Copyright year update in most files of the GDB Project.
[external/binutils.git] / gdb / avr-tdep.c
1 /* Target-dependent code for Atmel AVR, for GDB.
2
3    Copyright (C) 1996-2012 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 "gdb_string.h"
38 #include "dis-asm.h"
39
40 /* AVR Background:
41
42    (AVR micros are pure Harvard Architecture processors.)
43
44    The AVR family of microcontrollers have three distinctly different memory
45    spaces: flash, sram and eeprom.  The flash is 16 bits wide and is used for
46    the most part to store program instructions.  The sram is 8 bits wide and is
47    used for the stack and the heap.  Some devices lack sram and some can have
48    an additional external sram added on as a peripheral.
49
50    The eeprom is 8 bits wide and is used to store data when the device is
51    powered down.  Eeprom is not directly accessible, it can only be accessed
52    via io-registers using a special algorithm.  Accessing eeprom via gdb's
53    remote serial protocol ('m' or 'M' packets) looks difficult to do and is
54    not included at this time.
55
56    [The eeprom could be read manually via ``x/b <eaddr + AVR_EMEM_START>'' or
57    written using ``set {unsigned char}<eaddr + AVR_EMEM_START>''.  For this to
58    work, the remote target must be able to handle eeprom accesses and perform
59    the address translation.]
60
61    All three memory spaces have physical addresses beginning at 0x0.  In
62    addition, the flash is addressed by gcc/binutils/gdb with respect to 8 bit
63    bytes instead of the 16 bit wide words used by the real device for the
64    Program Counter.
65
66    In order for remote targets to work correctly, extra bits must be added to
67    addresses before they are send to the target or received from the target
68    via the remote serial protocol.  The extra bits are the MSBs and are used to
69    decode which memory space the address is referring to.  */
70
71 #undef XMALLOC
72 #define XMALLOC(TYPE) ((TYPE*) xmalloc (sizeof (TYPE)))
73
74 /* Constants: prefixed with AVR_ to avoid name space clashes */
75
76 enum
77 {
78   AVR_REG_W = 24,
79   AVR_REG_X = 26,
80   AVR_REG_Y = 28,
81   AVR_FP_REGNUM = 28,
82   AVR_REG_Z = 30,
83
84   AVR_SREG_REGNUM = 32,
85   AVR_SP_REGNUM = 33,
86   AVR_PC_REGNUM = 34,
87
88   AVR_NUM_REGS = 32 + 1 /*SREG*/ + 1 /*SP*/ + 1 /*PC*/,
89   AVR_NUM_REG_BYTES = 32 + 1 /*SREG*/ + 2 /*SP*/ + 4 /*PC*/,
90
91   /* Pseudo registers.  */
92   AVR_PSEUDO_PC_REGNUM = 35,
93   AVR_NUM_PSEUDO_REGS = 1,
94
95   AVR_PC_REG_INDEX = 35,        /* index into array of registers */
96
97   AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE = 64,   /* bytes */
98
99   /* Count of pushed registers.  From r2 to r17 (inclusively), r28, r29 */
100   AVR_MAX_PUSHES = 18,
101
102   /* Number of the last pushed register.  r17 for current avr-gcc */
103   AVR_LAST_PUSHED_REGNUM = 17,
104
105   AVR_ARG1_REGNUM = 24,         /* Single byte argument */
106   AVR_ARGN_REGNUM = 25,         /* Multi byte argments */
107
108   AVR_RET1_REGNUM = 24,         /* Single byte return value */
109   AVR_RETN_REGNUM = 25,         /* Multi byte return value */
110
111   /* FIXME: TRoth/2002-01-??: Can we shift all these memory masks left 8
112      bits?  Do these have to match the bfd vma values?  It sure would make
113      things easier in the future if they didn't need to match.
114
115      Note: I chose these values so as to be consistent with bfd vma
116      addresses.
117
118      TRoth/2002-04-08: There is already a conflict with very large programs
119      in the mega128.  The mega128 has 128K instruction bytes (64K words),
120      thus the Most Significant Bit is 0x10000 which gets masked off my
121      AVR_MEM_MASK.
122
123      The problem manifests itself when trying to set a breakpoint in a
124      function which resides in the upper half of the instruction space and
125      thus requires a 17-bit address.
126
127      For now, I've just removed the EEPROM mask and changed AVR_MEM_MASK
128      from 0x00ff0000 to 0x00f00000.  Eeprom is not accessible from gdb yet,
129      but could be for some remote targets by just adding the correct offset
130      to the address and letting the remote target handle the low-level
131      details of actually accessing the eeprom.  */
132
133   AVR_IMEM_START = 0x00000000,  /* INSN memory */
134   AVR_SMEM_START = 0x00800000,  /* SRAM memory */
135 #if 1
136   /* No eeprom mask defined */
137   AVR_MEM_MASK = 0x00f00000,    /* mask to determine memory space */
138 #else
139   AVR_EMEM_START = 0x00810000,  /* EEPROM memory */
140   AVR_MEM_MASK = 0x00ff0000,    /* mask to determine memory space */
141 #endif
142 };
143
144 /* Prologue types:
145
146    NORMAL and CALL are the typical types (the -mcall-prologues gcc option
147    causes the generation of the CALL type prologues).  */
148
149 enum {
150     AVR_PROLOGUE_NONE,              /* No prologue */
151     AVR_PROLOGUE_NORMAL,
152     AVR_PROLOGUE_CALL,              /* -mcall-prologues */
153     AVR_PROLOGUE_MAIN,
154     AVR_PROLOGUE_INTR,              /* interrupt handler */
155     AVR_PROLOGUE_SIG,               /* signal handler */
156 };
157
158 /* Any function with a frame looks like this
159    .......    <-SP POINTS HERE
160    LOCALS1    <-FP POINTS HERE
161    LOCALS0
162    SAVED FP
163    SAVED R3
164    SAVED R2
165    RET PC
166    FIRST ARG
167    SECOND ARG */
168
169 struct avr_unwind_cache
170 {
171   /* The previous frame's inner most stack address.  Used as this
172      frame ID's stack_addr.  */
173   CORE_ADDR prev_sp;
174   /* The frame's base, optionally used by the high-level debug info.  */
175   CORE_ADDR base;
176   int size;
177   int prologue_type;
178   /* Table indicating the location of each and every register.  */
179   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
180 };
181
182 struct gdbarch_tdep
183 {
184   /* Number of bytes stored to the stack by call instructions.
