Convert generic probe interface to C++ (and perform some cleanups)
[external/binutils.git] / gdb / m68k-tdep.c
1 /* Target-dependent code for the Motorola 68000 series.
2
3    Copyright (C) 1990-2017 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 "dwarf2-frame.h"
22 #include "frame.h"
23 #include "frame-base.h"
24 #include "frame-unwind.h"
25 #include "gdbtypes.h"
26 #include "symtab.h"
27 #include "gdbcore.h"
28 #include "value.h"
29 #include "inferior.h"
30 #include "regcache.h"
31 #include "arch-utils.h"
32 #include "osabi.h"
33 #include "dis-asm.h"
34 #include "target-descriptions.h"
35 #include "floatformat.h"
36 #include "target-float.h"
37
38 #include "m68k-tdep.h"
39 \f
40
41 #define P_LINKL_FP      0x480e
42 #define P_LINKW_FP      0x4e56
43 #define P_PEA_FP        0x4856
44 #define P_MOVEAL_SP_FP  0x2c4f
45 #define P_ADDAW_SP      0xdefc
46 #define P_ADDAL_SP      0xdffc
47 #define P_SUBQW_SP      0x514f
48 #define P_SUBQL_SP      0x518f
49 #define P_LEA_SP_SP     0x4fef
50 #define P_LEA_PC_A5     0x4bfb0170
51 #define P_FMOVEMX_SP    0xf227
52 #define P_MOVEL_SP      0x2f00
53 #define P_MOVEML_SP     0x48e7
54
55 /* Offset from SP to first arg on stack at first instruction of a function.  */
56 #define SP_ARG0 (1 * 4)
57
58 #if !defined (BPT_VECTOR)
59 #define BPT_VECTOR 0xf
60 #endif
61
62 constexpr gdb_byte m68k_break_insn[] = {0x4e, (0x40 | BPT_VECTOR)};
63
64 typedef BP_MANIPULATION (m68k_break_insn) m68k_breakpoint;
65 \f
66
67 /* Construct types for ISA-specific registers.  */
68 static struct type *
69 m68k_ps_type (struct gdbarch *gdbarch)
70 {
71   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
72
73   if (!tdep->m68k_ps_type)
74     {
75       struct type *type;
76
77       type = arch_flags_type (gdbarch, "builtin_type_m68k_ps", 32);
78       append_flags_type_flag (type, 0, "C");
79       append_flags_type_flag (type, 1, "V");
80       append_flags_type_flag (type, 2, "Z");
81       append_flags_type_flag (type, 3, "N");
82       append_flags_type_flag (type, 4, "X");
83       append_flags_type_flag (type, 8, "I0");
84       append_flags_type_flag (type, 9, "I1");
85       append_flags_type_flag (type, 10, "I2");
86       append_flags_type_flag (type, 12, "M");
87       append_flags_type_flag (type, 13, "S");
88       append_flags_type_flag (type, 14, "T0");
89       append_flags_type_flag (type, 15, "T1");
90
91       tdep->m68k_ps_type = type;
92     }
93
94   return tdep->m68k_ps_type;
95 }
96
97 static struct type *
98 m68881_ext_type (struct gdbarch *gdbarch)
99 {
100   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
101
102   if (!tdep->m68881_ext_type)
103     tdep->m68881_ext_type
104       = arch_float_type (gdbarch, -1, "builtin_type_m68881_ext",
105                          floatformats_m68881_ext);
106
107   return tdep->m68881_ext_type;
108 }
109
110 /* Return the GDB type object for the "standard" data type of data in
111    register N.  This should be int for D0-D7, SR, FPCONTROL and
112    FPSTATUS, long double for FP0-FP7, and void pointer for all others
113    (A0-A7, PC, FPIADDR).  Note, for registers which contain
114    addresses return pointer to void, not pointer to char, because we
115    don't want to attempt to print the string after printing the
116    address.  */
117
118 static struct type *
119 m68k_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
120 {
121   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
122
123   if (tdep->fpregs_present)
124     {
125       if (regnum >= gdbarch_fp0_regnum (gdbarch)
126           && regnum <= gdbarch_fp0_regnum (gdbarch) + 7)
127         {
128           if (tdep->flavour == m68k_coldfire_flavour)
129             return builtin_type (gdbarch)->builtin_double;
130           else
131             return m68881_ext_type (gdbarch);
132         }
133
134       if (regnum == M68K_FPI_REGNUM)
135         return builtin_type (gdbarch)->builtin_func_ptr;
136
137       if (regnum == M68K_FPC_REGNUM || regnum == M68K_FPS_REGNUM)
138         return builtin_type (gdbarch)->builtin_int32;
139     }
140   else
141     {
142       if (regnum >= M68K_FP0_REGNUM && regnum <= M68K_FPI_REGNUM)
143         return builtin_type (gdbarch)->builtin_int0;
144     }
145
146   if (regnum == gdbarch_pc_regnum (gdbarch))
147     return builtin_type (gdbarch)->builtin_func_ptr;
148
149   if (regnum >= M68K_A0_REGNUM && regnum <= M68K_A0_REGNUM + 7)
150     return builtin_type (gdbarch)->builtin_data_ptr;
151
152   if (regnum == M68K_PS_REGNUM)
153     return m68k_ps_type (gdbarch);
154
155   return builtin_type (gdbarch)->builtin_int32;
156 }
157
158 static const char *m68k_register_names[] = {
159     "d0", "d1", "d2", "d3", "d4", "d5", "d6", "d7",
