gdb/
[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 "i386-nat.h"
22 #include "defs.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 /* Get data specific for INFERIOR_PTID LWP.  Return special data area
185    for processes being detached.  */
186
187 static struct i386_inferior_data *
188 i386_inferior_data_get (void)
189 {
190   /* Intermediate patch stub.  */
191   static struct i386_inferior_data inf_data_local;
192   struct inferior *inf = current_inferior ();
193   struct i386_inferior_data *inf_data = &inf_data_local;
194
195   if (inf->pid != ptid_get_pid (inferior_ptid))
196     {
197       /* INFERIOR_PTID is being detached from the inferior INF.
198          Provide local cache specific for the detached LWP.  */
199
200       static struct i386_inferior_data detached_inf_data_local;
201       static int detached_inf_pid = -1;
202
203       if (detached_inf_pid != ptid_get_pid (inferior_ptid))
204         {
205           /* Reinitialize the local cache if INFERIOR_PTID is
206              different from the LWP last detached.
207  
208              Linux kernel before 2.6.33 commit
209              72f674d203cd230426437cdcf7dd6f681dad8b0d
210              will inherit hardware debug registers from parent
211              on fork/vfork/clone.  Newer Linux kernels create such tasks with
212              zeroed debug registers.
213
214              GDB will remove all breakpoints (and watchpoints) from the forked
215              off process.  We also need to reset the debug registers in that
216              process to be compatible with the older Linux kernels.
217
218              Copy the debug registers mirrors into the new process so that all
219              breakpoints and watchpoints can be removed together.  The debug
220              registers mirror will become zeroed in the end before detaching
221              the forked off process.  */
222
223           detached_inf_pid = ptid_get_pid (inferior_ptid);
224           detached_inf_data_local = *inf_data;
225         }
226
227       return &detached_inf_data_local;
228     }
229
230   return inf_data;
231 }
232
233 /* Get debug registers state for INFERIOR_PTID, see
234    i386_inferior_data_get.  */
235
236 struct i386_debug_reg_state *
237 i386_debug_reg_state (void)
238 {
239   return &i386_inferior_data_get ()->state;
240 }
241
242 /* Whether or not to print the mirrored debug registers.  */
243 static int maint_show_dr;
244
245 /* Types of operations supported by i386_handle_nonaligned_watchpoint.  */
246 typedef enum { WP_INSERT, WP_REMOVE, WP_COUNT } i386_wp_op_t;
247
248 /* Internal functions.  */
249
250 /* Return the value of a 4-bit field for DR7 suitable for watching a
251    region of LEN bytes for accesses of type TYPE.  LEN is assumed to
252    have the value of 1, 2, or 4.  */
253 static unsigned i386_length_and_rw_bits (int len, enum target_hw_bp_type type);
254
255 /* Insert a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
256    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
257    value of the bit-field from DR7 which describes the length and
258    access type of the region to be watched by this watchpoint.  Return
259    0 on success, -1 on failure.  */
260 static int i386_insert_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
261                                            CORE_ADDR addr,
262                                            unsigned len_rw_bits);
263
264 /* Remove a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
265    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
266    value of the bits from DR7 which describes the length and access
267    type of the region watched by this watchpoint.  Return 0 on
268    success, -1 on failure.  */
269 static int i386_remove_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
270                                            CORE_ADDR addr,
271                                            unsigned len_rw_bits);
272
273 /* Insert or remove a (possibly non-aligned) watchpoint, or count the
274    number of debug registers required to watch a region at address
275    ADDR whose length is LEN for accesses of type TYPE.  Return 0 on
276    successful insertion or removal, a positive number when queried
277    about the number of registers, or -1 on failure.  If WHAT is not a
278    valid value, bombs through internal_error.  */
279 static int i386_handle_nonaligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
280                                               i386_wp_op_t what,
281                                               CORE_ADDR addr, int len,
282                                               enum target_hw_bp_type type);
