fb7f7b9c93faa85c97d0d26eb37f0096508ec3b4
[external/binutils.git] / gdb / config / arm / tm-arm.h
1 /* Definitions to target GDB to ARM targets.
2    Copyright 1986-1989, 1991, 1993-1999 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This file is part of GDB.
5
6    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7    it under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9    (at your option) any later version.
10
11    This program is distributed in the hope that it will be useful,
12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14    GNU General Public License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    along with this program; if not, write to the Free Software
18    Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
19    Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
21 #ifndef TM_ARM_H
22 #define TM_ARM_H
23
24 /* Forward declarations for prototypes.  */
25 struct type;
26 struct value;
27
28 #define TARGET_BYTE_ORDER_SELECTABLE
29
30 /* Target byte order on ARM defaults to selectable, and defaults to
31    little endian.  */
32 #define TARGET_BYTE_ORDER_SELECTABLE_P          1
33 #define TARGET_BYTE_ORDER_DEFAULT       LITTLE_ENDIAN
34
35 /* IEEE format floating point.  */
36 #define IEEE_FLOAT
37 #define TARGET_DOUBLE_FORMAT  (target_byte_order == BIG_ENDIAN \
38                                ? &floatformat_ieee_double_big    \
39                                : &floatformat_ieee_double_littlebyte_bigword)
40
41 /* When reading symbols, we need to zap the low bit of the address,
42    which may be set to 1 for Thumb functions.  */
43
44 #define SMASH_TEXT_ADDRESS(addr) ((addr) &= ~0x1)
45
46 /* Remove useless bits from addresses in a running program.  */
47
48 CORE_ADDR arm_addr_bits_remove (CORE_ADDR);
49
50 #define ADDR_BITS_REMOVE(val)   (arm_addr_bits_remove (val))
51
52 /* Offset from address of function to start of its code.  Zero on most
53    machines.  */
54
55 #define FUNCTION_START_OFFSET   0
56
57 /* Advance PC across any function entry prologue instructions to reach
58    some "real" code.  */
59
60 extern CORE_ADDR arm_skip_prologue (CORE_ADDR pc);
61
62 #define SKIP_PROLOGUE(pc)  (arm_skip_prologue (pc))
63
64 /* Immediately after a function call, return the saved pc.  Can't
65    always go through the frames for this because on some machines the
66    new frame is not set up until the new function executes some
67    instructions.  */
68
69 #define SAVED_PC_AFTER_CALL(frame)  arm_saved_pc_after_call (frame)
70 struct frame_info;
71 extern CORE_ADDR arm_saved_pc_after_call (struct frame_info *);
72
73 /* The following define instruction sequences that will cause ARM
74    cpu's to take an undefined instruction trap.  These are used to
75    signal a breakpoint to GDB.
76    
77    The newer ARMv4T cpu's are capable of operating in ARM or Thumb
78    modes.  A different instruction is required for each mode.  The ARM
79    cpu's can also be big or little endian.  Thus four different
80    instructions are needed to support all cases.
81    
82    Note: ARMv4 defines several new instructions that will take the
83    undefined instruction trap.  ARM7TDMI is nominally ARMv4T, but does
84    not in fact add the new instructions.  The new undefined
85    instructions in ARMv4 are all instructions that had no defined
86    behaviour in earlier chips.  There is no guarantee that they will
87    raise an exception, but may be treated as NOP's.  In practice, it
88    may only safe to rely on instructions matching:
89    
90    3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
91    1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
92    C C C C 0 1 1 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 1 x x x x
93    
94    Even this may only true if the condition predicate is true. The
95    following use a condition predicate of ALWAYS so it is always TRUE.