160     "a0", "a1", "a2", "a3", "a4", "a5", "fp", "sp",
161     "ps", "pc",
162     "fp0", "fp1", "fp2", "fp3", "fp4", "fp5", "fp6", "fp7",
163     "fpcontrol", "fpstatus", "fpiaddr"
164   };
165
166 /* Function: m68k_register_name
167    Returns the name of the standard m68k register regnum.  */
168
169 static const char *
170 m68k_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
171 {
172   if (regnum < 0 || regnum >= ARRAY_SIZE (m68k_register_names))
173     internal_error (__FILE__, __LINE__,
174                     _("m68k_register_name: illegal register number %d"),
175                     regnum);
176   else if (regnum >= M68K_FP0_REGNUM && regnum <= M68K_FPI_REGNUM
177            && gdbarch_tdep (gdbarch)->fpregs_present == 0)
178     return "";
179   else
180     return m68k_register_names[regnum];
181 }
182 \f
183 /* Return nonzero if a value of type TYPE stored in register REGNUM
184    needs any special handling.  */
185
186 static int
187 m68k_convert_register_p (struct gdbarch *gdbarch,
188                          int regnum, struct type *type)
189 {
190   if (!gdbarch_tdep (gdbarch)->fpregs_present)
191     return 0;
192   return (regnum >= M68K_FP0_REGNUM && regnum <= M68K_FP0_REGNUM + 7
193           /* We only support floating-point values.  */
194           && TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT
195           && type != register_type (gdbarch, M68K_FP0_REGNUM));
196 }
197
198 /* Read a value of type TYPE from register REGNUM in frame FRAME, and
199    return its contents in TO.  */
200
201 static int
202 m68k_register_to_value (struct frame_info *frame, int regnum,
203                         struct type *type, gdb_byte *to,
204                         int *optimizedp, int *unavailablep)
205 {
206   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
207   gdb_byte from[M68K_MAX_REGISTER_SIZE];
208   struct type *fpreg_type = register_type (gdbarch, M68K_FP0_REGNUM);
209
210   gdb_assert (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT);
211
212   /* Convert to TYPE.  */
213   if (!get_frame_register_bytes (frame, regnum, 0,
214                                  register_size (gdbarch, regnum),
215                                  from, optimizedp, unavailablep))
216     return 0;
217
218   target_float_convert (from, fpreg_type, to, type);
219   *optimizedp = *unavailablep = 0;
220   return 1;
221 }
222
223 /* Write the contents FROM of a value of type TYPE into register
224    REGNUM in frame FRAME.  */
225
226 static void
227 m68k_value_to_register (struct frame_info *frame, int regnum,
228                         struct type *type, const gdb_byte *from)
229 {
230   gdb_byte to[M68K_MAX_REGISTER_SIZE];
231   struct type *fpreg_type = register_type (get_frame_arch (frame),
232                                            M68K_FP0_REGNUM);
233
234   /* We only support floating-point values.  */
235   if (TYPE_CODE (type) != TYPE_CODE_FLT)
236     {
237       warning (_("Cannot convert non-floating-point type "
238                "to floating-point register value."));
239       return;
240     }
241
242   /* Convert from TYPE.  */
243   target_float_convert (from, type, to, fpreg_type);
244   put_frame_register (frame, regnum, to);
245 }
246
247 \f
248 /* There is a fair number of calling conventions that are in somewhat
249    wide use.  The 68000/08/10 don't support an FPU, not even as a
250    coprocessor.  All function return values are stored in %d0/%d1.
251    Structures are returned in a static buffer, a pointer to which is
252    returned in %d0.  This means that functions returning a structure
253    are not re-entrant.  To avoid this problem some systems use a
254    convention where the caller passes a pointer to a buffer in %a1
255    where the return values is to be stored.  This convention is the
256    default, and is implemented in the function m68k_return_value.
257
258    The 68020/030/040/060 do support an FPU, either as a coprocessor
259    (68881/2) or built-in (68040/68060).  That's why System V release 4
260    (SVR4) instroduces a new calling convention specified by the SVR4
261    psABI.  Integer values are returned in %d0/%d1, pointer return
262    values in %a0 and floating values in %fp0.  When calling functions
263    returning a structure the caller should pass a pointer to a buffer
264    for the return value in %a0.  This convention is implemented in the
265    function m68k_svr4_return_value, and by appropriately setting the
266    struct_value_regnum member of `struct gdbarch_tdep'.
267
268    GNU/Linux returns values in the same way as SVR4 does, but uses %a1
269    for passing the structure return value buffer.
