2012-11-07 Pedro Alves <palves@redhat.com>
[external/binutils.git] / gdb / i386-nat.c
1 /* Native-dependent code for the i386.
2
3    Copyright (C) 2001, 2004-2005, 2007-2012 Free Software Foundation,
4    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 "i386-nat.h"
23 #include "breakpoint.h"
24 #include "command.h"
25 #include "gdbcmd.h"
26 #include "target.h"
27 #include "gdb_assert.h"
28 #include "inferior.h"
29
30 /* Support for hardware watchpoints and breakpoints using the i386
31    debug registers.
32
33    This provides several functions for inserting and removing
34    hardware-assisted breakpoints and watchpoints, testing if one or
35    more of the watchpoints triggered and at what address, checking
36    whether a given region can be watched, etc.
37
38    The functions below implement debug registers sharing by reference
39    counts, and allow to watch regions up to 16 bytes long.  */
40
41 struct i386_dr_low_type i386_dr_low;
42
43
44 /* Support for 8-byte wide hw watchpoints.  */
45 #define TARGET_HAS_DR_LEN_8 (i386_dr_low.debug_register_length == 8)
46
47 /* DR7 Debug Control register fields.  */
48
49 /* How many bits to skip in DR7 to get to R/W and LEN fields.  */
50 #define DR_CONTROL_SHIFT        16
51 /* How many bits in DR7 per R/W and LEN field for each watchpoint.  */
52 #define DR_CONTROL_SIZE         4
53
54 /* Watchpoint/breakpoint read/write fields in DR7.  */
55 #define DR_RW_EXECUTE   (0x0)   /* Break on instruction execution.  */
56 #define DR_RW_WRITE     (0x1)   /* Break on data writes.  */
57 #define DR_RW_READ      (0x3)   /* Break on data reads or writes.  */
58
59 /* This is here for completeness.  No platform supports this
60    functionality yet (as of March 2001).  Note that the DE flag in the
61    CR4 register needs to be set to support this.  */
62 #ifndef DR_RW_IORW
63 #define DR_RW_IORW      (0x2)   /* Break on I/O reads or writes.  */
64 #endif
65
66 /* Watchpoint/breakpoint length fields in DR7.  The 2-bit left shift
67    is so we could OR this with the read/write field defined above.  */
68 #define DR_LEN_1        (0x0 << 2) /* 1-byte region watch or breakpoint.  */
69 #define DR_LEN_2        (0x1 << 2) /* 2-byte region watch.  */
70 #define DR_LEN_4        (0x3 << 2) /* 4-byte region watch.  */
71 #define DR_LEN_8        (0x2 << 2) /* 8-byte region watch (AMD64).  */
72
73 /* Local and Global Enable flags in DR7.
74
75    When the Local Enable flag is set, the breakpoint/watchpoint is
76    enabled only for the current task; the processor automatically
77    clears this flag on every task switch.  When the Global Enable flag
78    is set, the breakpoint/watchpoint is enabled for all tasks; the
79    processor never clears this flag.
80
81    Currently, all watchpoint are locally enabled.  If you need to
82    enable them globally, read the comment which pertains to this in
83    i386_insert_aligned_watchpoint below.  */
84 #define DR_LOCAL_ENABLE_SHIFT   0 /* Extra shift to the local enable bit.  */
85 #define DR_GLOBAL_ENABLE_SHIFT  1 /* Extra shift to the global enable bit.  */
86 #define DR_ENABLE_SIZE          2 /* Two enable bits per debug register.  */
87
88 /* Local and global exact breakpoint enable flags (a.k.a. slowdown
89    flags).  These are only required on i386, to allow detection of the
90    exact instruction which caused a watchpoint to break; i486 and
91    later processors do that automatically.  We set these flags for
92    backwards compatibility.  */
93 #define DR_LOCAL_SLOWDOWN       (0x100)
94 #define DR_GLOBAL_SLOWDOWN      (0x200)
