2002-11-29 Andrew Cagney <ac131313@redhat.com>
[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 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 (!fi->saved_regs)
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 (fi->pc, 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 < fi->pc) ? sal.end : fi->pc;
477           /* This will fill in fields in fi. */
478           h8300_examine_prologue (func_addr, limit, fi->frame, fi->saved_regs, 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 frame.
486    This will be used to create a new GDB frame struct, and then
487    INIT_EXTRA_FRAME_INFO and INIT_FRAME_PC will be called for the new frame.
488
489    For us, the frame address is its stack pointer value, so we look up
490    the function prologue to determine the caller's sp value, and return it.  */
491
492 static CORE_ADDR
493 h8300_frame_chain (struct frame_info *thisframe)
494 {
495   if (PC_IN_CALL_DUMMY (thisframe->pc, thisframe->frame, thisframe->frame))
496     {                           /* initialize the from_pc now */
497       thisframe->extra_info->from_pc =
498         deprecated_read_register_dummy (thisframe->pc, thisframe->frame,
499                                         E_PC_REGNUM);
500       return thisframe->frame;
501     }
502   return thisframe->saved_regs[E_SP_REGNUM];
503 }
504
505 /* Return the saved PC from this frame.
506
507    If the frame has a memory copy of SRP_REGNUM, use that.  If not,
508    just use the register SRP_REGNUM itself.  */
509
510 static CORE_ADDR
511 h8300_frame_saved_pc (struct frame_info *frame)
512 {
513   if (PC_IN_CALL_DUMMY (frame->pc, frame->frame, frame->frame))
514     return deprecated_read_register_dummy (frame->pc, frame->frame,
515                                            E_PC_REGNUM);
516   else
517     return frame->extra_info->from_pc;
518 }
519
520 static void
521 h8300_init_extra_frame_info (int fromleaf, struct frame_info *fi)
522 {
523   if (!fi->extra_info)
524     {
525       fi->extra_info = (struct frame_extra_info *)
526         frame_obstack_alloc (sizeof (struct frame_extra_info));
527       fi->extra_info->from_pc = 0;
528       fi->extra_info->args_pointer = 0;         /* Unknown */
529       fi->extra_info->locals_pointer = 0;       /* Unknown */
530       
531       if (!fi->pc)
532         {
533           if (fi->next)
534             fi->pc = h8300_frame_saved_pc (fi->next);
535         }
536       h8300_frame_init_saved_regs (fi);
537     }
538 }
539
540 static CORE_ADDR
541 h8300_frame_locals_address (struct frame_info *fi)
542 {
543   if (PC_IN_CALL_DUMMY (fi->pc, fi->frame, fi->frame))
544     return (CORE_ADDR) 0;       /* Not sure what else to do... */
545   return fi->extra_info->locals_pointer;
546 }
547
548 /* Return the address of the argument block for the frame
549    described by FI.  Returns 0 if the address is unknown.  */
550
551 static CORE_ADDR
552 h8300_frame_args_address (struct frame_info *fi)
553 {
554   if (PC_IN_CALL_DUMMY (fi->pc, fi->frame, fi->frame))
555     return (CORE_ADDR) 0;       /* Not sure what else to do... */
556   return fi->extra_info->args_pointer;
557 }
558
559 /* Round N up or down to the nearest multiple of UNIT.
560    Evaluate N only once, UNIT several times.
561    UNIT must be a power of two.  */
562 #define round_up(n, unit)   (((n) + (unit) - 1) & -(unit))
563 #define round_down(n, unit) ((n) & -(unit))
564
565 /* Function: push_arguments
566    Setup the function arguments for calling a function in the inferior.
567    In this discussion, a `word' is 16 bits on the H8/300s, and 32 bits
568    on the H8/300H.
569
570    There are actually two ABI's here: -mquickcall (the default) and
571    -mno-quickcall.  With -mno-quickcall, all arguments are passed on
572    the stack after the return address, word-aligned.  With
573    -mquickcall, GCC tries to use r0 -- r2 to pass registers.  Since
574    GCC doesn't indicate in the object file which ABI was used to
575    compile it, GDB only supports the default --- -mquickcall.