270
271    GCC can also generate code where small structures are returned in
272    %d0/%d1 instead of in memory by using -freg-struct-return.  This is
273    the default on NetBSD a.out, OpenBSD and GNU/Linux and several
274    embedded systems.  This convention is implemented by setting the
275    struct_return member of `struct gdbarch_tdep' to reg_struct_return.  */
276
277 /* Read a function return value of TYPE from REGCACHE, and copy that
278    into VALBUF.  */
279
280 static void
281 m68k_extract_return_value (struct type *type, struct regcache *regcache,
282                            gdb_byte *valbuf)
283 {
284   int len = TYPE_LENGTH (type);
285   gdb_byte buf[M68K_MAX_REGISTER_SIZE];
286
287   if (len <= 4)
288     {
289       regcache_raw_read (regcache, M68K_D0_REGNUM, buf);
290       memcpy (valbuf, buf + (4 - len), len);
291     }
292   else if (len <= 8)
293     {
294       regcache_raw_read (regcache, M68K_D0_REGNUM, buf);
295       memcpy (valbuf, buf + (8 - len), len - 4);
296       regcache_raw_read (regcache, M68K_D1_REGNUM, valbuf + (len - 4));
297     }
298   else
299     internal_error (__FILE__, __LINE__,
300                     _("Cannot extract return value of %d bytes long."), len);
301 }
302
303 static void
304 m68k_svr4_extract_return_value (struct type *type, struct regcache *regcache,
305                                 gdb_byte *valbuf)
306 {
307   gdb_byte buf[M68K_MAX_REGISTER_SIZE];
308   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
309   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
310
311   if (tdep->float_return && TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT)
312     {
313       struct type *fpreg_type = register_type (gdbarch, M68K_FP0_REGNUM);
314       regcache_raw_read (regcache, M68K_FP0_REGNUM, buf);
315       target_float_convert (buf, fpreg_type, valbuf, type);
316     }
317   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR && TYPE_LENGTH (type) == 4)
318     regcache_raw_read (regcache, M68K_A0_REGNUM, valbuf);
319   else
320     m68k_extract_return_value (type, regcache, valbuf);
321 }
322
323 /* Write a function return value of TYPE from VALBUF into REGCACHE.  */
324
325 static void
326 m68k_store_return_value (struct type *type, struct regcache *regcache,
327                          const gdb_byte *valbuf)
328 {
329   int len = TYPE_LENGTH (type);
330
331   if (len <= 4)
332     regcache_raw_write_part (regcache, M68K_D0_REGNUM, 4 - len, len, valbuf);
333   else if (len <= 8)
334     {
335       regcache_raw_write_part (regcache, M68K_D0_REGNUM, 8 - len,
336                                len - 4, valbuf);
337       regcache_raw_write (regcache, M68K_D1_REGNUM, valbuf + (len - 4));
338     }
339   else
340     internal_error (__FILE__, __LINE__,
341                     _("Cannot store return value of %d bytes long."), len);
342 }
343
344 static void
345 m68k_svr4_store_return_value (struct type *type, struct regcache *regcache,
346                               const gdb_byte *valbuf)
347 {
348   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
349   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
350
351   if (tdep->float_return && TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT)
352     {
353       struct type *fpreg_type = register_type (gdbarch, M68K_FP0_REGNUM);
354       gdb_byte buf[M68K_MAX_REGISTER_SIZE];
355       target_float_convert (valbuf, type, buf, fpreg_type);
356       regcache_raw_write (regcache, M68K_FP0_REGNUM, buf);
357     }
358   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR && TYPE_LENGTH (type) == 4)
359     {
360       regcache_raw_write (regcache, M68K_A0_REGNUM, valbuf);
361       regcache_raw_write (regcache, M68K_D0_REGNUM, valbuf);
362     }
363   else
364     m68k_store_return_value (type, regcache, valbuf);
365 }
366
367 /* Return non-zero if TYPE, which is assumed to be a structure, union or
368    complex type, should be returned in registers for architecture
369    GDBARCH.  */
370
371 static int
372 m68k_reg_struct_return_p (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type)
373 {
374   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
375   enum type_code code = TYPE_CODE (type);
376   int len = TYPE_LENGTH (type);
377
378   gdb_assert (code == TYPE_CODE_STRUCT || code == TYPE_CODE_UNION
379               || code == TYPE_CODE_COMPLEX);
380
381   if (tdep->struct_return == pcc_struct_return)
382     return 0;
383
384   return (len == 1 || len == 2 || len == 4 || len == 8);
385 }
386
387 /* Determine, for architecture GDBARCH, how a return value of TYPE
388    should be returned.  If it is supposed to be returned in registers,
389    and READBUF is non-zero, read the appropriate value from REGCACHE,
390    and copy it into READBUF.  If WRITEBUF is non-zero, write the value
391    from WRITEBUF into REGCACHE.  */
392
393 static enum return_value_convention
394 m68k_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
395                    struct type *type, struct regcache *regcache,
396                    gdb_byte *readbuf, const gdb_byte *writebuf)
397 {
398   enum type_code code = TYPE_CODE (type);
399
400   /* GCC returns a `long double' in memory too.  */
401   if (((code == TYPE_CODE_STRUCT || code == TYPE_CODE_UNION
402         || code == TYPE_CODE_COMPLEX)
403        && !m68k_reg_struct_return_p (gdbarch, type))
404       || (code == TYPE_CODE_FLT && TYPE_LENGTH (type) == 12))
405     {
406       /* The default on m68k is to return structures in static memory.
407          Consequently a function must return the address where we can
408          find the return value.  */
409
410       if (readbuf)
411         {
412           ULONGEST addr;
413
414           regcache_raw_read_unsigned (regcache, M68K_D0_REGNUM, &addr);
415           read_memory (addr, readbuf, TYPE_LENGTH (type));
416         }
417
418       return RETURN_VALUE_ABI_RETURNS_ADDRESS;
419     }
420
421   if (readbuf)
422     m68k_extract_return_value (type, regcache, readbuf);
423   if (writebuf)
424     m68k_store_return_value (type, regcache, writebuf);
425
426   return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
427 }
428
429 static enum return_value_convention
430 m68k_svr4_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
431                         struct type *type, struct regcache *regcache,
432                         gdb_byte *readbuf, const gdb_byte *writebuf)
433 {
434   enum type_code code = TYPE_CODE (type);
435
436   if ((code == TYPE_CODE_STRUCT || code == TYPE_CODE_UNION
437        || code == TYPE_CODE_COMPLEX)
438       && !m68k_reg_struct_return_p (gdbarch, type))
439     {
440       /* The System V ABI says that:
441
442          "A function returning a structure or union also sets %a0 to
443          the value it finds in %a0.  Thus when the caller receives
444          control again, the address of the returned object resides in
445          register %a0."
446
447          So the ABI guarantees that we can always find the return
448          value just after the function has returned.  */
449
450       if (readbuf)
451         {
452           ULONGEST addr;
453
454           regcache_raw_read_unsigned (regcache, M68K_A0_REGNUM, &addr);
455           read_memory (addr, readbuf, TYPE_LENGTH (type));
456         }
457
458       return RETURN_VALUE_ABI_RETURNS_ADDRESS;
459     }
460
461   /* This special case is for structures consisting of a single
462      `float' or `double' member.  These structures are returned in
463      %fp0.  For these structures, we call ourselves recursively,
464      changing TYPE into the type of the first member of the structure.