96    
97    There are other ways of forcing a breakpoint.  ARM Linux, RisciX,
98    and I suspect NetBSD will all use a software interrupt rather than
99    an undefined instruction to force a trap.  This can be handled by
100    redefining some or all of the following in a target dependent
101    fashion.  */
102
103 #define ARM_LE_BREAKPOINT {0xFE,0xDE,0xFF,0xE7}
104 #define ARM_BE_BREAKPOINT {0xE7,0xFF,0xDE,0xFE}
105 #define THUMB_LE_BREAKPOINT {0xfe,0xdf}
106 #define THUMB_BE_BREAKPOINT {0xdf,0xfe}
107
108 /* Stack grows downward.  */
109
110 #define INNER_THAN(lhs,rhs) ((lhs) < (rhs))
111
112 /* !!!! if we're using RDP, then we're inserting breakpoints and
113    storing their handles instread of what was in memory.  It is nice
114    that this is the same size as a handle - otherwise remote-rdp will
115    have to change. */
116
117 /* BREAKPOINT_FROM_PC uses the program counter value to determine
118    whether a 16- or 32-bit breakpoint should be used.  It returns a
119    pointer to a string of bytes that encode a breakpoint instruction,
120    stores the length of the string to *lenptr, and adjusts the pc (if
121    necessary) to point to the actual memory location where the
122    breakpoint should be inserted.  */
123
124 extern breakpoint_from_pc_fn arm_breakpoint_from_pc;
125 #define BREAKPOINT_FROM_PC(pcptr, lenptr) arm_breakpoint_from_pc (pcptr, lenptr)
126
127 /* Amount PC must be decremented by after a breakpoint.  This is often
128    the number of bytes in BREAKPOINT but not always.  */
129
130 #define DECR_PC_AFTER_BREAK 0
131
132 /* Code to execute to print interesting information about the floating
133    point processor (if any) or emulator.  No need to define if there
134    is nothing to do. */
135 extern void arm_float_info (void);
136
137 #define FLOAT_INFO      { arm_float_info (); }
138
139 /* Say how long (ordinary) registers are.  This is a piece of bogosity
140    used in push_word and a few other places; REGISTER_RAW_SIZE is the
141    real way to know how big a register is.  */
142
143 #define REGISTER_SIZE   4
144
145 /* Say how long FP registers are.  Used for documentation purposes and
146    code readability in this header.  IEEE extended doubles are 80
147    bits.  DWORD aligned they use 96 bits.  */
148 #define FP_REGISTER_RAW_SIZE    12
149
150 /* GCC doesn't support long doubles (extended IEEE values).  The FP
151    register virtual size is therefore 64 bits.  Used for documentation
152    purposes and code readability in this header.  */
153 #define FP_REGISTER_VIRTUAL_SIZE        8
154
155 /* Status registers are the same size as general purpose registers.
156    Used for documentation purposes and code readability in this
157    header.  */
158 #define STATUS_REGISTER_SIZE    REGISTER_SIZE
159
160 /* Number of machine registers.  The only define actually required 
161    is NUM_REGS.  The other definitions are used for documentation
162    purposes and code readability.  */
163 /* For 26 bit ARM code, a fake copy of the PC is placed in register 25 (PS)
164    (and called PS for processor status) so the status bits can be cleared
165    from the PC (register 15).  For 32 bit ARM code, a copy of CPSR is placed
166    in PS.  */
167 #define NUM_FREGS       8       /* Number of floating point registers.  */
168 #define NUM_SREGS       2       /* Number of status registers.  */
169 #define NUM_GREGS       16      /* Number of general purpose registers.  */
170 #define NUM_REGS        (NUM_GREGS + NUM_FREGS + NUM_SREGS)
171
172 /* An array of names of registers. */
173 extern char **arm_register_names;
174
175 #define REGISTER_NAME(i) arm_register_names[i]
176
177 /* Register numbers of various important registers.  Note that some of
178    these values are "real" register numbers, and correspond to the
179    general registers of the machine, and some are "phony" register
180    numbers which are too large to be actual register numbers as far as
181    the user is concerned but do serve to get the desired values when
182    passed to read_register.  */
183
