Add Guile as an extension language.
[platform/upstream/binutils.git] / gdb / i386-nat.c
1 /* Native-dependent code for the i386.
2
3    Copyright (C) 2001-2014 Free Software Foundation, Inc.
4
5    This file is part of GDB.
6
7    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
10    (at your option) any later version.
11
12    This program is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 #include "defs.h"
21 #include "i386-nat.h"
22 #include "breakpoint.h"
23 #include "command.h"
24 #include "gdbcmd.h"
25 #include "target.h"
26 #include "gdb_assert.h"
27 #include "inferior.h"
28
29 /* Support for hardware watchpoints and breakpoints using the i386
30    debug registers.
31
32    This provides several functions for inserting and removing
33    hardware-assisted breakpoints and watchpoints, testing if one or
34    more of the watchpoints triggered and at what address, checking
35    whether a given region can be watched, etc.
36
37    The functions below implement debug registers sharing by reference
38    counts, and allow to watch regions up to 16 bytes long.  */
39
40 struct i386_dr_low_type i386_dr_low;
41
42
43 /* Support for 8-byte wide hw watchpoints.  */
44 #define TARGET_HAS_DR_LEN_8 (i386_dr_low.debug_register_length == 8)
45
46 /* DR7 Debug Control register fields.  */
47
48 /* How many bits to skip in DR7 to get to R/W and LEN fields.  */
49 #define DR_CONTROL_SHIFT        16
50 /* How many bits in DR7 per R/W and LEN field for each watchpoint.  */
51 #define DR_CONTROL_SIZE         4
52
53 /* Watchpoint/breakpoint read/write fields in DR7.  */
54 #define DR_RW_EXECUTE   (0x0)   /* Break on instruction execution.  */
55 #define DR_RW_WRITE     (0x1)   /* Break on data writes.  */
56 #define DR_RW_READ      (0x3)   /* Break on data reads or writes.  */
57
58 /* This is here for completeness.  No platform supports this
59    functionality yet (as of March 2001).  Note that the DE flag in the
60    CR4 register needs to be set to support this.  */
61 #ifndef DR_RW_IORW
62 #define DR_RW_IORW      (0x2)   /* Break on I/O reads or writes.  */
63 #endif
64
65 /* Watchpoint/breakpoint length fields in DR7.  The 2-bit left shift
66    is so we could OR this with the read/write field defined above.  */
67 #define DR_LEN_1        (0x0 << 2) /* 1-byte region watch or breakpoint.  */
68 #define DR_LEN_2        (0x1 << 2) /* 2-byte region watch.  */
69 #define DR_LEN_4        (0x3 << 2) /* 4-byte region watch.  */
70 #define DR_LEN_8        (0x2 << 2) /* 8-byte region watch (AMD64).  */
71
72 /* Local and Global Enable flags in DR7.
73
74    When the Local Enable flag is set, the breakpoint/watchpoint is
75    enabled only for the current task; the processor automatically
76    clears this flag on every task switch.  When the Global Enable flag
77    is set, the breakpoint/watchpoint is enabled for all tasks; the
78    processor never clears this flag.
79
80    Currently, all watchpoint are locally enabled.  If you need to
81    enable them globally, read the comment which pertains to this in
82    i386_insert_aligned_watchpoint below.  */
83 #define DR_LOCAL_ENABLE_SHIFT   0 /* Extra shift to the local enable bit.  */
84 #define DR_GLOBAL_ENABLE_SHIFT  1 /* Extra shift to the global enable bit.  */
85 #define DR_ENABLE_SIZE          2 /* Two enable bits per debug register.  */
86
87 /* Local and global exact breakpoint enable flags (a.k.a. slowdown
88    flags).  These are only required on i386, to allow detection of the
89    exact instruction which caused a watchpoint to break; i486 and
90    later processors do that automatically.  We set these flags for
91    backwards compatibility.  */
92 #define DR_LOCAL_SLOWDOWN       (0x100)
93 #define DR_GLOBAL_SLOWDOWN      (0x200)
