2003-09-08 Andrew Cagney <cagney@redhat.com>
[external/binutils.git] / gdb / mn10300-tdep.c
1 /* Target-dependent code for the Matsushita MN10300 for GDB, the GNU debugger.
2
3    Copyright 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 Free Software
4    Foundation, 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 2 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, write to the Free Software
20    Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
21    Boston, MA 02111-1307, USA.  */
22
23 #include "defs.h"
24 #include "frame.h"
25 #include "inferior.h"
26 #include "target.h"
27 #include "value.h"
28 #include "bfd.h"
29 #include "gdb_string.h"
30 #include "gdbcore.h"
31 #include "symfile.h"
32 #include "regcache.h"
33 #include "arch-utils.h"
34 #include "gdb_assert.h"
35
36 #define D0_REGNUM 0
37 #define D2_REGNUM 2
38 #define D3_REGNUM 3
39 #define A0_REGNUM 4
40 #define A2_REGNUM 6
41 #define A3_REGNUM 7
42 #define MDR_REGNUM 10
43 #define PSW_REGNUM 11
44 #define LIR_REGNUM 12
45 #define LAR_REGNUM 13
46 #define MDRQ_REGNUM 14
47 #define E0_REGNUM 15
48 #define MCRH_REGNUM 26
49 #define MCRL_REGNUM 27
50 #define MCVF_REGNUM 28
51
52 enum movm_register_bits {
53   movm_exother_bit = 0x01,
54   movm_exreg1_bit  = 0x02,
55   movm_exreg0_bit  = 0x04,
56   movm_other_bit   = 0x08,
57   movm_a3_bit      = 0x10,
58   movm_a2_bit      = 0x20,
59   movm_d3_bit      = 0x40,
60   movm_d2_bit      = 0x80
61 };
62
63 extern void _initialize_mn10300_tdep (void);
64 static CORE_ADDR mn10300_analyze_prologue (struct frame_info *fi,
65                                            CORE_ADDR pc);
66
67 /* mn10300 private data */
68 struct gdbarch_tdep
69 {
70   int am33_mode;
71 #define AM33_MODE (gdbarch_tdep (current_gdbarch)->am33_mode)
72 };
73
74 /* Additional info used by the frame */
75
76 struct frame_extra_info
77   {
78     int status;
79     int stack_size;
80   };
81
82
83 static char *
84 register_name (int reg, char **regs, long sizeof_regs)
85 {
86   if (reg < 0 || reg >= sizeof_regs / sizeof (regs[0]))
87     return NULL;
88   else
89     return regs[reg];
90 }
91
92 static const char *
93 mn10300_generic_register_name (int reg)
94 {
95   static char *regs[] =
96   { "d0", "d1", "d2", "d3", "a0", "a1", "a2", "a3",
97     "sp", "pc", "mdr", "psw", "lir", "lar", "", "",
98     "", "", "", "", "", "", "", "",
99     "", "", "", "", "", "", "", "fp"
100   };
101   return register_name (reg, regs, sizeof regs);
102 }
103
104
105 static const char *
106 am33_register_name (int reg)
107 {
108   static char *regs[] =
109   { "d0", "d1", "d2", "d3", "a0", "a1", "a2", "a3",
110     "sp", "pc", "mdr", "psw", "lir", "lar", "",
111     "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "r6", "r7",
112     "ssp", "msp", "usp", "mcrh", "mcrl", "mcvf", "", "", ""
113   };
114   return register_name (reg, regs, sizeof regs);
115 }
116   
117 static CORE_ADDR
118 mn10300_saved_pc_after_call (struct frame_info *fi)
119 {
120   return read_memory_integer (read_register (SP_REGNUM), 4);
121 }
122
123 static void
124 mn10300_extract_return_value (struct type *type, char *regbuf, char *valbuf)
125 {
126   if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR)
127     memcpy (valbuf, regbuf + REGISTER_BYTE (4), TYPE_LENGTH (type));
128   else
129     memcpy (valbuf, regbuf + REGISTER_BYTE (0), TYPE_LENGTH (type));
130 }
131
132 static CORE_ADDR
133 mn10300_extract_struct_value_address (char *regbuf)
134 {
135   return extract_unsigned_integer (regbuf + REGISTER_BYTE (4),
136                                    REGISTER_RAW_SIZE (4));
137 }
138
139 static void
140 mn10300_store_return_value (struct type *type, char *valbuf)
141 {
142   if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR)
143     deprecated_write_register_bytes (REGISTER_BYTE (4), valbuf,
144                                      TYPE_LENGTH (type));
145   else
146     deprecated_write_register_bytes (REGISTER_BYTE (0), valbuf,
147                                      TYPE_LENGTH (type));
148 }
149
150 static struct frame_info *analyze_dummy_frame (CORE_ADDR, CORE_ADDR);
151 static struct frame_info *
152 analyze_dummy_frame (CORE_ADDR pc, CORE_ADDR frame)
153 {
154   static struct frame_info *dummy = NULL;
155   if (dummy == NULL)
156     {
157       struct frame_extra_info *extra_info;
158       CORE_ADDR *saved_regs;
159       dummy = deprecated_frame_xmalloc ();
160       saved_regs = xmalloc (SIZEOF_FRAME_SAVED_REGS);
161       deprecated_set_frame_saved_regs_hack (dummy, saved_regs);
162       extra_info = XMALLOC (struct frame_extra_info);
163       deprecated_set_frame_extra_info_hack (dummy, extra_info);
164     }
165   deprecated_set_frame_next_hack (dummy, NULL);
166   deprecated_set_frame_prev_hack (dummy, NULL);
167   deprecated_update_frame_pc_hack (dummy, pc);
168   deprecated_update_frame_base_hack (dummy, frame);
169   get_frame_extra_info (dummy)->status = 0;
170   get_frame_extra_info (dummy)->stack_size = 0;
171   memset (get_frame_saved_regs (dummy), '\000', SIZEOF_FRAME_SAVED_REGS);
172   mn10300_analyze_prologue (dummy, pc);
173   return dummy;
174 }
175
176 /* Values for frame_info.status */
177
178 #define MY_FRAME_IN_SP 0x1
179 #define MY_FRAME_IN_FP 0x2
180 #define NO_MORE_FRAMES 0x4
181
182
183 /* Should call_function allocate stack space for a struct return?  */
184 static int
185 mn10300_use_struct_convention (int gcc_p, struct type *type)
186 {
187   return (TYPE_NFIELDS (type) > 1 || TYPE_LENGTH (type) > 8);
188 }
189
190 /* The breakpoint instruction must be the same size as the smallest
191    instruction in the instruction set.