185      2 bytes for avr1-5, 3 bytes for avr6.  */
186   int call_length;
187
188   /* Type for void.  */
189   struct type *void_type;
190   /* Type for a function returning void.  */
191   struct type *func_void_type;
192   /* Type for a pointer to a function.  Used for the type of PC.  */
193   struct type *pc_type;
194 };
195
196 /* Lookup the name of a register given it's number.  */
197
198 static const char *
199 avr_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
200 {
201   static const char * const register_names[] = {
202     "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "r6", "r7",
203     "r8", "r9", "r10", "r11", "r12", "r13", "r14", "r15",
204     "r16", "r17", "r18", "r19", "r20", "r21", "r22", "r23",
205     "r24", "r25", "r26", "r27", "r28", "r29", "r30", "r31",
206     "SREG", "SP", "PC2",
207     "pc"
208   };
209   if (regnum < 0)
210     return NULL;
211   if (regnum >= (sizeof (register_names) / sizeof (*register_names)))
212     return NULL;
213   return register_names[regnum];
214 }
215
216 /* Return the GDB type object for the "standard" data type
217    of data in register N.  */
218
219 static struct type *
220 avr_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int reg_nr)
221 {
222   if (reg_nr == AVR_PC_REGNUM)
223     return builtin_type (gdbarch)->builtin_uint32;
224   if (reg_nr == AVR_PSEUDO_PC_REGNUM)
225     return gdbarch_tdep (gdbarch)->pc_type;
226   if (reg_nr == AVR_SP_REGNUM)
227     return builtin_type (gdbarch)->builtin_data_ptr;
228   return builtin_type (gdbarch)->builtin_uint8;
229 }
230
231 /* Instruction address checks and convertions.  */
232
233 static CORE_ADDR
234 avr_make_iaddr (CORE_ADDR x)
235 {
236   return ((x) | AVR_IMEM_START);
237 }
238
239 /* FIXME: TRoth: Really need to use a larger mask for instructions.  Some
240    devices are already up to 128KBytes of flash space.
241
242    TRoth/2002-04-8: See comment above where AVR_IMEM_START is defined.  */
243
244 static CORE_ADDR
245 avr_convert_iaddr_to_raw (CORE_ADDR x)
246 {
247   return ((x) & 0xffffffff);
248 }
249
250 /* SRAM address checks and convertions.  */
251
252 static CORE_ADDR
253 avr_make_saddr (CORE_ADDR x)
254 {
255   /* Return 0 for NULL.  */
256   if (x == 0)
257     return 0;
258
259   return ((x) | AVR_SMEM_START);
260 }
261
262 static CORE_ADDR
263 avr_convert_saddr_to_raw (CORE_ADDR x)
264 {
265   return ((x) & 0xffffffff);
266 }
267
268 /* EEPROM address checks and convertions.  I don't know if these will ever
269    actually be used, but I've added them just the same.  TRoth */
270
271 /* TRoth/2002-04-08: Commented out for now to allow fix for problem with large
272    programs in the mega128.  */
273
274 /*  static CORE_ADDR */
275 /*  avr_make_eaddr (CORE_ADDR x) */
276 /*  { */
277 /*    return ((x) | AVR_EMEM_START); */
278 /*  } */
279
280 /*  static int */
281 /*  avr_eaddr_p (CORE_ADDR x) */
282 /*  { */
283 /*    return (((x) & AVR_MEM_MASK) == AVR_EMEM_START); */
284 /*  } */
285
286 /*  static CORE_ADDR */
287 /*  avr_convert_eaddr_to_raw (CORE_ADDR x) */
288 /*  { */
289 /*    return ((x) & 0xffffffff); */
290 /*  } */
291
292 /* Convert from address to pointer and vice-versa.  */
293
294 static void
295 avr_address_to_pointer (struct gdbarch *gdbarch,
296                         struct type *type, gdb_byte *buf, CORE_ADDR addr)
297 {
298   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
299
300   /* Is it a code address?  */
301   if (TYPE_CODE (TYPE_TARGET_TYPE (type)) == TYPE_CODE_FUNC
302       || TYPE_CODE (TYPE_TARGET_TYPE (type)) == TYPE_CODE_METHOD)
303     {
304       store_unsigned_integer (buf, TYPE_LENGTH (type), byte_order,
305                               avr_convert_iaddr_to_raw (addr >> 1));
306     }
307   else
308     {
309       /* Strip off any upper segment bits.  */
310       store_unsigned_integer (buf, TYPE_LENGTH (type), byte_order,
311                               avr_convert_saddr_to_raw (addr));
312     }
313 }
314
315 static CORE_ADDR
316 avr_pointer_to_address (struct gdbarch *gdbarch,
317                         struct type *type, const gdb_byte *buf)
318 {
319   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
320   CORE_ADDR addr
321     = extract_unsigned_integer (buf, TYPE_LENGTH (type), byte_order);
322
323   /* Is it a code address?  */
324   if (TYPE_CODE (TYPE_TARGET_TYPE (type)) == TYPE_CODE_FUNC
325       || TYPE_CODE (TYPE_TARGET_TYPE (type)) == TYPE_CODE_METHOD
326       || TYPE_CODE_SPACE (TYPE_TARGET_TYPE (type)))
327     return avr_make_iaddr (addr << 1);
328   else
329     return avr_make_saddr (addr);
330 }
331
332 static CORE_ADDR
333 avr_integer_to_address (struct gdbarch *gdbarch,
334                         struct type *type, const gdb_byte *buf)
335 {
336   ULONGEST addr = unpack_long (type, buf);
337
338   return avr_make_saddr (addr);
339 }
340
341 static CORE_ADDR
342 avr_read_pc (struct regcache *regcache)
343 {
344   ULONGEST pc;
345   regcache_cooked_read_unsigned (regcache, AVR_PC_REGNUM, &pc);
346   return avr_make_iaddr (pc);
347 }
348
349 static void
350 avr_write_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR val)
351 {
352   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AVR_PC_REGNUM,
353                                   avr_convert_iaddr_to_raw (val));
354 }
355
356 static enum register_status
357 avr_pseudo_register_read (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
358                           int regnum, gdb_byte *buf)
359 {
360   ULONGEST val;
361   enum register_status status;
362
363   switch (regnum)
364     {
365     case AVR_PSEUDO_PC_REGNUM:
366       status = regcache_raw_read_unsigned (regcache, AVR_PC_REGNUM, &val);
367       if (status != REG_VALID)
368         return status;
369       val >>= 1;
370       store_unsigned_integer (buf, 4, gdbarch_byte_order (gdbarch), val);
371       return status;
372     default:
373       internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
374     }
375 }
376
377 static void
378 avr_pseudo_register_write (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
379                            int regnum, const gdb_byte *buf)
380 {
381   ULONGEST val;
382
383   switch (regnum)
384     {
385     case AVR_PSEUDO_PC_REGNUM:
386       val = extract_unsigned_integer (buf, 4, gdbarch_byte_order (gdbarch));
387       val <<= 1;
388       regcache_raw_write_unsigned (regcache, AVR_PC_REGNUM, val);
389       break;
390     default:
391       internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
392     }
393 }
394
395 /* Function: avr_scan_prologue
396
397    This function decodes an AVR function prologue to determine:
398      1) the size of the stack frame
399      2) which registers are saved on it
400      3) the offsets of saved regs
401    This information is stored in the avr_unwind_cache structure.
402
403    Some devices lack the sbiw instruction, so on those replace this:
404         sbiw    r28, XX
405    with this:
406         subi    r28,lo8(XX)
407         sbci    r29,hi8(XX)
408
409    A typical AVR function prologue with a frame pointer might look like this:
410         push    rXX        ; saved regs
411         ...