94
95 /* Fields reserved by Intel.  This includes the GD (General Detect
96    Enable) flag, which causes a debug exception to be generated when a
97    MOV instruction accesses one of the debug registers.
98
99    FIXME: My Intel manual says we should use 0xF800, not 0xFC00.  */
100 #define DR_CONTROL_RESERVED     (0xFC00)
101
102 /* Auxiliary helper macros.  */
103
104 /* A value that masks all fields in DR7 that are reserved by Intel.  */
105 #define I386_DR_CONTROL_MASK    (~DR_CONTROL_RESERVED)
106
107 /* The I'th debug register is vacant if its Local and Global Enable
108    bits are reset in the Debug Control register.  */
109 #define I386_DR_VACANT(state, i)                                        \
110   (((state)->dr_control_mirror & (3 << (DR_ENABLE_SIZE * (i)))) == 0)
111
112 /* Locally enable the break/watchpoint in the I'th debug register.  */
113 #define I386_DR_LOCAL_ENABLE(state, i) \
114   do { \
115     (state)->dr_control_mirror |= \
116       (1 << (DR_LOCAL_ENABLE_SHIFT + DR_ENABLE_SIZE * (i))); \
117   } while (0)
118
119 /* Globally enable the break/watchpoint in the I'th debug register.  */
120 #define I386_DR_GLOBAL_ENABLE(state, i) \
121   do { \
122     (state)->dr_control_mirror |= \
123       (1 << (DR_GLOBAL_ENABLE_SHIFT + DR_ENABLE_SIZE * (i))); \
124   } while (0)
125
126 /* Disable the break/watchpoint in the I'th debug register.  */
127 #define I386_DR_DISABLE(state, i) \
128   do { \
129     (state)->dr_control_mirror &= \
130       ~(3 << (DR_ENABLE_SIZE * (i))); \
131   } while (0)
132
133 /* Set in DR7 the RW and LEN fields for the I'th debug register.  */
134 #define I386_DR_SET_RW_LEN(state, i, rwlen) \
135   do { \
136     (state)->dr_control_mirror &= \
137       ~(0x0f << (DR_CONTROL_SHIFT + DR_CONTROL_SIZE * (i))); \
138     (state)->dr_control_mirror |= \
139       ((rwlen) << (DR_CONTROL_SHIFT + DR_CONTROL_SIZE * (i))); \
140   } while (0)
141
142 /* Get from DR7 the RW and LEN fields for the I'th debug register.  */
143 #define I386_DR_GET_RW_LEN(dr7, i) \
144   (((dr7) \
145     >> (DR_CONTROL_SHIFT + DR_CONTROL_SIZE * (i))) & 0x0f)
146
147 /* Mask that this I'th watchpoint has triggered.  */
148 #define I386_DR_WATCH_MASK(i)   (1 << (i))
149
150 /* Did the watchpoint whose address is in the I'th register break?  */
151 #define I386_DR_WATCH_HIT(dr6, i) ((dr6) & (1 << (i)))
152
153 /* A macro to loop over all debug registers.  */
154 #define ALL_DEBUG_REGISTERS(i)  for (i = 0; i < DR_NADDR; i++)
155
156 /* Per-process data.  We don't bind this to a per-inferior registry
157    because of targets like x86 GNU/Linux that need to keep track of
158    processes that aren't bound to any inferior (e.g., fork children,
159    checkpoints).  */
160
161 struct i386_process_info
162 {
163   /* Linked list.  */
164   struct i386_process_info *next;
165
166   /* The process identifier.  */
167   pid_t pid;
168
169   /* Copy of i386 hardware debug registers.  */
170   struct i386_debug_reg_state state;
171 };
172
173 static struct i386_process_info *i386_process_list = NULL;
174
175 /* Find process data for process PID.  */
176
177 static struct i386_process_info *
178 i386_find_process_pid (pid_t pid)
179 {
180   struct i386_process_info *proc;
181
182   for (proc = i386_process_list; proc; proc = proc->next)
183     if (proc->pid == pid)
184       return proc;
185
186   return NULL;
187 }
188
189 /* Add process data for process PID.  Returns newly allocated info
190    object.  */
191
192 static struct i386_process_info *
193 i386_add_process (pid_t pid)
194 {
195   struct i386_process_info *proc;
196
197   proc = xcalloc (1, sizeof (*proc));
198   proc->pid = pid;
199
200   proc->next = i386_process_list;
201   i386_process_list = proc;
202
203   return proc;
204 }
205
206 /* Get data specific info for process PID, creating it if necessary.
