Handle media instructions in arm software single step.
[external/binutils.git] / gdb / i386-darwin-nat.c
1 /* Darwin support for GDB, the GNU debugger.
2    Copyright (C) 1997-2015 Free Software Foundation, Inc.
3
4    Contributed by Apple Computer, 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 3 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "defs.h"
22 #include "frame.h"
23 #include "inferior.h"
24 #include "target.h"
25 #include "symfile.h"
26 #include "symtab.h"
27 #include "objfiles.h"
28 #include "gdbcmd.h"
29 #include "regcache.h"
30 #include "i386-tdep.h"
31 #include "i387-tdep.h"
32 #include "gdbarch.h"
33 #include "arch-utils.h"
34 #include "gdbcore.h"
35
36 #include "x86-nat.h"
37 #include "darwin-nat.h"
38 #include "i386-darwin-tdep.h"
39
40 #ifdef BFD64
41 #include "amd64-nat.h"
42 #include "amd64-tdep.h"
43 #include "amd64-darwin-tdep.h"
44 #endif
45
46 /* Read register values from the inferior process.
47    If REGNO is -1, do this for all registers.
48    Otherwise, REGNO specifies which register (so we can save time).  */
49 static void
50 i386_darwin_fetch_inferior_registers (struct target_ops *ops,
51                                       struct regcache *regcache, int regno)
52 {
53   thread_t current_thread = ptid_get_tid (inferior_ptid);
54   int fetched = 0;
55   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
56
57 #ifdef BFD64
58   if (gdbarch_ptr_bit (gdbarch) == 64)
59     {
60       if (regno == -1 || amd64_native_gregset_supplies_p (gdbarch, regno))
61         {
62           x86_thread_state_t gp_regs;
63           unsigned int gp_count = x86_THREAD_STATE_COUNT;
64           kern_return_t ret;
65
66           ret = thread_get_state
67             (current_thread, x86_THREAD_STATE, (thread_state_t) & gp_regs,
68              &gp_count);
69           if (ret != KERN_SUCCESS)
70             {
71               printf_unfiltered (_("Error calling thread_get_state for "
72                                    "GP registers for thread 0x%lx\n"),
73                                  (unsigned long) current_thread);
74               MACH_CHECK_ERROR (ret);
75             }
76
77           /* Some kernels don't sanitize the values.  */
78           gp_regs.uts.ts64.__fs &= 0xffff;
79           gp_regs.uts.ts64.__gs &= 0xffff;
80
81           amd64_supply_native_gregset (regcache, &gp_regs.uts, -1);
82           fetched++;
83         }
84
85       if (regno == -1 || !amd64_native_gregset_supplies_p (gdbarch, regno))
86         {
87           x86_float_state_t fp_regs;
88           unsigned int fp_count = x86_FLOAT_STATE_COUNT;
89           kern_return_t ret;
90
91           ret = thread_get_state
92             (current_thread, x86_FLOAT_STATE, (thread_state_t) & fp_regs,
93              &fp_count);
94           if (ret != KERN_SUCCESS)
95             {
96               printf_unfiltered (_("Error calling thread_get_state for "
97                                    "float registers for thread 0x%lx\n"),
98                                  (unsigned long) current_thread);
99               MACH_CHECK_ERROR (ret);
100             }
101           amd64_supply_fxsave (regcache, -1, &fp_regs.ufs.fs64.__fpu_fcw);
102           fetched++;
103         }
104     }
105   else
106 #endif
107     {
108       if (regno == -1 || regno < I386_NUM_GREGS)
109         {
110           x86_thread_state32_t gp_regs;
111           unsigned int gp_count = x86_THREAD_STATE32_COUNT;
112           kern_return_t ret;
113           int i;
114
115           ret = thread_get_state
116             (current_thread, x86_THREAD_STATE32, (thread_state_t) &gp_regs,
117              &gp_count);