465      Since that should work for all structures that have only one
466      member, we don't bother to check the member's type here.  */
467   if (code == TYPE_CODE_STRUCT && TYPE_NFIELDS (type) == 1)
468     {
469       type = check_typedef (TYPE_FIELD_TYPE (type, 0));
470       return m68k_svr4_return_value (gdbarch, function, type, regcache,
471                                      readbuf, writebuf);
472     }
473
474   if (readbuf)
475     m68k_svr4_extract_return_value (type, regcache, readbuf);
476   if (writebuf)
477     m68k_svr4_store_return_value (type, regcache, writebuf);
478
479   return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
480 }
481 \f
482
483 /* Always align the frame to a 4-byte boundary.  This is required on
484    coldfire and harmless on the rest.  */
485
486 static CORE_ADDR
487 m68k_frame_align (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR sp)
488 {
489   /* Align the stack to four bytes.  */
490   return sp & ~3;
491 }
492
493 static CORE_ADDR
494 m68k_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
495                       struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr, int nargs,
496                       struct value **args, CORE_ADDR sp, int struct_return,
497                       CORE_ADDR struct_addr)
498 {
499   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
500   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
501   gdb_byte buf[4];
502   int i;
503
504   /* Push arguments in reverse order.  */
505   for (i = nargs - 1; i >= 0; i--)
506     {
507       struct type *value_type = value_enclosing_type (args[i]);
508       int len = TYPE_LENGTH (value_type);
509       int container_len = (len + 3) & ~3;
510       int offset;
511
512       /* Non-scalars bigger than 4 bytes are left aligned, others are
513          right aligned.  */
514       if ((TYPE_CODE (value_type) == TYPE_CODE_STRUCT
515            || TYPE_CODE (value_type) == TYPE_CODE_UNION
516            || TYPE_CODE (value_type) == TYPE_CODE_ARRAY)
517           && len > 4)
518         offset = 0;
519       else
520         offset = container_len - len;
521       sp -= container_len;
522       write_memory (sp + offset, value_contents_all (args[i]), len);
523     }
524
525   /* Store struct value address.  */
526   if (struct_return)
527     {
528       store_unsigned_integer (buf, 4, byte_order, struct_addr);
529       regcache_cooked_write (regcache, tdep->struct_value_regnum, buf);
530     }
531
532   /* Store return address.  */
533   sp -= 4;
534   store_unsigned_integer (buf, 4, byte_order, bp_addr);
535   write_memory (sp, buf, 4);
536
537   /* Finally, update the stack pointer...  */
538   store_unsigned_integer (buf, 4, byte_order, sp);
539   regcache_cooked_write (regcache, M68K_SP_REGNUM, buf);
540
541   /* ...and fake a frame pointer.  */
542   regcache_cooked_write (regcache, M68K_FP_REGNUM, buf);
543
544   /* DWARF2/GCC uses the stack address *before* the function call as a
545      frame's CFA.  */
546   return sp + 8;
547 }
548
549 /* Convert a dwarf or dwarf2 regnumber to a GDB regnum.  */
550
551 static int
552 m68k_dwarf_reg_to_regnum (struct gdbarch *gdbarch, int num)
553 {
554   if (num < 8)
555     /* d0..7 */
556     return (num - 0) + M68K_D0_REGNUM;
557   else if (num < 16)
558     /* a0..7 */
559     return (num - 8) + M68K_A0_REGNUM;
560   else if (num < 24 && gdbarch_tdep (gdbarch)->fpregs_present)
561     /* fp0..7 */
562     return (num - 16) + M68K_FP0_REGNUM;
563   else if (num == 25)
564     /* pc */
565     return M68K_PC_REGNUM;
566   else
567     return -1;
568 }
569
570 \f
571 struct m68k_frame_cache
572 {
573   /* Base address.  */
574   CORE_ADDR base;
575   CORE_ADDR sp_offset;
576   CORE_ADDR pc;
577
578   /* Saved registers.  */
579   CORE_ADDR saved_regs[M68K_NUM_REGS];
580   CORE_ADDR saved_sp;
581
582   /* Stack space reserved for local variables.  */
583   long locals;
584 };
585
586 /* Allocate and initialize a frame cache.  */
587
588 static struct m68k_frame_cache *
589 m68k_alloc_frame_cache (void)
590 {
591   struct m68k_frame_cache *cache;
592   int i;
593
594   cache = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct m68k_frame_cache);
595
596   /* Base address.  */
597   cache->base = 0;
598   cache->sp_offset = -4;
599   cache->pc = 0;
600
601   /* Saved registers.  We initialize these to -1 since zero is a valid
602      offset (that's where %fp is supposed to be stored).  */
603   for (i = 0; i < M68K_NUM_REGS; i++)
604     cache->saved_regs[i] = -1;
605
606   /* Frameless until proven otherwise.  */
607   cache->locals = -1;
608
609   return cache;
610 }
611
612 /* Check whether PC points at a code that sets up a new stack frame.
613    If so, it updates CACHE and returns the address of the first
614    instruction after the sequence that sets removes the "hidden"
615    argument from the stack or CURRENT_PC, whichever is smaller.