95
96 /* Fields reserved by Intel.  This includes the GD (General Detect
97    Enable) flag, which causes a debug exception to be generated when a
98    MOV instruction accesses one of the debug registers.
99
100    FIXME: My Intel manual says we should use 0xF800, not 0xFC00.  */
101 #define DR_CONTROL_RESERVED     (0xFC00)
102
103 /* Auxiliary helper macros.  */
104
105 /* A value that masks all fields in DR7 that are reserved by Intel.  */
106 #define I386_DR_CONTROL_MASK    (~DR_CONTROL_RESERVED)
107
108 /* The I'th debug register is vacant if its Local and Global Enable
109    bits are reset in the Debug Control register.  */
110 #define I386_DR_VACANT(state, i)                                        \
111   (((state)->dr_control_mirror & (3 << (DR_ENABLE_SIZE * (i)))) == 0)
112
113 /* Locally enable the break/watchpoint in the I'th debug register.  */
114 #define I386_DR_LOCAL_ENABLE(state, i) \
115   do { \
116     (state)->dr_control_mirror |= \
117       (1 << (DR_LOCAL_ENABLE_SHIFT + DR_ENABLE_SIZE * (i))); \
118   } while (0)
119
120 /* Globally enable the break/watchpoint in the I'th debug register.  */
121 #define I386_DR_GLOBAL_ENABLE(state, i) \
122   do { \
123     (state)->dr_control_mirror |= \
124       (1 << (DR_GLOBAL_ENABLE_SHIFT + DR_ENABLE_SIZE * (i))); \
125   } while (0)
126
127 /* Disable the break/watchpoint in the I'th debug register.  */
128 #define I386_DR_DISABLE(state, i) \
129   do { \
130     (state)->dr_control_mirror &= \
131       ~(3 << (DR_ENABLE_SIZE * (i))); \
132   } while (0)
133
134 /* Set in DR7 the RW and LEN fields for the I'th debug register.  */
135 #define I386_DR_SET_RW_LEN(state, i, rwlen) \
136   do { \
137     (state)->dr_control_mirror &= \
138       ~(0x0f << (DR_CONTROL_SHIFT + DR_CONTROL_SIZE * (i))); \
139     (state)->dr_control_mirror |= \
140       ((rwlen) << (DR_CONTROL_SHIFT + DR_CONTROL_SIZE * (i))); \
141   } while (0)
142
143 /* Get from DR7 the RW and LEN fields for the I'th debug register.  */
144 #define I386_DR_GET_RW_LEN(dr7, i) \
145   (((dr7) \
146     >> (DR_CONTROL_SHIFT + DR_CONTROL_SIZE * (i))) & 0x0f)
147
148 /* Mask that this I'th watchpoint has triggered.  */
149 #define I386_DR_WATCH_MASK(i)   (1 << (i))
150
151 /* Did the watchpoint whose address is in the I'th register break?  */
152 #define I386_DR_WATCH_HIT(dr6, i) ((dr6) & (1 << (i)))
153
154 /* A macro to loop over all debug registers.  */
155 #define ALL_DEBUG_REGISTERS(i)  for (i = 0; i < DR_NADDR; i++)
156
157 /* Clear the reference counts and forget everything we knew about the
158    debug registers.  */
159
160 static void
161 i386_init_dregs (struct i386_debug_reg_state *state)
162 {
163   int i;
164
165   ALL_DEBUG_REGISTERS (i)
166     {
167       state->dr_mirror[i] = 0;
168       state->dr_ref_count[i] = 0;
169     }
170   state->dr_control_mirror = 0;
171   state->dr_status_mirror  = 0;
172 }
173
174 /* Per-inferior data key.  */
175 static const struct inferior_data *i386_inferior_data;
176
177 /* Per-inferior data.  */
178 struct i386_inferior_data
179 {
180   /* Copy of i386 hardware debug registers for performance reasons.  */
181   struct i386_debug_reg_state state;
182 };
183
184 /* Per-inferior hook for register_inferior_data_with_cleanup.  */
185
186 static void
187 i386_inferior_data_cleanup (struct inferior *inf, void *arg)
188 {
189   struct i386_inferior_data *inf_data = arg;
190
191   xfree (inf_data);
192 }
193
194 /* Get data specific for INFERIOR_PTID LWP.  Return special data area
195    for processes being detached.  */
196
197 static struct i386_inferior_data *
198 i386_inferior_data_get (void)
199 {
200   struct inferior *inf = current_inferior ();
201   struct i386_inferior_data *inf_data;
202
203   inf_data = inferior_data (inf, i386_inferior_data);
204   if (inf_data == NULL)
205     {
206       inf_data = xzalloc (sizeof (*inf_data));
207       set_inferior_data (current_inferior (), i386_inferior_data, inf_data);
208     }
209
210   if (inf->pid != ptid_get_pid (inferior_ptid))
211     {
212       /* INFERIOR_PTID is being detached from the inferior INF.