576
577    Here are the rules for -mquickcall, in detail:
578
579    Each argument, whether scalar or aggregate, is padded to occupy a
580    whole number of words.  Arguments smaller than a word are padded at
581    the most significant end; those larger than a word are padded at
582    the least significant end.
583
584    The initial arguments are passed in r0 -- r2.  Earlier arguments go in
585    lower-numbered registers.  Multi-word arguments are passed in
586    consecutive registers, with the most significant end in the
587    lower-numbered register.
588
589    If an argument doesn't fit entirely in the remaining registers, it
590    is passed entirely on the stack.  Stack arguments begin just after
591    the return address.  Once an argument has overflowed onto the stack
592    this way, all subsequent arguments are passed on the stack.
593
594    The above rule has odd consequences.  For example, on the h8/300s,
595    if a function takes two longs and an int as arguments:
596    - the first long will be passed in r0/r1,
597    - the second long will be passed entirely on the stack, since it
598      doesn't fit in r2,
599    - and the int will be passed on the stack, even though it could fit
600      in r2.
601
602    A weird exception: if an argument is larger than a word, but not a
603    whole number of words in length (before padding), it is passed on
604    the stack following the rules for stack arguments above, even if
605    there are sufficient registers available to hold it.  Stranger
606    still, the argument registers are still `used up' --- even though
607    there's nothing in them.
608
609    So, for example, on the h8/300s, if a function expects a three-byte
610    structure and an int, the structure will go on the stack, and the
611    int will go in r2, not r0.
612   
613    If the function returns an aggregate type (struct, union, or class)
614    by value, the caller must allocate space to hold the return value,
615    and pass the callee a pointer to this space as an invisible first
616    argument, in R0.
617
618    For varargs functions, the last fixed argument and all the variable
619    arguments are always passed on the stack.  This means that calls to
620    varargs functions don't work properly unless there is a prototype
621    in scope.
622
623    Basically, this ABI is not good, for the following reasons:
624    - You can't call vararg functions properly unless a prototype is in scope.
625    - Structure passing is inconsistent, to no purpose I can see.
626    - It often wastes argument registers, of which there are only three
627      to begin with.  */
628
629 static CORE_ADDR
630 h8300_push_arguments (int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
631                       int struct_return, CORE_ADDR struct_addr)
632 {
633   int stack_align, stack_alloc, stack_offset;
634   int wordsize = BINWORD;
635   int reg;
636   int argument;
637
638   /* First, make sure the stack is properly aligned.  */
639   sp = round_down (sp, wordsize);
640
641   /* Now make sure there's space on the stack for the arguments.  We
642      may over-allocate a little here, but that won't hurt anything.  */
643   stack_alloc = 0;
644   for (argument = 0; argument < nargs; argument++)
645     stack_alloc += round_up (TYPE_LENGTH (VALUE_TYPE (args[argument])),
646                              wordsize);
647   sp -= stack_alloc;
648
649   /* Now load as many arguments as possible into registers, and push
650      the rest onto the stack.  */
651   reg = E_ARG0_REGNUM;
652   stack_offset = 0;
653
654   /* If we're returning a structure by value, then we must pass a
655      pointer to the buffer for the return value as an invisible first
656      argument.  */
657   if (struct_return)
658     write_register (reg++, struct_addr);
659
660   for (argument = 0; argument < nargs; argument++)
661     {
662       struct type *type = VALUE_TYPE (args[argument]);
663       int len = TYPE_LENGTH (type);
664       char *contents = (char *) VALUE_CONTENTS (args[argument]);
665
666       /* Pad the argument appropriately.  */
667       int padded_len = round_up (len, wordsize);
668       char *padded = alloca (padded_len);
669
670       memset (padded, 0, padded_len);
671       memcpy (len < wordsize ? padded + padded_len - len : padded,
672               contents, len);
673
674       /* Could the argument fit in the remaining registers?  */
675       if (padded_len <= (E_ARGLAST_REGNUM - reg + 1) * wordsize)
676         {
677           /* Are we going to pass it on the stack anyway, for no good
678              reason?  */
679           if (len > wordsize && len % wordsize)
680             {
681               /* I feel so unclean.  */
682               write_memory (sp + stack_offset, padded, padded_len);
683               stack_offset += padded_len;
684
685               /* That's right --- even though we passed the argument
686                  on the stack, we consume the registers anyway!  Love
687                  me, love my dog.  */
688               reg += padded_len / wordsize;
689             }
690           else
691             {
692               /* Heavens to Betsy --- it's really going in registers!