192
193    The Matsushita mn10x00 processors have single byte instructions
194    so we need a single byte breakpoint.  Matsushita hasn't defined
195    one, so we defined it ourselves.  */
196
197 const static unsigned char *
198 mn10300_breakpoint_from_pc (CORE_ADDR *bp_addr, int *bp_size)
199 {
200   static char breakpoint[] =
201   {0xff};
202   *bp_size = 1;
203   return breakpoint;
204 }
205
206
207 /* Fix fi->frame if it's bogus at this point.  This is a helper
208    function for mn10300_analyze_prologue. */
209
210 static void
211 fix_frame_pointer (struct frame_info *fi, int stack_size)
212 {
213   if (fi && get_next_frame (fi) == NULL)
214     {
215       if (get_frame_extra_info (fi)->status & MY_FRAME_IN_SP)
216         deprecated_update_frame_base_hack (fi, read_sp () - stack_size);
217       else if (get_frame_extra_info (fi)->status & MY_FRAME_IN_FP)
218         deprecated_update_frame_base_hack (fi, read_register (A3_REGNUM));
219     }
220 }
221
222
223 /* Set offsets of registers saved by movm instruction.
224    This is a helper function for mn10300_analyze_prologue.  */
225
226 static void
227 set_movm_offsets (struct frame_info *fi, int movm_args)
228 {
229   int offset = 0;
230
231   if (fi == NULL || movm_args == 0)
232     return;
233
234   if (movm_args & movm_other_bit)
235     {
236       /* The `other' bit leaves a blank area of four bytes at the
237          beginning of its block of saved registers, making it 32 bytes
238          long in total.  */
239       get_frame_saved_regs (fi)[LAR_REGNUM]    = get_frame_base (fi) + offset + 4;
240       get_frame_saved_regs (fi)[LIR_REGNUM]    = get_frame_base (fi) + offset + 8;
241       get_frame_saved_regs (fi)[MDR_REGNUM]    = get_frame_base (fi) + offset + 12;
242       get_frame_saved_regs (fi)[A0_REGNUM + 1] = get_frame_base (fi) + offset + 16;
243       get_frame_saved_regs (fi)[A0_REGNUM]     = get_frame_base (fi) + offset + 20;
244       get_frame_saved_regs (fi)[D0_REGNUM + 1] = get_frame_base (fi) + offset + 24;
245       get_frame_saved_regs (fi)[D0_REGNUM]     = get_frame_base (fi) + offset + 28;
246       offset += 32;
247     }
248   if (movm_args & movm_a3_bit)
249     {
250       get_frame_saved_regs (fi)[A3_REGNUM] = get_frame_base (fi) + offset;
251       offset += 4;
252     }
253   if (movm_args & movm_a2_bit)
254     {
255       get_frame_saved_regs (fi)[A2_REGNUM] = get_frame_base (fi) + offset;
256       offset += 4;
257     }
258   if (movm_args & movm_d3_bit)
259     {
260       get_frame_saved_regs (fi)[D3_REGNUM] = get_frame_base (fi) + offset;
261       offset += 4;
262     }
263   if (movm_args & movm_d2_bit)
264     {
265       get_frame_saved_regs (fi)[D2_REGNUM] = get_frame_base (fi) + offset;
266       offset += 4;
267     }
268   if (AM33_MODE)
269     {
270       if (movm_args & movm_exother_bit)
271         {
272           get_frame_saved_regs (fi)[MCVF_REGNUM]   = get_frame_base (fi) + offset;
273           get_frame_saved_regs (fi)[MCRL_REGNUM]   = get_frame_base (fi) + offset + 4;
274           get_frame_saved_regs (fi)[MCRH_REGNUM]   = get_frame_base (fi) + offset + 8;
275           get_frame_saved_regs (fi)[MDRQ_REGNUM]   = get_frame_base (fi) + offset + 12;
276           get_frame_saved_regs (fi)[E0_REGNUM + 1] = get_frame_base (fi) + offset + 16;
277           get_frame_saved_regs (fi)[E0_REGNUM + 0] = get_frame_base (fi) + offset + 20;
278           offset += 24;
279         }
280       if (movm_args & movm_exreg1_bit)
281         {
282           get_frame_saved_regs (fi)[E0_REGNUM + 7] = get_frame_base (fi) + offset;
283           get_frame_saved_regs (fi)[E0_REGNUM + 6] = get_frame_base (fi) + offset + 4;
284           get_frame_saved_regs (fi)[E0_REGNUM + 5] = get_frame_base (fi) + offset + 8;
285           get_frame_saved_regs (fi)[E0_REGNUM + 4] = get_frame_base (fi) + offset + 12;
286           offset += 16;
287         }
288       if (movm_args & movm_exreg0_bit)
289         {
290           get_frame_saved_regs (fi)[E0_REGNUM + 3] = get_frame_base (fi) + offset;
291           get_frame_saved_regs (fi)[E0_REGNUM + 2] = get_frame_base (fi) + offset + 4;
292           offset += 8;
293         }
294     }
295 }
296
297
298 /* The main purpose of this file is dealing with prologues to extract
299    information about stack frames and saved registers.
