c55609883fe621e12942e8806526cdc086a7b41d
[external/binutils.git] / gdb / ia64-linux-nat.c
1 /* Functions specific to running gdb native on IA-64 running
2    GNU/Linux.
3
4    Copyright 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 Free Software Foundation,
5    Inc.
6
7    This file is part of GDB.
8
9    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10    it under the terms of the GNU General Public License as published by
11    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12    (at your option) any later version.
13
14    This program is distributed in the hope that it will be useful,
15    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17    GNU General Public License for more details.
18
19    You should have received a copy of the GNU General Public License
20    along with this program; if not, write to the Free Software
21    Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
22    Boston, MA 02111-1307, USA.  */
23
24 #include "defs.h"
25 #include "gdb_string.h"
26 #include "inferior.h"
27 #include "target.h"
28 #include "gdbcore.h"
29 #include "regcache.h"
30
31 #include <signal.h>
32 #include <sys/ptrace.h>
33 #include "gdb_wait.h"
34 #ifdef HAVE_SYS_REG_H
35 #include <sys/reg.h>
36 #endif
37 #include <sys/syscall.h>
38 #include <sys/user.h>
39
40 #include <asm/ptrace_offsets.h>
41 #include <sys/procfs.h>
42
43 /* Prototypes for supply_gregset etc. */
44 #include "gregset.h"
45
46 /* These must match the order of the register names.
47
48    Some sort of lookup table is needed because the offsets associated
49    with the registers are all over the board.  */
50
51 static int u_offsets[] =
52   {
53     /* general registers */
54     -1,         /* gr0 not available; i.e, it's always zero */
55     PT_R1,
56     PT_R2,
57     PT_R3,
58     PT_R4,
59     PT_R5,
60     PT_R6,
61     PT_R7,
62     PT_R8,
63     PT_R9,
64     PT_R10,
65     PT_R11,
66     PT_R12,
67     PT_R13,
68     PT_R14,
69     PT_R15,
70     PT_R16,
71     PT_R17,
72     PT_R18,
73     PT_R19,
74     PT_R20,
75     PT_R21,
76     PT_R22,
77     PT_R23,
78     PT_R24,
79     PT_R25,
80     PT_R26,
81     PT_R27,
82     PT_R28,
83     PT_R29,
84     PT_R30,
85     PT_R31,
86     /* gr32 through gr127 not directly available via the ptrace interface */
87     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
88     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
89     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
90     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
91     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
92     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
93     /* Floating point registers */
94     -1, -1,     /* f0 and f1 not available (f0 is +0.0 and f1 is +1.0) */
95     PT_F2,
96     PT_F3,
97     PT_F4,
98     PT_F5,
99     PT_F6,
100     PT_F7,
101     PT_F8,
102     PT_F9,
103     PT_F10,
104     PT_F11,
105     PT_F12,
106     PT_F13,
107     PT_F14,
108     PT_F15,
109     PT_F16,
110     PT_F17,
111     PT_F18,
112     PT_F19,
113     PT_F20,
114     PT_F21,
115     PT_F22,
116     PT_F23,
117     PT_F24,
118     PT_F25,
119     PT_F26,
120     PT_F27,
121     PT_F28,
122     PT_F29,
123     PT_F30,
124     PT_F31,
125     PT_F32,
126     PT_F33,
127     PT_F34,
128     PT_F35,
129     PT_F36,
130     PT_F37,
131     PT_F38,
132     PT_F39,
133     PT_F40,
134     PT_F41,
135     PT_F42,
136     PT_F43,
137     PT_F44,
138     PT_F45,
139     PT_F46,
140     PT_F47,
141     PT_F48,
142     PT_F49,
143     PT_F50,
144     PT_F51,
145     PT_F52,
146     PT_F53,
147     PT_F54,
148     PT_F55,
149     PT_F56,
150     PT_F57,
151     PT_F58,
152     PT_F59,
153     PT_F60,
154     PT_F61,
155     PT_F62,
156     PT_F63,
157     PT_F64,
158     PT_F65,
159     PT_F66,
160     PT_F67,
161     PT_F68,
162     PT_F69,
163     PT_F70,
164     PT_F71,
165     PT_F72,
166     PT_F73,
167     PT_F74,
168     PT_F75,
169     PT_F76,
170     PT_F77,
171     PT_F78,
172     PT_F79,
173     PT_F80,
174     PT_F81,
175     PT_F82,
176     PT_F83,
177     PT_F84,
178     PT_F85,
179     PT_F86,
180     PT_F87,
181     PT_F88,
182     PT_F89,
183     PT_F90,
184     PT_F91,
185     PT_F92,
186     PT_F93,
187     PT_F94,
188     PT_F95,
189     PT_F96,
190     PT_F97,
191     PT_F98,
192     PT_F99,
193     PT_F100,
194     PT_F101,
195     PT_F102,
196     PT_F103,
197     PT_F104,
198     PT_F105,
199     PT_F106,
200     PT_F107,
201     PT_F108,
202     PT_F109,
203     PT_F110,
204     PT_F111,
205     PT_F112,
206     PT_F113,
207     PT_F114,
208     PT_F115,
209     PT_F116,
210     PT_F117,
211     PT_F118,
212     PT_F119,
213     PT_F120,