283
284 /* Implementation.  */
285
286 /* Clear the reference counts and forget everything we knew about the
287    debug registers.  */
288
289 void
290 i386_cleanup_dregs (void)
291 {
292   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
293
294   i386_init_dregs (state);
295 }
296
297 /* Print the values of the mirrored debug registers.  This is called
298    when maint_show_dr is non-zero.  To set that up, type "maint
299    show-debug-regs" at GDB's prompt.  */
300
301 static void
302 i386_show_dr (struct i386_debug_reg_state *state,
303               const char *func, CORE_ADDR addr,
304               int len, enum target_hw_bp_type type)
305 {
306   int addr_size = gdbarch_addr_bit (target_gdbarch) / 8;
307   int i;
308
309   puts_unfiltered (func);
310   if (addr || len)
311     printf_unfiltered (" (addr=%lx, len=%d, type=%s)",
312                        /* This code is for ia32, so casting CORE_ADDR
313                           to unsigned long should be okay.  */
314                        (unsigned long)addr, len,
315                        type == hw_write ? "data-write"
316                        : (type == hw_read ? "data-read"
317                           : (type == hw_access ? "data-read/write"
318                              : (type == hw_execute ? "instruction-execute"
319                                 /* FIXME: if/when I/O read/write
320                                    watchpoints are supported, add them
321                                    here.  */
322                                 : "??unknown??"))));
323   puts_unfiltered (":\n");
324   printf_unfiltered ("\tCONTROL (DR7): %s          STATUS (DR6): %s\n",
325                      phex (state->dr_control_mirror, 8),
326                      phex (state->dr_status_mirror, 8));
327   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
328     {
329       printf_unfiltered ("\
330 \tDR%d: addr=0x%s, ref.count=%d  DR%d: addr=0x%s, ref.count=%d\n",
331                          i, phex (state->dr_mirror[i], addr_size),
332                          state->dr_ref_count[i],
333                          i + 1, phex (state->dr_mirror[i + 1], addr_size),
334                          state->dr_ref_count[i+1]);
335       i++;
336     }
337 }
338
339 /* Return the value of a 4-bit field for DR7 suitable for watching a
340    region of LEN bytes for accesses of type TYPE.  LEN is assumed to
341    have the value of 1, 2, or 4.  */
342
343 static unsigned
344 i386_length_and_rw_bits (int len, enum target_hw_bp_type type)
345 {
346   unsigned rw;
347
348   switch (type)
349     {
350       case hw_execute:
351         rw = DR_RW_EXECUTE;
352         break;
353       case hw_write:
354         rw = DR_RW_WRITE;
355         break;
356       case hw_read:
357         internal_error (__FILE__, __LINE__,
358                         _("The i386 doesn't support "
359                           "data-read watchpoints.\n"));
360       case hw_access:
361         rw = DR_RW_READ;
362         break;
363 #if 0
364         /* Not yet supported.  */
365       case hw_io_access:
366         rw = DR_RW_IORW;
367         break;
368 #endif
369       default:
370         internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
371 Invalid hardware breakpoint type %d in i386_length_and_rw_bits.\n"),
372                         (int) type);
373     }
374
375   switch (len)
376     {
377       case 1:
378         return (DR_LEN_1 | rw);
379       case 2:
380         return (DR_LEN_2 | rw);
381       case 4:
382         return (DR_LEN_4 | rw);
383       case 8:
384         if (TARGET_HAS_DR_LEN_8)
385           return (DR_LEN_8 | rw);
386         /* ELSE FALL THROUGH */
387       default:
388         internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
389 Invalid hardware breakpoint length %d in i386_length_and_rw_bits.\n"), len);
390     }
391 }
392
393 /* Insert a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
394    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
395    value of the bits from DR7 which describes the length and access
396    type of the region to be watched by this watchpoint.  Return 0 on
397    success, -1 on failure.  */
398
399 static int
400 i386_insert_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
401                                 CORE_ADDR addr, unsigned len_rw_bits)
402 {
403   int i;
404
405   if (!i386_dr_low.set_addr || !i386_dr_low.set_control)
406     return -1;
407
408   /* First, look for an occupied debug register with the same address
409      and the same RW and LEN definitions.  If we find one, we can
410      reuse it for this watchpoint as well (and save a register).  */
