gdb/
[external/binutils.git] / gdb / h8300-tdep.c
1 /* Target-machine dependent code for Hitachi H8/300, for GDB.
2
3    Copyright 1988, 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1998,
4    1999, 2000, 2001, 2002, 2003 Free Software Foundation, Inc.
5
6    This file is part of GDB.
7
8    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11    (at your option) any later version.
12
13    This program is distributed in the hope that it will be useful,
14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16    GNU General Public License for more details.
17
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with this program; if not, write to the Free Software
20    Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
21    Boston, MA 02111-1307, USA.  */
22
23 /*
24    Contributed by Steve Chamberlain
25    sac@cygnus.com
26  */
27
28 #include "defs.h"
29 #include "value.h"
30 #include "inferior.h"
31 #include "symfile.h"
32 #include "arch-utils.h"
33 #include "regcache.h"
34 #include "gdbcore.h"
35 #include "objfiles.h"
36 #include "gdbcmd.h"
37 #include "gdb_assert.h"
38
39 /* Extra info which is saved in each frame_info. */
40 struct frame_extra_info
41 {
42   CORE_ADDR from_pc;
43   CORE_ADDR args_pointer;
44   CORE_ADDR locals_pointer;
45 };
46
47 #define E_NUM_REGS (h8300smode ? 14 : 13)
48
49 enum
50 {
51   h8300_reg_size = 2,
52   h8300h_reg_size = 4,
53   h8300_max_reg_size = 4,
54 };
55 #define BINWORD (h8300hmode ? h8300h_reg_size : h8300_reg_size)
56
57 enum gdb_regnum
58 {
59   E_R0_REGNUM, E_ER0_REGNUM = E_R0_REGNUM, E_ARG0_REGNUM = E_R0_REGNUM,
60   E_R1_REGNUM, E_ER1_REGNUM = E_R1_REGNUM,
61   E_R2_REGNUM, E_ER2_REGNUM = E_R2_REGNUM, E_ARGLAST_REGNUM = E_R2_REGNUM,
62   E_R3_REGNUM, E_ER3_REGNUM = E_R3_REGNUM,
63   E_R4_REGNUM, E_ER4_REGNUM = E_R4_REGNUM,
64   E_R5_REGNUM, E_ER5_REGNUM = E_R5_REGNUM,
65   E_R6_REGNUM, E_ER6_REGNUM = E_R6_REGNUM, E_FP_REGNUM = E_R6_REGNUM,
66   E_SP_REGNUM,
67   E_CCR_REGNUM,
68   E_PC_REGNUM,
69   E_CYCLES_REGNUM,
70   E_TICK_REGNUM, E_EXR_REGNUM = E_TICK_REGNUM,
71   E_INST_REGNUM, E_TICKS_REGNUM = E_INST_REGNUM,
72   E_INSTS_REGNUM
73 };
74
75 #define UNSIGNED_SHORT(X) ((X) & 0xffff)
76
77 #define IS_PUSH(x) ((x & 0xfff0)==0x6df0)
78 #define IS_PUSH_FP(x) (x == 0x6df6)
79 #define IS_MOVE_FP(x) (x == 0x0d76 || x == 0x0ff6)
80 #define IS_MOV_SP_FP(x) (x == 0x0d76 || x == 0x0ff6)
81 #define IS_SUB2_SP(x) (x==0x1b87)
82 #define IS_SUB4_SP(x) (x==0x1b97)
83 #define IS_SUBL_SP(x) (x==0x7a37)
84 #define IS_MOVK_R5(x) (x==0x7905)
85 #define IS_SUB_R5SP(x) (x==0x1957)
86
87 /* If the instruction at PC is an argument register spill, return its
88    length.  Otherwise, return zero.
89
90    An argument register spill is an instruction that moves an argument
91    from the register in which it was passed to the stack slot in which
92    it really lives.  It is a byte, word, or longword move from an
93    argument register to a negative offset from the frame pointer.  */
94
95 static int
96 h8300_is_argument_spill (CORE_ADDR pc)
97 {
98   int w = read_memory_unsigned_integer (pc, 2);
99
100   if ((w & 0xfff0) == 0x6ee0                  /* mov.b Rs,@(d:16,er6) */
101       && 8 <= (w & 0xf) && (w & 0xf) <= 10)   /* Rs is R0L, R1L, or R2L  */
102     {
103       int w2 = read_memory_integer (pc + 2, 2);
104
105       /* ... and d:16 is negative.  */
106       if (w2 < 0)
107         return 4;
108     }
109   else if (w == 0x7860)
110     {
111       int w2 = read_memory_integer (pc + 2, 2);
112
113       if ((w2 & 0xfff0) == 0x6aa0)              /* mov.b Rs, @(d:24,er6) */
114         {
115           LONGEST disp = read_memory_integer (pc + 4, 4);
116
117           /* ... and d:24 is negative.  */
118           if (disp < 0 && disp > 0xffffff)
119             return 8;
120         }
121     }
122   else if ((w & 0xfff0) == 0x6fe0             /* mov.w Rs,@(d:16,er6) */
123            && (w & 0xf) <= 2)                 /* Rs is R0, R1, or R2 */
124     {
125       int w2 = read_memory_integer (pc + 2, 2);
126
127       /* ... and d:16 is negative.  */
128       if (w2 < 0)
129         return 4;
130     }
131   else if (w == 0x78e0)
132     {
133       int w2 = read_memory_integer (pc + 2, 2);
134
135       if ((w2 & 0xfff0) == 0x6ba0)              /* mov.b Rs, @(d:24,er6) */
136         {
137           LONGEST disp = read_memory_integer (pc + 4, 4);
138
139           /* ... and d:24 is negative.  */
140           if (disp < 0 && disp > 0xffffff)
141             return 8;
142         }
143     }