300
301    In gcc/config/mn13000/mn10300.c, the expand_prologue prologue
302    function is pretty readable, and has a nice explanation of how the
303    prologue is generated.  The prologues generated by that code will
304    have the following form (NOTE: the current code doesn't handle all
305    this!):
306
307    + If this is an old-style varargs function, then its arguments
308      need to be flushed back to the stack:
309      
310         mov d0,(4,sp)
311         mov d1,(4,sp)
312
313    + If we use any of the callee-saved registers, save them now.
314      
315         movm [some callee-saved registers],(sp)
316
317    + If we have any floating-point registers to save:
318
319      - Decrement the stack pointer to reserve space for the registers.
320        If the function doesn't need a frame pointer, we may combine
321        this with the adjustment that reserves space for the frame.
322
323         add -SIZE, sp
324
325      - Save the floating-point registers.  We have two possible
326        strategies:
327
328        . Save them at fixed offset from the SP:
329
330         fmov fsN,(OFFSETN,sp)
331         fmov fsM,(OFFSETM,sp)
332         ...
333
334        Note that, if OFFSETN happens to be zero, you'll get the
335        different opcode: fmov fsN,(sp)
336
337        . Or, set a0 to the start of the save area, and then use
338        post-increment addressing to save the FP registers.
339
340         mov sp, a0
341         add SIZE, a0
342         fmov fsN,(a0+)
343         fmov fsM,(a0+)
344         ...
345
346    + If the function needs a frame pointer, we set it here.
347
348         mov sp, a3
349
350    + Now we reserve space for the stack frame proper.  This could be
351      merged into the `add -SIZE, sp' instruction for FP saves up
352      above, unless we needed to set the frame pointer in the previous
353      step, or the frame is so large that allocating the whole thing at
354      once would put the FP register save slots out of reach of the
355      addressing mode (128 bytes).
356       
357         add -SIZE, sp        
358
359    One day we might keep the stack pointer constant, that won't
360    change the code for prologues, but it will make the frame
361    pointerless case much more common.  */
362
363 /* Analyze the prologue to determine where registers are saved,
364    the end of the prologue, etc etc.  Return the end of the prologue
365    scanned.
366
367    We store into FI (if non-null) several tidbits of information:
368
369    * stack_size -- size of this stack frame.  Note that if we stop in
370    certain parts of the prologue/epilogue we may claim the size of the
371    current frame is zero.  This happens when the current frame has
372    not been allocated yet or has already been deallocated.
373
374    * fsr -- Addresses of registers saved in the stack by this frame.
375
376    * status -- A (relatively) generic status indicator.  It's a bitmask
377    with the following bits: 
378
379    MY_FRAME_IN_SP: The base of the current frame is actually in
380    the stack pointer.  This can happen for frame pointerless
381    functions, or cases where we're stopped in the prologue/epilogue
382    itself.  For these cases mn10300_analyze_prologue will need up
383    update fi->frame before returning or analyzing the register
384    save instructions.
385
386    MY_FRAME_IN_FP: The base of the current frame is in the
387    frame pointer register ($a3).
388
389    NO_MORE_FRAMES: Set this if the current frame is "start" or
390    if the first instruction looks like mov <imm>,sp.  This tells
391    frame chain to not bother trying to unwind past this frame.  */
392
393 static CORE_ADDR
394 mn10300_analyze_prologue (struct frame_info *fi, CORE_ADDR pc)
395 {
396   CORE_ADDR func_addr, func_end, addr, stop;
397   CORE_ADDR stack_size;
398   int imm_size;
399   unsigned char buf[4];
400   int status, movm_args = 0;
401   char *name;
402
403   /* Use the PC in the frame if it's provided to look up the
404      start of this function.
405
406      Note: kevinb/2003-07-16: We used to do the following here:
407         pc = (fi ? get_frame_pc (fi) : pc);
408      But this is (now) badly broken when called from analyze_dummy_frame().
409   */
410   pc = (pc ? pc : get_frame_pc (fi));
411
412   /* Find the start of this function.  */
413   status = find_pc_partial_function (pc, &name, &func_addr, &func_end);
414
415   /* Do nothing if we couldn't find the start of this function or if we're
416      stopped at the first instruction in the prologue.  */
417   if (status == 0)
418     {
419       return pc;
420     }
421
422   /* If we're in start, then give up.  */
423   if (strcmp (name, "start") == 0)
424     {
425       if (fi != NULL)
426         get_frame_extra_info (fi)->status = NO_MORE_FRAMES;
427       return pc;
428     }
429
430   /* At the start of a function our frame is in the stack pointer.  */
431   if (fi)
432     get_frame_extra_info (fi)->status = MY_FRAME_IN_SP;
433
434   /* Get the next two bytes into buf, we need two because rets is a two
435      byte insn and the first isn't enough to uniquely identify it.  */
436   status = read_memory_nobpt (pc, buf, 2);
437   if (status != 0)
438     return pc;
439
440 #if 0
441   /* Note: kevinb/2003-07-16: We shouldn't be making these sorts of
442      changes to the frame in prologue examination code.  */
443   /* If we're physically on an "rets" instruction, then our frame has
444      already been deallocated.  Note this can also be true for retf
445      and ret if they specify a size of zero.