616    Otherwise, return PC.  */
617
618 static CORE_ADDR
619 m68k_analyze_frame_setup (struct gdbarch *gdbarch,
620                           CORE_ADDR pc, CORE_ADDR current_pc,
621                           struct m68k_frame_cache *cache)
622 {
623   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
624   int op;
625
626   if (pc >= current_pc)
627     return current_pc;
628
629   op = read_memory_unsigned_integer (pc, 2, byte_order);
630
631   if (op == P_LINKW_FP || op == P_LINKL_FP || op == P_PEA_FP)
632     {
633       cache->saved_regs[M68K_FP_REGNUM] = 0;
634       cache->sp_offset += 4;
635       if (op == P_LINKW_FP)
636         {
637           /* link.w %fp, #-N */
638           /* link.w %fp, #0; adda.l #-N, %sp */
639           cache->locals = -read_memory_integer (pc + 2, 2, byte_order);
640
641           if (pc + 4 < current_pc && cache->locals == 0)
642             {
643               op = read_memory_unsigned_integer (pc + 4, 2, byte_order);
644               if (op == P_ADDAL_SP)
645                 {
646                   cache->locals = read_memory_integer (pc + 6, 4, byte_order);
647                   return pc + 10;
648                 }
649             }
650
651           return pc + 4;
652         }
653       else if (op == P_LINKL_FP)
654         {
655           /* link.l %fp, #-N */
656           cache->locals = -read_memory_integer (pc + 2, 4, byte_order);
657           return pc + 6;
658         }
659       else
660         {
661           /* pea (%fp); movea.l %sp, %fp */
662           cache->locals = 0;
663
664           if (pc + 2 < current_pc)
665             {
666               op = read_memory_unsigned_integer (pc + 2, 2, byte_order);
667
668               if (op == P_MOVEAL_SP_FP)
669                 {
670                   /* move.l %sp, %fp */
671                   return pc + 4;
672                 }
673             }
674
675           return pc + 2;
676         }
677     }
678   else if ((op & 0170777) == P_SUBQW_SP || (op & 0170777) == P_SUBQL_SP)
679     {
680       /* subq.[wl] #N,%sp */
681       /* subq.[wl] #8,%sp; subq.[wl] #N,%sp */
682       cache->locals = (op & 07000) == 0 ? 8 : (op & 07000) >> 9;
683       if (pc + 2 < current_pc)
684         {
685           op = read_memory_unsigned_integer (pc + 2, 2, byte_order);
686           if ((op & 0170777) == P_SUBQW_SP || (op & 0170777) == P_SUBQL_SP)
687             {
688               cache->locals += (op & 07000) == 0 ? 8 : (op & 07000) >> 9;
689               return pc + 4;
690             }
691         }
692       return pc + 2;
693     }
694   else if (op == P_ADDAW_SP || op == P_LEA_SP_SP)
695     {
696       /* adda.w #-N,%sp */
697       /* lea (-N,%sp),%sp */
698       cache->locals = -read_memory_integer (pc + 2, 2, byte_order);
699       return pc + 4;
700     }
701   else if (op == P_ADDAL_SP)
702     {
703       /* adda.l #-N,%sp */
704       cache->locals = -read_memory_integer (pc + 2, 4, byte_order);
705       return pc + 6;
706     }
707
708   return pc;
709 }
710
711 /* Check whether PC points at code that saves registers on the stack.
712    If so, it updates CACHE and returns the address of the first
713    instruction after the register saves or CURRENT_PC, whichever is
714    smaller.  Otherwise, return PC.  */
715
716 static CORE_ADDR
717 m68k_analyze_register_saves (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc,
718                              CORE_ADDR current_pc,
719                              struct m68k_frame_cache *cache)
720 {
721   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
722
723   if (cache->locals >= 0)
724     {
725       CORE_ADDR offset;
726       int op;
727       int i, mask, regno;
728
729       offset = -4 - cache->locals;
730       while (pc < current_pc)
731         {
732           op = read_memory_unsigned_integer (pc, 2, byte_order);
733           if (op == P_FMOVEMX_SP
734               && gdbarch_tdep (gdbarch)->fpregs_present)
735             {
736               /* fmovem.x REGS,-(%sp) */
737               op = read_memory_unsigned_integer (pc + 2, 2, byte_order);
738               if ((op & 0xff00) == 0xe000)
739                 {
740                   mask = op & 0xff;
741                   for (i = 0; i < 16; i++, mask >>= 1)
742                     {
743                       if (mask & 1)
744                         {
745                           cache->saved_regs[i + M68K_FP0_REGNUM] = offset;
746                           offset -= 12;
747                         }
748                     }
749                   pc += 4;
750                 }
751               else
752                 break;
753             }
754           else if ((op & 0177760) == P_MOVEL_SP)
755             {
756               /* move.l %R,-(%sp) */
757               regno = op & 017;
758               cache->saved_regs[regno] = offset;
759               offset -= 4;
760               pc += 2;
761             }
762           else if (op == P_MOVEML_SP)
763             {
764               /* movem.l REGS,-(%sp) */
765               mask = read_memory_unsigned_integer (pc + 2, 2, byte_order);
766               for (i = 0; i < 16; i++, mask >>= 1)
767                 {
768                   if (mask & 1)
769                     {
770                       cache->saved_regs[15 - i] = offset;
771                       offset -= 4;
772                     }
773                 }
774               pc += 4;
775             }
776           else
777             break;
778         }
779     }
780
781   return pc;
782 }
783
784
785 /* Do a full analysis of the prologue at PC and update CACHE
786    accordingly.  Bail out early if CURRENT_PC is reached.  Return the
787    address where the analysis stopped.