144   else if (w == 0x0100)
145     {
146       int w2 = read_memory_integer (pc + 2, 2);
147
148       if ((w2 & 0xfff0) == 0x6fe0             /* mov.l Rs,@(d:16,er6) */
149           && (w2 & 0xf) <= 2)                /* Rs is ER0, ER1, or ER2 */
150         {
151           int w3 = read_memory_integer (pc + 4, 2);
152
153           /* ... and d:16 is negative.  */
154           if (w3 < 0)
155             return 6;
156         }
157       else if (w2 == 0x78e0)
158         {
159           int w3 = read_memory_integer (pc + 4, 2);
160
161           if ((w3 & 0xfff0) == 0x6ba0)          /* mov.l Rs, @(d:24,er6) */
162             {
163               LONGEST disp = read_memory_integer (pc + 6, 4);
164
165               /* ... and d:24 is negative.  */
166               if (disp < 0 && disp > 0xffffff)
167                 return 10;
168             }
169         }
170     }
171
172   return 0;
173 }
174
175 static CORE_ADDR
176 h8300_skip_prologue (CORE_ADDR start_pc)
177 {
178   short int w;
179   int adjust = 0;
180
181   /* Skip past all push and stm insns.  */
182   while (1)
183     {
184       w = read_memory_unsigned_integer (start_pc, 2);
185       /* First look for push insns.  */
186       if (w == 0x0100 || w == 0x0110 || w == 0x0120 || w == 0x0130)
187         {
188           w = read_memory_unsigned_integer (start_pc + 2, 2);
189           adjust = 2;
190         }
191
192       if (IS_PUSH (w))
193         {
194           start_pc += 2 + adjust;
195           w = read_memory_unsigned_integer (start_pc, 2);
196           continue;
197         }
198       adjust = 0;
199       break;
200     }
201
202   /* Skip past a move to FP, either word or long sized */
203   w = read_memory_unsigned_integer (start_pc, 2);
204   if (w == 0x0100)
205     {
206       w = read_memory_unsigned_integer (start_pc + 2, 2);
207       adjust += 2;
208     }
209
210   if (IS_MOVE_FP (w))
211     {
212       start_pc += 2 + adjust;
213       w = read_memory_unsigned_integer (start_pc, 2);
214     }
215
216   /* Check for loading either a word constant into r5;
217      long versions are handled by the SUBL_SP below.  */
218   if (IS_MOVK_R5 (w))
219     {
220       start_pc += 2;
221       w = read_memory_unsigned_integer (start_pc, 2);
222     }
223
224   /* Now check for subtracting r5 from sp, word sized only.  */
225   if (IS_SUB_R5SP (w))
226     {
227       start_pc += 2 + adjust;
228       w = read_memory_unsigned_integer (start_pc, 2);
229     }
230
231   /* Check for subs #2 and subs #4. */
232   while (IS_SUB2_SP (w) || IS_SUB4_SP (w))
233     {
234       start_pc += 2 + adjust;
235       w = read_memory_unsigned_integer (start_pc, 2);
236     }
237
238   /* Check for a 32bit subtract.  */
239   if (IS_SUBL_SP (w))
240     start_pc += 6 + adjust;
241
242   /* Check for spilling an argument register to the stack frame.
243      This could also be an initializing store from non-prologue code,
244      but I don't think there's any harm in skipping that.  */
245   for (;;)
246     {
247       int spill_size = h8300_is_argument_spill (start_pc);
248       if (spill_size == 0)
249         break;
250       start_pc += spill_size;
251     }
252
253   return start_pc;
254 }
255
256 static int
257 gdb_print_insn_h8300 (bfd_vma memaddr, disassemble_info * info)
258 {
259   if (h8300smode)
260     return print_insn_h8300s (memaddr, info);
261   else if (h8300hmode)
262     return print_insn_h8300h (memaddr, info);
263   else
264     return print_insn_h8300 (memaddr, info);
265 }
266
267 /* Fetch the instruction at ADDR, returning 0 if ADDR is beyond LIM or
268    is not the address of a valid instruction, the address of the next
269    instruction beyond ADDR otherwise.  *PWORD1 receives the first word
270    of the instruction. */
271
272 static CORE_ADDR
273 h8300_next_prologue_insn (CORE_ADDR addr, CORE_ADDR lim, unsigned short* pword1)
274 {
275   char buf[2];
276   if (addr < lim + 8)
277     {
278       read_memory (addr, buf, 2);
279       *pword1 = extract_signed_integer (buf, 2);
280
281       return addr + 2;
282     }
283   return 0;
284 }
285
286 /* Examine the prologue of a function.  `ip' points to the first instruction.
287    `limit' is the limit of the prologue (e.g. the addr of the first
288    linenumber, or perhaps the program counter if we're stepping through).
289    `frame_sp' is the stack pointer value in use in this frame.
290    `fsr' is a pointer to a frame_saved_regs structure into which we put
291    info about the registers saved by this frame.