184 #define A1_REGNUM 0             /* first integer-like argument */
185 #define A4_REGNUM 3             /* last integer-like argument */
186 #define AP_REGNUM 11
187 #define FP_REGNUM 11            /* Contains address of executing stack frame */
188 #define SP_REGNUM 13            /* Contains address of top of stack */
189 #define LR_REGNUM 14            /* address to return to from a function call */
190 #define PC_REGNUM 15            /* Contains program counter */
191 #define F0_REGNUM 16            /* first floating point register */
192 #define F3_REGNUM 19            /* last floating point argument register */
193 #define F7_REGNUM 23            /* last floating point register */
194 #define FPS_REGNUM 24           /* floating point status register */
195 #define PS_REGNUM 25            /* Contains processor status */
196
197 #define THUMB_FP_REGNUM 7       /* R7 is frame register on Thumb */
198
199 #define ARM_NUM_ARG_REGS        4
200 #define ARM_LAST_ARG_REGNUM     A4_REGNUM
201 #define ARM_NUM_FP_ARG_REGS     4
202 #define ARM_LAST_FP_ARG_REGNUM  F3_REGNUM
203
204 /* Instruction condition field values.  */
205 #define INST_EQ         0x0
206 #define INST_NE         0x1
207 #define INST_CS         0x2
208 #define INST_CC         0x3
209 #define INST_MI         0x4
210 #define INST_PL         0x5
211 #define INST_VS         0x6
212 #define INST_VC         0x7
213 #define INST_HI         0x8
214 #define INST_LS         0x9
215 #define INST_GE         0xa
216 #define INST_LT         0xb
217 #define INST_GT         0xc
218 #define INST_LE         0xd
219 #define INST_AL         0xe
220 #define INST_NV         0xf
221
222 #define FLAG_N          0x80000000
223 #define FLAG_Z          0x40000000
224 #define FLAG_C          0x20000000
225 #define FLAG_V          0x10000000
226
227
228
229 /* Total amount of space needed to store our copies of the machine's
230    register state, the array `registers'.  */
231
232 #define REGISTER_BYTES ((NUM_GREGS * REGISTER_SIZE) + \
233                         (NUM_FREGS * FP_REGISTER_RAW_SIZE) + \
234                         (NUM_SREGS * STATUS_REGISTER_SIZE))
235
236 /* Index within `registers' of the first byte of the space for
237    register N.  */
238
239 #define REGISTER_BYTE(N) \
240      ((N) < F0_REGNUM \
241       ? (N) * REGISTER_SIZE \
242       : ((N) < PS_REGNUM \
243          ? (NUM_GREGS * REGISTER_SIZE + \
244             ((N) - F0_REGNUM) * FP_REGISTER_RAW_SIZE) \
245          : (NUM_GREGS * REGISTER_SIZE + \
246             NUM_FREGS * FP_REGISTER_RAW_SIZE + \
247             ((N) - FPS_REGNUM) * STATUS_REGISTER_SIZE)))
248
249 /* Number of bytes of storage in the actual machine representation for
250    register N.  All registers are 4 bytes, except fp0 - fp7, which are
251    12 bytes in length.  */
252 #define REGISTER_RAW_SIZE(N) \
253      ((N) < F0_REGNUM ? REGISTER_SIZE : \
254       (N) < FPS_REGNUM ? FP_REGISTER_RAW_SIZE : STATUS_REGISTER_SIZE)
255
256 /* Number of bytes of storage in a program's representation
257    for register N.  */
258 #define REGISTER_VIRTUAL_SIZE(N) \
259         ((N) < F0_REGNUM ? REGISTER_SIZE : \
260          (N) < FPS_REGNUM ? FP_REGISTER_VIRTUAL_SIZE : STATUS_REGISTER_SIZE)
261
262 /* Largest value REGISTER_RAW_SIZE can have.  */
263
264 #define MAX_REGISTER_RAW_SIZE FP_REGISTER_RAW_SIZE
265
266 /* Largest value REGISTER_VIRTUAL_SIZE can have.  */
267 #define MAX_REGISTER_VIRTUAL_SIZE FP_REGISTER_VIRTUAL_SIZE
268
269 /* Nonzero if register N requires conversion from raw format to
270    virtual format. */
271 extern int arm_register_convertible (unsigned int);
272 #define REGISTER_CONVERTIBLE(REGNUM) (arm_register_convertible (REGNUM))
273
274 /* Convert data from raw format for register REGNUM in buffer FROM to
275    virtual format with type TYPE in buffer TO. */
276
277 extern void arm_register_convert_to_virtual (unsigned int regnum,
278                                              struct type *type,
279                                              void *from, void *to);