118           if (ret != KERN_SUCCESS)
119             {
120               printf_unfiltered (_("Error calling thread_get_state for "
121                                    "GP registers for thread 0x%lx\n"),
122                                  (unsigned long) current_thread);
123               MACH_CHECK_ERROR (ret);
124             }
125           for (i = 0; i < I386_NUM_GREGS; i++)
126             regcache_raw_supply
127               (regcache, i,
128                (char *)&gp_regs + i386_darwin_thread_state_reg_offset[i]);
129
130           fetched++;
131         }
132
133       if (regno == -1
134           || (regno >= I386_ST0_REGNUM && regno < I386_SSE_NUM_REGS))
135         {
136           x86_float_state32_t fp_regs;
137           unsigned int fp_count = x86_FLOAT_STATE32_COUNT;
138           kern_return_t ret;
139
140           ret = thread_get_state
141             (current_thread, x86_FLOAT_STATE32, (thread_state_t) &fp_regs,
142              &fp_count);
143           if (ret != KERN_SUCCESS)
144             {
145               printf_unfiltered (_("Error calling thread_get_state for "
146                                    "float registers for thread 0x%lx\n"),
147                                  (unsigned long) current_thread);
148               MACH_CHECK_ERROR (ret);
149             }
150           i387_supply_fxsave (regcache, -1, &fp_regs.__fpu_fcw);
151           fetched++;
152         }
153     }
154
155   if (! fetched)
156     {
157       warning (_("unknown register %d"), regno);
158       regcache_raw_supply (regcache, regno, NULL);
159     }
160 }
161
162 /* Store our register values back into the inferior.
163    If REGNO is -1, do this for all registers.
164    Otherwise, REGNO specifies which register (so we can save time).  */
165
166 static void
167 i386_darwin_store_inferior_registers (struct target_ops *ops,
168                                       struct regcache *regcache, int regno)
169 {
170   thread_t current_thread = ptid_get_tid (inferior_ptid);
171   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
172
173 #ifdef BFD64
174   if (gdbarch_ptr_bit (gdbarch) == 64)
175     {
176       if (regno == -1 || amd64_native_gregset_supplies_p (gdbarch, regno))
177         {
178           x86_thread_state_t gp_regs;
179           kern_return_t ret;
180           unsigned int gp_count = x86_THREAD_STATE_COUNT;
181
182           ret = thread_get_state
183             (current_thread, x86_THREAD_STATE, (thread_state_t) &gp_regs,
184              &gp_count);
185           MACH_CHECK_ERROR (ret);
186           gdb_assert (gp_regs.tsh.flavor == x86_THREAD_STATE64);
187           gdb_assert (gp_regs.tsh.count == x86_THREAD_STATE64_COUNT);
188
189           amd64_collect_native_gregset (regcache, &gp_regs.uts, regno);
190
191           /* Some kernels don't sanitize the values.  */
192           gp_regs.uts.ts64.__fs &= 0xffff;
193           gp_regs.uts.ts64.__gs &= 0xffff;
194
195           ret = thread_set_state (current_thread, x86_THREAD_STATE,
196                                   (thread_state_t) &gp_regs,
197                                   x86_THREAD_STATE_COUNT);
198           MACH_CHECK_ERROR (ret);
199         }
200
201       if (regno == -1 || !amd64_native_gregset_supplies_p (gdbarch, regno))
202         {
203           x86_float_state_t fp_regs;
204           kern_return_t ret;
205           unsigned int fp_count = x86_FLOAT_STATE_COUNT;
206
207           ret = thread_get_state
208             (current_thread, x86_FLOAT_STATE, (thread_state_t) & fp_regs,
209              &fp_count);
210           MACH_CHECK_ERROR (ret);