214     PT_F121,
215     PT_F122,
216     PT_F123,
217     PT_F124,
218     PT_F125,
219     PT_F126,
220     PT_F127,
221     /* predicate registers - we don't fetch these individually */
222     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
223     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
224     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
225     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
226     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
227     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
228     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
229     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
230     /* branch registers */
231     PT_B0,
232     PT_B1,
233     PT_B2,
234     PT_B3,
235     PT_B4,
236     PT_B5,
237     PT_B6,
238     PT_B7,
239     /* virtual frame pointer and virtual return address pointer */
240     -1, -1,
241     /* other registers */
242     PT_PR,
243     PT_CR_IIP,  /* ip */
244     PT_CR_IPSR, /* psr */
245     PT_CFM,     /* cfm */
246     /* kernel registers not visible via ptrace interface (?) */
247     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
248     /* hole */
249     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
250     PT_AR_RSC,
251     PT_AR_BSP,
252     PT_AR_BSPSTORE,
253     PT_AR_RNAT,
254     -1,
255     -1,         /* Not available: FCR, IA32 floating control register */
256     -1, -1,
257     -1,         /* Not available: EFLAG */
258     -1,         /* Not available: CSD */
259     -1,         /* Not available: SSD */
260     -1,         /* Not available: CFLG */
261     -1,         /* Not available: FSR */
262     -1,         /* Not available: FIR */
263     -1,         /* Not available: FDR */
264     -1,
265     PT_AR_CCV,
266     -1, -1, -1,
267     PT_AR_UNAT,
268     -1, -1, -1,
269     PT_AR_FPSR,
270     -1, -1, -1,
271     -1,         /* Not available: ITC */
272     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
273     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
274     PT_AR_PFS,
275     PT_AR_LC,
276     -1,         /* Not available: EC, the Epilog Count register */
277     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
278     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
279     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
280     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
281     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
282     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
283     -1,
284     /* nat bits - not fetched directly; instead we obtain these bits from
285        either rnat or unat or from memory. */
286     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
287     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
288     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
289     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
290     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
291     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
292     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
293     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
294     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
295     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
296     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
297     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
298     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
299     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
300     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
301     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
302   };
303
304 CORE_ADDR
305 register_addr (int regno, CORE_ADDR blockend)
306 {
307   CORE_ADDR addr;
308
309   if (regno < 0 || regno >= NUM_REGS)
310     error ("Invalid register number %d.", regno);
311
312   if (u_offsets[regno] == -1)
313     addr = 0;
314   else
315     addr = (CORE_ADDR) u_offsets[regno];
316
317   return addr;
318 }
319
320 int ia64_cannot_fetch_register (regno)
321      int regno;
322 {
323   return regno < 0 || regno >= NUM_REGS || u_offsets[regno] == -1;
324 }
325
326 int ia64_cannot_store_register (regno)
327      int regno;
328 {
329   /* Rationale behind not permitting stores to bspstore...
330   
331      The IA-64 architecture provides bspstore and bsp which refer
332      memory locations in the RSE's backing store.  bspstore is the
333      next location which will be written when the RSE needs to write
334      to memory.  bsp is the address at which r32 in the current frame
335      would be found if it were written to the backing store.