292    `fi' is a struct frame_info pointer; we fill in various fields in it
293    to reflect the offsets of the arg pointer and the locals pointer.  */
294
295 /* Any function with a frame looks like this
296    SECOND ARG
297    FIRST ARG
298    RET PC
299    SAVED R2
300    SAVED R3
301    SAVED FP   <-FP POINTS HERE
302    LOCALS0
303    LOCALS1    <-SP POINTS HERE
304  */
305
306 static CORE_ADDR
307 h8300_examine_prologue (register CORE_ADDR ip, register CORE_ADDR limit,
308                         CORE_ADDR after_prolog_fp, CORE_ADDR *fsr,
309                         struct frame_info *fi)
310 {
311   register CORE_ADDR next_ip;
312   int r;
313   int have_fp = 0;
314   unsigned short insn_word;
315   /* Number of things pushed onto stack, starts at 2/4, 'cause the
316      PC is already there */
317   unsigned int reg_save_depth = BINWORD;
318
319   unsigned int auto_depth = 0;  /* Number of bytes of autos */
320
321   char in_frame[11];            /* One for each reg */
322
323   int adjust = 0;
324
325   memset (in_frame, 1, 11);
326   for (r = 0; r < 8; r++)
327     {
328       fsr[r] = 0;
329     }
330   if (after_prolog_fp == 0)
331     {
332       after_prolog_fp = read_register (E_SP_REGNUM);
333     }
334
335   /* If the PC isn't valid, quit now.  */
336   if (ip == 0 || ip & (h8300hmode ? ~0xffffff : ~0xffff))
337     return 0;
338
339   next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
340
341   if (insn_word == 0x0100)
342     {
343       insn_word = read_memory_unsigned_integer (ip + 2, 2);
344       adjust = 2;
345     }
346
347   /* Skip over any fp push instructions */
348   fsr[E_FP_REGNUM] = after_prolog_fp;
349   while (next_ip && IS_PUSH_FP (insn_word))
350     {
351       ip = next_ip + adjust;
352
353       in_frame[insn_word & 0x7] = reg_save_depth;
354       next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
355       reg_save_depth += 2 + adjust;
356     }
357
358   /* Is this a move into the fp */
359   if (next_ip && IS_MOV_SP_FP (insn_word))
360     {
361       ip = next_ip;
362       next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
363       have_fp = 1;
364     }
365
366   /* Skip over any stack adjustment, happens either with a number of
367      sub#2,sp or a mov #x,r5 sub r5,sp */
368
369   if (next_ip && (IS_SUB2_SP (insn_word) || IS_SUB4_SP (insn_word)))
370     {
371       while (next_ip && (IS_SUB2_SP (insn_word) || IS_SUB4_SP (insn_word)))
372         {
373           auto_depth += IS_SUB2_SP (insn_word) ? 2 : 4;
374           ip = next_ip;
375           next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
376         }
377     }
378   else
379     {
380       if (next_ip && IS_MOVK_R5 (insn_word))
381         {
382           ip = next_ip;
383           next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
384           auto_depth += insn_word;
385
386           next_ip = h8300_next_prologue_insn (next_ip, limit, &insn_word);
387           auto_depth += insn_word;
388         }
389       if (next_ip && IS_SUBL_SP (insn_word))
390         {
391           ip = next_ip;
392           auto_depth += read_memory_unsigned_integer (ip, 4);
393           ip += 4;
394
395           next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
396         }
397     }
398
399   /* Now examine the push insns to determine where everything lives
400      on the stack.  */
401   while (1)
402     {
403       adjust = 0;
404       if (!next_ip)
405         break;
406
407       if (insn_word == 0x0100)
408         {
409           ip = next_ip;
410           next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
411           adjust = 2;
412         }
413
414       if (IS_PUSH (insn_word))
415         {
416           auto_depth += 2 + adjust;
417           fsr[insn_word & 0x7] = after_prolog_fp - auto_depth;
418           ip = next_ip;
419           next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
420           continue;
421         }
422
423       /* Now check for push multiple insns.  */
424       if (insn_word == 0x0110 || insn_word == 0x0120 || insn_word == 0x0130)
425         {
426           int count = ((insn_word >> 4) & 0xf) + 1;
427           int start, i;
428
429           ip = next_ip;
430           next_ip = h8300_next_prologue_insn (ip, limit, &insn_word);
431           start = insn_word & 0x7;
432
433           for (i = start; i < start + count; i++)
434             {
435               auto_depth += 4;
436               fsr[i] = after_prolog_fp - auto_depth;
437             }
438         }
439       break;
440     }
441
442   /* The args are always reffed based from the stack pointer */
443   fi->extra_info->args_pointer = after_prolog_fp;
444   /* Locals are always reffed based from the fp */
445   fi->extra_info->locals_pointer = after_prolog_fp;
446   /* The PC is at a known place */
447   fi->extra_info->from_pc =
448     read_memory_unsigned_integer (after_prolog_fp + BINWORD, BINWORD);
449
450   /* Rememeber any others too */
451   in_frame[E_PC_REGNUM] = 0;
452
453   if (have_fp)
454     /* We keep the old FP in the SP spot */
455     fsr[E_SP_REGNUM] = read_memory_unsigned_integer (fsr[E_FP_REGNUM], BINWORD);
456   else
457     fsr[E_SP_REGNUM] = after_prolog_fp + auto_depth;
458
459   return (ip);
460 }
461
462 static void
463 h8300_frame_init_saved_regs (struct frame_info *fi)
464 {
465   CORE_ADDR func_addr, func_end;
466
467   if (!get_frame_saved_regs (fi))
468     {
469       frame_saved_regs_zalloc (fi);
470
471       /* Find the beginning of this function, so we can analyze its
472          prologue. */
473       if (find_pc_partial_function (get_frame_pc (fi), NULL, &func_addr, &func_end))
474         {
475           struct symtab_and_line sal = find_pc_line (func_addr, 0);
476           CORE_ADDR limit = (sal.end && sal.end < get_frame_pc (fi)) ? sal.end : get_frame_pc (fi);
477           /* This will fill in fields in fi. */
478           h8300_examine_prologue (func_addr, limit, fi->frame, get_frame_saved_regs (fi), fi);
479         }
480       /* Else we're out of luck (can't debug completely stripped code). 