211           gdb_assert (fp_regs.fsh.flavor == x86_FLOAT_STATE64);
212           gdb_assert (fp_regs.fsh.count == x86_FLOAT_STATE64_COUNT);
213
214           amd64_collect_fxsave (regcache, regno, &fp_regs.ufs.fs64.__fpu_fcw);
215
216           ret = thread_set_state (current_thread, x86_FLOAT_STATE,
217                                   (thread_state_t) & fp_regs,
218                                   x86_FLOAT_STATE_COUNT);
219           MACH_CHECK_ERROR (ret);
220         }
221     }
222   else
223 #endif
224     {
225       if (regno == -1 || regno < I386_NUM_GREGS)
226         {
227           x86_thread_state32_t gp_regs;
228           kern_return_t ret;
229           unsigned int gp_count = x86_THREAD_STATE32_COUNT;
230           int i;
231
232           ret = thread_get_state
233             (current_thread, x86_THREAD_STATE32, (thread_state_t) &gp_regs,
234              &gp_count);
235           MACH_CHECK_ERROR (ret);
236
237           for (i = 0; i < I386_NUM_GREGS; i++)
238             if (regno == -1 || regno == i)
239               regcache_raw_collect
240                 (regcache, i,
241                  (char *)&gp_regs + i386_darwin_thread_state_reg_offset[i]);
242
243           ret = thread_set_state (current_thread, x86_THREAD_STATE32,
244                                   (thread_state_t) &gp_regs,
245                                   x86_THREAD_STATE32_COUNT);
246           MACH_CHECK_ERROR (ret);
247         }
248
249       if (regno == -1
250           || (regno >= I386_ST0_REGNUM && regno < I386_SSE_NUM_REGS))
251         {
252           x86_float_state32_t fp_regs;
253           unsigned int fp_count = x86_FLOAT_STATE32_COUNT;
254           kern_return_t ret;
255
256           ret = thread_get_state
257             (current_thread, x86_FLOAT_STATE32, (thread_state_t) & fp_regs,
258              &fp_count);
259           MACH_CHECK_ERROR (ret);
260
261           i387_collect_fxsave (regcache, regno, &fp_regs.__fpu_fcw);
262
263           ret = thread_set_state (current_thread, x86_FLOAT_STATE32,
264                                   (thread_state_t) &fp_regs,
265                                   x86_FLOAT_STATE32_COUNT);
266           MACH_CHECK_ERROR (ret);
267         }
268     }
269 }
270
271 /* Support for debug registers, boosted mostly from i386-linux-nat.c.  */
272
273 static void
274 i386_darwin_dr_set (int regnum, CORE_ADDR value)
275 {
276   int current_pid;
277   thread_t current_thread;
278   x86_debug_state_t dr_regs;
279   kern_return_t ret;
280   unsigned int dr_count;
281
282   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum <= DR_CONTROL);
283
284   current_thread = ptid_get_tid (inferior_ptid);
285
286   dr_regs.dsh.flavor = x86_DEBUG_STATE;
287   dr_regs.dsh.count = x86_DEBUG_STATE_COUNT;
288   dr_count = x86_DEBUG_STATE_COUNT;
289   ret = thread_get_state (current_thread, x86_DEBUG_STATE,
290                           (thread_state_t) &dr_regs, &dr_count);
291   MACH_CHECK_ERROR (ret);
292
293   switch (dr_regs.dsh.flavor)
294     {
295     case x86_DEBUG_STATE32:
296       switch (regnum)
297         {
298         case 0:
299           dr_regs.uds.ds32.__dr0 = value;
300           break;
301         case 1:
302           dr_regs.uds.ds32.__dr1 = value;
303           break;
304         case 2:
305           dr_regs.uds.ds32.__dr2 = value;
306           break;
307         case 3:
308           dr_regs.uds.ds32.__dr3 = value;
309           break;
310         case 4:
311           dr_regs.uds.ds32.__dr4 = value;
312           break;
313         case 5:
314           dr_regs.uds.ds32.__dr5 = value;
315           break;
316         case 6:
317           dr_regs.uds.ds32.__dr6 = value;
318           break;
319         case 7:
320           dr_regs.uds.ds32.__dr7 = value;
321           break;
322         }
323       break;
324 #ifdef BFD64
325     case x86_DEBUG_STATE64:
326       switch (regnum)
327         {
328         case 0:
329           dr_regs.uds.ds64.__dr0 = value;
330           break;
331         case 1:
332           dr_regs.uds.ds64.__dr1 = value;
333           break;
334         case 2:
335           dr_regs.uds.ds64.__dr2 = value;
336           break;
337         case 3:
338           dr_regs.uds.ds64.__dr3 = value;
339           break;
340         case 4:
341           dr_regs.uds.ds64.__dr4 = value;
342           break;
343         case 5:
344           dr_regs.uds.ds64.__dr5 = value;
345           break;
346         case 6:
347           dr_regs.uds.ds64.__dr6 = value;
348           break;
349         case 7:
350           dr_regs.uds.ds64.__dr7 = value;
351           break;
352         }
353       break;
354 #endif
355     }
356
357   ret = thread_set_state (current_thread, dr_regs.dsh.flavor,
358                           (thread_state_t) &dr_regs.uds, dr_count);
359
360   MACH_CHECK_ERROR (ret);
361 }
362
363 static CORE_ADDR
364 i386_darwin_dr_get (int regnum)
365 {
366   thread_t current_thread;
367   x86_debug_state_t dr_regs;
368   kern_return_t ret;
369   unsigned int dr_count;
370
371   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum <= DR_CONTROL);
372
373   current_thread = ptid_get_tid (inferior_ptid);
374
375   dr_regs.dsh.flavor = x86_DEBUG_STATE;
376   dr_regs.dsh.count = x86_DEBUG_STATE_COUNT;
377   dr_count = x86_DEBUG_STATE_COUNT;
378   ret = thread_get_state (current_thread, x86_DEBUG_STATE,
379                           (thread_state_t) &dr_regs, &dr_count);
380   MACH_CHECK_ERROR (ret);
381
382   switch (dr_regs.dsh.flavor)
383     {
384     case x86_DEBUG_STATE32:
385       switch (regnum)
386         {
387         case 0:
388           return dr_regs.uds.ds32.__dr0;
389         case 1:
390           return dr_regs.uds.ds32.__dr1;
391         case 2:
392           return dr_regs.uds.ds32.__dr2;
393         case 3:
394           return dr_regs.uds.ds32.__dr3;
395         case 4:
396           return dr_regs.uds.ds32.__dr4;
397         case 5:
398           return dr_regs.uds.ds32.__dr5;
399         case 6:
400           return dr_regs.uds.ds32.__dr6;
401         case 7:
402           return dr_regs.uds.ds32.__dr7;
403         default:
404           return -1;
405         }
406       break;
407 #ifdef BFD64
408     case x86_DEBUG_STATE64:
409       switch (regnum)
410         {
411         case 0:
412           return dr_regs.uds.ds64.__dr0;
413         case 1:
414           return dr_regs.uds.ds64.__dr1;
415         case 2:
416           return dr_regs.uds.ds64.__dr2;
417         case 3:
418           return dr_regs.uds.ds64.__dr3;
419         case 4:
420           return dr_regs.uds.ds64.__dr4;
421         case 5:
422           return dr_regs.uds.ds64.__dr5;
423         case 6:
424           return dr_regs.uds.ds64.__dr6;
425         case 7:
426           return dr_regs.uds.ds64.__dr7;
427         default:
428           return -1;
429         }
430       break;
431 #endif
432     default:
433       return -1;
434     }
435 }
436
437 static void
438 i386_darwin_dr_set_control (unsigned long control)
439 {
440   i386_darwin_dr_set (DR_CONTROL, control);
441 }
442
443 static void
444 i386_darwin_dr_set_addr (int regnum, CORE_ADDR addr)
445 {
446   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum <= DR_LASTADDR - DR_FIRSTADDR);
447
448   i386_darwin_dr_set (DR_FIRSTADDR + regnum, addr);