213          Provide local cache specific for the detached LWP.  */
214
215       static struct i386_inferior_data detached_inf_data_local;
216       static int detached_inf_pid = -1;
217
218       if (detached_inf_pid != ptid_get_pid (inferior_ptid))
219         {
220           /* Reinitialize the local cache if INFERIOR_PTID is
221              different from the LWP last detached.
222  
223              Linux kernel before 2.6.33 commit
224              72f674d203cd230426437cdcf7dd6f681dad8b0d
225              will inherit hardware debug registers from parent
226              on fork/vfork/clone.  Newer Linux kernels create such tasks with
227              zeroed debug registers.
228
229              GDB will remove all breakpoints (and watchpoints) from the forked
230              off process.  We also need to reset the debug registers in that
231              process to be compatible with the older Linux kernels.
232
233              Copy the debug registers mirrors into the new process so that all
234              breakpoints and watchpoints can be removed together.  The debug
235              registers mirror will become zeroed in the end before detaching
236              the forked off process.  */
237
238           detached_inf_pid = ptid_get_pid (inferior_ptid);
239           detached_inf_data_local = *inf_data;
240         }
241
242       return &detached_inf_data_local;
243     }
244
245   return inf_data;
246 }
247
248 /* Get debug registers state for INFERIOR_PTID, see
249    i386_inferior_data_get.  */
250
251 struct i386_debug_reg_state *
252 i386_debug_reg_state (void)
253 {
254   return &i386_inferior_data_get ()->state;
255 }
256
257 /* Whether or not to print the mirrored debug registers.  */
258 static int maint_show_dr;
259
260 /* Types of operations supported by i386_handle_nonaligned_watchpoint.  */
261 typedef enum { WP_INSERT, WP_REMOVE, WP_COUNT } i386_wp_op_t;
262
263 /* Internal functions.  */
264
265 /* Return the value of a 4-bit field for DR7 suitable for watching a
266    region of LEN bytes for accesses of type TYPE.  LEN is assumed to
267    have the value of 1, 2, or 4.  */
268 static unsigned i386_length_and_rw_bits (int len, enum target_hw_bp_type type);
269
270 /* Insert a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
271    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
272    value of the bit-field from DR7 which describes the length and
273    access type of the region to be watched by this watchpoint.  Return
274    0 on success, -1 on failure.  */
275 static int i386_insert_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
276                                            CORE_ADDR addr,
277                                            unsigned len_rw_bits);
278
279 /* Remove a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
280    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
281    value of the bits from DR7 which describes the length and access
282    type of the region watched by this watchpoint.  Return 0 on
283    success, -1 on failure.  */
284 static int i386_remove_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
285                                            CORE_ADDR addr,
286                                            unsigned len_rw_bits);
287
288 /* Insert or remove a (possibly non-aligned) watchpoint, or count the
289    number of debug registers required to watch a region at address
290    ADDR whose length is LEN for accesses of type TYPE.  Return 0 on
291    successful insertion or removal, a positive number when queried
292    about the number of registers, or -1 on failure.  If WHAT is not a
293    valid value, bombs through internal_error.  */
294 static int i386_handle_nonaligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
295                                               i386_wp_op_t what,
296                                               CORE_ADDR addr, int len,
297                                               enum target_hw_bp_type type);
298
299 /* Implementation.  */
300
301 /* Clear the reference counts and forget everything we knew about the
302    debug registers.  */
303
304 void
305 i386_cleanup_dregs (void)
306 {
307   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
308
309   i386_init_dregs (state);
310 }
311
312 /* Print the values of the mirrored debug registers.  This is called
313    when maint_show_dr is non-zero.  To set that up, type "maint