481          FIXME. */
482     }
483 }
484
485 /* Given a GDB frame, determine the address of the calling function's
486    frame.  This will be used to create a new GDB frame struct, and
487    then INIT_EXTRA_FRAME_INFO and DEPRECATED_INIT_FRAME_PC will be
488    called for the new frame.
489
490    For us, the frame address is its stack pointer value, so we look up
491    the function prologue to determine the caller's sp value, and return it.  */
492
493 static CORE_ADDR
494 h8300_frame_chain (struct frame_info *thisframe)
495 {
496   if (DEPRECATED_PC_IN_CALL_DUMMY (get_frame_pc (thisframe), thisframe->frame, thisframe->frame))
497     {                           /* initialize the from_pc now */
498       thisframe->extra_info->from_pc =
499         deprecated_read_register_dummy (get_frame_pc (thisframe), thisframe->frame,
500                                         E_PC_REGNUM);
501       return thisframe->frame;
502     }
503   return get_frame_saved_regs (thisframe)[E_SP_REGNUM];
504 }
505
506 /* Return the saved PC from this frame.
507
508    If the frame has a memory copy of SRP_REGNUM, use that.  If not,
509    just use the register SRP_REGNUM itself.  */
510
511 static CORE_ADDR
512 h8300_frame_saved_pc (struct frame_info *frame)
513 {
514   if (DEPRECATED_PC_IN_CALL_DUMMY (get_frame_pc (frame), frame->frame, frame->frame))
515     return deprecated_read_register_dummy (get_frame_pc (frame), frame->frame,
516                                            E_PC_REGNUM);
517   else
518     return frame->extra_info->from_pc;
519 }
520
521 static void
522 h8300_init_extra_frame_info (int fromleaf, struct frame_info *fi)
523 {
524   if (!fi->extra_info)
525     {
526       fi->extra_info = (struct frame_extra_info *)
527         frame_obstack_alloc (sizeof (struct frame_extra_info));
528       fi->extra_info->from_pc = 0;
529       fi->extra_info->args_pointer = 0;         /* Unknown */
530       fi->extra_info->locals_pointer = 0;       /* Unknown */
531       
532       if (!get_frame_pc (fi))
533         {
534           if (fi->next)
535             deprecated_update_frame_pc_hack (fi, h8300_frame_saved_pc (fi->next));
536         }
537       h8300_frame_init_saved_regs (fi);
538     }
539 }
540
541 static CORE_ADDR
542 h8300_frame_locals_address (struct frame_info *fi)
543 {
544   if (DEPRECATED_PC_IN_CALL_DUMMY (get_frame_pc (fi), fi->frame, fi->frame))
545     return (CORE_ADDR) 0;       /* Not sure what else to do... */
546   return fi->extra_info->locals_pointer;
547 }
548
549 /* Return the address of the argument block for the frame
550    described by FI.  Returns 0 if the address is unknown.  */
551
552 static CORE_ADDR
553 h8300_frame_args_address (struct frame_info *fi)
554 {
555   if (DEPRECATED_PC_IN_CALL_DUMMY (get_frame_pc (fi), fi->frame, fi->frame))
556     return (CORE_ADDR) 0;       /* Not sure what else to do... */
557   return fi->extra_info->args_pointer;
558 }
559
560 /* Round N up or down to the nearest multiple of UNIT.
561    Evaluate N only once, UNIT several times.
562    UNIT must be a power of two.  */
563 #define round_up(n, unit)   (((n) + (unit) - 1) & -(unit))
564 #define round_down(n, unit) ((n) & -(unit))
565
566 /* Function: push_arguments
567    Setup the function arguments for calling a function in the inferior.
568    In this discussion, a `word' is 16 bits on the H8/300s, and 32 bits
569    on the H8/300H.
570
571    There are actually two ABI's here: -mquickcall (the default) and
572    -mno-quickcall.  With -mno-quickcall, all arguments are passed on
573    the stack after the return address, word-aligned.  With
574    -mquickcall, GCC tries to use r0 -- r2 to pass registers.  Since
575    GCC doesn't indicate in the object file which ABI was used to
576    compile it, GDB only supports the default --- -mquickcall.
577
578    Here are the rules for -mquickcall, in detail:
579
580    Each argument, whether scalar or aggregate, is padded to occupy a
581    whole number of words.  Arguments smaller than a word are padded at
582    the most significant end; those larger than a word are padded at
583    the least significant end.
584
585    The initial arguments are passed in r0 -- r2.  Earlier arguments go in
586    lower-numbered registers.  Multi-word arguments are passed in
587    consecutive registers, with the most significant end in the
588    lower-numbered register.
589
590    If an argument doesn't fit entirely in the remaining registers, it
591    is passed entirely on the stack.  Stack arguments begin just after
592    the return address.  Once an argument has overflowed onto the stack
593    this way, all subsequent arguments are passed on the stack.
594
595    The above rule has odd consequences.  For example, on the h8/300s,
596    if a function takes two longs and an int as arguments:
597    - the first long will be passed in r0/r1,
598    - the second long will be passed entirely on the stack, since it
599      doesn't fit in r2,
600    - and the int will be passed on the stack, even though it could fit
601      in r2.
602
603    A weird exception: if an argument is larger than a word, but not a
604    whole number of words in length (before padding), it is passed on
605    the stack following the rules for stack arguments above, even if
606    there are sufficient registers available to hold it.  Stranger
607    still, the argument registers are still `used up' --- even though
608    there's nothing in them.
609
610    So, for example, on the h8/300s, if a function expects a three-byte
611    structure and an int, the structure will go on the stack, and the
612    int will go in r2, not r0.