446
447      In this case fi->frame is bogus, we need to fix it.  */
448   if (fi && buf[0] == 0xf0 && buf[1] == 0xfc)
449     {
450       if (get_next_frame (fi) == NULL)
451         deprecated_update_frame_base_hack (fi, read_sp ());
452       return get_frame_pc (fi);
453     }
454
455   /* Similarly if we're stopped on the first insn of a prologue as our
456      frame hasn't been allocated yet.  */
457   if (fi && get_frame_pc (fi) == func_addr)
458     {
459       if (get_next_frame (fi) == NULL)
460         deprecated_update_frame_base_hack (fi, read_sp ());
461       return get_frame_pc (fi);
462     }
463 #endif
464
465   /* Figure out where to stop scanning.  */
466   stop = fi ? pc : func_end;
467
468   /* Don't walk off the end of the function.  */
469   stop = stop > func_end ? func_end : stop;
470
471   /* Start scanning on the first instruction of this function.  */
472   addr = func_addr;
473
474   /* Suck in two bytes.  */
475   status = read_memory_nobpt (addr, buf, 2);
476   if (status != 0)
477     {
478       fix_frame_pointer (fi, 0);
479       return addr;
480     }
481
482   /* First see if this insn sets the stack pointer from a register; if
483      so, it's probably the initialization of the stack pointer in _start,
484      so mark this as the bottom-most frame.  */
485   if (buf[0] == 0xf2 && (buf[1] & 0xf3) == 0xf0)
486     {
487       if (fi)
488         get_frame_extra_info (fi)->status = NO_MORE_FRAMES;
489       return addr;
490     }
491
492   /* Now look for movm [regs],sp, which saves the callee saved registers.
493
494      At this time we don't know if fi->frame is valid, so we only note
495      that we encountered a movm instruction.  Later, we'll set the entries
496      in fsr.regs as needed.  */
497   if (buf[0] == 0xcf)
498     {
499       /* Extract the register list for the movm instruction.  */
500       status = read_memory_nobpt (addr + 1, buf, 1);
501       movm_args = *buf;
502
503       addr += 2;
504
505       /* Quit now if we're beyond the stop point.  */
506       if (addr >= stop)
507         {
508           /* Fix fi->frame since it's bogus at this point.  */
509           if (fi && get_next_frame (fi) == NULL)
510             deprecated_update_frame_base_hack (fi, read_sp ());
511
512           /* Note if/where callee saved registers were saved.  */
513           set_movm_offsets (fi, movm_args);
514           return addr;
515         }
516
517       /* Get the next two bytes so the prologue scan can continue.  */
518       status = read_memory_nobpt (addr, buf, 2);
519       if (status != 0)
520         {
521           /* Fix fi->frame since it's bogus at this point.  */
522           if (fi && get_next_frame (fi) == NULL)
523             deprecated_update_frame_base_hack (fi, read_sp ());
524
525           /* Note if/where callee saved registers were saved.  */
526           set_movm_offsets (fi, movm_args);
527           return addr;
528         }
529     }
530
531   /* Now see if we set up a frame pointer via "mov sp,a3" */
532   if (buf[0] == 0x3f)
533     {
534       addr += 1;
535
536       /* The frame pointer is now valid.  */
537       if (fi)
538         {
539           get_frame_extra_info (fi)->status |= MY_FRAME_IN_FP;
540           get_frame_extra_info (fi)->status &= ~MY_FRAME_IN_SP;
541         }
542
543       /* Quit now if we're beyond the stop point.  */
544       if (addr >= stop)
545         {
546           /* Fix fi->frame if it's bogus at this point.  */
547           fix_frame_pointer (fi, 0);
548
549           /* Note if/where callee saved registers were saved.  */
550           set_movm_offsets (fi, movm_args);
551           return addr;
552         }
553
554       /* Get two more bytes so scanning can continue.  */
555       status = read_memory_nobpt (addr, buf, 2);
556       if (status != 0)
557         {
558           /* Fix fi->frame if it's bogus at this point.  */
559           fix_frame_pointer (fi, 0);
560
561           /* Note if/where callee saved registers were saved.  */
562           set_movm_offsets (fi, movm_args);
563           return addr;
564         }
565     }
566
567   /* Next we should allocate the local frame.  No more prologue insns
568      are found after allocating the local frame.
569
570      Search for add imm8,sp (0xf8feXX)
571      or add imm16,sp (0xfafeXXXX)
572      or add imm32,sp (0xfcfeXXXXXXXX).