693                  It would be nice if we could use write_register_bytes
694                  here, but on the h8/300s, there are gaps between
695                  the registers in the register file.  */
696               int offset;
697
698               for (offset = 0; offset < padded_len; offset += wordsize)
699                 {
700                   ULONGEST word = extract_address (padded + offset, wordsize);
701                   write_register (reg++, word);
702                 }
703             }
704         }
705       else
706         {
707           /* It doesn't fit in registers!  Onto the stack it goes.  */
708           write_memory (sp + stack_offset, padded, padded_len);
709           stack_offset += padded_len;
710
711           /* Once one argument has spilled onto the stack, all
712              subsequent arguments go on the stack.  */
713           reg = E_ARGLAST_REGNUM + 1;
714         }
715     }
716
717   return sp;
718 }
719
720 /* Function: push_return_address
721    Setup the return address for a dummy frame, as called by
722    call_function_by_hand.  Only necessary when you are using an
723    empty CALL_DUMMY, ie. the target will not actually be executing
724    a JSR/BSR instruction.  */
725
726 static CORE_ADDR
727 h8300_push_return_address (CORE_ADDR pc, CORE_ADDR sp)
728 {
729   unsigned char buf[4];
730   int wordsize = BINWORD;
731
732   sp -= wordsize;
733   store_unsigned_integer (buf, wordsize, CALL_DUMMY_ADDRESS ());
734   write_memory (sp, buf, wordsize);
735   return sp;
736 }
737
738 /* Function: h8300_pop_frame
739    Restore the machine to the state it had before the current frame 
740    was created.  Usually used either by the "RETURN" command, or by
741    call_function_by_hand after the dummy_frame is finished. */
742
743 static void
744 h8300_pop_frame (void)
745 {
746   unsigned regno;
747   struct frame_info *frame = get_current_frame ();
748
749   if (PC_IN_CALL_DUMMY (frame->pc, frame->frame, frame->frame))
750     {
751       generic_pop_dummy_frame ();
752     }
753   else
754     {
755       for (regno = 0; regno < 8; regno++)
756         {
757           /* Don't forget E_SP_REGNUM is a frame_saved_regs struct is the
758              actual value we want, not the address of the value we want.  */
759           if (frame->saved_regs[regno] && regno != E_SP_REGNUM)
760             write_register (regno,
761                             read_memory_integer (frame->saved_regs[regno],
762                                                  BINWORD));
763           else if (frame->saved_regs[regno] && regno == E_SP_REGNUM)
764             write_register (regno, frame->frame + 2 * BINWORD);
765         }
766
767       /* Don't forget to update the PC too!  */
768       write_register (E_PC_REGNUM, frame->extra_info->from_pc);
769     }
770   flush_cached_frames ();
771 }
772
773 /* Function: extract_return_value
774    Figure out where in REGBUF the called function has left its return value.
775    Copy that into VALBUF.  Be sure to account for CPU type.   */
776
777 static void
778 h8300_extract_return_value (struct type *type, char *regbuf, char *valbuf)
779 {
780   int wordsize = BINWORD;
781   int len = TYPE_LENGTH (type);
782
783   switch (len)
784     {
785     case 1:                     /* (char) */
786     case 2:                     /* (short), (int) */
787       memcpy (valbuf, regbuf + REGISTER_BYTE (0) + (wordsize - len), len);
788       break;
789     case 4:                     /* (long), (float) */
790       if (wordsize == 4)
791         {
792           memcpy (valbuf, regbuf + REGISTER_BYTE (0), 4);
793         }
794       else
795         {
796           memcpy (valbuf, regbuf + REGISTER_BYTE (0), 2);
797           memcpy (valbuf + 2, regbuf + REGISTER_BYTE (1), 2);
798         }
799       break;
800     case 8:                     /* (double) (doesn't seem to happen, which is good,
801                                    because this almost certainly isn't right.  */
802       error ("I don't know how a double is returned.");
803       break;