412         push    r28
413         push    r29
414         in      r28,__SP_L__
415         in      r29,__SP_H__
416         sbiw    r28,<LOCALS_SIZE>
417         in      __tmp_reg__,__SREG__
418         cli
419         out     __SP_H__,r29
420         out     __SREG__,__tmp_reg__
421         out     __SP_L__,r28
422
423    A typical AVR function prologue without a frame pointer might look like
424    this:
425         push    rXX        ; saved regs
426         ...
427
428    A main function prologue looks like this:
429         ldi     r28,lo8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>)
430         ldi     r29,hi8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>)
431         out     __SP_H__,r29
432         out     __SP_L__,r28
433
434    A signal handler prologue looks like this:
435         push    __zero_reg__
436         push    __tmp_reg__
437         in      __tmp_reg__, __SREG__
438         push    __tmp_reg__
439         clr     __zero_reg__
440         push    rXX             ; save registers r18:r27, r30:r31
441         ...
442         push    r28             ; save frame pointer
443         push    r29
444         in      r28, __SP_L__
445         in      r29, __SP_H__
446         sbiw    r28, <LOCALS_SIZE>
447         out     __SP_H__, r29
448         out     __SP_L__, r28
449         
450    A interrupt handler prologue looks like this:
451         sei
452         push    __zero_reg__
453         push    __tmp_reg__
454         in      __tmp_reg__, __SREG__
455         push    __tmp_reg__
456         clr     __zero_reg__
457         push    rXX             ; save registers r18:r27, r30:r31
458         ...
459         push    r28             ; save frame pointer
460         push    r29
461         in      r28, __SP_L__
462         in      r29, __SP_H__
463         sbiw    r28, <LOCALS_SIZE>
464         cli
465         out     __SP_H__, r29
466         sei     
467         out     __SP_L__, r28
468
469    A `-mcall-prologues' prologue looks like this (Note that the megas use a
470    jmp instead of a rjmp, thus the prologue is one word larger since jmp is a
471    32 bit insn and rjmp is a 16 bit insn):
472         ldi     r26,lo8(<LOCALS_SIZE>)
473         ldi     r27,hi8(<LOCALS_SIZE>)
474         ldi     r30,pm_lo8(.L_foo_body)
475         ldi     r31,pm_hi8(.L_foo_body)
476         rjmp    __prologue_saves__+RRR
477         .L_foo_body:  */
478
479 /* Not really part of a prologue, but still need to scan for it, is when a
480    function prologue moves values passed via registers as arguments to new
481    registers.  In this case, all local variables live in registers, so there
482    may be some register saves.  This is what it looks like:
483         movw    rMM, rNN
484         ...
485
486    There could be multiple movw's.  If the target doesn't have a movw insn, it
487    will use two mov insns.  This could be done after any of the above prologue
488    types.  */
489
490 static CORE_ADDR
491 avr_scan_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc_beg, CORE_ADDR pc_end,
492                    struct avr_unwind_cache *info)
493 {
494   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
495   int i;
496   unsigned short insn;
497   int scan_stage = 0;
498   struct minimal_symbol *msymbol;
499   unsigned char prologue[AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE];
500   int vpc = 0;
501   int len;
502
503   len = pc_end - pc_beg;
504   if (len > AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE)
505     len = AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE;
506
507   /* FIXME: TRoth/2003-06-11: This could be made more efficient by only
508      reading in the bytes of the prologue.  The problem is that the figuring
509      out where the end of the prologue is is a bit difficult.  The old code 
510      tried to do that, but failed quite often.  */
511   read_memory (pc_beg, prologue, len);
512
513   /* Scanning main()'s prologue
514      ldi r28,lo8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>)
515      ldi r29,hi8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>)
516      out __SP_H__,r29
517      out __SP_L__,r28 */
518
519   if (len >= 4)
520     {
521       CORE_ADDR locals;
522       static const unsigned char img[] = {
523         0xde, 0xbf,             /* out __SP_H__,r29 */
524         0xcd, 0xbf              /* out __SP_L__,r28 */
525       };
526
527       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
528       /* ldi r28,lo8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>) */
529       if ((insn & 0xf0f0) == 0xe0c0)
530         {
531           locals = (insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4);
532           insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 2], 2, byte_order);
533           /* ldi r29,hi8(<RAM_ADDR> - <LOCALS_SIZE>) */
534           if ((insn & 0xf0f0) == 0xe0d0)
535             {
536               locals |= ((insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4)) << 8;
537               if (vpc + 4 + sizeof (img) < len
538                   && memcmp (prologue + vpc + 4, img, sizeof (img)) == 0)
539                 {
540                   info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_MAIN;
541                   info->base = locals;
542                   return pc_beg + 4;
543                 }
544             }
545         }
546     }
547
548   /* Scanning `-mcall-prologues' prologue
549      Classic prologue is 10 bytes, mega prologue is a 12 bytes long */
550
551   while (1)     /* Using a while to avoid many goto's */
552     {
553       int loc_size;
554       int body_addr;
555       unsigned num_pushes;
556       int pc_offset = 0;
557
558       /* At least the fifth instruction must have been executed to
559          modify frame shape.  */
560       if (len < 10)
561         break;
562
563       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
564       /* ldi r26,<LOCALS_SIZE> */
565       if ((insn & 0xf0f0) != 0xe0a0)
566         break;
567       loc_size = (insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4);
568       pc_offset += 2;
569
570       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 2], 2, byte_order);
571       /* ldi r27,<LOCALS_SIZE> / 256 */
572       if ((insn & 0xf0f0) != 0xe0b0)
573         break;
574       loc_size |= ((insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4)) << 8;
575       pc_offset += 2;
576
577       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 4], 2, byte_order);
578       /* ldi r30,pm_lo8(.L_foo_body) */
579       if ((insn & 0xf0f0) != 0xe0e0)
580         break;
581       body_addr = (insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4);
582       pc_offset += 2;
583
584       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 6], 2, byte_order);
585       /* ldi r31,pm_hi8(.L_foo_body) */
586       if ((insn & 0xf0f0) != 0xe0f0)
587         break;
588       body_addr |= ((insn & 0xf) | ((insn & 0x0f00) >> 4)) << 8;
589       pc_offset += 2;
590
591       msymbol = lookup_minimal_symbol ("__prologue_saves__", NULL, NULL);
592       if (!msymbol)
593         break;
594
595       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 8], 2, byte_order);
596       /* rjmp __prologue_saves__+RRR */
597       if ((insn & 0xf000) == 0xc000)
598         {
599           /* Extract PC relative offset from RJMP */
600           i = (insn & 0xfff) | (insn & 0x800 ? (-1 ^ 0xfff) : 0);
601           /* Convert offset to byte addressable mode */
602           i *= 2;
603           /* Destination address */
604           i += pc_beg + 10;
605
606           if (body_addr != (pc_beg + 10)/2)
607             break;
608
609           pc_offset += 2;
610         }
611       else if ((insn & 0xfe0e) == 0x940c)
612         {
613           /* Extract absolute PC address from JMP */
614           i = (((insn & 0x1) | ((insn & 0x1f0) >> 3) << 16)
615                | (extract_unsigned_integer (&prologue[vpc + 10], 2, byte_order)
616                   & 0xffff));
617           /* Convert address to byte addressable mode */
618           i *= 2;
619
620           if (body_addr != (pc_beg + 12)/2)
621             break;
622
623           pc_offset += 4;
624         }
625       else
626         break;
627
628       /* Resolve offset (in words) from __prologue_saves__ symbol.