411   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
412     {
413       if (!I386_DR_VACANT (state, i)
414           && state->dr_mirror[i] == addr
415           && I386_DR_GET_RW_LEN (state->dr_control_mirror, i) == len_rw_bits)
416         {
417           state->dr_ref_count[i]++;
418           return 0;
419         }
420     }
421
422   /* Next, look for a vacant debug register.  */
423   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
424     {
425       if (I386_DR_VACANT (state, i))
426         break;
427     }
428
429   /* No more debug registers!  */
430   if (i >= DR_NADDR)
431     return -1;
432
433   /* Now set up the register I to watch our region.  */
434
435   /* Record the info in our local mirrored array.  */
436   state->dr_mirror[i] = addr;
437   state->dr_ref_count[i] = 1;
438   I386_DR_SET_RW_LEN (state, i, len_rw_bits);
439   /* Note: we only enable the watchpoint locally, i.e. in the current
440      task.  Currently, no i386 target allows or supports global
441      watchpoints; however, if any target would want that in the
442      future, GDB should probably provide a command to control whether
443      to enable watchpoints globally or locally, and the code below
444      should use global or local enable and slow-down flags as
445      appropriate.  */
446   I386_DR_LOCAL_ENABLE (state, i);
447   state->dr_control_mirror |= DR_LOCAL_SLOWDOWN;
448   state->dr_control_mirror &= I386_DR_CONTROL_MASK;
449
450   return 0;
451 }
452
453 /* Remove a watchpoint at address ADDR, which is assumed to be aligned
454    according to the length of the region to watch.  LEN_RW_BITS is the
455    value of the bits from DR7 which describes the length and access
456    type of the region watched by this watchpoint.  Return 0 on
457    success, -1 on failure.  */
458
459 static int
460 i386_remove_aligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
461                                 CORE_ADDR addr, unsigned len_rw_bits)
462 {
463   int i, retval = -1;
464
465   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
466     {
467       if (!I386_DR_VACANT (state, i)
468           && state->dr_mirror[i] == addr
469           && I386_DR_GET_RW_LEN (state->dr_control_mirror, i) == len_rw_bits)
470         {
471           if (--state->dr_ref_count[i] == 0) /* no longer in use?  */
472             {
473               /* Reset our mirror.  */
474               state->dr_mirror[i] = 0;
475               I386_DR_DISABLE (state, i);
476             }
477           retval = 0;
478         }
479     }
480
481   return retval;
482 }
483
484 /* Insert or remove a (possibly non-aligned) watchpoint, or count the
485    number of debug registers required to watch a region at address
486    ADDR whose length is LEN for accesses of type TYPE.  Return 0 on
487    successful insertion or removal, a positive number when queried
488    about the number of registers, or -1 on failure.  If WHAT is not a
489    valid value, bombs through internal_error.  */
490
491 static int
492 i386_handle_nonaligned_watchpoint (struct i386_debug_reg_state *state,
493                                    i386_wp_op_t what, CORE_ADDR addr, int len,
494                                    enum target_hw_bp_type type)
495 {
496   int retval = 0;
497   int max_wp_len = TARGET_HAS_DR_LEN_8 ? 8 : 4;
498
499   static int size_try_array[8][8] =
500   {
501     {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1},   /* Trying size one.  */
502     {2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1},   /* Trying size two.  */
503     {2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1},   /* Trying size three.  */
504     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size four.  */
505     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size five.  */
506     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size six.  */
507     {4, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size seven.  */
508     {8, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1},   /* Trying size eight.  */
509   };
510
511   while (len > 0)
512     {
513       int align = addr % max_wp_len;
514       /* Four (eight on AMD64) is the maximum length a debug register
515          can watch.  */
516       int try = (len > max_wp_len ? (max_wp_len - 1) : len - 1);
517       int size = size_try_array[try][align];
518
519       if (what == WP_COUNT)
520         {
521           /* size_try_array[] is defined such that each iteration
522              through the loop is guaranteed to produce an address and a
523              size that can be watched with a single debug register.