314    show-debug-regs" at GDB's prompt.  */
315
316 static void
317 i386_show_dr (struct i386_debug_reg_state *state,
318               const char *func, CORE_ADDR addr,
319               int len, enum target_hw_bp_type type)
320 {
321   int addr_size = gdbarch_addr_bit (target_gdbarch) / 8;
322   int i;
323
324   puts_unfiltered (func);
325   if (addr || len)
326     printf_unfiltered (" (addr=%lx, len=%d, type=%s)",
327                        /* This code is for ia32, so casting CORE_ADDR
328                           to unsigned long should be okay.  */
329                        (unsigned long)addr, len,
330                        type == hw_write ? "data-write"
331                        : (type == hw_read ? "data-read"
332                           : (type == hw_access ? "data-read/write"
333                              : (type == hw_execute ? "instruction-execute"
334                                 /* FIXME: if/when I/O read/write
335                                    watchpoints are supported, add them
336                                    here.  */
337                                 : "??unknown??"))));
338   puts_unfiltered (":\n");
339   printf_unfiltered ("\tCONTROL (DR7): %s          STATUS (DR6): %s\n",
340                      phex (state->dr_control_mirror, 8),
341                      phex (state->dr_status_mirror, 8));
342   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
343     {
344       printf_unfiltered ("\
345 \tDR%d: addr=0x%s, ref.count=%d  DR%d: addr=0x%s, ref.count=%d\n",
346                          i, phex (state->dr_mirror[i], addr_size),
347                          state->dr_ref_count[i],
348                          i + 1, phex (state->dr_mirror[i + 1], addr_size),
349                          state->dr_ref_count[i+1]);
350       i++;
351     }
352 }
353
354 /* Return the value of a 4-bit field for DR7 suitable for watching a
355    region of LEN bytes for accesses of type TYPE.  LEN is assumed to
356    have the value of 1, 2, or 4.  */
357
358 static unsigned
359 i386_length_and_rw_bits (int len, enum target_hw_bp_type type)
360 {
361   unsigned rw;
362
363   switch (type)
364     {
365       case hw_execute:
366         rw = DR_RW_EXECUTE;
367         break;
368       case hw_write:
369         rw = DR_RW_WRITE;
370         break;
371       case hw_read:
372         internal_error (__FILE__, __LINE__,
373                         _("The i386 doesn't support "
374                           "data-read watchpoints.\n"));
375       case hw_access:
376         rw = DR_RW_READ;
377         break;
378 #if 0
379         /* Not yet supported.  */
380       case hw_io_access:
381         rw = DR_RW_IORW;
382         break;
383 #endif
384       default:
385         internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
386 Invalid hardware breakpoint type %d in i386_length_and_rw_bits.\n"),
387                         (int) type);
388     }
389
390   switch (len)
391     {
392       case 1:
393         return (DR_LEN_1 | rw);
394       case 2:
395         return (DR_LEN_2 | rw);
396       case 4:
397         return (DR_LEN_4 | rw);
398       case 8:
399         if (TARGET_HAS_DR_LEN_8)
400           return (DR_LEN_8 | rw);
401         /* ELSE FALL THROUGH */
402       default:
403         internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
404 Invalid hardware breakpoint length %d in i386_length_and_rw_bits.\n"), len);
405     }
406 }
407
408 /* Insert a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
409    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
410    value of the bits from DR7 which describes the length and access
411    type of the region to be watched by this watchpoint.  Return 0 on
412    success, -1 on failure.  */
413
414 static int
415 i386_insert_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
416                                 CORE_ADDR addr, unsigned len_rw_bits)
417 {
418   int i;
419
420   if (!i386_dr_low.set_addr || !i386_dr_low.set_control)
421     return -1;
422
423   /* First, look for an occupied debug register with the same address
424      and the same RW and LEN definitions.  If we find one, we can
425      reuse it for this watchpoint as well (and save a register).  */
426   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
427     {
428       if (!I386_DR_VACANT (state, i)
429           && state->dr_mirror[i] == addr
