order.  The below implements a FILO (stack) to do this.  */
1192
1193 struct stack_item
1194 {
1195   int len;
1196   struct stack_item *prev;
1197   gdb_byte *data;
1198 };
1199
1200 static struct stack_item *
1201 push_stack_item (struct stack_item *prev, const bfd_byte *contents, int len)
1202 {
1203   struct stack_item *si;
1204   si = XNEW (struct stack_item);
1205   si->data = (gdb_byte *) xmalloc (len);
1206   si->len = len;
1207   si->prev = prev;
1208   memcpy (si->data, contents, len);
1209   return si;
1210 }
1211
1212 static struct stack_item *pop_stack_item (struct stack_item *si);
1213 static struct stack_item *
1214 pop_stack_item (struct stack_item *si)
1215 {
1216   struct stack_item *dead = si;
1217   si = si->prev;
1218   xfree (dead->data);
1219   xfree (dead);
1220   return si;
1221 }
1222
1223 /* Setup the function arguments for calling a function in the inferior.
1224
1225    On the AVR architecture, there are 18 registers (R25 to R8) which are
1226    dedicated for passing function arguments.  Up to the first 18 arguments
1227    (depending on size) may go into these registers.  The rest go on the stack.
1228
1229    All arguments are aligned to start in even-numbered registers (odd-sized
1230    arguments, including char, have one free register above them).  For example,
1231    an int in arg1 and a char in arg2 would be passed as such:
1232
1233       arg1 -> r25:r24
1234       arg2 -> r22
1235
1236    Arguments that are larger than 2 bytes will be split between two or more
1237    registers as available, but will NOT be split between a register and the
1238    stack.  Arguments that go onto the stack are pushed last arg first (this is
1239    similar to the d10v).  */
1240
1241 /* NOTE: TRoth/2003-06-17: The rest of this comment is old looks to be
1242    inaccurate.
1243
1244    An exceptional case exists for struct arguments (and possibly other
1245    aggregates such as arrays) -- if the size is larger than WORDSIZE bytes but
1246    not a multiple of WORDSIZE bytes.  In this case the argument is never split
1247    between the registers and the stack, but instead is copied in its entirety
1248    onto the stack, AND also copied into as many registers as there is room
1249    for.  In other words, space in registers permitting, two copies of the same
1250    argument are passed in.  As far as I can tell, only the one on the stack is
1251    used, although that may be a function of the level of compiler
1252    optimization.  I suspect this is a compiler bug.  Arguments of these odd
1253    sizes are left-justified within the word (as opposed to arguments smaller
1254    than WORDSIZE bytes, which are right-justified).
1255  
1256    If the function is to return an aggregate type such as a struct, the caller
1257    must allocate space into which the callee will copy the return value.  In
1258    this case, a pointer to the return value location is passed into the callee
1259    in register R0, which displaces one of the other arguments passed in via
1260    registers R0 to R2.  */
1261
1262 static CORE_ADDR
1263 avr_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
1264                      struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr,
1265                      int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
1266                      function_call_return_method return_method,
1267                      CORE_ADDR struct_addr)
1268 {
1269   int i;
1270   gdb_byte buf[3];
1271   int call_length = gdbarch_tdep (gdbarch)->call_length;
1272   CORE_ADDR return_pc = avr_convert_iaddr_to_raw (bp_addr);
1273   int regnum = AVR_ARGN_REGNUM;
1274   struct stack_item *si = NULL;
1275
1276   if (return_method == return_method_struct)
1277     {
1278       regcache_cooked_write_unsigned
1279         (regcache, regnum--, (struct_addr >> 8) & 0xff);
1280       regcache_cooked_write_unsigned
1281         (regcache, regnum--, struct_addr & 0xff);
1282       /* SP being post decremented, we need to reserve one byte so that the
1283          return address won't overwrite the result (or vice-versa).  */
1284       if (sp == struct_addr)
1285         sp--;
1286     }
1287
1288   for (i = 0; i < nargs; i++)
1289     {
1290       int last_regnum;
1291       int j;
1292       struct value *arg = args[i];
1293       struct type *type = check_typedef (value_type (arg));
1294       const bfd_byte *contents = value_contents (arg);
1295       int len = TYPE_LENGTH (type);
1296
1297       /* Calculate the potential last register needed.