524              Thus, for counting the registers required to watch a
525              region, we simply need to increment the count on each
526              iteration.  */
527           retval++;
528         }
529       else
530         {
531           unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (size, type);
532
533           if (what == WP_INSERT)
534             retval = i386_insert_aligned_watchpoint (state, addr, len_rw);
535           else if (what == WP_REMOVE)
536             retval = i386_remove_aligned_watchpoint (state, addr, len_rw);
537           else
538             internal_error (__FILE__, __LINE__, _("\
539 Invalid value %d of operation in i386_handle_nonaligned_watchpoint.\n"),
540                             (int)what);
541           if (retval)
542             break;
543         }
544
545       addr += size;
546       len -= size;
547     }
548
549   return retval;
550 }
551
552 /* Update the inferior's debug registers with the new debug registers
553    state, in NEW_STATE, and then update our local mirror to match.  */
554
555 static void
556 i386_update_inferior_debug_regs (struct i386_debug_reg_state *new_state)
557 {
558   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
559   int i;
560
561   ALL_DEBUG_REGISTERS (i)
562     {
563       if (I386_DR_VACANT (new_state, i) != I386_DR_VACANT (state, i))
564         i386_dr_low.set_addr (i, new_state->dr_mirror[i]);
565       else
566         gdb_assert (new_state->dr_mirror[i] == state->dr_mirror[i]);
567     }
568
569   if (new_state->dr_control_mirror != state->dr_control_mirror)
570     i386_dr_low.set_control (new_state->dr_control_mirror);
571
572   *state = *new_state;
573 }
574
575 /* Insert a watchpoint to watch a memory region which starts at
576    address ADDR and whose length is LEN bytes.  Watch memory accesses
577    of the type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
578
579 static int
580 i386_insert_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, int type,
581                         struct expression *cond)
582 {
583   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
584   int retval;
585   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
586      commit the change back to the inferior.  */
587   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
588
589   if (type == hw_read)
590     return 1; /* unsupported */
591
592   if (((len != 1 && len !=2 && len !=4) && !(TARGET_HAS_DR_LEN_8 && len == 8))
593       || addr % len != 0)
594     retval = i386_handle_nonaligned_watchpoint (&local_state,
595                                                 WP_INSERT, addr, len, type);
596   else
597     {
598       unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (len, type);
599
600       retval = i386_insert_aligned_watchpoint (&local_state,
601                                                addr, len_rw);
602     }
603
604   if (retval == 0)
605     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
606
607   if (maint_show_dr)
608     i386_show_dr (state, "insert_watchpoint", addr, len, type);
609
610   return retval;
611 }
612
613 /* Remove a watchpoint that watched the memory region which starts at
614    address ADDR, whose length is LEN bytes, and for accesses of the
615    type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
616 static int
617 i386_remove_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, int type,
618                         struct expression *cond)
619 {
620   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
621   int retval;
622   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
623      commit the change back to the inferior.  */
624   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
625
626   if (((len != 1 && len !=2 && len !=4) && !(TARGET_HAS_DR_LEN_8 && len == 8))
627       || addr % len != 0)
628     retval = i386_handle_nonaligned_watchpoint (&local_state,
629                                                 WP_REMOVE, addr, len, type);
630   else
631     {
632       unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (len, type);
633
634       retval = i386_remove_aligned_watchpoint (&local_state,
635                                                addr, len_rw);
636     }
637
638   if (retval == 0)
639     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
640
641   if (maint_show_dr)
642     i386_show_dr (state, "remove_watchpoint", addr, len, type);
643
644   return retval;
645 }
646
647 /* Return non-zero if we can watch a memory region that starts at
648    address ADDR and whose length is LEN bytes.  */
649
650 static int
651 i386_region_ok_for_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len)
652 {
653   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
654   int nregs;
655
656   /* Compute how many aligned watchpoints we would need to cover this
657      region.  */
658   nregs = i386_handle_nonaligned_watchpoint (state,
659                                              WP_COUNT, addr, len, hw_write);
660   return nregs <= DR_NADDR ? 1 : 0;
661 }
662
663 /* If the inferior has some watchpoint that triggered, set the
664    address associated with that watchpoint and return non-zero.