613   
614    If the function returns an aggregate type (struct, union, or class)
615    by value, the caller must allocate space to hold the return value,
616    and pass the callee a pointer to this space as an invisible first
617    argument, in R0.
618
619    For varargs functions, the last fixed argument and all the variable
620    arguments are always passed on the stack.  This means that calls to
621    varargs functions don't work properly unless there is a prototype
622    in scope.
623
624    Basically, this ABI is not good, for the following reasons:
625    - You can't call vararg functions properly unless a prototype is in scope.
626    - Structure passing is inconsistent, to no purpose I can see.
627    - It often wastes argument registers, of which there are only three
628      to begin with.  */
629
630 static CORE_ADDR
631 h8300_push_arguments (int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
632                       int struct_return, CORE_ADDR struct_addr)
633 {
634   int stack_align, stack_alloc, stack_offset;
635   int wordsize = BINWORD;
636   int reg;
637   int argument;
638
639   /* First, make sure the stack is properly aligned.  */
640   sp = round_down (sp, wordsize);
641
642   /* Now make sure there's space on the stack for the arguments.  We
643      may over-allocate a little here, but that won't hurt anything.  */
644   stack_alloc = 0;
645   for (argument = 0; argument < nargs; argument++)
646     stack_alloc += round_up (TYPE_LENGTH (VALUE_TYPE (args[argument])),
647                              wordsize);
648   sp -= stack_alloc;
649
650   /* Now load as many arguments as possible into registers, and push
651      the rest onto the stack.  */
652   reg = E_ARG0_REGNUM;
653   stack_offset = 0;
654
655   /* If we're returning a structure by value, then we must pass a
656      pointer to the buffer for the return value as an invisible first
657      argument.  */
658   if (struct_return)
659     write_register (reg++, struct_addr);
660
661   for (argument = 0; argument < nargs; argument++)
662     {
663       struct type *type = VALUE_TYPE (args[argument]);
664       int len = TYPE_LENGTH (type);
665       char *contents = (char *) VALUE_CONTENTS (args[argument]);
666
667       /* Pad the argument appropriately.  */
668       int padded_len = round_up (len, wordsize);
669       char *padded = alloca (padded_len);
670
671       memset (padded, 0, padded_len);
672       memcpy (len < wordsize ? padded + padded_len - len : padded,
673               contents, len);
674
675       /* Could the argument fit in the remaining registers?  */
676       if (padded_len <= (E_ARGLAST_REGNUM - reg + 1) * wordsize)
677         {
678           /* Are we going to pass it on the stack anyway, for no good
679              reason?  */
680           if (len > wordsize && len % wordsize)
681             {
682               /* I feel so unclean.  */
683               write_memory (sp + stack_offset, padded, padded_len);
684               stack_offset += padded_len;
685
686               /* That's right --- even though we passed the argument
687                  on the stack, we consume the registers anyway!  Love
688                  me, love my dog.  */
689               reg += padded_len / wordsize;
690             }
691           else
692             {
693               /* Heavens to Betsy --- it's really going in registers!
694                  It would be nice if we could use write_register_bytes
695                  here, but on the h8/300s, there are gaps between
696                  the registers in the register file.  */
697               int offset;
698
699               for (offset = 0; offset < padded_len; offset += wordsize)
700                 {
701                   ULONGEST word = extract_address (padded + offset, wordsize);
702                   write_register (reg++, word);
703                 }
704             }
705         }
706       else
707         {
708           /* It doesn't fit in registers!  Onto the stack it goes.  */
709           write_memory (sp + stack_offset, padded, padded_len);
710           stack_offset += padded_len;
711
712           /* Once one argument has spilled onto the stack, all
713              subsequent arguments go on the stack.  */
714           reg = E_ARGLAST_REGNUM + 1;
715         }
716     }
717
718   return sp;
719 }
720
721 /* Function: push_return_address
722    Setup the return address for a dummy frame, as called by
723    call_function_by_hand.  Only necessary when you are using an
724    empty CALL_DUMMY, ie. the target will not actually be executing
725    a JSR/BSR instruction.  */
726
727 static CORE_ADDR
728 h8300_push_return_address (CORE_ADDR pc, CORE_ADDR sp)
729 {
730   unsigned char buf[4];
731   int wordsize = BINWORD;
732
733   sp -= wordsize;
734   store_unsigned_integer (buf, wordsize, CALL_DUMMY_ADDRESS ());
735   write_memory (sp, buf, wordsize);
736   return sp;
737 }
738
739 /* Function: h8300_pop_frame
740    Restore the machine to the state it had before the current frame 
741    was created.  Usually used either by the "RETURN" command, or by
742    call_function_by_hand after the dummy_frame is finished. */
743
744 static void
745 h8300_pop_frame (void)
746 {
747   unsigned regno;
748   struct frame_info *frame = get_current_frame ();
749
750   if (DEPRECATED_PC_IN_CALL_DUMMY (get_frame_pc (frame), frame->frame, frame->frame))
751     {
752       generic_pop_dummy_frame ();
753     }
754   else
755     {
756       for (regno = 0; regno < 8; regno++)
757         {
758           /* Don't forget E_SP_REGNUM is a frame_saved_regs struct is the
759              actual value we want, not the address of the value we want.  */
760           if (get_frame_saved_regs (frame)[regno] && regno != E_SP_REGNUM)
761             write_register (regno,
762                             read_memory_integer (get_frame_saved_regs (frame)[regno],
763                                                  BINWORD));
764           else if (get_frame_saved_regs (frame)[regno] && regno == E_SP_REGNUM)
765             write_register (regno, frame->frame + 2 * BINWORD);
766         }
767
768       /* Don't forget to update the PC too!  */
769       write_register (E_PC_REGNUM, frame->extra_info->from_pc);
770     }
771   flush_cached_frames ();