804     }
805 }
806
807 /* Function: store_return_value
808    Place the appropriate value in the appropriate registers.
809    Primarily used by the RETURN command.  */
810
811 static void
812 h8300_store_return_value (struct type *type, char *valbuf)
813 {
814   int regval;
815   int wordsize = BINWORD;
816   int len = TYPE_LENGTH (type);
817
818   switch (len)
819     {
820     case 1:                     /* char */
821     case 2:                     /* short, int */
822       regval = extract_address (valbuf, len);
823       write_register (0, regval);
824       break;
825     case 4:                     /* long, float */
826       regval = extract_address (valbuf, len);
827       if (wordsize == 4)
828         {
829           write_register (0, regval);
830         }
831       else
832         {
833           write_register (0, regval >> 16);
834           write_register (1, regval & 0xffff);
835         }
836       break;
837     case 8:                     /* presumeably double, but doesn't seem to happen */
838       error ("I don't know how to return a double.");
839       break;
840     }
841 }
842
843 static struct cmd_list_element *setmachinelist;
844
845 static const char *
846 h8300_register_name (int regno)
847 {
848   /* The register names change depending on whether the h8300h processor
849      type is selected. */
850   static char *h8300_register_names[] = {
851     "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "r6",
852     "sp", "ccr","pc","cycles", "tick", "inst", ""
853   };
854   static char *h8300s_register_names[] = {
855     "er0", "er1", "er2", "er3", "er4", "er5", "er6",
856     "sp", "ccr", "pc", "cycles", "exr", "tick", "inst"
857   };
858   char **register_names =
859                 h8300smode ? h8300s_register_names : h8300_register_names;
860   if (regno < 0 || regno >= E_NUM_REGS)
861     internal_error (__FILE__, __LINE__,
862                     "h8300_register_name: illegal register number %d", regno);
863   else
864     return register_names[regno];
865 }
866
867 static void
868 h8300_print_register (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file,
869                       struct frame_info *frame, int regno)
870 {
871   ULONGEST rval;
872   long val;
873   const char *name = h8300_register_name (regno);
874
875   if (!name || !*name)
876     return;
877
878   /* FIXME: cagney/2002-10-22: The code below assumes that VAL is at
879      least 4 bytes (32 bits) in size and hence is large enough to hold
880      the largest h8300 register.  Should instead be using ULONGEST and
881      the phex() functions.  */
882   gdb_assert (sizeof (val) >= 4);
883   frame_read_unsigned_register (frame, regno, &rval);
884   val = rval;
885
886   fprintf_filtered (file, "%-14s ", name);
887   if (h8300hmode)
888     {
889       if (val)
890         fprintf_filtered (file, "0x%08lx   %-8ld", val, val);
891       else
892         fprintf_filtered (file, "0x%-8lx   %-8ld", val, val);
893     }
894   else
895     {
896       if (val)
897         fprintf_filtered (file, "0x%04lx   %-4ld", val, val);
898       else
899         fprintf_filtered (file, "0x%-4lx   %-4ld", val, val);
900     }
901   if (regno == E_CCR_REGNUM)
902     {
903       /* CCR register */
904       int C, Z, N, V;
905       unsigned char b[h8300h_reg_size];
906       unsigned char l;
907       frame_register_read (deprecated_selected_frame, regno, b);
908       l = b[REGISTER_VIRTUAL_SIZE (E_CCR_REGNUM) - 1];