430           && I386_DR_GET_RW_LEN (state->dr_control_mirror, i) == len_rw_bits)
431         {
432           state->dr_ref_count[i]++;
433           return 0;
434         }
435     }
436
437   /* Next, look for a vacant debug register.  */
438   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
439     {
440       if (I386_DR_VACANT (state, i))
441         break;
442     }
443
444   /* No more debug registers!  */
445   if (i >= DR_NADDR)
446     return -1;
447
448   /* Now set up the register I to watch our region.  */
449
450   /* Record the info in our local mirrored array.  */
451   state->dr_mirror[i] = addr;
452   state->dr_ref_count[i] = 1;
453   I386_DR_SET_RW_LEN (state, i, len_rw_bits);
454   /* Note: we only enable the watchpoint locally, i.e. in the current
455      task.  Currently, no i386 target allows or supports global
456      watchpoints; however, if any target would want that in the
457      future, GDB should probably provide a command to control whether
458      to enable watchpoints globally or locally, and the code below
459      should use global or local enable and slow-down flags as
460      appropriate.  */
461   I386_DR_LOCAL_ENABLE (state, i);
462   state->dr_control_mirror |= DR_LOCAL_SLOWDOWN;
463   state->dr_control_mirror &= I386_DR_CONTROL_MASK;
464
465   return 0;
466 }
467
468 /* Remove a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
469    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
470    value of the bits from DR7 which describes the length and access
471    type of the region watched by this watchpoint.  Return 0 on
472    success, -1 on failure.  */
473
474 static int
475 i386_remove_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
476                                 CORE_ADDR addr, unsigned len_rw_bits)
477 {
478   int i, retval = -1;
479
480   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
481     {
482       if (!I386_DR_VACANT (state, i)
483           && state->dr_mirror[i] == addr
484           && I386_DR_GET_RW_LEN (state->dr_control_mirror, i) == len_rw_bits)
485         {
486           if (--state->dr_ref_count[i] == 0) /* no longer in use?  */
487             {
488               /* Reset our mirror.  */
489               state->dr_mirror[i] = 0;
490               I386_DR_DISABLE (state, i);
491             }
492           retval = 0;
493         }
494     }
495
496   return retval;
497 }
498
499 /* Insert or remove a (possibly non-aligned) watchpoint, or count the
500    number of debug registers required to watch a region at address
501    ADDR whose length is LEN for accesses of type TYPE.  Return 0 on
502    successful insertion or removal, a positive number when queried
503    about the number of registers, or -1 on failure.  If WHAT is not a
504    valid value, bombs through internal_error.  */
505
506 static int
507 i386_handle_nonaligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
508                                    i386_wp_op_t what, CORE_ADDR addr, int len,
509                                    enum target_hw_bp_type type)
510 {
511   int retval = 0;
512   int max_wp_len = TARGET_HAS_DR_LEN_8 ? 8 : 4;
513
514   static int size_try_array[8][8] =
515   {
516     {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1},   /* Trying size one.  */
517     {2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1},   /* Trying size two.  */
518     {2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1},   /* Trying size three.  */
519     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size four.  */
520     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size five.  */
521     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size six.  */
522     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size seven.  */
523     {8, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size eight.  */
524   };
525
526   while (len > 0)
527     {
528       int align = addr % max_wp_len;
529       /* Four (eight on AMD64) is the maximum length a debug register
530          can watch.  */
531       int try = (len > max_wp_len ? (max_wp_len - 1) : len - 1);
532       int size = size_try_array[try][align];
533
534       if (what == WP_COUNT)
535         {
536           /* size_try_array[] is defined such that each iteration
537              through the loop is guaranteed to produce an address and a
538              size that can be watched with a single debug register.