629          Which is a pushes count in `-mcall-prologues' mode */
630       num_pushes = AVR_MAX_PUSHES - (i - SYMBOL_VALUE_ADDRESS (msymbol)) / 2;
631
632       if (num_pushes > AVR_MAX_PUSHES)
633         {
634           fprintf_unfiltered (gdb_stderr, _("Num pushes too large: %d\n"),
635                               num_pushes);
636           num_pushes = 0;
637         }
638
639       if (num_pushes)
640         {
641           int from;
642
643           info->saved_regs[AVR_FP_REGNUM + 1].addr = num_pushes;
644           if (num_pushes >= 2)
645             info->saved_regs[AVR_FP_REGNUM].addr = num_pushes - 1;
646
647           i = 0;
648           for (from = AVR_LAST_PUSHED_REGNUM + 1 - (num_pushes - 2);
649                from <= AVR_LAST_PUSHED_REGNUM; ++from)
650             info->saved_regs [from].addr = ++i;
651         }
652       info->size = loc_size + num_pushes;
653       info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_CALL;
654
655       return pc_beg + pc_offset;
656     }
657
658   /* Scan for the beginning of the prologue for an interrupt or signal
659      function.  Note that we have to set the prologue type here since the
660      third stage of the prologue may not be present (e.g. no saved registered
661      or changing of the SP register).  */
662
663   if (1)
664     {
665       static const unsigned char img[] = {
666         0x78, 0x94,             /* sei */
667         0x1f, 0x92,             /* push r1 */
668         0x0f, 0x92,             /* push r0 */
669         0x0f, 0xb6,             /* in r0,0x3f SREG */
670         0x0f, 0x92,             /* push r0 */
671         0x11, 0x24              /* clr r1 */
672       };
673       if (len >= sizeof (img)
674           && memcmp (prologue, img, sizeof (img)) == 0)
675         {
676           info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_INTR;
677           vpc += sizeof (img);
678           info->saved_regs[AVR_SREG_REGNUM].addr = 3;
679           info->saved_regs[0].addr = 2;
680           info->saved_regs[1].addr = 1;
681           info->size += 3;
682         }
683       else if (len >= sizeof (img) - 2
684                && memcmp (img + 2, prologue, sizeof (img) - 2) == 0)
685         {
686           info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_SIG;
687           vpc += sizeof (img) - 2;
688           info->saved_regs[AVR_SREG_REGNUM].addr = 3;
689           info->saved_regs[0].addr = 2;
690           info->saved_regs[1].addr = 1;
691           info->size += 2;
692         }
693     }
694
695   /* First stage of the prologue scanning.
696      Scan pushes (saved registers) */
697
698   for (; vpc < len; vpc += 2)
699     {
700       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
701       if ((insn & 0xfe0f) == 0x920f)    /* push rXX */
702         {
703           /* Bits 4-9 contain a mask for registers R0-R32.  */
704           int regno = (insn & 0x1f0) >> 4;
705           info->size++;
706           info->saved_regs[regno].addr = info->size;
707           scan_stage = 1;
708         }
709       else
710         break;
711     }
712
713   gdb_assert (vpc < AVR_MAX_PROLOGUE_SIZE);
714
715   /* Handle static small stack allocation using rcall or push.  */
716
717   while (scan_stage == 1 && vpc < len)
718     {
719       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
720       if (insn == 0xd000)       /* rcall .+0 */
721         {
722           info->size += gdbarch_tdep (gdbarch)->call_length;
723           vpc += 2;
724         }
725       else if (insn == 0x920f)  /* push r0 */
726         {
727           info->size += 1;
728           vpc += 2;
729         }
730       else
731         break;
732     }
733
734   /* Second stage of the prologue scanning.
735      Scan:
736      in r28,__SP_L__
737      in r29,__SP_H__ */
738
739   if (scan_stage == 1 && vpc < len)
740     {
741       static const unsigned char img[] = {
742         0xcd, 0xb7,             /* in r28,__SP_L__ */
743         0xde, 0xb7              /* in r29,__SP_H__ */
744       };
745       unsigned short insn1;
746
747       if (vpc + sizeof (img) < len
748           && memcmp (prologue + vpc, img, sizeof (img)) == 0)
749         {
750           vpc += 4;
751           scan_stage = 2;
752         }
753     }
754
755   /* Third stage of the prologue scanning.  (Really two stages).