449 }
450
451 static CORE_ADDR
452 i386_darwin_dr_get_addr (int regnum)
453 {
454   return i386_darwin_dr_get (regnum);
455 }
456
457 static unsigned long
458 i386_darwin_dr_get_status (void)
459 {
460   return i386_darwin_dr_get (DR_STATUS);
461 }
462
463 static unsigned long
464 i386_darwin_dr_get_control (void)
465 {
466   return i386_darwin_dr_get (DR_CONTROL);
467 }
468
469 void
470 darwin_check_osabi (darwin_inferior *inf, thread_t thread)
471 {
472   if (gdbarch_osabi (target_gdbarch ()) == GDB_OSABI_UNKNOWN)
473     {
474       /* Attaching to a process.  Let's figure out what kind it is.  */
475       x86_thread_state_t gp_regs;
476       struct gdbarch_info info;
477       unsigned int gp_count = x86_THREAD_STATE_COUNT;
478       kern_return_t ret;
479
480       ret = thread_get_state (thread, x86_THREAD_STATE,
481                               (thread_state_t) &gp_regs, &gp_count);
482       if (ret != KERN_SUCCESS)
483         {
484           MACH_CHECK_ERROR (ret);
485           return;
486         }
487
488       gdbarch_info_init (&info);
489       gdbarch_info_fill (&info);
490       info.byte_order = gdbarch_byte_order (target_gdbarch ());
491       info.osabi = GDB_OSABI_DARWIN;
492       if (gp_regs.tsh.flavor == x86_THREAD_STATE64)
493         info.bfd_arch_info = bfd_lookup_arch (bfd_arch_i386,
494                                               bfd_mach_x86_64);
495       else
496         info.bfd_arch_info = bfd_lookup_arch (bfd_arch_i386,
497                                               bfd_mach_i386_i386);
498       gdbarch_update_p (info);
499     }
500 }
501
502 #define X86_EFLAGS_T 0x100UL
503
504 /* Returning from a signal trampoline is done by calling a
505    special system call (sigreturn).  This system call
506    restores the registers that were saved when the signal was
507    raised, including %eflags/%rflags.  That means that single-stepping
508    won't work.  Instead, we'll have to modify the signal context
509    that's about to be restored, and set the trace flag there.  */
510
511 static int
512 i386_darwin_sstep_at_sigreturn (x86_thread_state_t *regs)
513 {
514   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (target_gdbarch ());
515   static const gdb_byte darwin_syscall[] = { 0xcd, 0x80 }; /* int 0x80 */
516   gdb_byte buf[sizeof (darwin_syscall)];
517
518   /* Check if PC is at a sigreturn system call.  */
519   if (target_read_memory (regs->uts.ts32.__eip, buf, sizeof (buf)) == 0
520       && memcmp (buf, darwin_syscall, sizeof (darwin_syscall)) == 0
521       && regs->uts.ts32.__eax == 0xb8 /* SYS_sigreturn */)
522     {
523       ULONGEST uctx_addr;
524       ULONGEST mctx_addr;
525       ULONGEST flags_addr;
526       unsigned int eflags;
527
528       uctx_addr = read_memory_unsigned_integer
529                     (regs->uts.ts32.__esp + 4, 4, byte_order);
530       mctx_addr = read_memory_unsigned_integer
531                     (uctx_addr + 28, 4, byte_order);
532
533       flags_addr = mctx_addr + 12 + 9 * 4;
534       read_memory (flags_addr, (gdb_byte *) &eflags, 4);
535       eflags |= X86_EFLAGS_T;
536       write_memory (flags_addr, (gdb_byte *) &eflags, 4);
537
538       return 1;
539     }
540   return 0;
541 }
542
543 #ifdef BFD64
544 static int
545 amd64_darwin_sstep_at_sigreturn (x86_thread_state_t *regs)
546 {
547   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (target_gdbarch ());
548   static const gdb_byte darwin_syscall[] = { 0x0f, 0x05 }; /* syscall */
549   gdb_byte buf[sizeof (darwin_syscall)];
550
551   /* Check if PC is at a sigreturn system call.  */
552   if (target_read_memory (regs->uts.ts64.__rip, buf, sizeof (buf)) == 0