539              Thus, for counting the registers required to watch a
540              region, we simply need to increment the count on each
541              iteration.  */
542           retval++;
543         }
544       else
545         {
546           unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (size, type);
547
548           if (what == WP_INSERT)
549             retval = i386_insert_aligned_watchpoint (state, addr, len_rw);
550           else if (what == WP_REMOVE)
551             retval = i386_remove_aligned_watchpoint (state, addr, len_rw);
552           else
553             internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
554 Invalid value %d of operation in i386_handle_nonaligned_watchpoint.\n"),
555                             (int)what);
556           if (retval)
557             break;
558         }
559
560       addr += size;
561       len -= size;
562     }
563
564   return retval;
565 }
566
567 /* Update the inferior's debug registers with the new debug registers
568    state, in NEW_STATE, and then update our local mirror to match.  */
569
570 static void
571 i386_update_inferior_debug_regs (struct i386_debug_reg_state *new_state)
572 {
573   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
574   int i;
575
576   ALL_DEBUG_REGISTERS (i)
577     {
578       if (I386_DR_VACANT (new_state, i) != I386_DR_VACANT (state, i))
579         i386_dr_low.set_addr (i, new_state->dr_mirror[i]);
580       else
581         gdb_assert (new_state->dr_mirror[i] == state->dr_mirror[i]);
582     }
583
584   if (new_state->dr_control_mirror != state->dr_control_mirror)
585     i386_dr_low.set_control (new_state->dr_control_mirror);
586
587   *state = *new_state;
588 }
589
590 /* Insert a watchpoint to watch a memory region which starts at
591    address ADDR and whose length is LEN bytes.  Watch memory accesses
592    of the type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
593
594 static int
595 i386_insert_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, int type,
596                         struct expression *cond)
597 {
598   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
599   int retval;
600   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
601      commit the change back to the inferior.  */
602   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
603
604   if (type == hw_read)
605     return 1; /* unsupported */
606
607   if (((len != 1 && len !=2 && len !=4) && !(TARGET_HAS_DR_LEN_8 && len == 8))
608       || addr % len != 0)
609     retval = i386_handle_nonaligned_watchpoint (&local_state,
610                                                 WP_INSERT, addr, len, type);
611   else
612     {
613       unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (len, type);
614
615       retval = i386_insert_aligned_watchpoint (&local_state,
616                                                addr, len_rw);
617     }
618
619   if (retval == 0)
620     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
621
622   if (maint_show_dr)
623     i386_show_dr (state, "insert_watchpoint", addr, len, type);
624
625   return retval;
626 }
627
628 /* Remove a watchpoint that watched the memory region which starts at
629    address ADDR, whose length is LEN bytes, and for accesses of the
630    type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
631 static int
632 i386_remove_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, int type,
633                         struct expression *cond)
634 {
635   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
636   int retval;
637   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
638      commit the change back to the inferior.  */
639   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
640
641   if (((len != 1 && len !=2 && len !=4) && !(TARGET_HAS_DR_LEN_8 && len == 8))
642       || addr % len != 0)
643     retval = i386_handle_nonaligned_watchpoint (&local_state,
644                                                 WP_REMOVE, addr, len, type);
645   else
646     {
647       unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (len, type);
648
649       retval = i386_remove_aligned_watchpoint (&local_state,
650                                                addr, len_rw);
651     }
652
653   if (retval == 0)
654     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
655
656   if (maint_show_dr)
657     i386_show_dr (state, "remove_watchpoint", addr, len, type);
658
659   return retval;
660 }
661
662 /* Return non-zero if we can watch a memory region that starts at
663    address ADDR and whose length is LEN bytes.  */
664
665 static int
666 i386_region_ok_for_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len)
667 {
668   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
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 = i386_debug_reg_state ();
686   CORE_ADDR addr = 0;
687   int i;
688   int rc = 0;
689   /* The current thread's DR_STATUS.  We always need to read this to
690      check whether some watchpoint caused the trap.  */
691   unsigned status;
692   /* We need DR_CONTROL as well, but only iff DR_STATUS indicates a
693      data breakpoint trap.  Only fetch it when necessary, to avoid an
694      unnecessary extra syscall when no watchpoint triggered.  */
695   int control_p = 0;
696   unsigned control = 0;
697
698   /* In non-stop/async, threads can be running while we change the
699      STATE (and friends).  Say, we set a watchpoint, and let threads
700      resume.  Now, say you delete the watchpoint, or add/remove
701      watchpoints such that STATE changes while threads are running.