573
574      If none of the above was found, then this prologue has no 
575      additional stack.  */
576
577   status = read_memory_nobpt (addr, buf, 2);
578   if (status != 0)
579     {
580       /* Fix fi->frame if it's bogus at this point.  */
581       fix_frame_pointer (fi, 0);
582
583       /* Note if/where callee saved registers were saved.  */
584       set_movm_offsets (fi, movm_args);
585       return addr;
586     }
587
588   imm_size = 0;
589   if (buf[0] == 0xf8 && buf[1] == 0xfe)
590     imm_size = 1;
591   else if (buf[0] == 0xfa && buf[1] == 0xfe)
592     imm_size = 2;
593   else if (buf[0] == 0xfc && buf[1] == 0xfe)
594     imm_size = 4;
595
596   if (imm_size != 0)
597     {
598       /* Suck in imm_size more bytes, they'll hold the size of the
599          current frame.  */
600       status = read_memory_nobpt (addr + 2, buf, imm_size);
601       if (status != 0)
602         {
603           /* Fix fi->frame if it's bogus at this point.  */
604           fix_frame_pointer (fi, 0);
605
606           /* Note if/where callee saved registers were saved.  */
607           set_movm_offsets (fi, movm_args);
608           return addr;
609         }
610
611       /* Note the size of the stack in the frame info structure.  */
612       stack_size = extract_signed_integer (buf, imm_size);
613       if (fi)
614         get_frame_extra_info (fi)->stack_size = stack_size;
615
616       /* We just consumed 2 + imm_size bytes.  */
617       addr += 2 + imm_size;
618
619       /* No more prologue insns follow, so begin preparation to return.  */
620       /* Fix fi->frame if it's bogus at this point.  */
621       fix_frame_pointer (fi, stack_size);
622
623       /* Note if/where callee saved registers were saved.  */
624       set_movm_offsets (fi, movm_args);
625       return addr;
626     }
627
628   /* We never found an insn which allocates local stack space, regardless
629      this is the end of the prologue.  */
630   /* Fix fi->frame if it's bogus at this point.  */
631   fix_frame_pointer (fi, 0);
632
633   /* Note if/where callee saved registers were saved.  */
634   set_movm_offsets (fi, movm_args);
635   return addr;
636 }
637
638
639 /* Function: saved_regs_size
640    Return the size in bytes of the register save area, based on the
641    saved_regs array in FI.  */
642 static int
643 saved_regs_size (struct frame_info *fi)
644 {
645   int adjust = 0;
646   int i;
647
648   /* Reserve four bytes for every register saved.  */
649   for (i = 0; i < NUM_REGS; i++)
650     if (get_frame_saved_regs (fi)[i])
651       adjust += 4;
652
653   /* If we saved LIR, then it's most likely we used a `movm'
654      instruction with the `other' bit set, in which case the SP is
655      decremented by an extra four bytes, "to simplify calculation
656      of the transfer area", according to the processor manual.  */
657   if (get_frame_saved_regs (fi)[LIR_REGNUM])
658     adjust += 4;
659
660   return adjust;
661 }
662
663
664 /* Function: frame_chain
665    Figure out and return the caller's frame pointer given current
666    frame_info struct.
667
668    We don't handle dummy frames yet but we would probably just return the
669    stack pointer that was in use at the time the function call was made?  */
670
671 static CORE_ADDR
672 mn10300_frame_chain (struct frame_info *fi)
673 {
674   struct frame_info *dummy;
675   /* Walk through the prologue to determine the stack size,
676      location of saved registers, end of the prologue, etc.  */
677   if (get_frame_extra_info (fi)->status == 0)
678     mn10300_analyze_prologue (fi, (CORE_ADDR) 0);
679
680   /* Quit now if mn10300_analyze_prologue set NO_MORE_FRAMES.  */
681   if (get_frame_extra_info (fi)->status & NO_MORE_FRAMES)
682     return 0;
683
684   /* Now that we've analyzed our prologue, determine the frame
685      pointer for our caller.
686
687      If our caller has a frame pointer, then we need to
688      find the entry value of $a3 to our function.
689
690      If fsr.regs[A3_REGNUM] is nonzero, then it's at the memory
691      location pointed to by fsr.regs[A3_REGNUM].
692
693      Else it's still in $a3.
694
695      If our caller does not have a frame pointer, then his
696      frame base is fi->frame + -caller's stack size.  */
697
698   /* The easiest way to get that info is to analyze our caller's frame.