207    Never returns NULL.  */
208
209 static struct i386_process_info *
210 i386_process_info_get (pid_t pid)
211 {
212   struct i386_process_info *proc;
213
214   proc = i386_find_process_pid (pid);
215   if (proc == NULL)
216     proc = i386_add_process (pid);
217
218   return proc;
219 }
220
221 /* Get debug registers state for process PID.  */
222
223 struct i386_debug_reg_state *
224 i386_debug_reg_state (pid_t pid)
225 {
226   return &i386_process_info_get (pid)->state;
227 }
228
229 /* See declaration in i386-nat.h.  */
230
231 void
232 i386_forget_process (pid_t pid)
233 {
234   struct i386_process_info *proc, **proc_link;
235
236   proc = i386_process_list;
237   proc_link = &i386_process_list;
238
239   while (proc != NULL)
240     {
241       if (proc->pid == pid)
242         {
243           *proc_link = proc->next;
244
245           xfree (proc);
246           return;
247         }
248
249       proc_link = &proc->next;
250       proc = *proc_link;
251     }
252 }
253
254 /* Whether or not to print the mirrored debug registers.  */
255 static int maint_show_dr;
256
257 /* Types of operations supported by i386_handle_nonaligned_watchpoint.  */
258 typedef enum { WP_INSERT, WP_REMOVE, WP_COUNT } i386_wp_op_t;
259
260 /* Internal functions.  */
261
262 /* Return the value of a 4-bit field for DR7 suitable for watching a
263    region of LEN bytes for accesses of type TYPE.  LEN is assumed to
264    have the value of 1, 2, or 4.  */
265 static unsigned i386_length_and_rw_bits (int len, enum target_hw_bp_type type);
266
267 /* Insert a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
268    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
269    value of the bit-field from DR7 which describes the length and
270    access type of the region to be watched by this watchpoint.  Return
271    0 on success, -1 on failure.  */
272 static int i386_insert_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
273                                            CORE_ADDR addr,
274                                            unsigned len_rw_bits);
275
276 /* Remove a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
277    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
278    value of the bits from DR7 which describes the length and access
279    type of the region watched by this watchpoint.  Return 0 on
280    success, -1 on failure.  */
281 static int i386_remove_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
282                                            CORE_ADDR addr,
283                                            unsigned len_rw_bits);
284
285 /* Insert or remove a (possibly non-aligned) watchpoint, or count the
286    number of debug registers required to watch a region at address
287    ADDR whose length is LEN for accesses of type TYPE.  Return 0 on
288    successful insertion or removal, a positive number when queried
289    about the number of registers, or -1 on failure.  If WHAT is not a
290    valid value, bombs through internal_error.  */
291 static int i386_handle_nonaligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
292                                               i386_wp_op_t what,
293                                               CORE_ADDR addr, int len,
294                                               enum target_hw_bp_type type);
295
296 /* Implementation.  */
297
298 /* Clear the reference counts and forget everything we knew about the
299    debug registers.  */
300
301 void
302 i386_cleanup_dregs (void)
303 {
304   /* Starting from scratch has the same effect.  */
305   i386_forget_process (ptid_get_pid (inferior_ptid));
306 }
307
308 /* Print the values of the mirrored debug registers.  This is called
309    when maint_show_dr is non-zero.  To set that up, type "maint
310    show-debug-regs" at GDB's prompt.  */
311
312 static void
313 i386_show_dr (struct i386_debug_reg_state *state,
314               const char *func, CORE_ADDR addr,
315               int len, enum target_hw_bp_type type)
316 {
317   int addr_size = gdbarch_addr_bit (target_gdbarch ()) / 8;
318   int i;
319
320   puts_unfiltered (func);
321   if (addr || len)
322     printf_unfiltered (" (addr=%lx, len=%d, type=%s)",