702      On targets that support non-stop, inserting/deleting watchpoints
703      updates the STATE only.  It does not update the real thread's
704      debug registers; that's only done prior to resume.  Instead, if
705      threads are running when the mirror changes, a temporary and
706      transparent stop on all threads is forced so they can get their
707      copy of the debug registers updated on re-resume.  Now, say,
708      a thread hit a watchpoint before having been updated with the new
709      STATE contents, and we haven't yet handled the corresponding
710      SIGTRAP.  If we trusted STATE below, we'd mistake the real
711      trapped address (from the last time we had updated debug
712      registers in the thread) with whatever was currently in STATE.
713      So to fix this, STATE always represents intention, what we _want_
714      threads to have in debug registers.  To get at the address and
715      cause of the trap, we need to read the state the thread still has
716      in its debug registers.
717
718      In sum, always get the current debug register values the current
719      thread has, instead of trusting the global mirror.  If the thread
720      was running when we last changed watchpoints, the mirror no
721      longer represents what was set in this thread's debug
722      registers.  */
723   status = i386_dr_low.get_status ();
724
725   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
726     {
727       if (!I386_DR_WATCH_HIT (status, i))
728         continue;
729
730       if (!control_p)
731         {
732           control = i386_dr_low.get_control ();
733           control_p = 1;
734         }
735
736       /* This second condition makes sure DRi is set up for a data
737          watchpoint, not a hardware breakpoint.  The reason is that
738          GDB doesn't call the target_stopped_data_address method
739          except for data watchpoints.  In other words, I'm being
740          paranoiac.  */
741       if (I386_DR_GET_RW_LEN (control, i) != 0)
742         {
743           addr = i386_dr_low.get_addr (i);
744           rc = 1;
745           if (maint_show_dr)
746             i386_show_dr (state, "watchpoint_hit", addr, -1, hw_write);
747         }
748     }
749   if (maint_show_dr && addr == 0)
750     i386_show_dr (state, "stopped_data_addr", 0, 0, hw_write);
751
752   if (rc)
753     *addr_p = addr;
754   return rc;
755 }
756
757 static int
758 i386_stopped_by_watchpoint (void)
759 {
760   CORE_ADDR addr = 0;
761   return i386_stopped_data_address (&current_target, &addr);
762 }
763
764 /* Insert a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
765    Return 0 on success, EBUSY on failure.  */
766 static int
767 i386_insert_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
768                            struct bp_target_info *bp_tgt)
769 {
770   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
771   unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (1, hw_execute);
772   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
773   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
774      commit the change back to the inferior.  */
775   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
776   int retval = i386_insert_aligned_watchpoint (&local_state,
777                                                addr, len_rw) ? EBUSY : 0;
778
779   if (retval == 0)
780     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
781
782   if (maint_show_dr)
783     i386_show_dr (state, "insert_hwbp", addr, 1, hw_execute);
784
785   return retval;
786 }
787
788 /* Remove a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
789    Return 0 on success, -1 on failure.  */
790
791 static int
792 i386_remove_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
793                            struct bp_target_info *bp_tgt)
794 {
795   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
796   unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (1, hw_execute);
797   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
798   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
799      commit the change back to the inferior.  */
800   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
801   int retval = i386_remove_aligned_watchpoint (&local_state,
802                                                addr, len_rw);
803
804   if (retval == 0)
805     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
806
807   if (maint_show_dr)
808     i386_show_dr (state, "remove_hwbp", addr, 1, hw_execute);
809
810   return retval;
811 }
812
813 /* Returns the number of hardware watchpoints of type TYPE that we can
814    set.  Value is positive if we can set CNT watchpoints, zero if
815    setting watchpoints of type TYPE is not supported, and negative if
816    CNT is more than the maximum number of watchpoints of type TYPE
817    that we can support.  TYPE is one of bp_hardware_watchpoint,
818    bp_read_watchpoint, bp_write_watchpoint, or bp_hardware_breakpoint.