909       fprintf_filtered (file, "\t");
910       fprintf_filtered (file, "I-%d ", (l & 0x80) != 0);
911       fprintf_filtered (file, "UI-%d ", (l & 0x40) != 0);
912       fprintf_filtered (file, "H-%d ", (l & 0x20) != 0);
913       fprintf_filtered (file, "U-%d ", (l & 0x10) != 0);
914       N = (l & 0x8) != 0;
915       Z = (l & 0x4) != 0;
916       V = (l & 0x2) != 0;
917       C = (l & 0x1) != 0;
918       fprintf_filtered (file, "N-%d ", N);
919       fprintf_filtered (file, "Z-%d ", Z);
920       fprintf_filtered (file, "V-%d ", V);
921       fprintf_filtered (file, "C-%d ", C);
922       if ((C | Z) == 0)
923         fprintf_filtered (file, "u> ");
924       if ((C | Z) == 1)
925         fprintf_filtered (file, "u<= ");
926       if ((C == 0))
927         fprintf_filtered (file, "u>= ");
928       if (C == 1)
929         fprintf_filtered (file, "u< ");
930       if (Z == 0)
931         fprintf_filtered (file, "!= ");
932       if (Z == 1)
933         fprintf_filtered (file, "== ");
934       if ((N ^ V) == 0)
935         fprintf_filtered (file, ">= ");
936       if ((N ^ V) == 1)
937         fprintf_filtered (file, "< ");
938       if ((Z | (N ^ V)) == 0)
939         fprintf_filtered (file, "> ");
940       if ((Z | (N ^ V)) == 1)
941         fprintf_filtered (file, "<= ");
942     }
943   else if (regno == E_EXR_REGNUM && h8300smode)
944     {
945       /* EXR register */
946       unsigned char b[h8300h_reg_size];
947       unsigned char l;
948       frame_register_read (deprecated_selected_frame, regno, b);
949       l = b[REGISTER_VIRTUAL_SIZE (E_EXR_REGNUM) - 1];
950       fprintf_filtered (file, "\t");
951       fprintf_filtered (file, "T-%d - - - ", (l & 0x80) != 0);
952       fprintf_filtered (file, "I2-%d ", (l & 4) != 0);
953       fprintf_filtered (file, "I1-%d ", (l & 2) != 0);
954       fprintf_filtered (file, "I0-%d", (l & 1) != 0);
955     }
956   fprintf_filtered (file, "\n");
957 }
958
959 static void
960 h8300_print_registers_info (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file,
961                             struct frame_info *frame, int regno, int cpregs)
962 {
963   if (regno < 0)
964     for (regno = 0; regno < E_NUM_REGS; ++regno)
965       h8300_print_register (gdbarch, file, frame, regno);
966   else
967     h8300_print_register (gdbarch, file, frame, regno);
968 }
969
970 static CORE_ADDR
971 h8300_saved_pc_after_call (struct frame_info *ignore)
972 {
973   return read_memory_unsigned_integer (read_register (E_SP_REGNUM), BINWORD);
974 }
975
976 static int
977 h8300_register_byte (int regno)
978 {
979   if (regno < 0 || regno >= E_NUM_REGS)
980     internal_error (__FILE__, __LINE__,
981                     "h8300_register_byte: illegal register number %d", regno);
982   else
983     return regno * BINWORD;
984 }
985
986 static int
987 h8300_register_raw_size (int regno)
988 {
989   if (regno < 0 || regno >= E_NUM_REGS)
990     internal_error (__FILE__, __LINE__,
991                     "h8300_register_raw_size: illegal register number %d",
992                     regno);
993   else
994     return BINWORD;
995 }
996
997 static struct type *
998 h8300_register_virtual_type (int regno)
999 {
1000   if (regno < 0 || regno >= E_NUM_REGS)
1001     internal_error (__FILE__, __LINE__,
1002                     "h8300_register_virtual_type: illegal register number %d",
1003                     regno);
1004   else
1005     return h8300hmode ?