772 }
773
774 /* Function: extract_return_value
775    Figure out where in REGBUF the called function has left its return value.
776    Copy that into VALBUF.  Be sure to account for CPU type.   */
777
778 static void
779 h8300_extract_return_value (struct type *type, char *regbuf, char *valbuf)
780 {
781   int wordsize = BINWORD;
782   int len = TYPE_LENGTH (type);
783
784   switch (len)
785     {
786     case 1:                     /* (char) */
787     case 2:                     /* (short), (int) */
788       memcpy (valbuf, regbuf + REGISTER_BYTE (0) + (wordsize - len), len);
789       break;
790     case 4:                     /* (long), (float) */
791       if (wordsize == 4)
792         {
793           memcpy (valbuf, regbuf + REGISTER_BYTE (0), 4);
794         }
795       else
796         {
797           memcpy (valbuf, regbuf + REGISTER_BYTE (0), 2);
798           memcpy (valbuf + 2, regbuf + REGISTER_BYTE (1), 2);
799         }
800       break;
801     case 8:                     /* (double) (doesn't seem to happen, which is good,
802                                    because this almost certainly isn't right.  */
803       error ("I don't know how a double is returned.");
804       break;
805     }
806 }
807
808 /* Function: store_return_value
809    Place the appropriate value in the appropriate registers.
810    Primarily used by the RETURN command.  */
811
812 static void
813 h8300_store_return_value (struct type *type, char *valbuf)
814 {
815   int regval;
816   int wordsize = BINWORD;
817   int len = TYPE_LENGTH (type);
818
819   switch (len)
820     {
821     case 1:                     /* char */
822     case 2:                     /* short, int */
823       regval = extract_address (valbuf, len);
824       write_register (0, regval);
825       break;
826     case 4:                     /* long, float */
827       regval = extract_address (valbuf, len);
828       if (wordsize == 4)
829         {
830           write_register (0, regval);
831         }
832       else
833         {
834           write_register (0, regval >> 16);
835           write_register (1, regval & 0xffff);
836         }
837       break;
838     case 8:                     /* presumeably double, but doesn't seem to happen */
839       error ("I don't know how to return a double.");
840       break;
841     }
842 }
843
844 static struct cmd_list_element *setmachinelist;
845
846 static const char *
847 h8300_register_name (int regno)
848 {
849   /* The register names change depending on whether the h8300h processor
850      type is selected. */
851   static char *h8300_register_names[] = {
852     "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "r6",
853     "sp", "ccr","pc","cycles", "tick", "inst", ""
854   };
855   static char *h8300s_register_names[] = {
856     "er0", "er1", "er2", "er3", "er4", "er5", "er6",
857     "sp", "ccr", "pc", "cycles", "exr", "tick", "inst"
858   };
859   char **register_names =
860                 h8300smode ? h8300s_register_names : h8300_register_names;
861   if (regno < 0 || regno >= E_NUM_REGS)
862     internal_error (__FILE__, __LINE__,
863                     "h8300_register_name: illegal register number %d", regno);
864   else
865     return register_names[regno];
866 }
867
868 static void
869 h8300_print_register (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file,
870                       struct frame_info *frame, int regno)
871 {
872   ULONGEST rval;
873   long val;
874   const char *name = h8300_register_name (regno);
875
876   if (!name || !*name)
877     return;
878
879   /* FIXME: cagney/2002-10-22: The code below assumes that VAL is at
880      least 4 bytes (32 bits) in size and hence is large enough to hold
881      the largest h8300 register.  Should instead be using ULONGEST and
882      the phex() functions.  */
883   gdb_assert (sizeof (val) >= 4);
884   frame_read_unsigned_register (frame, regno, &rval);
885   val = rval;
886
887   fprintf_filtered (file, "%-14s ", name);
888   if (h8300hmode)
889     {
890       if (val)
891         fprintf_filtered (file, "0x%08lx   %-8ld", val, val);
892       else
893         fprintf_filtered (file, "0x%-8lx   %-8ld", val, val);
894     }
895   else
896     {
897       if (val)
898         fprintf_filtered (file, "0x%04lx   %-4ld", val, val);
899       else
900         fprintf_filtered (file, "0x%-4lx   %-4ld", val, val);
901     }
902   if (regno == E_CCR_REGNUM)
903     {
904       /* CCR register */
905       int C, Z, N, V;
906       unsigned char b[h8300h_reg_size];
907       unsigned char l;
908       frame_register_read (deprecated_selected_frame, regno, b);
909       l = b[REGISTER_VIRTUAL_SIZE (E_CCR_REGNUM) - 1];
910       fprintf_filtered (file, "\t");
911       fprintf_filtered (file, "I-%d ", (l & 0x80) != 0);
912       fprintf_filtered (file, "UI-%d ", (l & 0x40) != 0);
913       fprintf_filtered (file, "H-%d ", (l & 0x20) != 0);
914       fprintf_filtered (file, "U-%d ", (l & 0x10) != 0);
915       N = (l & 0x8) != 0;
916       Z = (l & 0x4) != 0;
917       V = (l & 0x2) != 0;
918       C = (l & 0x1) != 0;
919       fprintf_filtered (file, "N-%d ", N);
920       fprintf_filtered (file, "Z-%d ", Z);
921       fprintf_filtered (file, "V-%d ", V);
922       fprintf_filtered (file, "C-%d ", C);
923       if ((C | Z) == 0)