756      Scan for:
757      sbiw r28,XX or subi r28,lo8(XX)
758                     sbci r29,hi8(XX)
759      in __tmp_reg__,__SREG__
760      cli
761      out __SP_H__,r29
762      out __SREG__,__tmp_reg__
763      out __SP_L__,r28 */
764
765   if (scan_stage == 2 && vpc < len)
766     {
767       int locals_size = 0;
768       static const unsigned char img[] = {
769         0x0f, 0xb6,             /* in r0,0x3f */
770         0xf8, 0x94,             /* cli */
771         0xde, 0xbf,             /* out 0x3e,r29 ; SPH */
772         0x0f, 0xbe,             /* out 0x3f,r0  ; SREG */
773         0xcd, 0xbf              /* out 0x3d,r28 ; SPL */
774       };
775       static const unsigned char img_sig[] = {
776         0xde, 0xbf,             /* out 0x3e,r29 ; SPH */
777         0xcd, 0xbf              /* out 0x3d,r28 ; SPL */
778       };
779       static const unsigned char img_int[] = {
780         0xf8, 0x94,             /* cli */
781         0xde, 0xbf,             /* out 0x3e,r29 ; SPH */
782         0x78, 0x94,             /* sei */
783         0xcd, 0xbf              /* out 0x3d,r28 ; SPL */
784       };
785
786       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
787       if ((insn & 0xff30) == 0x9720)    /* sbiw r28,XXX */
788         {
789           locals_size = (insn & 0xf) | ((insn & 0xc0) >> 2);
790           vpc += 2;
791         }
792       else if ((insn & 0xf0f0) == 0x50c0)       /* subi r28,lo8(XX) */
793         {
794           locals_size = (insn & 0xf) | ((insn & 0xf00) >> 4);
795           vpc += 2;
796           insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
797           vpc += 2;
798           locals_size += ((insn & 0xf) | ((insn & 0xf00) >> 4)) << 8;
799         }
800       else
801         return pc_beg + vpc;
802
803       /* Scan the last part of the prologue.  May not be present for interrupt
804          or signal handler functions, which is why we set the prologue type
805          when we saw the beginning of the prologue previously.  */
806
807       if (vpc + sizeof (img_sig) < len
808           && memcmp (prologue + vpc, img_sig, sizeof (img_sig)) == 0)
809         {
810           vpc += sizeof (img_sig);
811         }
812       else if (vpc + sizeof (img_int) < len 
813                && memcmp (prologue + vpc, img_int, sizeof (img_int)) == 0)
814         {
815           vpc += sizeof (img_int);
816         }
817       if (vpc + sizeof (img) < len
818           && memcmp (prologue + vpc, img, sizeof (img)) == 0)
819         {
820           info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_NORMAL;
821           vpc += sizeof (img);
822         }
823
824       info->size += locals_size;
825
826       /* Fall through.  */
827     }
828
829   /* If we got this far, we could not scan the prologue, so just return the pc
830      of the frame plus an adjustment for argument move insns.  */
831
832   for (; vpc < len; vpc += 2)
833     {
834       insn = extract_unsigned_integer (&prologue[vpc], 2, byte_order);
835       if ((insn & 0xff00) == 0x0100)    /* movw rXX, rYY */
836         continue;
837       else if ((insn & 0xfc00) == 0x2c00) /* mov rXX, rYY */
838         continue;
839       else
840           break;
841     }
842     
843   return pc_beg + vpc;
844 }
845
846 static CORE_ADDR
847 avr_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
848 {
849   CORE_ADDR func_addr, func_end;
850   CORE_ADDR post_prologue_pc;
851
852   /* See what the symbol table says */
853
854   if (!find_pc_partial_function (pc, NULL, &func_addr, &func_end))
855     return pc;
856
857   post_prologue_pc = skip_prologue_using_sal (gdbarch, func_addr);
858   if (post_prologue_pc != 0)
859     return max (pc, post_prologue_pc);
860
861   {
862     CORE_ADDR prologue_end = pc;
863     struct avr_unwind_cache info = {0};
864     struct trad_frame_saved_reg saved_regs[AVR_NUM_REGS];
865
866     info.saved_regs = saved_regs;
867     
868     /* Need to run the prologue scanner to figure out if the function has a
869        prologue and possibly skip over moving arguments passed via registers
870        to other registers.  */
871     
872     prologue_end = avr_scan_prologue (gdbarch, func_addr, func_end, &info);
873     
874     if (info.prologue_type != AVR_PROLOGUE_NONE)
875       return prologue_end;
876   }
877
878   /* Either we didn't find the start of this function (nothing we can do),
879      or there's no line info, or the line after the prologue is after
880      the end of the function (there probably isn't a prologue).  */
881
882   return pc;
883 }
884
885 /* Not all avr devices support the BREAK insn.  Those that don't should treat
886    it as a NOP.  Thus, it should be ok.  Since the avr is currently a remote
887    only target, this shouldn't be a problem (I hope).  TRoth/2003-05-14  */
888
889 static const unsigned char *
890 avr_breakpoint_from_pc (struct gdbarch *gdbarch,
891                         CORE_ADDR *pcptr, int *lenptr)
892 {
893     static const unsigned char avr_break_insn [] = { 0x98, 0x95 };
894     *lenptr = sizeof (avr_break_insn);
895     return avr_break_insn;
896 }
897
898 /* Determine, for architecture GDBARCH, how a return value of TYPE
899    should be returned.  If it is supposed to be returned in registers,
900    and READBUF is non-zero, read the appropriate value from REGCACHE,
901    and copy it into READBUF.  If WRITEBUF is non-zero, write the value
902    from WRITEBUF into REGCACHE.  */
903
904 static enum return_value_convention
905 avr_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct type *func_type,
906                   struct type *valtype, struct regcache *regcache,
907                   gdb_byte *readbuf, const gdb_byte *writebuf)
908 {
909   int i;
910   /* Single byte are returned in r24.
911      Otherwise, the MSB of the return value is always in r25, calculate which
912      register holds the LSB.  */
913   int lsb_reg;
914
915   if ((TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_STRUCT
916        || TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_UNION
917        || TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_ARRAY)
918       && TYPE_LENGTH (valtype) > 8)
919     return RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
920
921   if (TYPE_LENGTH (valtype) <= 2)
922     lsb_reg = 24;
923   else if (TYPE_LENGTH (valtype) <= 4)
924     lsb_reg = 22;
925   else if (TYPE_LENGTH (valtype) <= 8)
926     lsb_reg = 18;
927   else
928     gdb_assert_not_reached ("unexpected type length");
929
930   if (writebuf != NULL)
931     {
932       for (i = 0; i < TYPE_LENGTH (valtype); i++)
933         regcache_cooked_write (regcache, lsb_reg + i, writebuf + i);
934     }
935
936   if (readbuf != NULL)
937     {
938       for (i = 0; i < TYPE_LENGTH (valtype); i++)
939         regcache_cooked_read (regcache, lsb_reg + i, readbuf + i);
940     }
941
942   return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
943 }
944
945
946 /* Put here the code to store, into fi->saved_regs, the addresses of
947    the saved registers of frame described by FRAME_INFO.  This
948    includes special registers such as pc and fp saved in special ways
949    in the stack frame.  sp is even more special: the address we return
950    for it IS the sp for the next frame.  */
951
952 static struct avr_unwind_cache *
953 avr_frame_unwind_cache (struct frame_info *this_frame,
954                         void **this_prologue_cache)
955 {
956   CORE_ADDR start_pc, current_pc;
957   ULONGEST prev_sp;
958   ULONGEST this_base;
959   struct avr_unwind_cache *info;
960   struct gdbarch *gdbarch;
961   struct gdbarch_tdep *tdep;
962   int i;
963
964   if (*this_prologue_cache)
965     return *this_prologue_cache;
966
967   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct avr_unwind_cache);
968   *this_prologue_cache = info;
969   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
970
971   info->size = 0;
972   info->prologue_type = AVR_PROLOGUE_NONE;
973
974   start_pc = get_frame_func (this_frame);
975   current_pc = get_frame_pc (this_frame);