336
337      The IA-64 architecture provides read-only access to bsp and
338      read/write access to bspstore (but only when the RSE is in
339      the enforced lazy mode).  It should be noted that stores
340      to bspstore also affect the value of bsp.  Changing bspstore
341      does not affect the number of dirty entries between bspstore
342      and bsp, so changing bspstore by N words will also cause bsp
343      to be changed by (roughly) N as well.  (It could be N-1 or N+1
344      depending upon where the NaT collection bits fall.)
345
346      OTOH, the Linux kernel provides read/write access to bsp (and
347      currently read/write access to bspstore as well).  But it
348      is definitely the case that if you change one, the other
349      will change at the same time.  It is more useful to gdb to
350      be able to change bsp.  So in order to prevent strange and
351      undesirable things from happening when a dummy stack frame
352      is popped (after calling an inferior function), we allow
353      bspstore to be read, but not written.  (Note that popping
354      a (generic) dummy stack frame causes all registers that
355      were previously read from the inferior process to be written
356      back.)  */
357
358   return regno < 0 || regno >= NUM_REGS || u_offsets[regno] == -1
359          || regno == IA64_BSPSTORE_REGNUM;
360 }
361
362 void
363 supply_gregset (gregset_t *gregsetp)
364 {
365   int regi;
366   greg_t *regp = (greg_t *) gregsetp;
367
368   for (regi = IA64_GR0_REGNUM; regi <= IA64_GR31_REGNUM; regi++)
369     {
370       regcache_raw_supply (current_regcache, regi,
371                            (char *) (regp + (regi - IA64_GR0_REGNUM)));
372     }
373
374   /* FIXME: NAT collection bits are at index 32; gotta deal with these
375      somehow... */
376
377   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_PR_REGNUM, (char *) (regp + 33));
378
379   for (regi = IA64_BR0_REGNUM; regi <= IA64_BR7_REGNUM; regi++)
380     {
381       regcache_raw_supply (current_regcache, regi,
382                            (char *) (regp + 34 + (regi - IA64_BR0_REGNUM)));
383     }
384
385   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_IP_REGNUM,
386                        (char *) (regp + 42));
387   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_CFM_REGNUM,
388                        (char *) (regp + 43));
389   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_PSR_REGNUM,
390                        (char *) (regp + 44));
391   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_RSC_REGNUM,
392                        (char *) (regp + 45));
393   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_BSP_REGNUM,
394                        (char *) (regp + 46));
395   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_BSPSTORE_REGNUM,
396                        (char *) (regp + 47));
397   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_RNAT_REGNUM,
398                        (char *) (regp + 48));
399   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_CCV_REGNUM,
400                        (char *) (regp + 49));
401   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_UNAT_REGNUM,
402                        (char *) (regp + 50));
403   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_FPSR_REGNUM,
404                        (char *) (regp + 51));
405   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_PFS_REGNUM,
406                        (char *) (regp + 52));
407   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_LC_REGNUM,
408                        (char *) (regp + 53));
409   regcache_raw_supply (current_regcache, IA64_EC_REGNUM,
410                        (char *) (regp + 54));
411 }
412
413 void