788
789    We handle all cases that can be generated by gcc.
790
791    For allocating a stack frame:
792
793    link.w %a6,#-N
794    link.l %a6,#-N
795    pea (%fp); move.l %sp,%fp
796    link.w %a6,#0; add.l #-N,%sp
797    subq.l #N,%sp
798    subq.w #N,%sp
799    subq.w #8,%sp; subq.w #N-8,%sp
800    add.w #-N,%sp
801    lea (-N,%sp),%sp
802    add.l #-N,%sp
803
804    For saving registers:
805
806    fmovem.x REGS,-(%sp)
807    move.l R1,-(%sp)
808    move.l R1,-(%sp); move.l R2,-(%sp)
809    movem.l REGS,-(%sp)
810
811    For setting up the PIC register:
812
813    lea (%pc,N),%a5
814
815    */
816
817 static CORE_ADDR
818 m68k_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc,
819                        CORE_ADDR current_pc, struct m68k_frame_cache *cache)
820 {
821   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
822   unsigned int op;
823
824   pc = m68k_analyze_frame_setup (gdbarch, pc, current_pc, cache);
825   pc = m68k_analyze_register_saves (gdbarch, pc, current_pc, cache);
826   if (pc >= current_pc)
827     return current_pc;
828
829   /* Check for GOT setup.  */
830   op = read_memory_unsigned_integer (pc, 4, byte_order);
831   if (op == P_LEA_PC_A5)
832     {
833       /* lea (%pc,N),%a5 */
834       return pc + 8;
835     }
836
837   return pc;
838 }
839
840 /* Return PC of first real instruction.  */
841
842 static CORE_ADDR
843 m68k_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR start_pc)
844 {
845   struct m68k_frame_cache cache;
846   CORE_ADDR pc;
847
848   cache.locals = -1;
849   pc = m68k_analyze_prologue (gdbarch, start_pc, (CORE_ADDR) -1, &cache);
850   if (cache.locals < 0)
851     return start_pc;
852   return pc;
853 }
854
855 static CORE_ADDR
856 m68k_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
857 {
858   gdb_byte buf[8];
859
860   frame_unwind_register (next_frame, gdbarch_pc_regnum (gdbarch), buf);
861   return extract_typed_address (buf, builtin_type (gdbarch)->builtin_func_ptr);
862 }
863 \f
864 /* Normal frames.  */
865
866 static struct m68k_frame_cache *
867 m68k_frame_cache (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
868 {
869   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
870   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
871   struct m68k_frame_cache *cache;
872   gdb_byte buf[4];
873   int i;
874
875   if (*this_cache)
876     return (struct m68k_frame_cache *) *this_cache;
877
878   cache = m68k_alloc_frame_cache ();
879   *this_cache = cache;
880
881   /* In principle, for normal frames, %fp holds the frame pointer,
882      which holds the base address for the current stack frame.
883      However, for functions that don't need it, the frame pointer is
884      optional.  For these "frameless" functions the frame pointer is
885      actually the frame pointer of the calling frame.  Signal
886      trampolines are just a special case of a "frameless" function.
887      They (usually) share their frame pointer with the frame that was
888      in progress when the signal occurred.  */
889
890   get_frame_register (this_frame, M68K_FP_REGNUM, buf);
891   cache->base = extract_unsigned_integer (buf, 4, byte_order);
892   if (cache->base == 0)
893     return cache;
894
895   /* For normal frames, %pc is stored at 4(%fp).  */
896   cache->saved_regs[M68K_PC_REGNUM] = 4;
897
898   cache->pc = get_frame_func (this_frame);
899   if (cache->pc != 0)
900     m68k_analyze_prologue (get_frame_arch (this_frame), cache->pc,
901                            get_frame_pc (this_frame), cache);
902
903   if (cache->locals < 0)
904     {
905       /* We didn't find a valid frame, which means that CACHE->base
906          currently holds the frame pointer for our calling frame.  If
907          we're at the start of a function, or somewhere half-way its
908          prologue, the function's frame probably hasn't been fully
909          setup yet.  Try to reconstruct the base address for the stack
910          frame by looking at the stack pointer.  For truly "frameless"
911          functions this might work too.  */
912
913       get_frame_register (this_frame, M68K_SP_REGNUM, buf);
914       cache->base = extract_unsigned_integer (buf, 4, byte_order)
915                     + cache->sp_offset;
916     }
917
918   /* Now that we have the base address for the stack frame we can
919      calculate the value of %sp in the calling frame.  */
920   cache->saved_sp = cache->base + 8;
921
922   /* Adjust all the saved registers such that they contain addresses
923      instead of offsets.  */
924   for (i = 0; i < M68K_NUM_REGS; i++)
925     if (cache->saved_regs[i] != -1)
926       cache->saved_regs[i] += cache->base;
927
928   return cache;
929 }
930
931 static void
932 m68k_frame_this_id (struct frame_info *this_frame, void **this_cache,
933                     struct frame_id *this_id)
934 {
935   struct m68k_frame_cache *cache = m68k_frame_cache (this_frame, this_cache);
936
937   /* This marks the outermost frame.  */
938   if (cache->base == 0)
939     return;
940
941   /* See the end of m68k_push_dummy_call.  */
942   *this_id = frame_id_build (cache->base + 8, cache->pc);
943 }
944
945 static struct value *
946 m68k_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame, void **this_cache,
947                           int regnum)
948 {
949   struct m68k_frame_cache *cache = m68k_frame_cache (this_frame, this_cache);
950
951   gdb_assert (regnum >= 0);
952
953   if (regnum == M68K_SP_REGNUM && cache->saved_sp)
954     return frame_unwind_got_constant (this_frame, regnum, cache->saved_sp);
955
956   if (regnum < M68K_NUM_REGS && cache->saved_regs[regnum] != -1)
957     return frame_unwind_got_memory (this_frame, regnum,
958                                     cache->saved_regs[regnum]);
959
960   return frame_unwind_got_register (this_frame, regnum, regnum);
961 }
962
963 static const struct frame_unwind m68k_frame_unwind =
964 {
965   NORMAL_FRAME,
966   default_frame_unwind_stop_reason,
967   m68k_frame_this_id,
968   m68k_frame_prev_register,
969   NULL,
970   default_frame_sniffer
971 };
972 \f
973 static CORE_ADDR
974 m68k_frame_base_address (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
975 {
976   struct m68k_frame_cache *cache = m68k_frame_cache (this_frame, this_cache);
977
978   return cache->base;
979 }
980
981 static const struct frame_base m68k_frame_base =
982 {
983   &m68k_frame_unwind,
984   m68k_frame_base_address,
985   m68k_frame_base_address,
986   m68k_frame_base_address
987 };
988
989 static struct frame_id
990 m68k_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
991 {
992   CORE_ADDR fp;
993
994   fp = get_frame_register_unsigned (this_frame, M68K_FP_REGNUM);
995
996   /* See the end of m68k_push_dummy_call.  */
997   return frame_id_build (fp + 8, get_frame_pc (this_frame));
998 }
999 \f
1000
1001 /* Figure out where the longjmp will land.  Slurp the args out of the stack.