323                        /* This code is for ia32, so casting CORE_ADDR
324                           to unsigned long should be okay.  */
325                        (unsigned long)addr, len,
326                        type == hw_write ? "data-write"
327                        : (type == hw_read ? "data-read"
328                           : (type == hw_access ? "data-read/write"
329                              : (type == hw_execute ? "instruction-execute"
330                                 /* FIXME: if/when I/O read/write
331                                    watchpoints are supported, add them
332                                    here.  */
333                                 : "??unknown??"))));
334   puts_unfiltered (":\n");
335   printf_unfiltered ("\tCONTROL (DR7): %s          STATUS (DR6): %s\n",
336                      phex (state->dr_control_mirror, 8),
337                      phex (state->dr_status_mirror, 8));
338   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
339     {
340       printf_unfiltered ("\
341 \tDR%d: addr=0x%s, ref.count=%d  DR%d: addr=0x%s, ref.count=%d\n",
342                          i, phex (state->dr_mirror[i], addr_size),
343                          state->dr_ref_count[i],
344                          i + 1, phex (state->dr_mirror[i + 1], addr_size),
345                          state->dr_ref_count[i+1]);
346       i++;
347     }
348 }
349
350 /* Return the value of a 4-bit field for DR7 suitable for watching a
351    region of LEN bytes for accesses of type TYPE.  LEN is assumed to
352    have the value of 1, 2, or 4.  */
353
354 static unsigned
355 i386_length_and_rw_bits (int len, enum target_hw_bp_type type)
356 {
357   unsigned rw;
358
359   switch (type)
360     {
361       case hw_execute:
362         rw = DR_RW_EXECUTE;
363         break;
364       case hw_write:
365         rw = DR_RW_WRITE;
366         break;
367       case hw_read:
368         internal_error (__FILE__, __LINE__,
369                         _("The i386 doesn't support "
370                           "data-read watchpoints.\n"));
371       case hw_access:
372         rw = DR_RW_READ;
373         break;
374 #if 0
375         /* Not yet supported.  */
376       case hw_io_access:
377         rw = DR_RW_IORW;
378         break;
379 #endif
380       default:
381         internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
382 Invalid hardware breakpoint type %d in i386_length_and_rw_bits.\n"),
383                         (int) type);
384     }
385
386   switch (len)
387     {
388       case 1:
389         return (DR_LEN_1 | rw);
390       case 2:
391         return (DR_LEN_2 | rw);
392       case 4:
393         return (DR_LEN_4 | rw);
394       case 8:
395         if (TARGET_HAS_DR_LEN_8)
396           return (DR_LEN_8 | rw);
397         /* ELSE FALL THROUGH */
398       default:
399         internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
400 Invalid hardware breakpoint length %d in i386_length_and_rw_bits.\n"), len);
401     }
402 }
403
404 /* Insert a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
405    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
406    value of the bits from DR7 which describes the length and access
407    type of the region to be watched by this watchpoint.  Return 0 on
408    success, -1 on failure.  */
409
410 static int
411 i386_insert_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
412                                 CORE_ADDR addr, unsigned len_rw_bits)
413 {
414   int i;
415
416   if (!i386_dr_low.set_addr || !i386_dr_low.set_control)
417     return -1;
418
419   /* First, look for an occupied debug register with the same address
420      and the same RW and LEN definitions.  If we find one, we can
421      reuse it for this watchpoint as well (and save a register).  */
422   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
423     {
424       if (!I386_DR_VACANT (state, i)
425           && state->dr_mirror[i] == addr
426           && I386_DR_GET_RW_LEN (state->dr_control_mirror, i) == len_rw_bits)
427         {
428           state->dr_ref_count[i]++;
429           return 0;
430         }
431     }
432
433   /* Next, look for a vacant debug register.  */