1298          E.g. For length 2, registers regnum and regnum-1 (say 25 and 24)
1299          shall be used. So, last needed register will be regnum-1(24).  */
1300       last_regnum = regnum - (len + (len & 1)) + 1;
1301
1302       /* If there are registers available, use them.  Once we start putting
1303          stuff on the stack, all subsequent args go on stack.  */
1304       if ((si == NULL) && (last_regnum >= AVR_LAST_ARG_REGNUM))
1305         {
1306           /* Skip a register for odd length args.  */
1307           if (len & 1)
1308             regnum--;
1309
1310           /* Write MSB of argument into register and subsequent bytes in
1311              decreasing register numbers.  */
1312           for (j = 0; j < len; j++)
1313             regcache_cooked_write_unsigned
1314               (regcache, regnum--, contents[len - j - 1]);
1315         }
1316       /* No registers available, push the args onto the stack.  */
1317       else
1318         {
1319           /* From here on, we don't care about regnum.  */
1320           si = push_stack_item (si, contents, len);
1321         }
1322     }
1323
1324   /* Push args onto the stack.  */
1325   while (si)
1326     {
1327       sp -= si->len;
1328       /* Add 1 to sp here to account for post decr nature of pushes.  */
1329       write_memory (sp + 1, si->data, si->len);
1330       si = pop_stack_item (si);
1331     }
1332
1333   /* Set the return address.  For the avr, the return address is the BP_ADDR.
1334      Need to push the return address onto the stack noting that it needs to be
1335      in big-endian order on the stack.  */
1336   for (i = 1; i <= call_length; i++)
1337     {
1338       buf[call_length - i] = return_pc & 0xff;
1339       return_pc >>= 8;
1340     }
1341
1342   sp -= call_length;
1343   /* Use 'sp + 1' since pushes are post decr ops.  */
1344   write_memory (sp + 1, buf, call_length);
1345
1346   /* Finally, update the SP register.  */
1347   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AVR_SP_REGNUM,
1348                                   avr_convert_saddr_to_raw (sp));
1349
1350   /* Return SP value for the dummy frame, where the return address hasn't been
1351      pushed.  */
1352   return sp + call_length;
1353 }
1354
1355 /* Unfortunately dwarf2 register for SP is 32.  */
1356
1357 static int
1358 avr_dwarf_reg_to_regnum (struct gdbarch *gdbarch, int reg)
1359 {
1360   if (reg >= 0 && reg < 32)
1361     return reg;
1362   if (reg == 32)
1363     return AVR_SP_REGNUM;
1364   return -1;
1365 }
1366
1367 /* Implementation of `address_class_type_flags' gdbarch method.
1368
1369    This method maps DW_AT_address_class attributes to a
1370    type_instance_flag_value.  */
1371
1372 static int
1373 avr_address_class_type_flags (int byte_size, int dwarf2_addr_class)
1374 {
1375   /* The value 1 of the DW_AT_address_class attribute corresponds to the
1376      __flash qualifier.  Note that this attribute is only valid with
1377      pointer types and therefore the flag is set to the pointer type and
1378      not its target type.  */
1379   if (dwarf2_addr_class == 1 && byte_size == 2)
1380     return AVR_TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_FLASH;
1381   return 0;
1382 }
1383
1384 /* Implementation of `address_class_type_flags_to_name' gdbarch method.
1385
1386    Convert a type_instance_flag_value to an address space qualifier.  */
1387
1388 static const char*
1389 avr_address_class_type_flags_to_name (struct gdbarch *gdbarch, int type_flags)
1390 {
1391   if (type_flags & AVR_TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_FLASH)
1392     return "flash";
1393   else
1394     return NULL;
1395 }
1396
1397 /* Implementation of `address_class_name_to_type_flags' gdbarch method.