1002    We expect the first arg to be a pointer to the jmp_buf structure from which
1003    we extract the pc (JB_PC) that we will land at.  The pc is copied into PC.
1004    This routine returns true on success.  */
1005
1006 static int
1007 m68k_get_longjmp_target (struct frame_info *frame, CORE_ADDR *pc)
1008 {
1009   gdb_byte *buf;
1010   CORE_ADDR sp, jb_addr;
1011   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
1012   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1013   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1014
1015   if (tdep->jb_pc < 0)
1016     {
1017       internal_error (__FILE__, __LINE__,
1018                       _("m68k_get_longjmp_target: not implemented"));
1019       return 0;
1020     }
1021
1022   buf = (gdb_byte *) alloca (gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / TARGET_CHAR_BIT);
1023   sp = get_frame_register_unsigned (frame, gdbarch_sp_regnum (gdbarch));
1024
1025   if (target_read_memory (sp + SP_ARG0, /* Offset of first arg on stack.  */
1026                           buf, gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / TARGET_CHAR_BIT))
1027     return 0;
1028
1029   jb_addr = extract_unsigned_integer (buf, gdbarch_ptr_bit (gdbarch)
1030                                              / TARGET_CHAR_BIT, byte_order);
1031
1032   if (target_read_memory (jb_addr + tdep->jb_pc * tdep->jb_elt_size, buf,
1033                           gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / TARGET_CHAR_BIT),
1034                           byte_order)
1035     return 0;
1036
1037   *pc = extract_unsigned_integer (buf, gdbarch_ptr_bit (gdbarch)
1038                                          / TARGET_CHAR_BIT, byte_order);
1039   return 1;
1040 }
1041 \f
1042
1043 /* This is the implementation of gdbarch method
1044    return_in_first_hidden_param_p.  */
1045
1046 static int
1047 m68k_return_in_first_hidden_param_p (struct gdbarch *gdbarch,
1048                                      struct type *type)
1049 {
1050   return 0;
1051 }
1052
1053 /* System V Release 4 (SVR4).  */
1054
1055 void
1056 m68k_svr4_init_abi (struct gdbarch_info info, struct gdbarch *gdbarch)
1057 {
1058   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1059
1060   /* SVR4 uses a different calling convention.  */
1061   set_gdbarch_return_value (gdbarch, m68k_svr4_return_value);
1062
1063   /* SVR4 uses %a0 instead of %a1.  */
1064   tdep->struct_value_regnum = M68K_A0_REGNUM;
1065 }
1066 \f
1067
1068 /* Function: m68k_gdbarch_init
1069    Initializer function for the m68k gdbarch vector.
1070    Called by gdbarch.  Sets up the gdbarch vector(s) for this target.  */
1071
1072 static struct gdbarch *
1073 m68k_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
1074 {
1075   struct gdbarch_tdep *tdep = NULL;
1076   struct gdbarch *gdbarch;
1077   struct gdbarch_list *best_arch;
1078   struct tdesc_arch_data *tdesc_data = NULL;
1079   int i;
1080   enum m68k_flavour flavour = m68k_no_flavour;
1081   int has_fp = 1;
1082   const struct floatformat **long_double_format = floatformats_m68881_ext;
1083
1084   /* Check any target description for validity.  */
1085   if (tdesc_has_registers (info.target_desc))
1086     {
1087       const struct tdesc_feature *feature;
1088       int valid_p;
1089
1090       feature = tdesc_find_feature (info.target_desc,
1091                                     "org.gnu.gdb.m68k.core");
1092
1093       if (feature == NULL)
1094         {
1095           feature = tdesc_find_feature (info.target_desc,
1096                                         "org.gnu.gdb.coldfire.core");
1097           if (feature != NULL)
1098             flavour = m68k_coldfire_flavour;
1099         }
1100
1101       if (feature == NULL)
1102         {
1103           feature = tdesc_find_feature (info.target_desc,
1104                                         "org.gnu.gdb.fido.core");
1105           if (feature != NULL)
1106             flavour = m68k_fido_flavour;
1107         }
1108
1109       if (feature == NULL)
1110         return NULL;
1111
1112       tdesc_data = tdesc_data_alloc ();
1113
1114       valid_p = 1;
1115       for (i = 0; i <= M68K_PC_REGNUM; i++)
1116         valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data, i,
1117                                             m68k_register_names[i]);
1118
1119       if (!valid_p)
1120         {
1121           tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
1122           return NULL;
1123         }
1124
1125       feature = tdesc_find_feature (info.target_desc,
1126                                     "org.gnu.gdb.coldfire.fp");
1127       if (feature != NULL)
1128         {
1129           valid_p = 1;
1130           for (i = M68K_FP0_REGNUM; i <= M68K_FPI_REGNUM; i++)
1131             valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data, i,
1132                                                 m68k_register_names[i]);
1133           if (!valid_p)
1134             {
1135               tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
1136               return NULL;
1137             }
1138         }
1139       else
1140         has_fp = 0;
1141     }
1142
1143   /* The mechanism for returning floating values from function
1144      and the type of long double depend on whether we're
1145      on ColdFire or standard m68k.  */
1146
1147   if (info.bfd_arch_info && info.bfd_arch_info->mach != 0)
1148     {