280 #define REGISTER_CONVERT_TO_VIRTUAL(REGNUM,TYPE,FROM,TO) \
281      arm_register_convert_to_virtual (REGNUM, TYPE, FROM, TO)
282
283 /* Convert data from virtual format with type TYPE in buffer FROM to
284    raw format for register REGNUM in buffer TO.  */
285
286 extern void arm_register_convert_to_raw (unsigned int regnum,
287                                          struct type *type,
288                                          void *from, void *to);
289 #define REGISTER_CONVERT_TO_RAW(TYPE,REGNUM,FROM,TO) \
290      arm_register_convert_to_raw (REGNUM, TYPE, FROM, TO)
291
292 /* Return the GDB type object for the "standard" data type of data in
293    register N.  */
294
295 #define REGISTER_VIRTUAL_TYPE(N) \
296      (((unsigned)(N) - F0_REGNUM) < NUM_FREGS \
297       ? builtin_type_double : builtin_type_int)
298
299 /* The system C compiler uses a similar structure return convention to gcc */
300 extern use_struct_convention_fn arm_use_struct_convention;
301 #define USE_STRUCT_CONVENTION(gcc_p, type) \
302      arm_use_struct_convention (gcc_p, type)
303
304 /* Store the address of the place in which to copy the structure the
305    subroutine will return.  This is called from call_function. */
306
307 #define STORE_STRUCT_RETURN(ADDR, SP) \
308      write_register (A1_REGNUM, (ADDR))
309
310 /* Extract from an array REGBUF containing the (raw) register state a
311    function return value of type TYPE, and copy that, in virtual
312    format, into VALBUF.  */
313
314 extern void arm_extract_return_value (struct type *, char[], char *);
315 #define EXTRACT_RETURN_VALUE(TYPE,REGBUF,VALBUF) \
316      arm_extract_return_value ((TYPE), (REGBUF), (VALBUF))
317
318 /* Write into appropriate registers a function return value of type
319    TYPE, given in virtual format.  */
320
321 extern void convert_to_extended (void *dbl, void *ptr);
322 #define STORE_RETURN_VALUE(TYPE,VALBUF) \
323   if (TYPE_CODE (TYPE) == TYPE_CODE_FLT) {                              \
324     char _buf[MAX_REGISTER_RAW_SIZE];                                   \
325     convert_to_extended (VALBUF, _buf);                                         \
326     write_register_bytes (REGISTER_BYTE (F0_REGNUM), _buf, MAX_REGISTER_RAW_SIZE); \
327   } else                                                                \
328     write_register_bytes (0, VALBUF, TYPE_LENGTH (TYPE))
329
330 /* Extract from an array REGBUF containing the (raw) register state
331    the address in which a function should return its structure value,
332    as a CORE_ADDR (or an expression that can be used as one).  */
333
334 #define EXTRACT_STRUCT_VALUE_ADDRESS(REGBUF) \
335   (extract_address ((PTR)(REGBUF), REGISTER_RAW_SIZE(0)))
336
337 /* Specify that for the native compiler variables for a particular
338    lexical context are listed after the beginning LBRAC instead of
339    before in the executables list of symbols.  */
340 #define VARIABLES_INSIDE_BLOCK(desc, gcc_p) (!(gcc_p))
341 \f
342
343 /* Define other aspects of the stack frame.  We keep the offsets of
344    all saved registers, 'cause we need 'em a lot!  We also keep the
345    current size of the stack frame, and the offset of the frame
346    pointer from the stack pointer (for frameless functions, and when
347    we're still in the prologue of a function with a frame) */
348
349 #define EXTRA_FRAME_INFO        \
350   struct frame_saved_regs fsr;  \
351   int framesize;                \
352   int frameoffset;              \
353   int framereg;
354
355 extern void arm_init_extra_frame_info (int fromleaf, struct frame_info * fi);
356 #define INIT_EXTRA_FRAME_INFO(fromleaf, fi) \
357         arm_init_extra_frame_info ((fromleaf), (fi))
358
359 /* Return the frame address.  On ARM, it is R11; on Thumb it is R7.  */
360 CORE_ADDR arm_target_read_fp (void);
361 #define TARGET_READ_FP() arm_target_read_fp ()
362
363 /* Describe the pointer in each stack frame to the previous stack
364    frame (its caller).  */
365
366 /* FRAME_CHAIN takes a frame's nominal address and produces the
367    frame's chain-pointer.