976   if ((start_pc > 0) && (start_pc <= current_pc))
977     avr_scan_prologue (get_frame_arch (this_frame),
978                        start_pc, current_pc, info);
979
980   if ((info->prologue_type != AVR_PROLOGUE_NONE)
981       && (info->prologue_type != AVR_PROLOGUE_MAIN))
982     {
983       ULONGEST high_base;       /* High byte of FP */
984
985       /* The SP was moved to the FP.  This indicates that a new frame
986          was created.  Get THIS frame's FP value by unwinding it from
987          the next frame.  */
988       this_base = get_frame_register_unsigned (this_frame, AVR_FP_REGNUM);
989       high_base = get_frame_register_unsigned (this_frame, AVR_FP_REGNUM + 1);
990       this_base += (high_base << 8);
991       
992       /* The FP points at the last saved register.  Adjust the FP back
993          to before the first saved register giving the SP.  */
994       prev_sp = this_base + info->size; 
995    }
996   else
997     {
998       /* Assume that the FP is this frame's SP but with that pushed
999          stack space added back.  */
1000       this_base = get_frame_register_unsigned (this_frame, AVR_SP_REGNUM);
1001       prev_sp = this_base + info->size;
1002     }
1003
1004   /* Add 1 here to adjust for the post-decrement nature of the push
1005      instruction.*/
1006   info->prev_sp = avr_make_saddr (prev_sp + 1);
1007   info->base = avr_make_saddr (this_base);
1008
1009   gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
1010
1011   /* Adjust all the saved registers so that they contain addresses and not
1012      offsets.  */
1013   for (i = 0; i < gdbarch_num_regs (gdbarch) - 1; i++)
1014     if (info->saved_regs[i].addr > 0)
1015       info->saved_regs[i].addr = info->prev_sp - info->saved_regs[i].addr;
1016
1017   /* Except for the main and startup code, the return PC is always saved on
1018      the stack and is at the base of the frame.  */
1019
1020   if (info->prologue_type != AVR_PROLOGUE_MAIN)
1021     info->saved_regs[AVR_PC_REGNUM].addr = info->prev_sp;
1022
1023   /* The previous frame's SP needed to be computed.  Save the computed
1024      value.  */
1025   tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1026   trad_frame_set_value (info->saved_regs, AVR_SP_REGNUM,
1027                         info->prev_sp - 1 + tdep->call_length);
1028
1029   return info;
1030 }
1031
1032 static CORE_ADDR
1033 avr_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
1034 {
1035   ULONGEST pc;
1036
1037   pc = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, AVR_PC_REGNUM);
1038
1039   return avr_make_iaddr (pc);
1040 }
1041
1042 static CORE_ADDR
1043 avr_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
1044 {
1045   ULONGEST sp;
1046
1047   sp = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, AVR_SP_REGNUM);
1048
1049   return avr_make_saddr (sp);
1050 }
1051
1052 /* Given a GDB frame, determine the address of the calling function's
1053    frame.  This will be used to create a new GDB frame struct.  */
1054
1055 static void
1056 avr_frame_this_id (struct frame_info *this_frame,
1057                    void **this_prologue_cache,
1058                    struct frame_id *this_id)
1059 {
1060   struct avr_unwind_cache *info
1061     = avr_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
1062   CORE_ADDR base;
1063   CORE_ADDR func;
1064   struct frame_id id;
1065
1066   /* The FUNC is easy.  */
1067   func = get_frame_func (this_frame);
1068
1069   /* Hopefully the prologue analysis either correctly determined the
1070      frame's base (which is the SP from the previous frame), or set
1071      that base to "NULL".  */
1072   base = info->prev_sp;
1073   if (base == 0)
1074     return;
1075
1076   id = frame_id_build (base, func);
1077   (*this_id) = id;
1078 }
1079
1080 static struct value *
1081 avr_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame,
1082                          void **this_prologue_cache, int regnum)
1083 {
1084   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
1085   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1086   struct avr_unwind_cache *info
1087     = avr_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
1088
1089   if (regnum == AVR_PC_REGNUM || regnum == AVR_PSEUDO_PC_REGNUM)
1090     {
1091       if (trad_frame_addr_p (info->saved_regs, AVR_PC_REGNUM))
1092         {
1093           /* Reading the return PC from the PC register is slightly
1094              abnormal.  register_size(AVR_PC_REGNUM) says it is 4 bytes,
1095              but in reality, only two bytes (3 in upcoming mega256) are
1096              stored on the stack.
1097
1098              Also, note that the value on the stack is an addr to a word
1099              not a byte, so we will need to multiply it by two at some
1100              point. 
1101
1102              And to confuse matters even more, the return address stored
1103              on the stack is in big endian byte order, even though most
1104              everything else about the avr is little endian.  Ick!  */
1105           ULONGEST pc;
1106           int i;
1107           unsigned char buf[3];
1108           struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
1109           struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1110
1111           read_memory (info->saved_regs[AVR_PC_REGNUM].addr,
1112                        buf, tdep->call_length);
1113
1114           /* Extract the PC read from memory as a big-endian.  */
1115           pc = 0;
1116           for (i = 0; i < tdep->call_length; i++)
1117             pc = (pc << 8) | buf[i];
1118
1119           if (regnum == AVR_PC_REGNUM)
1120             pc <<= 1;
1121
1122           return frame_unwind_got_constant (this_frame, regnum, pc);
1123         }
1124
1125       return frame_unwind_got_optimized (this_frame, regnum);
1126     }
1127
1128   return trad_frame_get_prev_register (this_frame, info->saved_regs, regnum);
1129 }
1130
1131 static const struct frame_unwind avr_frame_unwind = {
1132   NORMAL_FRAME,
1133   default_frame_unwind_stop_reason,
1134   avr_frame_this_id,
1135   avr_frame_prev_register,
1136   NULL,
1137   default_frame_sniffer
1138 };
1139
1140 static CORE_ADDR
1141 avr_frame_base_address (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
1142 {
1143   struct avr_unwind_cache *info
1144     = avr_frame_unwind_cache (this_frame, this_cache);
1145
1146   return info->base;
1147 }
1148
1149 static const struct frame_base avr_frame_base = {
1150   &avr_frame_unwind,
1151   avr_frame_base_address,
1152   avr_frame_base_address,
1153   avr_frame_base_address
1154 };
1155
1156 /* Assuming THIS_FRAME is a dummy, return the frame ID of that dummy
1157    frame.  The frame ID's base needs to match the TOS value saved by
1158    save_dummy_frame_tos(), and the PC match the dummy frame's breakpoint.  */
1159
1160 static struct frame_id
1161 avr_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
1162 {
1163   ULONGEST base;
1164
1165   base = get_frame_register_unsigned (this_frame, AVR_SP_REGNUM);
1166   return frame_id_build (avr_make_saddr (base), get_frame_pc (this_frame));
1167 }
1168
1169 /* When arguments must be pushed onto the stack, they go on in reverse
1170    order.  The below implements a FILO (stack) to do this.  */
1171
1172 struct stack_item
1173 {
1174   int len;
1175   struct stack_item *prev;
1176   void *data;
1177 };
1178
1179 static struct stack_item *
1180 push_stack_item (struct stack_item *prev, const bfd_byte *contents, int len)
1181 {
1182   struct stack_item *si;
1183   si = xmalloc (sizeof (struct stack_item));
1184   si->data = xmalloc (len);
1185   si->len = len;
1186   si->prev = prev;
1187   memcpy (si->data, contents, len);
1188   return si;
1189 }
1190
1191 static struct stack_item *pop_stack_item (struct stack_item *si);
1192 static struct stack_item *
1193 pop_stack_item (struct stack_item *si)
1194 {
1195   struct stack_item *dead = si;
1196   si = si->prev;
1197   xfree (dead->data);
1198   xfree (dead);
1199   return si;
1200 }
1201
1202 /* Setup the function arguments for calling a function in the inferior.