1149       const bfd_arch_info_type *coldfire_arch = 
1150         bfd_lookup_arch (bfd_arch_m68k, bfd_mach_mcf_isa_a_nodiv);
1151
1152       if (coldfire_arch
1153           && ((*info.bfd_arch_info->compatible) 
1154               (info.bfd_arch_info, coldfire_arch)))
1155         flavour = m68k_coldfire_flavour;
1156     }
1157   
1158   /* If there is already a candidate, use it.  */
1159   for (best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
1160        best_arch != NULL;
1161        best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (best_arch->next, &info))
1162     {
1163       if (flavour != gdbarch_tdep (best_arch->gdbarch)->flavour)
1164         continue;
1165
1166       if (has_fp != gdbarch_tdep (best_arch->gdbarch)->fpregs_present)
1167         continue;
1168
1169       break;
1170     }
1171
1172   if (best_arch != NULL)
1173     {
1174       if (tdesc_data != NULL)
1175         tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
1176       return best_arch->gdbarch;
1177     }
1178
1179   tdep = XCNEW (struct gdbarch_tdep);
1180   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
1181   tdep->fpregs_present = has_fp;
1182   tdep->flavour = flavour;
1183
1184   if (flavour == m68k_coldfire_flavour || flavour == m68k_fido_flavour)
1185     long_double_format = floatformats_ieee_double;
1186   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, long_double_format);
1187   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, long_double_format[0]->totalsize);
1188
1189   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, m68k_skip_prologue);
1190   set_gdbarch_breakpoint_kind_from_pc (gdbarch, m68k_breakpoint::kind_from_pc);
1191   set_gdbarch_sw_breakpoint_from_kind (gdbarch, m68k_breakpoint::bp_from_kind);
1192
1193   /* Stack grows down.  */
1194   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
1195   set_gdbarch_frame_align (gdbarch, m68k_frame_align);
1196
1197   set_gdbarch_believe_pcc_promotion (gdbarch, 1);
1198   if (flavour == m68k_coldfire_flavour || flavour == m68k_fido_flavour)
1199     set_gdbarch_decr_pc_after_break (gdbarch, 2);
1200
1201   set_gdbarch_frame_args_skip (gdbarch, 8);
1202   set_gdbarch_dwarf2_reg_to_regnum (gdbarch, m68k_dwarf_reg_to_regnum);
1203
1204   set_gdbarch_register_type (gdbarch, m68k_register_type);
1205   set_gdbarch_register_name (gdbarch, m68k_register_name);
1206   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, M68K_NUM_REGS);
1207   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, M68K_SP_REGNUM);
1208   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, M68K_PC_REGNUM);
1209   set_gdbarch_ps_regnum (gdbarch, M68K_PS_REGNUM);
1210   set_gdbarch_convert_register_p (gdbarch, m68k_convert_register_p);
1211   set_gdbarch_register_to_value (gdbarch,  m68k_register_to_value);
1212   set_gdbarch_value_to_register (gdbarch, m68k_value_to_register);
1213
1214   if (has_fp)
1215     set_gdbarch_fp0_regnum (gdbarch, M68K_FP0_REGNUM);
1216
1217   /* Try to figure out if the arch uses floating registers to return
1218      floating point values from functions.  */
1219   if (has_fp)
1220     {
1221       /* On ColdFire, floating point values are returned in D0.  */
1222       if (flavour == m68k_coldfire_flavour)
1223         tdep->float_return = 0;
1224       else
1225         tdep->float_return = 1;
1226     }
1227   else
1228     {
1229       /* No floating registers, so can't use them for returning values.  */
1230       tdep->float_return = 0;
1231     }
1232
1233   /* Function call & return.  */
1234   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, m68k_push_dummy_call);
1235   set_gdbarch_return_value (gdbarch, m68k_return_value);
1236   set_gdbarch_return_in_first_hidden_param_p (gdbarch,
1237                                               m68k_return_in_first_hidden_param_p);
1238
1239 #if defined JB_PC && defined JB_ELEMENT_SIZE
1240   tdep->jb_pc = JB_PC;
1241   tdep->jb_elt_size = JB_ELEMENT_SIZE;
1242 #else
1243   tdep->jb_pc = -1;
1244 #endif
1245   tdep->struct_value_regnum = M68K_A1_REGNUM;
1246   tdep->struct_return = reg_struct_return;
1247
1248   /* Frame unwinder.  */
1249   set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, m68k_dummy_id);
1250   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, m68k_unwind_pc);
1251
1252   /* Hook in the DWARF CFI frame unwinder.  */
1253   dwarf2_append_unwinders (gdbarch);
1254
1255   frame_base_set_default (gdbarch, &m68k_frame_base);
1256
1257   /* Hook in ABI-specific overrides, if they have been registered.  */
1258   gdbarch_init_osabi (info, gdbarch);
1259
1260   /* Now we have tuned the configuration, set a few final things,
1261      based on what the OS ABI has told us.  */
1262
1263   if (tdep->jb_pc >= 0)
1264     set_gdbarch_get_longjmp_target (gdbarch, m68k_get_longjmp_target);
1265
1266   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &m68k_frame_unwind);
1267
1268   if (tdesc_data)
1269     tdesc_use_registers (gdbarch, info.target_desc, tdesc_data);
1270
1271   return gdbarch;
1272 }
1273
1274
1275 static void
1276 m68k_dump_tdep (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file)
1277 {
1278   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1279
1280   if (tdep == NULL)
1281     return;
1282 }
1283
1284 void
1285 _initialize_m68k_tdep (void)
1286 {
1287   gdbarch_register (bfd_arch_m68k, m68k_gdbarch_init, m68k_dump_tdep);
1288 }