434   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
435     {
436       if (I386_DR_VACANT (state, i))
437         break;
438     }
439
440   /* No more debug registers!  */
441   if (i >= DR_NADDR)
442     return -1;
443
444   /* Now set up the register I to watch our region.  */
445
446   /* Record the info in our local mirrored array.  */
447   state->dr_mirror[i] = addr;
448   state->dr_ref_count[i] = 1;
449   I386_DR_SET_RW_LEN (state, i, len_rw_bits);
450   /* Note: we only enable the watchpoint locally, i.e. in the current
451      task.  Currently, no i386 target allows or supports global
452      watchpoints; however, if any target would want that in the
453      future, GDB should probably provide a command to control whether
454      to enable watchpoints globally or locally, and the code below
455      should use global or local enable and slow-down flags as
456      appropriate.  */
457   I386_DR_LOCAL_ENABLE (state, i);
458   state->dr_control_mirror |= DR_LOCAL_SLOWDOWN;
459   state->dr_control_mirror &= I386_DR_CONTROL_MASK;
460
461   return 0;
462 }
463
464 /* Remove a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
465    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
466    value of the bits from DR7 which describes the length and access
467    type of the region watched by this watchpoint.  Return 0 on
468    success, -1 on failure.  */
469
470 static int
471 i386_remove_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
472                                 CORE_ADDR addr, unsigned len_rw_bits)
473 {
474   int i, retval = -1;
475
476   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
477     {
478       if (!I386_DR_VACANT (state, i)
479           && state->dr_mirror[i] == addr
480           && I386_DR_GET_RW_LEN (state->dr_control_mirror, i) == len_rw_bits)
481         {
482           if (--state->dr_ref_count[i] == 0) /* no longer in use?  */
483             {
484               /* Reset our mirror.  */
485               state->dr_mirror[i] = 0;
486               I386_DR_DISABLE (state, i);
487             }
488           retval = 0;
489         }
490     }
491
492   return retval;
493 }
494
495 /* Insert or remove a (possibly non-aligned) watchpoint, or count the
496    number of debug registers required to watch a region at address
497    ADDR whose length is LEN for accesses of type TYPE.  Return 0 on
498    successful insertion or removal, a positive number when queried
499    about the number of registers, or -1 on failure.  If WHAT is not a
500    valid value, bombs through internal_error.  */
501
502 static int
503 i386_handle_nonaligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
504                                    i386_wp_op_t what, CORE_ADDR addr, int len,
505                                    enum target_hw_bp_type type)
506 {
507   int retval = 0;
508   int max_wp_len = TARGET_HAS_DR_LEN_8 ? 8 : 4;
509
510   static int size_try_array[8][8] =
511   {
512     {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1},   /* Trying size one.  */
513     {2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1},   /* Trying size two.  */
514     {2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1},   /* Trying size three.  */
515     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size four.  */
516     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size five.  */
517     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size six.  */
518     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size seven.  */
519     {8, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size eight.  */
520   };
521
522   while (len > 0)
523     {
524       int align = addr % max_wp_len;
525       /* Four (eight on AMD64) is the maximum length a debug register
526          can watch.  */
527       int try = (len > max_wp_len ? (max_wp_len - 1) : len - 1);
528       int size = size_try_array[try][align];
529
530       if (what == WP_COUNT)
531         {
532           /* size_try_array[] is defined such that each iteration
533              through the loop is guaranteed to produce an address and a
534              size that can be watched with a single debug register.