699      So we set up a dummy frame and call mn10300_analyze_prologue to
700      find stuff for us.  */
701   dummy = analyze_dummy_frame (DEPRECATED_FRAME_SAVED_PC (fi), get_frame_base (fi));
702
703   if (get_frame_extra_info (dummy)->status & MY_FRAME_IN_FP)
704     {
705       /* Our caller has a frame pointer.  So find the frame in $a3 or
706          in the stack.  */
707       if (get_frame_saved_regs (fi)[A3_REGNUM])
708         return (read_memory_integer (get_frame_saved_regs (fi)[A3_REGNUM],
709                                      DEPRECATED_REGISTER_SIZE));
710       else
711         return read_register (A3_REGNUM);
712     }
713   else
714     {
715       int adjust = saved_regs_size (fi);
716
717       /* Our caller does not have a frame pointer.  So his frame starts
718          at the base of our frame (fi->frame) + register save space
719          + <his size>.  */
720       return get_frame_base (fi) + adjust + -get_frame_extra_info (dummy)->stack_size;
721     }
722 }
723
724 /* Function: skip_prologue
725    Return the address of the first inst past the prologue of the function.  */
726
727 static CORE_ADDR
728 mn10300_skip_prologue (CORE_ADDR pc)
729 {
730   /* We used to check the debug symbols, but that can lose if
731      we have a null prologue.  */
732   return mn10300_analyze_prologue (NULL, pc);
733 }
734
735 /* generic_pop_current_frame calls this function if the current
736    frame isn't a dummy frame.  */
737 static void
738 mn10300_pop_frame_regular (struct frame_info *frame)
739 {
740   int regnum;
741
742   write_register (PC_REGNUM, DEPRECATED_FRAME_SAVED_PC (frame));
743
744   /* Restore any saved registers.  */
745   for (regnum = 0; regnum < NUM_REGS; regnum++)
746     if (get_frame_saved_regs (frame)[regnum] != 0)
747       {
748         ULONGEST value;
749
750         value = read_memory_unsigned_integer (get_frame_saved_regs (frame)[regnum],
751                                               REGISTER_RAW_SIZE (regnum));
752         write_register (regnum, value);
753       }
754
755   /* Actually cut back the stack.  */
756   write_register (SP_REGNUM, get_frame_base (frame));
757
758   /* Don't we need to set the PC?!?  XXX FIXME.  */
759 }
760
761 /* Function: pop_frame
762    This routine gets called when either the user uses the `return'
763    command, or the call dummy breakpoint gets hit.  */
764 static void
765 mn10300_pop_frame (void)
766 {
767   /* This function checks for and handles generic dummy frames, and
768      calls back to our function for ordinary frames.  */
769   generic_pop_current_frame (mn10300_pop_frame_regular);
770
771   /* Throw away any cached frame information.  */
772   flush_cached_frames ();
773 }
774
775 /* Function: push_arguments
776    Setup arguments for a call to the target.  Arguments go in
777    order on the stack.  */
778
779 static CORE_ADDR
780 mn10300_push_arguments (int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
781                         int struct_return, CORE_ADDR struct_addr)
782 {
783   int argnum = 0;
784   int len = 0;
785   int stack_offset = 0;
786   int regsused = struct_return ? 1 : 0;
787
788   /* This should be a nop, but align the stack just in case something
789      went wrong.  Stacks are four byte aligned on the mn10300.  */
790   sp &= ~3;
791
792   /* Now make space on the stack for the args.
793
794      XXX This doesn't appear to handle pass-by-invisible reference
795      arguments.  */
796   for (argnum = 0; argnum < nargs; argnum++)
797     {
798       int arg_length = (TYPE_LENGTH (VALUE_TYPE (args[argnum])) + 3) & ~3;
799
800       while (regsused < 2 && arg_length > 0)
801         {
802           regsused++;
803           arg_length -= 4;
804         }
805       len += arg_length;
806     }
807
808   /* Allocate stack space.  */
809   sp -= len;
810
811   regsused = struct_return ? 1 : 0;
812   /* Push all arguments onto the stack. */
813   for (argnum = 0; argnum < nargs; argnum++)
814     {
815       int len;
816       char *val;
817
818       /* XXX Check this.  What about UNIONS?  */
819       if (TYPE_CODE (VALUE_TYPE (*args)) == TYPE_CODE_STRUCT
820           && TYPE_LENGTH (VALUE_TYPE (*args)) > 8)
821         {
822           /* XXX Wrong, we want a pointer to this argument.  */
823           len = TYPE_LENGTH (VALUE_TYPE (*args));
824           val = (char *) VALUE_CONTENTS (*args);
825         }
826       else
827         {
828           len = TYPE_LENGTH (VALUE_TYPE (*args));
829           val = (char *) VALUE_CONTENTS (*args);
830         }
831
832       while (regsused < 2 && len > 0)
833         {
834           write_register (regsused, extract_unsigned_integer (val, 4));
835           val += 4;
836           len -= 4;
837           regsused++;
838         }
839
840       while (len > 0)
841         {
842           write_memory (sp + stack_offset, val, 4);
843           len -= 4;
844           val += 4;
845           stack_offset += 4;
846         }
847
848       args++;
849     }
850
851   /* Make space for the flushback area.  */
852   sp -= 8;
853   return sp;
854 }
855
856 /* Function: push_return_address (pc)
857    Set up the return address for the inferior function call.
858    Needed for targets where we don't actually execute a JSR/BSR instruction */
859
860 static CORE_ADDR
861 mn10300_push_return_address (CORE_ADDR pc, CORE_ADDR sp)
862 {
863   unsigned char buf[4];
864
865   store_unsigned_integer (buf, 4, entry_point_address ());
866   write_memory (sp - 4, buf, 4);
867   return sp - 4;
868 }
869
870 /* Function: store_struct_return (addr,sp)
871    Store the structure value return address for an inferior function
872    call.  */
873
874 static void
875 mn10300_store_struct_return (CORE_ADDR addr, CORE_ADDR sp)
876 {
877   /* The structure return address is passed as the first argument.  */
878   write_register (0, addr);
879 }
880
881 /* Function: frame_saved_pc 
882    Find the caller of this frame.  We do this by seeing if RP_REGNUM
883    is saved in the stack anywhere, otherwise we get it from the
884    registers.  If the inner frame is a dummy frame, return its PC
885    instead of RP, because that's where "caller" of the dummy-frame
886    will be found.  */
887
888 static CORE_ADDR
889 mn10300_frame_saved_pc (struct frame_info *fi)
890 {
891   int adjust = saved_regs_size (fi);
892
893   return (read_memory_integer (get_frame_base (fi) + adjust,
894                                DEPRECATED_REGISTER_SIZE));
895 }
896
897 /* Function: mn10300_init_extra_frame_info
898    Setup the frame's frame pointer, pc, and frame addresses for saved
899    registers.  Most of the work is done in mn10300_analyze_prologue().