1398
1399    Convert an address space qualifier to a type_instance_flag_value.  */
1400
1401 static int
1402 avr_address_class_name_to_type_flags (struct gdbarch *gdbarch,
1403                                       const char* name,
1404                                       int *type_flags_ptr)
1405 {
1406   if (strcmp (name, "flash") == 0)
1407     {
1408       *type_flags_ptr = AVR_TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_FLASH;
1409       return 1;
1410     }
1411   else
1412     return 0;
1413 }
1414
1415 /* Initialize the gdbarch structure for the AVR's.  */
1416
1417 static struct gdbarch *
1418 avr_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
1419 {
1420   struct gdbarch *gdbarch;
1421   struct gdbarch_tdep *tdep;
1422   struct gdbarch_list *best_arch;
1423   int call_length;
1424
1425   /* Avr-6 call instructions save 3 bytes.  */
1426   switch (info.bfd_arch_info->mach)
1427     {
1428     case bfd_mach_avr1:
1429     case bfd_mach_avrxmega1:
1430     case bfd_mach_avr2:
1431     case bfd_mach_avrxmega2:
1432     case bfd_mach_avr3:
1433     case bfd_mach_avrxmega3:
1434     case bfd_mach_avr4:
1435     case bfd_mach_avrxmega4:
1436     case bfd_mach_avr5:
1437     case bfd_mach_avrxmega5:
1438     default:
1439       call_length = 2;
1440       break;
1441     case bfd_mach_avr6:
1442     case bfd_mach_avrxmega6:
1443     case bfd_mach_avrxmega7:
1444       call_length = 3;
1445       break;
1446     }
1447
1448   /* If there is already a candidate, use it.  */
1449   for (best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
1450        best_arch != NULL;
1451        best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (best_arch->next, &info))
1452     {
1453       if (gdbarch_tdep (best_arch->gdbarch)->call_length == call_length)
1454         return best_arch->gdbarch;
1455     }
1456
1457   /* None found, create a new architecture from the information provided.  */
1458   tdep = XCNEW (struct gdbarch_tdep);
1459   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
1460   
1461   tdep->call_length = call_length;
1462
1463   /* Create a type for PC.  We can't use builtin types here, as they may not
1464      be defined.  */
1465   tdep->void_type = arch_type (gdbarch, TYPE_CODE_VOID, TARGET_CHAR_BIT,
1466                                "void");
1467   tdep->func_void_type = make_function_type (tdep->void_type, NULL);
1468   tdep->pc_type = arch_pointer_type (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT, NULL,
1469                                      tdep->func_void_type);
1470
1471   set_gdbarch_short_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1472   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1473   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1474   set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 8 * TARGET_CHAR_BIT);
1475   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1476   set_gdbarch_addr_bit (gdbarch, 32);
1477
1478   set_gdbarch_wchar_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1479   set_gdbarch_wchar_signed (gdbarch, 1);
1480
1481   set_gdbarch_float_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1482   set_gdbarch_double_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1483   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1484
1485   set_gdbarch_float_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
1486   set_gdbarch_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
1487   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
1488
1489   set_gdbarch_read_pc (gdbarch, avr_read_pc);
1490   set_gdbarch_write_pc (gdbarch, avr_write_pc);
1491
1492   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, AVR_NUM_REGS);
1493
1494   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, AVR_SP_REGNUM);
1495   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, AVR_PC_REGNUM);
1496
1497   set_gdbarch_register_name (gdbarch, avr_register_name);
1498   set_gdbarch_register_type (gdbarch, avr_register_type);
1499
1500   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, AVR_NUM_PSEUDO_REGS);
1501   set_gdbarch_pseudo_register_read (gdbarch, avr_pseudo_register_read);
1502   set_gdbarch_pseudo_register_write (gdbarch, avr_pseudo_register_write);
1503
1504   set_gdbarch_return_value (gdbarch, avr_return_value);
1505
1506   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, avr_push_dummy_call);
1507
1508   set_gdbarch_dwarf2_reg_to_regnum (gdbarch, avr_dwarf_reg_to_regnum);
1509
1510   set_gdbarch_address_to_pointer (gdbarch, avr_address_to_pointer);
1511   set_gdbarch_pointer_to_address (gdbarch, avr_pointer_to_address);
1512   set_gdbarch_integer_to_address (gdbarch, avr_integer_to_address);