665    Otherwise, return zero.  */
666
667 static int
668 i386_stopped_data_address (struct target_ops *ops, CORE_ADDR *addr_p)
669 {
670   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
671   CORE_ADDR addr = 0;
672   int i;
673   int rc = 0;
674   /* The current thread's DR_STATUS.  We always need to read this to
675      check whether some watchpoint caused the trap.  */
676   unsigned status;
677   /* We need DR_CONTROL as well, but only iff DR_STATUS indicates a
678      data breakpoint trap.  Only fetch it when necessary, to avoid an
679      unnecessary extra syscall when no watchpoint triggered.  */
680   int control_p = 0;
681   unsigned control = 0;
682
683   /* In non-stop/async, threads can be running while we change the
684      STATE (and friends).  Say, we set a watchpoint, and let threads
685      resume.  Now, say you delete the watchpoint, or add/remove
686      watchpoints such that STATE changes while threads are running.
687      On targets that support non-stop, inserting/deleting watchpoints
688      updates the STATE only.  It does not update the real thread's
689      debug registers; that's only done prior to resume.  Instead, if
690      threads are running when the mirror changes, a temporary and
691      transparent stop on all threads is forced so they can get their
692      copy of the debug registers updated on re-resume.  Now, say,
693      a thread hit a watchpoint before having been updated with the new
694      STATE contents, and we haven't yet handled the corresponding
695      SIGTRAP.  If we trusted STATE below, we'd mistake the real
696      trapped address (from the last time we had updated debug
697      registers in the thread) with whatever was currently in STATE.
698      So to fix this, STATE always represents intention, what we _want_
699      threads to have in debug registers.  To get at the address and
700      cause of the trap, we need to read the state the thread still has
701      in its debug registers.
702
703      In sum, always get the current debug register values the current
704      thread has, instead of trusting the global mirror.  If the thread
705      was running when we last changed watchpoints, the mirror no
706      longer represents what was set in this thread's debug
707      registers.  */
708   status = i386_dr_low.get_status ();
709
710   ALL_DEBUG_REGISTERS(i)
711     {
712       if (!I386_DR_WATCH_HIT (status, i))
713         continue;
714
715       if (!control_p)
716         {
717           control = i386_dr_low.get_control ();
718           control_p = 1;
719         }
720
721       /* This second condition makes sure DRi is set up for a data
722          watchpoint, not a hardware breakpoint.  The reason is that
723          GDB doesn't call the target_stopped_data_address method
724          except for data watchpoints.  In other words, I'm being
725          paranoiac.  */
726       if (I386_DR_GET_RW_LEN (control, i) != 0)
727         {
728           addr = i386_dr_low.get_addr (i);
729           rc = 1;
730           if (maint_show_dr)
731             i386_show_dr (state, "watchpoint_hit", addr, -1, hw_write);
732         }
733     }
734   if (maint_show_dr && addr == 0)
735     i386_show_dr (state, "stopped_data_addr", 0, 0, hw_write);
736
737   if (rc)
738     *addr_p = addr;
739   return rc;
740 }
741
742 static int
743 i386_stopped_by_watchpoint (void)
744 {
745   CORE_ADDR addr = 0;
746   return i386_stopped_data_address (&current_target, &addr);
747 }
748
749 /* Insert a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
750    Return 0 on success, EBUSY on failure.  */
751 static int
752 i386_insert_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
753                            struct bp_target_info *bp_tgt)
754 {
755   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
756   unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (1, hw_execute);
757   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
758   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
759      commit the change back to the inferior.  */
760   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
761   int retval = i386_insert_aligned_watchpoint (&local_state,
762                                                addr, len_rw) ? EBUSY : 0;
763
764   if (retval == 0)
765     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
766