900
901    Note that when we are called for the last frame (currently active frame),
902    that get_frame_pc (fi) and fi->frame will already be setup.  However, fi->frame will
903    be valid only if this routine uses FP.  For previous frames, fi-frame will
904    always be correct.  mn10300_analyze_prologue will fix fi->frame if
905    it's not valid.
906
907    We can be called with the PC in the call dummy under two
908    circumstances.  First, during normal backtracing, second, while
909    figuring out the frame pointer just prior to calling the target
910    function (see call_function_by_hand).  */
911
912 static void
913 mn10300_init_extra_frame_info (int fromleaf, struct frame_info *fi)
914 {
915   if (get_next_frame (fi))
916     deprecated_update_frame_pc_hack (fi, DEPRECATED_FRAME_SAVED_PC (get_next_frame (fi)));
917
918   frame_saved_regs_zalloc (fi);
919   frame_extra_info_zalloc (fi, sizeof (struct frame_extra_info));
920
921   get_frame_extra_info (fi)->status = 0;
922   get_frame_extra_info (fi)->stack_size = 0;
923
924   mn10300_analyze_prologue (fi, 0);
925 }
926
927
928 /* This function's job is handled by init_extra_frame_info.  */
929 static void
930 mn10300_frame_init_saved_regs (struct frame_info *frame)
931 {
932 }
933
934
935 /* Function: mn10300_virtual_frame_pointer
936    Return the register that the function uses for a frame pointer, 
937    plus any necessary offset to be applied to the register before
938    any frame pointer offsets.  */
939
940 static void
941 mn10300_virtual_frame_pointer (CORE_ADDR pc,
942                                int *reg,
943                                LONGEST *offset)
944 {
945   struct frame_info *dummy = analyze_dummy_frame (pc, 0);
946   /* Set up a dummy frame_info, Analyze the prolog and fill in the
947      extra info.  */
948   /* Results will tell us which type of frame it uses.  */
949   if (get_frame_extra_info (dummy)->status & MY_FRAME_IN_SP)
950     {
951       *reg = SP_REGNUM;
952       *offset = -(get_frame_extra_info (dummy)->stack_size);
953     }
954   else
955     {
956       *reg = A3_REGNUM;
957       *offset = 0;
958     }
959 }
960
961 static int
962 mn10300_reg_struct_has_addr (int gcc_p, struct type *type)
963 {
964   return (TYPE_LENGTH (type) > 8);
965 }
966
967 static struct type *
968 mn10300_register_virtual_type (int reg)
969 {
970   return builtin_type_int;
971 }
972
973 static int
974 mn10300_register_byte (int reg)
975 {
976   return (reg * 4);
977 }
978
979 static int
980 mn10300_register_virtual_size (int reg)
981 {
982   return 4;
983 }
984
985 static int
986 mn10300_register_raw_size (int reg)
987 {
988   return 4;
989 }
990
991 /* If DWARF2 is a register number appearing in Dwarf2 debug info, then
992    mn10300_dwarf2_reg_to_regnum (DWARF2) is the corresponding GDB
993    register number.  Why don't Dwarf2 and GDB use the same numbering?
994    Who knows?  But since people have object files lying around with
995    the existing Dwarf2 numbering, and other people have written stubs
996    to work with the existing GDB, neither of them can change.  So we
997    just have to cope.  */
998 static int
999 mn10300_dwarf2_reg_to_regnum (int dwarf2)
1000 {
1001   /* This table is supposed to be shaped like the REGISTER_NAMES
1002      initializer in gcc/config/mn10300/mn10300.h.  Registers which
1003      appear in GCC's numbering, but have no counterpart in GDB's
1004      world, are marked with a -1.  */
1005   static int dwarf2_to_gdb[] = {
1006     0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7, -1, 8,
1007     15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22
1008   };
1009   int gdb;
1010
1011   if (dwarf2 < 0
1012       || dwarf2 >= (sizeof (dwarf2_to_gdb) / sizeof (dwarf2_to_gdb[0]))
1013       || dwarf2_to_gdb[dwarf2] == -1)
1014     internal_error (__FILE__, __LINE__,
1015                     "bogus register number in debug info: %d", dwarf2);
1016
1017   return dwarf2_to_gdb[dwarf2];
1018 }
1019
1020 static void
1021 mn10300_print_register (const char *name, int regnum, int reg_width)
1022 {
1023   char raw_buffer[MAX_REGISTER_SIZE];
1024
1025   if (reg_width)
1026     printf_filtered ("%*s: ", reg_width, name);
1027   else
1028     printf_filtered ("%s: ", name);
1029
1030   /* Get the data */
1031   if (!frame_register_read (deprecated_selected_frame, regnum, raw_buffer))
1032     {
1033       printf_filtered ("[invalid]");
1034       return;
1035     }
1036   else
1037     {
1038       int byte;
1039       if (TARGET_BYTE_ORDER == BFD_ENDIAN_BIG)
1040         {
1041           for (byte = REGISTER_RAW_SIZE (regnum) - REGISTER_VIRTUAL_SIZE (regnum);
1042                byte < REGISTER_RAW_SIZE (regnum);
1043                byte++)
1044             printf_filtered ("%02x", (unsigned char) raw_buffer[byte]);
1045         }
1046       else
1047         {
1048           for (byte = REGISTER_VIRTUAL_SIZE (regnum) - 1;
1049                byte >= 0;
1050                byte--)
1051             printf_filtered ("%02x", (unsigned char) raw_buffer[byte]);
1052         }
1053     }
1054 }
1055
1056 static void