1513
1514   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, avr_skip_prologue);
1515   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
1516
1517   set_gdbarch_breakpoint_kind_from_pc (gdbarch, avr_breakpoint::kind_from_pc);
1518   set_gdbarch_sw_breakpoint_from_kind (gdbarch, avr_breakpoint::bp_from_kind);
1519
1520   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &avr_frame_unwind);
1521   frame_base_set_default (gdbarch, &avr_frame_base);
1522
1523   set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, avr_dummy_id);
1524
1525   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, avr_unwind_pc);
1526   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, avr_unwind_sp);
1527
1528   set_gdbarch_address_class_type_flags (gdbarch, avr_address_class_type_flags);
1529   set_gdbarch_address_class_name_to_type_flags
1530     (gdbarch, avr_address_class_name_to_type_flags);
1531   set_gdbarch_address_class_type_flags_to_name
1532     (gdbarch, avr_address_class_type_flags_to_name);
1533
1534   return gdbarch;
1535 }
1536
1537 /* Send a query request to the avr remote target asking for values of the io
1538    registers.  If args parameter is not NULL, then the user has requested info
1539    on a specific io register [This still needs implemented and is ignored for
1540    now].  The query string should be one of these forms:
1541
1542    "Ravr.io_reg" -> reply is "NN" number of io registers
1543
1544    "Ravr.io_reg:addr,len" where addr is first register and len is number of
1545    registers to be read.  The reply should be "<NAME>,VV;" for each io register
1546    where, <NAME> is a string, and VV is the hex value of the register.
1547
1548    All io registers are 8-bit.  */
1549
1550 static void
1551 avr_io_reg_read_command (const char *args, int from_tty)
1552 {
1553   char query[400];
1554   unsigned int nreg = 0;
1555   unsigned int val;
1556
1557   /* Find out how many io registers the target has.  */
1558   gdb::optional<gdb::byte_vector> buf
1559     = target_read_alloc (current_top_target (), TARGET_OBJECT_AVR, "avr.io_reg");
1560
1561   if (!buf)
1562     {
1563       fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
1564                           _("ERR: info io_registers NOT supported "
1565                             "by current target\n"));
1566       return;
1567     }
1568
1569   const char *bufstr = (const char *) buf->data ();
1570
1571   if (sscanf (bufstr, "%x", &nreg) != 1)
1572     {
1573       fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
1574                           _("Error fetching number of io registers\n"));
1575       return;
1576     }
1577
1578   reinitialize_more_filter ();
1579
1580   printf_unfiltered (_("Target has %u io registers:\n\n"), nreg);
1581
1582   /* only fetch up to 8 registers at a time to keep the buffer small */
1583   int step = 8;
1584
1585   for (int i = 0; i < nreg; i += step)
1586     {
1587       /* how many registers this round? */
1588       int j = step;
1589       if ((i+j) >= nreg)
1590         j = nreg - i;           /* last block is less than 8 registers */
1591
1592       snprintf (query, sizeof (query) - 1, "avr.io_reg:%x,%x", i, j);
1593       buf = target_read_alloc (current_top_target (), TARGET_OBJECT_AVR, query);
1594
1595       if (!buf)
1596         {
1597           fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
1598                               _("ERR: error reading avr.io_reg:%x,%x\n"),
1599                               i, j);
1600           return;
1601         }
1602
1603       const char *p = (const char *) buf->data ();
1604       for (int k = i; k < (i + j); k++)
1605         {
1606           if (sscanf (p, "%[^,],%x;", query, &val) == 2)
1607             {
1608               printf_filtered ("[%02x] %-15s : %02x\n", k, query, val);
1609               while ((*p != ';') && (*p != '\0'))
1610                 p++;
1611               p++;              /* skip over ';' */
1612               if (*p == '\0')
1613                 break;
1614             }
1615         }
1616     }
1617 }
1618
1619 void
1620 _initialize_avr_tdep (void)
1621 {
1622   register_gdbarch_init (bfd_arch_avr, avr_gdbarch_init);
1623
1624   /* Add a new command to allow the user to query the avr remote target for
1625      the values of the io space registers in a saner way than just using
1626      `x/NNNb ADDR`.  */
1627
1628   /* FIXME: TRoth/2002-02-18: This should probably be changed to 'info avr
1629      io_registers' to signify it is not available on other platforms.  */
1630
1631   add_info ("io_registers", avr_io_reg_read_command,
1632             _("query remote avr target for io space register values"));
1633 }