767   if (maint_show_dr)
768     i386_show_dr (state, "insert_hwbp", addr, 1, hw_execute);
769
770   return retval;
771 }
772
773 /* Remove a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
774    Return 0 on success, -1 on failure.  */
775
776 static int
777 i386_remove_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
778                            struct bp_target_info *bp_tgt)
779 {
780   struct i386_debug_reg_state *state = i386_debug_reg_state ();
781   unsigned len_rw = i386_length_and_rw_bits (1, hw_execute);
782   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
783   /* Work on a local copy of the debug registers, and on success,
784      commit the change back to the inferior.  */
785   struct i386_debug_reg_state local_state = *state;
786   int retval = i386_remove_aligned_watchpoint (&local_state,
787                                                addr, len_rw);
788
789   if (retval == 0)
790     i386_update_inferior_debug_regs (&local_state);
791
792   if (maint_show_dr)
793     i386_show_dr (state, "remove_hwbp", addr, 1, hw_execute);
794
795   return retval;
796 }
797
798 /* Returns the number of hardware watchpoints of type TYPE that we can
799    set.  Value is positive if we can set CNT watchpoints, zero if
800    setting watchpoints of type TYPE is not supported, and negative if
801    CNT is more than the maximum number of watchpoints of type TYPE
802    that we can support.  TYPE is one of bp_hardware_watchpoint,
803    bp_read_watchpoint, bp_write_watchpoint, or bp_hardware_breakpoint.
804    CNT is the number of such watchpoints used so far (including this
805    one).  OTHERTYPE is non-zero if other types of watchpoints are
806    currently enabled.
807
808    We always return 1 here because we don't have enough information
809    about possible overlap of addresses that they want to watch.  As an
810    extreme example, consider the case where all the watchpoints watch
811    the same address and the same region length: then we can handle a
812    virtually unlimited number of watchpoints, due to debug register
813    sharing implemented via reference counts in i386-nat.c.  */
814
815 static int
816 i386_can_use_hw_breakpoint (int type, int cnt, int othertype)
817 {
818   return 1;
819 }
820
821 static void
822 add_show_debug_regs_command (void)
823 {
824   /* A maintenance command to enable printing the internal DRi mirror
825      variables.  */
826   add_setshow_boolean_cmd ("show-debug-regs", class_maintenance,
827                            &maint_show_dr, _("\
828 Set whether to show variables that mirror the x86 debug registers."), _("\
829 Show whether to show variables that mirror the x86 debug registers."), _("\
830 Use \"on\" to enable, \"off\" to disable.\n\
831 If enabled, the debug registers values are shown when GDB inserts\n\
832 or removes a hardware breakpoint or watchpoint, and when the inferior\n\
833 triggers a breakpoint or watchpoint."),
834                            NULL,
835                            NULL,
836                            &maintenance_set_cmdlist,
837                            &maintenance_show_cmdlist);
838 }
839
840 /* There are only two global functions left.  */
841
842 void
843 i386_use_watchpoints (struct target_ops *t)
844 {
845   /* After a watchpoint trap, the PC points to the instruction after the
846      one that caused the trap.  Therefore we don't need to step over it.
847      But we do need to reset the status register to avoid another trap.  */
848   t->to_have_continuable_watchpoint = 1;
849
850   t->to_can_use_hw_breakpoint = i386_can_use_hw_breakpoint;
851   t->to_region_ok_for_hw_watchpoint = i386_region_ok_for_watchpoint;
852   t->to_stopped_by_watchpoint = i386_stopped_by_watchpoint;
853   t->to_stopped_data_address = i386_stopped_data_address;
854   t->to_insert_watchpoint = i386_insert_watchpoint;
855   t->to_remove_watchpoint = i386_remove_watchpoint;
856   t->to_insert_hw_breakpoint = i386_insert_hw_breakpoint;
857   t->to_remove_hw_breakpoint = i386_remove_hw_breakpoint;
858 }
859
860 void
861 i386_set_debug_register_length (int len)
862 {
863   /* This function should be called only once for each native target.  */
864   gdb_assert (i386_dr_low.debug_register_length == 0);
865   gdb_assert (len == 4 || len == 8);
866   i386_dr_low.debug_register_length = len;
867   add_show_debug_regs_command ();
868 }