819    CNT is the number of such watchpoints used so far (including this
820    one).  OTHERTYPE is non-zero if other types of watchpoints are
821    currently enabled.
822
823    We always return 1 here because we don't have enough information
824    about possible overlap of addresses that they want to watch.  As an
825    extreme example, consider the case where all the watchpoints watch
826    the same address and the same region length: then we can handle a
827    virtually unlimited number of watchpoints, due to debug register
828    sharing implemented via reference counts in i386-nat.c.  */
829
830 static int
831 i386_can_use_hw_breakpoint (int type, int cnt, int othertype)
832 {
833   return 1;
834 }
835
836 static void
837 add_show_debug_regs_command (void)
838 {
839   /* A maintenance command to enable printing the internal DRi mirror
840      variables.  */
841   add_setshow_boolean_cmd ("show-debug-regs", class_maintenance,
842                            &maint_show_dr, _("\
843 Set whether to show variables that mirror the x86 debug registers."), _("\
844 Show whether to show variables that mirror the x86 debug registers."), _("\
845 Use \"on\" to enable, \"off\" to disable.\n\
846 If enabled, the debug registers values are shown when GDB inserts\n\
847 or removes a hardware breakpoint or watchpoint, and when the inferior\n\
848 triggers a breakpoint or watchpoint."),
849                            NULL,
850                            NULL,
851                            &maintenance_set_cmdlist,
852                            &maintenance_show_cmdlist);
853 }
854
855 /* There are only two global functions left.  */
856
857 void
858 i386_use_watchpoints (struct target_ops *t)
859 {
860   /* After a watchpoint trap, the PC points to the instruction after the
861      one that caused the trap.  Therefore we don't need to step over it.
862      But we do need to reset the status register to avoid another trap.  */
863   t->to_have_continuable_watchpoint = 1;
864
865   t->to_can_use_hw_breakpoint = i386_can_use_hw_breakpoint;
866   t->to_region_ok_for_hw_watchpoint = i386_region_ok_for_watchpoint;
867   t->to_stopped_by_watchpoint = i386_stopped_by_watchpoint;
868   t->to_stopped_data_address = i386_stopped_data_address;
869   t->to_insert_watchpoint = i386_insert_watchpoint;
870   t->to_remove_watchpoint = i386_remove_watchpoint;
871   t->to_insert_hw_breakpoint = i386_insert_hw_breakpoint;
872   t->to_remove_hw_breakpoint = i386_remove_hw_breakpoint;
873
874   if (i386_inferior_data == NULL)
875     i386_inferior_data
876       = register_inferior_data_with_cleanup (NULL, i386_inferior_data_cleanup);
877 }
878
879 void
880 i386_set_debug_register_length (int len)
881 {
882   /* This function should be called only once for each native target.  */
883   gdb_assert (i386_dr_low.debug_register_length == 0);
884   gdb_assert (len == 4 || len == 8);
885   i386_dr_low.debug_register_length = len;
886   add_show_debug_regs_command ();
887 }