368
369    However, if FRAME_CHAIN_VALID returns zero,
370    it means the given frame is the outermost one and has no caller.  */
371
372 #define FRAME_CHAIN(thisframe) arm_frame_chain (thisframe)
373 extern CORE_ADDR arm_frame_chain (struct frame_info *);
374
375 extern int arm_frame_chain_valid (CORE_ADDR, struct frame_info *);
376 #define FRAME_CHAIN_VALID(chain, thisframe) \
377      arm_frame_chain_valid (chain, thisframe)
378
379 /* Define other aspects of the stack frame.  */
380
381 /* A macro that tells us whether the function invocation represented
382    by FI does not have a frame on the stack associated with it.  If it
383    does not, FRAMELESS is set to 1, else 0.
384
385    Sometimes we have functions that do a little setup (like saving the
386    vN registers with the stmdb instruction, but DO NOT set up a frame.
387    The symbol table will report this as a prologue.  However, it is
388    important not to try to parse these partial frames as frames, or we
389    will get really confused.
390
391    So I will demand 3 instructions between the start & end of the
392    prologue before I call it a real prologue, i.e. at least
393          mov ip, sp,
394          stmdb sp!, {}
395          sub sp, ip, #4. */
396
397 extern int arm_frameless_function_invocation (struct frame_info *fi);
398 #define FRAMELESS_FUNCTION_INVOCATION(FI) \
399 (arm_frameless_function_invocation (FI))
400     
401 /* Saved Pc.  */
402
403 #define FRAME_SAVED_PC(FRAME)   arm_frame_saved_pc (FRAME)
404 extern CORE_ADDR arm_frame_saved_pc (struct frame_info *);
405
406 #define FRAME_ARGS_ADDRESS(fi) (fi->frame)
407
408 #define FRAME_LOCALS_ADDRESS(fi) ((fi)->frame)
409
410 /* Return number of args passed to a frame.
411    Can return -1, meaning no way to tell.  */
412
413 #define FRAME_NUM_ARGS(fi) (-1)
414
415 /* Return number of bytes at start of arglist that are not really args. */
416
417 #define FRAME_ARGS_SKIP 0
418
419 /* Put here the code to store, into a struct frame_saved_regs, the
420    addresses of the saved registers of frame described by FRAME_INFO.