1203
1204    On the AVR architecture, there are 18 registers (R25 to R8) which are
1205    dedicated for passing function arguments.  Up to the first 18 arguments
1206    (depending on size) may go into these registers.  The rest go on the stack.
1207
1208    All arguments are aligned to start in even-numbered registers (odd-sized
1209    arguments, including char, have one free register above them).  For example,
1210    an int in arg1 and a char in arg2 would be passed as such:
1211
1212       arg1 -> r25:r24
1213       arg2 -> r22
1214
1215    Arguments that are larger than 2 bytes will be split between two or more
1216    registers as available, but will NOT be split between a register and the
1217    stack.  Arguments that go onto the stack are pushed last arg first (this is
1218    similar to the d10v).  */
1219
1220 /* NOTE: TRoth/2003-06-17: The rest of this comment is old looks to be
1221    inaccurate.
1222
1223    An exceptional case exists for struct arguments (and possibly other
1224    aggregates such as arrays) -- if the size is larger than WORDSIZE bytes but
1225    not a multiple of WORDSIZE bytes.  In this case the argument is never split
1226    between the registers and the stack, but instead is copied in its entirety
1227    onto the stack, AND also copied into as many registers as there is room
1228    for.  In other words, space in registers permitting, two copies of the same
1229    argument are passed in.  As far as I can tell, only the one on the stack is
1230    used, although that may be a function of the level of compiler
1231    optimization.  I suspect this is a compiler bug.  Arguments of these odd
1232    sizes are left-justified within the word (as opposed to arguments smaller
1233    than WORDSIZE bytes, which are right-justified).
1234  
1235    If the function is to return an aggregate type such as a struct, the caller
1236    must allocate space into which the callee will copy the return value.  In
1237    this case, a pointer to the return value location is passed into the callee
1238    in register R0, which displaces one of the other arguments passed in via
1239    registers R0 to R2.  */
1240
1241 static CORE_ADDR
1242 avr_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
1243                      struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr,
1244                      int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
1245                      int struct_return, CORE_ADDR struct_addr)
1246 {
1247   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1248   int i;
1249   unsigned char buf[3];
1250   int call_length = gdbarch_tdep (gdbarch)->call_length;
1251   CORE_ADDR return_pc = avr_convert_iaddr_to_raw (bp_addr);
1252   int regnum = AVR_ARGN_REGNUM;
1253   struct stack_item *si = NULL;
1254
1255   if (struct_return)
1256     {
1257       regcache_cooked_write_unsigned
1258         (regcache, regnum--, (struct_addr >> 8) & 0xff);
1259       regcache_cooked_write_unsigned
1260         (regcache, regnum--, struct_addr & 0xff);
1261       /* SP being post decremented, we need to reserve one byte so that the
1262          return address won't overwrite the result (or vice-versa).  */
1263       if (sp == struct_addr)
1264         sp--;
1265     }
1266
1267   for (i = 0; i < nargs; i++)
1268     {
1269       int last_regnum;
1270       int j;
1271       struct value *arg = args[i];
1272       struct type *type = check_typedef (value_type (arg));
1273       const bfd_byte *contents = value_contents (arg);
1274       int len = TYPE_LENGTH (type);
1275
1276       /* Calculate the potential last register needed.  */
1277       last_regnum = regnum - (len + (len & 1));
1278
1279       /* If there are registers available, use them.  Once we start putting
1280          stuff on the stack, all subsequent args go on stack.  */
1281       if ((si == NULL) && (last_regnum >= 8))
1282         {
1283           ULONGEST val;
1284
1285           /* Skip a register for odd length args.  */
1286           if (len & 1)
1287             regnum--;
1288
1289           val = extract_unsigned_integer (contents, len, byte_order);
1290           for (j = 0; j < len; j++)
1291             regcache_cooked_write_unsigned
1292               (regcache, regnum--, val >> (8 * (len - j - 1)));
1293         }
1294       /* No registers available, push the args onto the stack.  */
1295       else
1296         {
1297           /* From here on, we don't care about regnum.  */
1298           si = push_stack_item (si, contents, len);
1299         }
1300     }
1301
1302   /* Push args onto the stack.  */
1303   while (si)
1304     {
1305       sp -= si->len;
1306       /* Add 1 to sp here to account for post decr nature of pushes.  */
1307       write_memory (sp + 1, si->data, si->len);
1308       si = pop_stack_item (si);
1309     }
1310
1311   /* Set the return address.  For the avr, the return address is the BP_ADDR.