535              Thus, for counting the registers required to watch a
536              region, we simply need to increment the count on each
537              iteration.  */
538           retval++;
539         }
540       else
541         {
542           unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (size, type);
543
544           if (what == WP_INSERT)
545             retval = i386_insert_aligned_watchpoint (state, addr, len_rw);
546           else if (what == WP_REMOVE)
547             retval = i386_remove_aligned_watchpoint (state, addr, len_rw);
548           else
549             internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
550 Invalid value %d of operation in i386_handle_nonaligned_watchpoint.\n"),
551                             (int)what);
552           if (retval)
553             break;
554         }
555
556       addr += size;
557       len -= size;
558     }
559
560   return retval;
561 }
562
563 /* Update the inferior's debug registers with the new debug registers
564    state, in NEW_STATE, and then update our local mirror to match.  */
565
566 static void
567 i386_update_inferior_debug_regs (struct i386_debug_reg_state *new_state)
568 {
569   struct i386_debug_reg_state *state
570     = i386_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
571   int i;
572
573   ALL_DEBUG_REGISTERS (i)
574     {
575       if (I386_DR_VACANT (new_state, i) != I386_DR_VACANT (state, i))
576         i386_dr_low.set_addr (i, new_state->dr_mirror[i]);
577       else
578         gdb_assert (new_state->dr_mirror[i] == state->dr_mirror[i]);
579     }
580
581   if (new_state->dr_control_mirror != state->dr_control_mirror)
582     i386_dr_low.set_control (new_state->dr_control_mirror);
583
584   *state = *new_state;
585 }
586
587 /* Insert a watchpoint to watch a memory region which starts at
588    address ADDR and whose length is LEN bytes.  Watch memory accesses
589    of the type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
590
591 static int
592 i386_insert_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, int type,
593                         struct expression *cond)
594 {
595   struct i386_debug_reg_state *state
596     = i386_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
597   int retval;
598   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
599      commit the change back to the inferior.  */
600   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
601
602   if (type == hw_read)
603     return 1; /* unsupported */
604
605   if (((len != 1 && len !=2 && len !=4) && !(TARGET_HAS_DR_LEN_8 && len == 8))
606       || addr % len != 0)
607     retval = i386_handle_nonaligned_watchpoint (&local_state,
608                                                 WP_INSERT, addr, len, type);
609   else
610     {
611       unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (len, type);
612
613       retval = i386_insert_aligned_watchpoint (&local_state,
614                                                addr, len_rw);
615     }
616
617   if (retval == 0)
618     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
619
620   if (maint_show_dr)
621     i386_show_dr (state, "insert_watchpoint", addr, len, type);
622
623   return retval;
624 }
625
626 /* Remove a watchpoint that watched the memory region which starts at
627    address ADDR, whose length is LEN bytes, and for accesses of the
628    type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
629 static int
630 i386_remove_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, int type,
631                         struct expression *cond)
632 {
633   struct i386_debug_reg_state *state
634     = i386_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
635   int retval;
636   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
637      commit the change back to the inferior.  */
638   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
639
640   if (((len != 1 && len !=2 && len !=4) && !(TARGET_HAS_DR_LEN_8 && len == 8))
641       || addr % len != 0)
642     retval = i386_handle_nonaligned_watchpoint (&local_state,
643                                                 WP_REMOVE, addr, len, type);
644   else
645     {
646       unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (len, type);
647
648       retval = i386_remove_aligned_watchpoint (&local_state,
649                                                addr, len_rw);
650     }
651
652   if (retval == 0)
653     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
654
655   if (maint_show_dr)
656     i386_show_dr (state, "remove_watchpoint", addr, len, type);
657
658   return retval;
659 }
660
661 /* Return non-zero if we can watch a memory region that starts at
662    address ADDR and whose length is LEN bytes.  */
663
664 static int
665 i386_region_ok_for_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len)
666 {
667   struct i386_debug_reg_state *state
668     = i386_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
669   int nregs;
670
671   /* Compute how many aligned watchpoints we would need to cover this
672      region.  */
673   nregs = i386_handle_nonaligned_watchpoint (state,
674                                              WP_COUNT, addr, len, hw_write);
675   return nregs <= DR_NADDR ? 1 : 0;
676 }
677
678 /* If the inferior has some watchpoint that triggered, set the
679    address associated with that watchpoint and return non-zero.