1006            builtin_type_unsigned_long : builtin_type_unsigned_short;
1007 }
1008
1009 static void
1010 h8300_store_struct_return (CORE_ADDR addr, CORE_ADDR sp)
1011
1012   write_register (0, addr);
1013 }
1014
1015 static int
1016 h8300_use_struct_convention (int gcc_p, struct type *type)
1017 {
1018   return 1;
1019 }
1020
1021 static CORE_ADDR
1022 h8300_extract_struct_value_address (char *regbuf)
1023 {
1024   return extract_address (regbuf + h8300_register_byte (E_ARG0_REGNUM),
1025                           h8300_register_raw_size (E_ARG0_REGNUM));
1026 }
1027
1028 const static unsigned char *
1029 h8300_breakpoint_from_pc (CORE_ADDR *pcptr, int *lenptr)
1030 {
1031   /*static unsigned char breakpoint[] = { 0x7A, 0xFF };*/       /* ??? */
1032   static unsigned char breakpoint[] = { 0x01, 0x80 };           /* Sleep */
1033
1034   *lenptr = sizeof (breakpoint);
1035   return breakpoint;
1036 }
1037
1038 static void
1039 h8300_print_float_info (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file,
1040                         struct frame_info *frame, const char *args)
1041 {
1042   fprintf_filtered (file, "\
1043 No floating-point info available for this processor.\n");
1044 }
1045
1046 static struct gdbarch *
1047 h8300_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
1048 {
1049   static LONGEST call_dummy_words[1] = { 0 };
1050   struct gdbarch_tdep *tdep = NULL;
1051   struct gdbarch *gdbarch;
1052
1053   arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
1054   if (arches != NULL)
1055     return arches->gdbarch;
1056
1057 #if 0
1058   tdep = (struct gdbarch_tdep *) xmalloc (sizeof (struct gdbarch_tdep));
1059 #endif
1060
1061   if (info.bfd_arch_info->arch != bfd_arch_h8300)
1062     return NULL;
1063
1064   switch (info.bfd_arch_info->mach)
1065     {
1066       case bfd_mach_h8300:
1067         h8300smode = 0;
1068         h8300hmode = 0;
1069         break;
1070       case bfd_mach_h8300h:
1071         h8300smode = 0;
1072         h8300hmode = 1;
1073         break;
1074       case bfd_mach_h8300s:
1075         h8300smode = 1;
1076         h8300hmode = 1;
1077         break;
1078     }
1079
1080   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, 0);
1081
1082   /*
1083    * Basic register fields and methods.
1084    */
1085
1086   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, E_NUM_REGS);
1087   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, 0);
1088   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, E_SP_REGNUM);
1089   set_gdbarch_fp_regnum (gdbarch, E_FP_REGNUM);
1090   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, E_PC_REGNUM);
1091   set_gdbarch_register_name (gdbarch, h8300_register_name);
1092   set_gdbarch_register_size (gdbarch, BINWORD);
1093   set_gdbarch_register_bytes (gdbarch, E_NUM_REGS * BINWORD);
1094   set_gdbarch_register_byte (gdbarch, h8300_register_byte);
1095   set_gdbarch_register_raw_size (gdbarch, h8300_register_raw_size);
1096   set_gdbarch_max_register_raw_size (gdbarch, h8300h_reg_size);
1097   set_gdbarch_register_virtual_size (gdbarch, h8300_register_raw_size);
1098   set_gdbarch_max_register_virtual_size (gdbarch, h8300h_reg_size);
1099   set_gdbarch_register_virtual_type (gdbarch, h8300_register_virtual_type);
1100   set_gdbarch_print_registers_info (gdbarch, h8300_print_registers_info);
1101   set_gdbarch_print_float_info (gdbarch, h8300_print_float_info);
1102
1103   /*
1104    * Frame Info
1105    */
1106   set_gdbarch_init_extra_frame_info (gdbarch, h8300_init_extra_frame_info);
1107   set_gdbarch_frame_init_saved_regs (gdbarch, h8300_frame_init_saved_regs);
1108   set_gdbarch_frame_chain (gdbarch, h8300_frame_chain);