553       && memcmp (buf, darwin_syscall, sizeof (darwin_syscall)) == 0
554       && (regs->uts.ts64.__rax & 0xffffffff) == 0x20000b8 /* SYS_sigreturn */)
555     {
556       ULONGEST mctx_addr;
557       ULONGEST flags_addr;
558       unsigned int rflags;
559
560       mctx_addr = read_memory_unsigned_integer
561                     (regs->uts.ts64.__rdi + 48, 8, byte_order);
562       flags_addr = mctx_addr + 16 + 17 * 8;
563
564       /* AMD64 is little endian.  */
565       read_memory (flags_addr, (gdb_byte *) &rflags, 4);
566       rflags |= X86_EFLAGS_T;
567       write_memory (flags_addr, (gdb_byte *) &rflags, 4);
568
569       return 1;
570     }
571   return 0;
572 }
573 #endif
574
575 void
576 darwin_set_sstep (thread_t thread, int enable)
577 {
578   x86_thread_state_t regs;
579   unsigned int count = x86_THREAD_STATE_COUNT;
580   kern_return_t kret;
581
582   kret = thread_get_state (thread, x86_THREAD_STATE,
583                            (thread_state_t) &regs, &count);
584   if (kret != KERN_SUCCESS)
585     {
586       printf_unfiltered (_("darwin_set_sstep: error %x, thread=%x\n"),
587                          kret, thread);
588       return;
589     }
590
591   switch (regs.tsh.flavor)
592     {
593     case x86_THREAD_STATE32:
594       {
595         __uint32_t bit = enable ? X86_EFLAGS_T : 0;
596
597         if (enable && i386_darwin_sstep_at_sigreturn (&regs))
598           return;
599         if ((regs.uts.ts32.__eflags & X86_EFLAGS_T) == bit)
600           return;
601         regs.uts.ts32.__eflags
602           = (regs.uts.ts32.__eflags & ~X86_EFLAGS_T) | bit;
603         kret = thread_set_state (thread, x86_THREAD_STATE,
604                                  (thread_state_t) &regs, count);
605         MACH_CHECK_ERROR (kret);
606       }
607       break;
608 #ifdef BFD64
609     case x86_THREAD_STATE64:
610       {
611         __uint64_t bit = enable ? X86_EFLAGS_T : 0;
612
613         if (enable && amd64_darwin_sstep_at_sigreturn (&regs))
614           return;
615         if ((regs.uts.ts64.__rflags & X86_EFLAGS_T) == bit)
616           return;
617         regs.uts.ts64.__rflags
618           = (regs.uts.ts64.__rflags & ~X86_EFLAGS_T) | bit;
619         kret = thread_set_state (thread, x86_THREAD_STATE,
620                                  (thread_state_t) &regs, count);
621         MACH_CHECK_ERROR (kret);
622       }
623       break;
624 #endif
625     default:
626       error (_("darwin_set_sstep: unknown flavour: %d"), regs.tsh.flavor);
627     }
628 }
629
630 void
631 darwin_complete_target (struct target_ops *target)
632 {
633 #ifdef BFD64
634   amd64_native_gregset64_reg_offset = amd64_darwin_thread_state_reg_offset;
635   amd64_native_gregset64_num_regs = amd64_darwin_thread_state_num_regs;
636   amd64_native_gregset32_reg_offset = i386_darwin_thread_state_reg_offset;
637   amd64_native_gregset32_num_regs = i386_darwin_thread_state_num_regs;
638 #endif
639
640   x86_use_watchpoints (target);
641
642   x86_dr_low.set_control = i386_darwin_dr_set_control;
643   x86_dr_low.set_addr = i386_darwin_dr_set_addr;
644   x86_dr_low.get_addr = i386_darwin_dr_get_addr;
645   x86_dr_low.get_status = i386_darwin_dr_get_status;
646   x86_dr_low.get_control = i386_darwin_dr_get_control;
647
648   /* Let's assume that the kernel is 64 bits iff the executable is.  */
649 #ifdef __x86_64__
650   x86_set_debug_register_length (8);
651 #else
652   x86_set_debug_register_length (4);
653 #endif
654
655   target->to_fetch_registers = i386_darwin_fetch_inferior_registers;
656   target->to_store_registers = i386_darwin_store_inferior_registers;
657 }