680    Otherwise, return zero.  */
681
682 static int
683 i386_stopped_data_address (struct target_ops *ops, CORE_ADDR *addr_p)
684 {
685   struct i386_debug_reg_state *state
686     = i386_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
687   CORE_ADDR addr = 0;
688   int i;
689   int rc = 0;
690   /* The current thread's DR_STATUS.  We always need to read this to
691      check whether some watchpoint caused the trap.  */
692   unsigned status;
693   /* We need DR_CONTROL as well, but only iff DR_STATUS indicates a
694      data breakpoint trap.  Only fetch it when necessary, to avoid an
695      unnecessary extra syscall when no watchpoint triggered.  */
696   int control_p = 0;
697   unsigned control = 0;
698
699   /* In non-stop/async, threads can be running while we change the
700      STATE (and friends).  Say, we set a watchpoint, and let threads
701      resume.  Now, say you delete the watchpoint, or add/remove
702      watchpoints such that STATE changes while threads are running.
703      On targets that support non-stop, inserting/deleting watchpoints
704      updates the STATE only.  It does not update the real thread's
705      debug registers; that's only done prior to resume.  Instead, if
706      threads are running when the mirror changes, a temporary and
707      transparent stop on all threads is forced so they can get their
708      copy of the debug registers updated on re-resume.  Now, say,
709      a thread hit a watchpoint before having been updated with the new
710      STATE contents, and we haven't yet handled the corresponding
711      SIGTRAP.  If we trusted STATE below, we'd mistake the real
712      trapped address (from the last time we had updated debug
713      registers in the thread) with whatever was currently in STATE.
714      So to fix this, STATE always represents intention, what we _want_
715      threads to have in debug registers.  To get at the address and
716      cause of the trap, we need to read the state the thread still has
717      in its debug registers.
718
719      In sum, always get the current debug register values the current
720      thread has, instead of trusting the global mirror.  If the thread
721      was running when we last changed watchpoints, the mirror no
722      longer represents what was set in this thread's debug
723      registers.  */
724   status = i386_dr_low.get_status ();
725
726   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
727     {
728       if (!I386_DR_WATCH_HIT (status, i))
729         continue;
730
731       if (!control_p)
732         {
733           control = i386_dr_low.get_control ();
734           control_p = 1;
735         }
736
737       /* This second condition makes sure DRi is set up for a data
738          watchpoint, not a hardware breakpoint.  The reason is that
739          GDB doesn't call the target_stopped_data_address method
740          except for data watchpoints.  In other words, I'm being
741          paranoiac.  */
742       if (I386_DR_GET_RW_LEN (control, i) != 0)
743         {
744           addr = i386_dr_low.get_addr (i);
745           rc = 1;
746           if (maint_show_dr)
747             i386_show_dr (state, "watchpoint_hit", addr, -1, hw_write);
748         }
749     }
750   if (maint_show_dr && addr == 0)
751     i386_show_dr (state, "stopped_data_addr", 0, 0, hw_write);
752
753   if (rc)
754     *addr_p = addr;
755   return rc;
756 }
757
758 static int
759 i386_stopped_by_watchpoint (void)
760 {
761   CORE_ADDR addr = 0;
762   return i386_stopped_data_address (&current_target, &addr);
763 }
764
765 /* Insert a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
766    Return 0 on success, EBUSY on failure.  */
767 static int
768 i386_insert_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
769                            struct bp_target_info *bp_tgt)
770 {
771   struct i386_debug_reg_state *state
772     = i386_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
773   unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (1, hw_execute);
774   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
775   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
776      commit the change back to the inferior.  */
777   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
778   int retval = i386_insert_aligned_watchpoint (&local_state,
779                                                addr, len_rw) ? EBUSY : 0;
780
781   if (retval == 0)
782     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
783
784   if (maint_show_dr)
785     i386_show_dr (state, "insert_hwbp", addr, 1, hw_execute);
786
787   return retval;
788 }
789
790 /* Remove a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
791    Return 0 on success, -1 on failure.  */
792
793 static int
794 i386_remove_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
795                            struct bp_target_info *bp_tgt)
796 {
797   struct i386_debug_reg_state *state
798     = i386_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
799   unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (1, hw_execute);
800   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
801   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
802      commit the change back to the inferior.  */
803   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
804   int retval = i386_remove_aligned_watchpoint (&local_state,
805                                                addr, len_rw);
806
807   if (retval == 0)
808     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
809
810   if (maint_show_dr)
811     i386_show_dr (state, "remove_hwbp", addr, 1, hw_execute);
812
813   return retval;
814 }
815
816 /* Returns the number of hardware watchpoints of type TYPE that we can
817    set.  Value is positive if we can set CNT watchpoints, zero if
818    setting watchpoints of type TYPE is not supported, and negative if
819    CNT is more than the maximum number of watchpoints of type TYPE
820    that we can support.  TYPE is one of bp_hardware_watchpoint,
821    bp_read_watchpoint, bp_write_watchpoint, or bp_hardware_breakpoint.