414 fill_gregset (gregset_t *gregsetp, int regno)
415 {
416   int regi;
417   greg_t *regp = (greg_t *) gregsetp;
418
419 #define COPY_REG(_idx_,_regi_) \
420   if ((regno == -1) || regno == _regi_) \
421     memcpy (regp + _idx_, &deprecated_registers[DEPRECATED_REGISTER_BYTE (_regi_)], \
422             DEPRECATED_REGISTER_RAW_SIZE (_regi_))
423
424   for (regi = IA64_GR0_REGNUM; regi <= IA64_GR31_REGNUM; regi++)
425     {
426       COPY_REG (regi - IA64_GR0_REGNUM, regi);
427     }
428
429   /* FIXME: NAT collection bits at index 32? */
430
431   COPY_REG (33, IA64_PR_REGNUM);
432
433   for (regi = IA64_BR0_REGNUM; regi <= IA64_BR7_REGNUM; regi++)
434     {
435       COPY_REG (34 + (regi - IA64_BR0_REGNUM), regi);
436     }
437
438   COPY_REG (42, IA64_IP_REGNUM);
439   COPY_REG (43, IA64_CFM_REGNUM);
440   COPY_REG (44, IA64_PSR_REGNUM);
441   COPY_REG (45, IA64_RSC_REGNUM);
442   COPY_REG (46, IA64_BSP_REGNUM);
443   COPY_REG (47, IA64_BSPSTORE_REGNUM);
444   COPY_REG (48, IA64_RNAT_REGNUM);
445   COPY_REG (49, IA64_CCV_REGNUM);
446   COPY_REG (50, IA64_UNAT_REGNUM);
447   COPY_REG (51, IA64_FPSR_REGNUM);
448   COPY_REG (52, IA64_PFS_REGNUM);
449   COPY_REG (53, IA64_LC_REGNUM);
450   COPY_REG (54, IA64_EC_REGNUM);
451 }
452
453 /*  Given a pointer to a floating point register set in /proc format
454    (fpregset_t *), unpack the register contents and supply them as gdb's
455    idea of the current floating point register values. */
456
457 void
458 supply_fpregset (fpregset_t *fpregsetp)
459 {
460   int regi;
461   char *from;
462
463   for (regi = IA64_FR0_REGNUM; regi <= IA64_FR127_REGNUM; regi++)
464     {
465       from = (char *) &((*fpregsetp)[regi - IA64_FR0_REGNUM]);
466       regcache_raw_supply (current_regcache, regi, from);
467     }
468 }
469
470 /*  Given a pointer to a floating point register set in /proc format
471    (fpregset_t *), update the register specified by REGNO from gdb's idea
472    of the current floating point register set.  If REGNO is -1, update
473    them all. */
474
475 void
476 fill_fpregset (fpregset_t *fpregsetp, int regno)
477 {
478   int regi;
479   char *to;
480   char *from;
481
482   for (regi = IA64_FR0_REGNUM; regi <= IA64_FR127_REGNUM; regi++)
483     {
484       if ((regno == -1) || (regno == regi))
485         {
486           from = (char *) &deprecated_registers[DEPRECATED_REGISTER_BYTE (regi)];
487           to = (char *) &((*fpregsetp)[regi - IA64_FR0_REGNUM]);
488           memcpy (to, from, DEPRECATED_REGISTER_RAW_SIZE (regi));
489         }
490     }
491 }
492
493 #define IA64_PSR_DB (1UL << 24)
494 #define IA64_PSR_DD (1UL << 39)
495
496 static void
497 enable_watchpoints_in_psr (ptid_t ptid)
498 {
499   CORE_ADDR psr;
500
501   psr = read_register_pid (IA64_PSR_REGNUM, ptid);
502   if (!(psr & IA64_PSR_DB))
503     {
504       psr |= IA64_PSR_DB;       /* Set the db bit - this enables hardware
505                                    watchpoints and breakpoints. */
506       write_register_pid (IA64_PSR_REGNUM, psr, ptid);
507     }
508 }
509
510 static long
511 fetch_debug_register (ptid_t ptid, int idx)
512 {
513   long val;
514   int tid;
515
516   tid = TIDGET (ptid);
517   if (tid == 0)
518     tid = PIDGET (ptid);
519
520   val = ptrace (PT_READ_U, tid, (PTRACE_ARG3_TYPE) (PT_DBR + 8 * idx), 0);
521
522   return val;
523 }
524
525 static void
526 store_debug_register (ptid_t ptid, int idx, long val)
527 {
528   int tid;
529
530   tid = TIDGET (ptid);
531   if (tid == 0)
532     tid = PIDGET (ptid);
533
534   (void) ptrace (PT_WRITE_U, tid, (PTRACE_ARG3_TYPE) (PT_DBR + 8 * idx), val);
535 }
536
537 static void
538 fetch_debug_register_pair (ptid_t ptid, int idx, long *dbr_addr, long *dbr_mask)
539 {
540   if (dbr_addr)
541     *dbr_addr = fetch_debug_register (ptid, 2 * idx);