1109   set_gdbarch_saved_pc_after_call (gdbarch, h8300_saved_pc_after_call);
1110   set_gdbarch_frame_saved_pc (gdbarch, h8300_frame_saved_pc);
1111   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, h8300_skip_prologue);
1112   set_gdbarch_frame_chain_valid (gdbarch, func_frame_chain_valid);
1113   set_gdbarch_frame_args_address (gdbarch, h8300_frame_args_address);
1114   set_gdbarch_frame_locals_address (gdbarch, h8300_frame_locals_address);
1115
1116   /* 
1117    * Miscelany
1118    */
1119   /* Stack grows up. */
1120   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
1121   /* PC stops zero byte after a trap instruction
1122      (which means: exactly on trap instruction). */
1123   set_gdbarch_decr_pc_after_break (gdbarch, 0);
1124   /* This value is almost never non-zero... */
1125   set_gdbarch_function_start_offset (gdbarch, 0);
1126   /* This value is almost never non-zero... */
1127   set_gdbarch_frame_args_skip (gdbarch, 0);
1128   /* OK to default this value to 'unknown'. */
1129   set_gdbarch_frame_num_args (gdbarch, frame_num_args_unknown);
1130   set_gdbarch_frameless_function_invocation (gdbarch,
1131                                              frameless_look_for_prologue);
1132
1133   /* W/o prototype, coerce float args to double. */
1134   /* set_gdbarch_coerce_float_to_double (gdbarch, standard_coerce_float_to_double); */
1135
1136   /*
1137    * Call Dummies
1138    * 
1139    * These values and methods are used when gdb calls a target function.  */
1140   set_gdbarch_push_dummy_frame (gdbarch, generic_push_dummy_frame);
1141   set_gdbarch_push_return_address (gdbarch, h8300_push_return_address);
1142   set_gdbarch_deprecated_extract_return_value (gdbarch, h8300_extract_return_value);
1143   set_gdbarch_push_arguments (gdbarch, h8300_push_arguments);
1144   set_gdbarch_pop_frame (gdbarch, h8300_pop_frame);
1145   set_gdbarch_store_struct_return (gdbarch, h8300_store_struct_return);
1146   set_gdbarch_deprecated_store_return_value (gdbarch, h8300_store_return_value);
1147   set_gdbarch_deprecated_extract_struct_value_address (gdbarch, h8300_extract_struct_value_address);
1148   set_gdbarch_use_struct_convention (gdbarch, h8300_use_struct_convention);
1149   set_gdbarch_call_dummy_address (gdbarch, entry_point_address);
1150   set_gdbarch_call_dummy_start_offset (gdbarch, 0);
1151   set_gdbarch_call_dummy_breakpoint_offset (gdbarch, 0);
1152   set_gdbarch_call_dummy_breakpoint_offset_p (gdbarch, 1);
1153   set_gdbarch_call_dummy_length (gdbarch, 0);
1154   set_gdbarch_call_dummy_p (gdbarch, 1);
1155   set_gdbarch_call_dummy_words (gdbarch, call_dummy_words);
1156   set_gdbarch_sizeof_call_dummy_words (gdbarch, 0);
1157   set_gdbarch_call_dummy_stack_adjust_p (gdbarch, 0);
1158   /* set_gdbarch_call_dummy_stack_adjust */
1159   set_gdbarch_fix_call_dummy (gdbarch, generic_fix_call_dummy);
1160   set_gdbarch_breakpoint_from_pc (gdbarch, h8300_breakpoint_from_pc);
1161
1162   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 2 * TARGET_CHAR_BIT);
1163   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 4 * TARGET_CHAR_BIT);
1164   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, BINWORD * TARGET_CHAR_BIT);
1165   set_gdbarch_addr_bit (gdbarch, BINWORD * TARGET_CHAR_BIT);
1166
1167   /* set_gdbarch_stack_align (gdbarch, SOME_stack_align); */
1168   set_gdbarch_extra_stack_alignment_needed (gdbarch, 0);
1169   set_gdbarch_believe_pcc_promotion (gdbarch, 1);
1170
1171   return gdbarch;
1172 }
1173
1174 void
1175 _initialize_h8300_tdep (void)
1176 {
1177   tm_print_insn = gdb_print_insn_h8300;
1178   register_gdbarch_init (bfd_arch_h8300, h8300_gdbarch_init);
1179 }