822    CNT is the number of such watchpoints used so far (including this
823    one).  OTHERTYPE is non-zero if other types of watchpoints are
824    currently enabled.
825
826    We always return 1 here because we don't have enough information
827    about possible overlap of addresses that they want to watch.  As an
828    extreme example, consider the case where all the watchpoints watch
829    the same address and the same region length: then we can handle a
830    virtually unlimited number of watchpoints, due to debug register
831    sharing implemented via reference counts in i386-nat.c.  */
832
833 static int
834 i386_can_use_hw_breakpoint (int type, int cnt, int othertype)
835 {
836   return 1;
837 }
838
839 static void
840 add_show_debug_regs_command (void)
841 {
842   /* A maintenance command to enable printing the internal DRi mirror
843      variables.  */
844   add_setshow_boolean_cmd ("show-debug-regs", class_maintenance,
845                            &maint_show_dr, _("\
846 Set whether to show variables that mirror the x86 debug registers."), _("\
847 Show whether to show variables that mirror the x86 debug registers."), _("\
848 Use \"on\" to enable, \"off\" to disable.\n\
849 If enabled, the debug registers values are shown when GDB inserts\n\
850 or removes a hardware breakpoint or watchpoint, and when the inferior\n\
851 triggers a breakpoint or watchpoint."),
852                            NULL,
853                            NULL,
854                            &maintenance_set_cmdlist,
855                            &maintenance_show_cmdlist);
856 }
857
858 /* There are only two global functions left.  */
859
860 void
861 i386_use_watchpoints (struct target_ops *t)
862 {
863   /* After a watchpoint trap, the PC points to the instruction after the
864      one that caused the trap.  Therefore we don't need to step over it.
865      But we do need to reset the status register to avoid another trap.  */
866   t->to_have_continuable_watchpoint = 1;
867
868   t->to_can_use_hw_breakpoint = i386_can_use_hw_breakpoint;
869   t->to_region_ok_for_hw_watchpoint = i386_region_ok_for_watchpoint;
870   t->to_stopped_by_watchpoint = i386_stopped_by_watchpoint;
871   t->to_stopped_data_address = i386_stopped_data_address;
872   t->to_insert_watchpoint = i386_insert_watchpoint;
873   t->to_remove_watchpoint = i386_remove_watchpoint;
874   t->to_insert_hw_breakpoint = i386_insert_hw_breakpoint;
875   t->to_remove_hw_breakpoint = i386_remove_hw_breakpoint;
876 }
877
878 void
879 i386_set_debug_register_length (int len)
880 {
881   /* This function should be called only once for each native target.  */
882   gdb_assert (i386_dr_low.debug_register_length == 0);
883   gdb_assert (len == 4 || len == 8);
884   i386_dr_low.debug_register_length = len;
885   add_show_debug_regs_command ();
886 }