542   if (dbr_mask)
543     *dbr_mask = fetch_debug_register (ptid, 2 * idx + 1);
544 }
545
546 static void
547 store_debug_register_pair (ptid_t ptid, int idx, long *dbr_addr, long *dbr_mask)
548 {
549   if (dbr_addr)
550     store_debug_register (ptid, 2 * idx, *dbr_addr);
551   if (dbr_mask)
552     store_debug_register (ptid, 2 * idx + 1, *dbr_mask);
553 }
554
555 static int
556 is_power_of_2 (int val)
557 {
558   int i, onecount;
559
560   onecount = 0;
561   for (i = 0; i < 8 * sizeof (val); i++)
562     if (val & (1 << i))
563       onecount++;
564
565   return onecount <= 1;
566 }
567
568 int
569 ia64_linux_insert_watchpoint (ptid_t ptid, CORE_ADDR addr, int len, int rw)
570 {
571   int idx;
572   long dbr_addr, dbr_mask;
573   int max_watchpoints = 4;
574
575   if (len <= 0 || !is_power_of_2 (len))
576     return -1;
577
578   for (idx = 0; idx < max_watchpoints; idx++)
579     {
580       fetch_debug_register_pair (ptid, idx, NULL, &dbr_mask);
581       if ((dbr_mask & (0x3UL << 62)) == 0)
582         {
583           /* Exit loop if both r and w bits clear */
584           break;
585         }
586     }
587
588   if (idx == max_watchpoints)
589     return -1;
590
591   dbr_addr = (long) addr;
592   dbr_mask = (~(len - 1) & 0x00ffffffffffffffL);  /* construct mask to match */
593   dbr_mask |= 0x0800000000000000L;           /* Only match privilege level 3 */
594   switch (rw)
595     {
596     case hw_write:
597       dbr_mask |= (1L << 62);                   /* Set w bit */
598       break;
599     case hw_read:
600       dbr_mask |= (1L << 63);                   /* Set r bit */
601       break;
602     case hw_access:
603       dbr_mask |= (3L << 62);                   /* Set both r and w bits */
604       break;
605     default:
606       return -1;
607     }
608
609   store_debug_register_pair (ptid, idx, &dbr_addr, &dbr_mask);
610   enable_watchpoints_in_psr (ptid);
611
612   return 0;
613 }
614
615 int
616 ia64_linux_remove_watchpoint (ptid_t ptid, CORE_ADDR addr, int len)
617 {
618   int idx;
619   long dbr_addr, dbr_mask;
620   int max_watchpoints = 4;
621
622   if (len <= 0 || !is_power_of_2 (len))
623     return -1;
624
625   for (idx = 0; idx < max_watchpoints; idx++)
626     {
627       fetch_debug_register_pair (ptid, idx, &dbr_addr, &dbr_mask);
628       if ((dbr_mask & (0x3UL << 62)) && addr == (CORE_ADDR) dbr_addr)
629         {
630           dbr_addr = 0;
631           dbr_mask = 0;
632           store_debug_register_pair (ptid, idx, &dbr_addr, &dbr_mask);
633           return 0;
634         }
635     }
636   return -1;
637 }
638
639 CORE_ADDR
640 ia64_linux_stopped_by_watchpoint (ptid_t ptid)
641 {
642   CORE_ADDR psr;
643   int tid;
644   struct siginfo siginfo;
645
646   tid = TIDGET(ptid);
647   if (tid == 0)
648     tid = PIDGET (ptid);
649   
650   errno = 0;
651   ptrace (PTRACE_GETSIGINFO, tid, (PTRACE_ARG3_TYPE) 0, &siginfo);
652
653   if (errno != 0 || siginfo.si_signo != SIGTRAP || 
654       (siginfo.si_code & 0xffff) != 0x0004 /* TRAP_HWBKPT */)
655     return 0;
656
657   psr = read_register_pid (IA64_PSR_REGNUM, ptid);
658   psr |= IA64_PSR_DD;   /* Set the dd bit - this will disable the watchpoint
659                            for the next instruction */
660   write_register_pid (IA64_PSR_REGNUM, psr, ptid);
661
662   return (CORE_ADDR) siginfo.si_addr;
663 }
664
665 LONGEST 
666 ia64_linux_xfer_unwind_table (struct target_ops *ops,
667                               enum target_object object,
668                               const char *annex,
669                               void *readbuf, const void *writebuf,
670                               ULONGEST offset, LONGEST len)
671 {
672   return syscall (__NR_getunwind, readbuf, len);
673 }