421    This includes special registers such as pc and fp saved in special
422    ways in the stack frame.  sp is even more special: the address we
423    return for it IS the sp for the next frame.  */
424
425 struct frame_saved_regs;
426 struct frame_info;
427 void arm_frame_find_saved_regs (struct frame_info * fi,
428                                 struct frame_saved_regs * fsr);
429
430 #define FRAME_FIND_SAVED_REGS(frame_info, frame_saved_regs) \
431         arm_frame_find_saved_regs (frame_info, &(frame_saved_regs));
432
433 /* Things needed for making the inferior call functions.  */
434
435 #define PUSH_ARGUMENTS(nargs, args, sp, struct_return, struct_addr) \
436      sp = arm_push_arguments ((nargs), (args), (sp), (struct_return), (struct_addr))
437 extern CORE_ADDR arm_push_arguments (int, struct value **, CORE_ADDR, int,
438                                      CORE_ADDR);
439
440 /* Push an empty stack frame, to record the current PC, etc.  */
441
442 void arm_push_dummy_frame (void);
443
444 #define PUSH_DUMMY_FRAME arm_push_dummy_frame ()
445
446 /* Discard from the stack the innermost frame, restoring all registers.  */
447
448 void arm_pop_frame (void);
449
450 #define POP_FRAME arm_pop_frame ()
451
452 /* This sequence of words is the instructions
453
454    mov  lr,pc
455    mov  pc,r4
456    illegal
457
458    Note this is 12 bytes.  */
459
460 #define CALL_DUMMY {0xe1a0e00f, 0xe1a0f004, 0xe7ffdefe}
461 #define CALL_DUMMY_START_OFFSET  0      /* Start execution at beginning of dummy */
462
463 #define CALL_DUMMY_BREAKPOINT_OFFSET arm_call_dummy_breakpoint_offset()
464 extern int arm_call_dummy_breakpoint_offset (void);
465
466 /* Insert the specified number of args and function address into a
467    call sequence of the above form stored at DUMMYNAME.  */
468
469 #define FIX_CALL_DUMMY(dummyname, pc, fun, nargs, args, type, gcc_p) \
470    arm_fix_call_dummy ((dummyname), (pc), (fun), (nargs), (args), (type), (gcc_p))
471
472 void arm_fix_call_dummy (char *dummy, CORE_ADDR pc, CORE_ADDR fun,
473                          int nargs, struct value ** args,
474                          struct type * type, int gcc_p);
475
476 CORE_ADDR arm_get_next_pc (CORE_ADDR pc);
477
478 /* Macros for setting and testing a bit in a minimal symbol that marks
479    it as Thumb function.  The MSB of the minimal symbol's "info" field
480    is used for this purpose. This field is already being used to store
481    the symbol size, so the assumption is that the symbol size cannot
482    exceed 2^31.
483
484    COFF_MAKE_MSYMBOL_SPECIAL
485    ELF_MAKE_MSYMBOL_SPECIAL
486    
487    These macros test whether the COFF or ELF symbol corresponds to a
488    thumb function, and set a "special" bit in a minimal symbol to
489    indicate that it does.
490    
491    MSYMBOL_SET_SPECIAL  Actually sets the "special" bit.
492    MSYMBOL_IS_SPECIAL   Tests the "special" bit in a minimal symbol.
493    MSYMBOL_SIZE         Returns the size of the minimal symbol,
494                         i.e. the "info" field with the "special" bit
495                         masked out 
496    */
497
498 extern int coff_sym_is_thumb (int val);
499
500 #define MSYMBOL_SET_SPECIAL(msym) \
501         MSYMBOL_INFO (msym) = (char *) (((long) MSYMBOL_INFO (msym)) | 0x80000000)
502 #define MSYMBOL_IS_SPECIAL(msym) \
503   (((long) MSYMBOL_INFO (msym) & 0x80000000) != 0)
504 #define MSYMBOL_SIZE(msym) \
505   ((long) MSYMBOL_INFO (msym) & 0x7fffffff)
506
507 /* Thumb symbols are of type STT_LOPROC, (synonymous with STT_ARM_TFUNC) */
508 #define ELF_MAKE_MSYMBOL_SPECIAL(sym,msym) \
509         { if(ELF_ST_TYPE(((elf_symbol_type *)(sym))->internal_elf_sym.st_info) == STT_LOPROC) \
510                 MSYMBOL_SET_SPECIAL(msym); }
511
512 #define COFF_MAKE_MSYMBOL_SPECIAL(val,msym) \
513  { if(coff_sym_is_thumb(val)) MSYMBOL_SET_SPECIAL(msym); }
514
515 #endif /* TM_ARM_H */