924         fprintf_filtered (file, "u> ");
925       if ((C | Z) == 1)
926         fprintf_filtered (file, "u<= ");
927       if ((C == 0))
928         fprintf_filtered (file, "u>= ");
929       if (C == 1)
930         fprintf_filtered (file, "u< ");
931       if (Z == 0)
932         fprintf_filtered (file, "!= ");
933       if (Z == 1)
934         fprintf_filtered (file, "== ");
935       if ((N ^ V) == 0)
936         fprintf_filtered (file, ">= ");
937       if ((N ^ V) == 1)
938         fprintf_filtered (file, "< ");
939       if ((Z | (N ^ V)) == 0)
940         fprintf_filtered (file, "> ");
941       if ((Z | (N ^ V)) == 1)
942         fprintf_filtered (file, "<= ");
943     }
944   else if (regno == E_EXR_REGNUM && h8300smode)
945     {
946       /* EXR register */
947       unsigned char b[h8300h_reg_size];
948       unsigned char l;
949       frame_register_read (deprecated_selected_frame, regno, b);
950       l = b[REGISTER_VIRTUAL_SIZE (E_EXR_REGNUM) - 1];
951       fprintf_filtered (file, "\t");
952       fprintf_filtered (file, "T-%d - - - ", (l & 0x80) != 0);
953       fprintf_filtered (file, "I2-%d ", (l & 4) != 0);
954       fprintf_filtered (file, "I1-%d ", (l & 2) != 0);
955       fprintf_filtered (file, "I0-%d", (l & 1) != 0);
956     }
957   fprintf_filtered (file, "\n");
958 }
959
960 static void
961 h8300_print_registers_info (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file,
962                             struct frame_info *frame, int regno, int cpregs)
963 {
964   if (regno < 0)
965     for (regno = 0; regno < E_NUM_REGS; ++regno)
966       h8300_print_register (gdbarch, file, frame, regno);
967   else
968     h8300_print_register (gdbarch, file, frame, regno);
969 }
970
971 static CORE_ADDR
972 h8300_saved_pc_after_call (struct frame_info *ignore)
973 {
974   return read_memory_unsigned_integer (read_register (E_SP_REGNUM), BINWORD);
975 }
976
977 static int
978 h8300_register_byte (int regno)
979 {
980   if (regno < 0 || regno >= E_NUM_REGS)
981     internal_error (__FILE__, __LINE__,
982                     "h8300_register_byte: illegal register number %d", regno);
983   else
984     return regno * BINWORD;
985 }
986
987 static int
988 h8300_register_raw_size (int regno)
989 {
990   if (regno < 0 || regno >= E_NUM_REGS)
991     internal_error (__FILE__, __LINE__,
992                     "h8300_register_raw_size: illegal register number %d",
993                     regno);
994   else
995     return BINWORD;
996 }
997
998 static struct type *
999 h8300_register_virtual_type (int regno)
1000 {
1001   if (regno < 0 || regno >= E_NUM_REGS)
1002     internal_error (__FILE__, __LINE__,
1003                     "h8300_register_virtual_type: illegal register number %d",
1004                     regno);
1005   else
1006     return h8300hmode ?
1007            builtin_type_unsigned_long : builtin_type_unsigned_short;
1008 }
1009
1010 static void
1011 h8300_store_struct_return (CORE_ADDR addr, CORE_ADDR sp)
1012
1013   write_register (0, addr);
1014 }
1015
1016 static int
1017 h8300_use_struct_convention (int gcc_p, struct type *type)
1018 {
1019   return 1;
1020 }
1021
1022 static CORE_ADDR
1023 h8300_extract_struct_value_address (char *regbuf)
1024 {
1025   return extract_address (regbuf + h8300_register_byte (E_ARG0_REGNUM),
1026                           h8300_register_raw_size (E_ARG0_REGNUM));
1027 }
1028
1029 const static unsigned char *
1030 h8300_breakpoint_from_pc (CORE_ADDR *pcptr, int *lenptr)
1031 {
1032   /*static unsigned char breakpoint[] = { 0x7A, 0xFF };*/       /* ??? */
1033   static unsigned char breakpoint[] = { 0x01, 0x80 };           /* Sleep */
1034
1035   *lenptr = sizeof (breakpoint);
1036   return breakpoint;
1037 }
1038
1039 static void
1040 h8300_print_float_info (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file,
1041                         struct frame_info *frame, const char *args)
1042 {
1043   fprintf_filtered (file, "\
1044 No floating-point info available for this processor.\n");
1045 }
1046
1047 static struct gdbarch *
1048 h8300_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
1049 {
1050   static LONGEST call_dummy_words[1] = { 0 };
1051   struct gdbarch_tdep *tdep = NULL;
1052   struct gdbarch *gdbarch;
1053
1054   arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
1055   if (arches != NULL)
1056     return arches->gdbarch;
1057
1058 #if 0
1059   tdep = (struct gdbarch_tdep *) xmalloc (sizeof (struct gdbarch_tdep));
1060 #endif
1061
1062   if (info.bfd_arch_info->arch != bfd_arch_h8300)
1063     return NULL;
1064
1065   switch (info.bfd_arch_info->mach)
1066     {
1067       case bfd_mach_h8300:
1068         h8300smode = 0;
1069         h8300hmode = 0;
1070         break;
1071       case bfd_mach_h8300h:
1072         h8300smode = 0;
1073         h8300hmode = 1;
1074         break;
1075       case bfd_mach_h8300s:
1076         h8300smode = 1;
1077         h8300hmode = 1;
1078         break;
1079     }
1080
1081   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, 0);
1082
1083   /* NOTE: cagney/2002-12-06: This can be deleted when this arch is
1084      ready to unwind the PC first (see frame.c:get_prev_frame()).  */
1085   set_gdbarch_deprecated_init_frame_pc (gdbarch, init_frame_pc_default);
1086
1087   /*
1088    * Basic register fields and methods.