1312      Need to push the return address onto the stack noting that it needs to be
1313      in big-endian order on the stack.  */
1314   for (i = 1; i <= call_length; i++)
1315     {
1316       buf[call_length - i] = return_pc & 0xff;
1317       return_pc >>= 8;
1318     }
1319
1320   sp -= call_length;
1321   /* Use 'sp + 1' since pushes are post decr ops.  */
1322   write_memory (sp + 1, buf, call_length);
1323
1324   /* Finally, update the SP register.  */
1325   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AVR_SP_REGNUM,
1326                                   avr_convert_saddr_to_raw (sp));
1327
1328   /* Return SP value for the dummy frame, where the return address hasn't been
1329      pushed.  */
1330   return sp + call_length;
1331 }
1332
1333 /* Unfortunately dwarf2 register for SP is 32.  */
1334
1335 static int
1336 avr_dwarf_reg_to_regnum (struct gdbarch *gdbarch, int reg)
1337 {
1338   if (reg >= 0 && reg < 32)
1339     return reg;
1340   if (reg == 32)
1341     return AVR_SP_REGNUM;
1342
1343   warning (_("Unmapped DWARF Register #%d encountered."), reg);
1344
1345   return -1;
1346 }
1347
1348 /* Initialize the gdbarch structure for the AVR's.  */
1349
1350 static struct gdbarch *
1351 avr_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
1352 {
1353   struct gdbarch *gdbarch;
1354   struct gdbarch_tdep *tdep;
1355   struct gdbarch_list *best_arch;
1356   int call_length;
1357
1358   /* Avr-6 call instructions save 3 bytes.  */
1359   switch (info.bfd_arch_info->mach)
1360     {
1361     case bfd_mach_avr1:
1362     case bfd_mach_avr2:
1363     case bfd_mach_avr3:
1364     case bfd_mach_avr4:
1365     case bfd_mach_avr5:
1366     default:
1367       call_length = 2;
1368       break;
1369     case bfd_mach_avr6:
1370       call_length = 3;
1371       break;
1372     }
1373
1374   /* If there is already a candidate, use it.  */
1375   for (best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
1376        best_arch != NULL;
1377        best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (best_arch->next, &info))
1378     {
1379       if (gdbarch_tdep (best_arch->gdbarch)->call_length == call_length)
1380         return best_arch->gdbarch;
1381     }
1382
1383   /* None found, create a new architecture from the information provided.  */
1384   tdep = XMALLOC (struct gdbarch_tdep);
1385   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
1386   
1387   tdep->call_length = call_length;
1388
1389   /* Create a type for PC.  We can't use builtin types here, as they may not
1390      be defined.  */
1391   tdep->void_type = arch_type (gdbarch, TYPE_CODE_VOID, 1, "void");
1392   tdep->func_void_type = make_function_type (tdep->void_type, NULL);
1393   tdep->pc_type = arch_type (gdbarch, TYPE_CODE_PTR, 4, NULL);
1394   TYPE_TARGET_TYPE (tdep->pc_type) = tdep->func_void_type;
1395   TYPE_UNSIGNED (tdep->pc_type) = 1;
1396
1397   set_gdbarch_short_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1398   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1399   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1400   set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 8 * TARGET_CHAR_BIT);
1401   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1402   set_gdbarch_addr_bit (gdbarch, 32);
1403
1404   set_gdbarch_float_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1405   set_gdbarch_double_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1406   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1407
1408   set_gdbarch_float_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
1409   set_gdbarch_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
1410   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
1411
1412   set_gdbarch_read_pc (gdbarch, avr_read_pc);
1413   set_gdbarch_write_pc (gdbarch, avr_write_pc);
1414
1415   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, AVR_NUM_REGS);
1416
1417   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, AVR_SP_REGNUM);
1418   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, AVR_PC_REGNUM);
1419
1420   set_gdbarch_register_name (gdbarch, avr_register_name);
1421   set_gdbarch_register_type (gdbarch, avr_register_type);
1422
1423   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, AVR_NUM_PSEUDO_REGS);
1424   set_gdbarch_pseudo_register_read (gdbarch, avr_pseudo_register_read);
1425   set_gdbarch_pseudo_register_write (gdbarch, avr_pseudo_register_write);
1426
1427   set_gdbarch_return_value (gdbarch, avr_return_value);
1428   set_gdbarch_print_insn (gdbarch, print_insn_avr);
1429
1430   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, avr_push_dummy_call);
1431
1432   set_gdbarch_dwarf2_reg_to_regnum (gdbarch, avr_dwarf_reg_to_regnum);
1433
1434   set_gdbarch_address_to_pointer (gdbarch, avr_address_to_pointer);
1435   set_gdbarch_pointer_to_address (gdbarch, avr_pointer_to_address);
1436   set_gdbarch_integer_to_address (gdbarch, avr_integer_to_address);
1437
1438   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, avr_skip_prologue);
1439   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
1440
1441   set_gdbarch_breakpoint_from_pc (gdbarch, avr_breakpoint_from_pc);
1442
1443   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &avr_frame_unwind);
1444   frame_base_set_default (gdbarch, &avr_frame_base);
1445
1446   set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, avr_dummy_id);
1447
1448   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, avr_unwind_pc);
1449   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, avr_unwind_sp);
1450
1451   return gdbarch;
1452 }
1453
1454 /* Send a query request to the avr remote target asking for values of the io
1455    registers.  If args parameter is not NULL, then the user has requested info
1456    on a specific io register [This still needs implemented and is ignored for
1457    now].  The query string should be one of these forms:
1458
1459    "Ravr.io_reg" -> reply is "NN" number of io registers
1460
1461    "Ravr.io_reg:addr,len" where addr is first register and len is number of
1462    registers to be read.  The reply should be "<NAME>,VV;" for each io register
1463    where, <NAME> is a string, and VV is the hex value of the register.
1464
1465    All io registers are 8-bit.  */
1466
1467 static void
1468 avr_io_reg_read_command (char *args, int from_tty)
1469 {
1470   LONGEST bufsiz = 0;
1471   gdb_byte *buf;
1472   char query[400];
1473   char *p;
1474   unsigned int nreg = 0;
1475   unsigned int val;
1476   int i, j, k, step;
1477
1478   /* Find out how many io registers the target has.  */
1479   bufsiz = target_read_alloc (&current_target, TARGET_OBJECT_AVR,
1480                               "avr.io_reg", &buf);
1481
1482   if (bufsiz <= 0)
1483     {
1484       fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
1485                           _("ERR: info io_registers NOT supported "
1486                             "by current target\n"));
1487       return;
1488     }
1489
1490   if (sscanf (buf, "%x", &nreg) != 1)
1491     {
1492       fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
1493                           _("Error fetching number of io registers\n"));
1494       xfree (buf);
1495       return;
1496     }
1497
1498   xfree (buf);
1499
1500   reinitialize_more_filter ();
1501
1502   printf_unfiltered (_("Target has %u io registers:\n\n"), nreg);
1503
1504   /* only fetch up to 8 registers at a time to keep the buffer small */
1505   step = 8;
1506
1507   for (i = 0; i < nreg; i += step)
1508     {
1509       /* how many registers this round? */
1510       j = step;
1511       if ((i+j) >= nreg)
1512         j = nreg - i;           /* last block is less than 8 registers */
1513
1514       snprintf (query, sizeof (query) - 1, "avr.io_reg:%x,%x", i, j);
1515       bufsiz = target_read_alloc (&current_target, TARGET_OBJECT_AVR,
1516                                   query, &buf);
1517
1518       p = buf;
1519       for (k = i; k < (i + j); k++)
1520         {
1521           if (sscanf (p, "%[^,],%x;", query, &val) == 2)
1522             {
1523               printf_filtered ("[%02x] %-15s : %02x\n", k, query, val);
1524               while ((*p != ';') && (*p != '\0'))
1525                 p++;
1526               p++;              /* skip over ';' */
1527               if (*p == '\0')
1528                 break;
1529             }
1530         }
1531
1532       xfree (buf);
1533     }
1534 }
1535
1536 extern initialize_file_ftype _initialize_avr_tdep; /* -Wmissing-prototypes */
1537
1538 void
1539 _initialize_avr_tdep (void)
1540 {
1541   register_gdbarch_init (bfd_arch_avr, avr_gdbarch_init);
1542
1543   /* Add a new command to allow the user to query the avr remote target for
1544      the values of the io space registers in a saner way than just using
1545      `x/NNNb ADDR`.  */
1546
1547   /* FIXME: TRoth/2002-02-18: This should probably be changed to 'info avr
1548      io_registers' to signify it is not available on other platforms.  */
1549
1550   add_cmd ("io_registers", class_info, avr_io_reg_read_command,
1551            _("query remote avr target for io space register values"),
1552            &infolist);
1553 }