1089    */
1090
1091   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, E_NUM_REGS);
1092   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, 0);
1093   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, E_SP_REGNUM);
1094   set_gdbarch_fp_regnum (gdbarch, E_FP_REGNUM);
1095   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, E_PC_REGNUM);
1096   set_gdbarch_register_name (gdbarch, h8300_register_name);
1097   set_gdbarch_register_size (gdbarch, BINWORD);
1098   set_gdbarch_register_bytes (gdbarch, E_NUM_REGS * BINWORD);
1099   set_gdbarch_register_byte (gdbarch, h8300_register_byte);
1100   set_gdbarch_register_raw_size (gdbarch, h8300_register_raw_size);
1101   set_gdbarch_max_register_raw_size (gdbarch, h8300h_reg_size);
1102   set_gdbarch_register_virtual_size (gdbarch, h8300_register_raw_size);
1103   set_gdbarch_max_register_virtual_size (gdbarch, h8300h_reg_size);
1104   set_gdbarch_register_virtual_type (gdbarch, h8300_register_virtual_type);
1105   set_gdbarch_print_registers_info (gdbarch, h8300_print_registers_info);
1106   set_gdbarch_print_float_info (gdbarch, h8300_print_float_info);
1107
1108   /*
1109    * Frame Info
1110    */
1111   set_gdbarch_init_extra_frame_info (gdbarch, h8300_init_extra_frame_info);
1112   set_gdbarch_frame_init_saved_regs (gdbarch, h8300_frame_init_saved_regs);
1113   set_gdbarch_frame_chain (gdbarch, h8300_frame_chain);
1114   set_gdbarch_saved_pc_after_call (gdbarch, h8300_saved_pc_after_call);
1115   set_gdbarch_frame_saved_pc (gdbarch, h8300_frame_saved_pc);
1116   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, h8300_skip_prologue);
1117   set_gdbarch_frame_chain_valid (gdbarch, func_frame_chain_valid);
1118   set_gdbarch_frame_args_address (gdbarch, h8300_frame_args_address);
1119   set_gdbarch_frame_locals_address (gdbarch, h8300_frame_locals_address);
1120
1121   /* 
1122    * Miscelany
1123    */
1124   /* Stack grows up. */
1125   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
1126   /* PC stops zero byte after a trap instruction
1127      (which means: exactly on trap instruction). */
1128   set_gdbarch_decr_pc_after_break (gdbarch, 0);
1129   /* This value is almost never non-zero... */
1130   set_gdbarch_function_start_offset (gdbarch, 0);
1131   /* This value is almost never non-zero... */
1132   set_gdbarch_frame_args_skip (gdbarch, 0);
1133   /* OK to default this value to 'unknown'. */
1134   set_gdbarch_frame_num_args (gdbarch, frame_num_args_unknown);
1135   set_gdbarch_frameless_function_invocation (gdbarch,
1136                                              frameless_look_for_prologue);
1137
1138   /*
1139    * Call Dummies
1140    * 
1141    * These values and methods are used when gdb calls a target function.  */
1142   set_gdbarch_push_dummy_frame (gdbarch, generic_push_dummy_frame);
1143   set_gdbarch_push_return_address (gdbarch, h8300_push_return_address);
1144   set_gdbarch_deprecated_extract_return_value (gdbarch, h8300_extract_return_value);
1145   set_gdbarch_push_arguments (gdbarch, h8300_push_arguments);
1146   set_gdbarch_pop_frame (gdbarch, h8300_pop_frame);
1147   set_gdbarch_store_struct_return (gdbarch, h8300_store_struct_return);
1148   set_gdbarch_deprecated_store_return_value (gdbarch, h8300_store_return_value);
1149   set_gdbarch_deprecated_extract_struct_value_address (gdbarch, h8300_extract_struct_value_address);
1150   set_gdbarch_use_struct_convention (gdbarch, h8300_use_struct_convention);
1151   set_gdbarch_call_dummy_address (gdbarch, entry_point_address);
1152   set_gdbarch_call_dummy_start_offset (gdbarch, 0);
1153   set_gdbarch_call_dummy_breakpoint_offset (gdbarch, 0);
1154   set_gdbarch_call_dummy_breakpoint_offset_p (gdbarch, 1);
1155   set_gdbarch_call_dummy_length (gdbarch, 0);
1156   set_gdbarch_call_dummy_p (gdbarch, 1);
1157   set_gdbarch_call_dummy_words (gdbarch, call_dummy_words);
1158   set_gdbarch_sizeof_call_dummy_words (gdbarch, 0);
1159   set_gdbarch_call_dummy_stack_adjust_p (gdbarch, 0);
1160   /* set_gdbarch_call_dummy_stack_adjust */
1161   set_gdbarch_fix_call_dummy (gdbarch, generic_fix_call_dummy);
1162   set_gdbarch_breakpoint_from_pc (gdbarch, h8300_breakpoint_from_pc);
1163
1164   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1165   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1166   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, BINWORD * TARGET_CHAR_BIT);
1167   set_gdbarch_addr_bit (gdbarch, BINWORD * TARGET_CHAR_BIT);
1168
1169   /* set_gdbarch_stack_align (gdbarch, SOME_stack_align); */
1170   set_gdbarch_extra_stack_alignment_needed (gdbarch, 0);
1171   set_gdbarch_believe_pcc_promotion (gdbarch, 1);
1172
1173   return gdbarch;
1174 }
1175
1176 void
1177 _initialize_h8300_tdep (void)
1178 {
1179   tm_print_insn = gdb_print_insn_h8300;
1180   register_gdbarch_init (bfd_arch_h8300, h8300_gdbarch_init);
1181 }