1057 mn10300_do_registers_info (int regnum, int fpregs)
1058 {
1059   if (regnum >= 0)
1060     {
1061       const char *name = REGISTER_NAME (regnum);
1062       if (name == NULL || name[0] == '\0')
1063         error ("Not a valid register for the current processor type");
1064       mn10300_print_register (name, regnum, 0);
1065       printf_filtered ("\n");
1066     }
1067   else
1068     {
1069       /* print registers in an array 4x8 */
1070       int r;
1071       int reg;
1072       const int nr_in_row = 4;
1073       const int reg_width = 4;
1074       for (r = 0; r < NUM_REGS; r += nr_in_row)
1075         {
1076           int c;
1077           int printing = 0;
1078           int padding = 0;
1079           for (c = r; c < r + nr_in_row; c++)
1080             {
1081               const char *name = REGISTER_NAME (c);
1082               if (name != NULL && *name != '\0')
1083                 {
1084                   printing = 1;
1085                   while (padding > 0)
1086                     {
1087                       printf_filtered (" ");
1088                       padding--;
1089                     }
1090                   mn10300_print_register (name, c, reg_width);
1091                   printf_filtered (" ");
1092                 }
1093               else
1094                 {
1095                   padding += (reg_width + 2 + 8 + 1);
1096                 }
1097             }
1098           if (printing)
1099             printf_filtered ("\n");
1100         }
1101     }
1102 }
1103
1104 static CORE_ADDR
1105 mn10300_read_fp (void)
1106 {
1107   /* That's right, we're using the stack pointer as our frame pointer.  */
1108   gdb_assert (SP_REGNUM >= 0);
1109   return read_register (SP_REGNUM);
1110 }
1111
1112 /* Dump out the mn10300 speciic architecture information. */
1113
1114 static void
1115 mn10300_dump_tdep (struct gdbarch *current_gdbarch, struct ui_file *file)
1116 {
1117   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (current_gdbarch);
1118   fprintf_unfiltered (file, "mn10300_dump_tdep: am33_mode = %d\n",
1119                       tdep->am33_mode);
1120 }
1121
1122 static struct gdbarch *
1123 mn10300_gdbarch_init (struct gdbarch_info info,
1124                       struct gdbarch_list *arches)
1125 {
1126   static LONGEST mn10300_call_dummy_words[] = { 0 };
1127   struct gdbarch *gdbarch;
1128   struct gdbarch_tdep *tdep = NULL;
1129   int am33_mode;
1130   gdbarch_register_name_ftype *register_name;
1131   int mach;
1132   int num_regs;
1133
1134   arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
1135   if (arches != NULL)
1136     return arches->gdbarch;
1137   tdep = xmalloc (sizeof (struct gdbarch_tdep));
1138   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
1139
1140   if (info.bfd_arch_info != NULL
1141       && info.bfd_arch_info->arch == bfd_arch_mn10300)
1142     mach = info.bfd_arch_info->mach;
1143   else
1144     mach = 0;
1145   switch (mach)
1146     {
1147     case 0:
1148     case bfd_mach_mn10300:
1149       am33_mode = 0;
1150       register_name = mn10300_generic_register_name;
1151       num_regs = 32;
1152       break;
1153     case bfd_mach_am33:
1154       am33_mode = 1;
1155       register_name = am33_register_name;
1156       num_regs = 32;
1157       break;
1158     default:
1159       internal_error (__FILE__, __LINE__,
1160                       "mn10300_gdbarch_init: Unknown mn10300 variant");
1161       return NULL; /* keep GCC happy. */
1162     }
1163
1164   /* Registers.  */
1165   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, num_regs);
1166   set_gdbarch_register_name (gdbarch, register_name);
1167   set_gdbarch_deprecated_register_size (gdbarch, 4);
1168   set_gdbarch_deprecated_register_bytes (gdbarch, num_regs * gdbarch_deprecated_register_size (gdbarch));
1169   set_gdbarch_deprecated_max_register_raw_size (gdbarch, 4);
1170   set_gdbarch_deprecated_register_raw_size (gdbarch, mn10300_register_raw_size);
1171   set_gdbarch_deprecated_register_byte (gdbarch, mn10300_register_byte);
1172   set_gdbarch_deprecated_max_register_virtual_size (gdbarch, 4);
1173   set_gdbarch_deprecated_register_virtual_size (gdbarch, mn10300_register_virtual_size);
1174   set_gdbarch_deprecated_register_virtual_type (gdbarch, mn10300_register_virtual_type);
1175   set_gdbarch_dwarf2_reg_to_regnum (gdbarch, mn10300_dwarf2_reg_to_regnum);
1176   set_gdbarch_deprecated_do_registers_info (gdbarch, mn10300_do_registers_info);
1177   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, 8);
1178   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, 9);
1179   set_gdbarch_deprecated_fp_regnum (gdbarch, 31);
1180   set_gdbarch_virtual_frame_pointer (gdbarch, mn10300_virtual_frame_pointer);
1181
1182   /* Breakpoints.  */
1183   set_gdbarch_breakpoint_from_pc (gdbarch, mn10300_breakpoint_from_pc);
1184   set_gdbarch_function_start_offset (gdbarch, 0);
1185   set_gdbarch_decr_pc_after_break (gdbarch, 0);
1186
1187   /* Stack unwinding.  */
1188   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
1189   set_gdbarch_deprecated_saved_pc_after_call (gdbarch, mn10300_saved_pc_after_call);
1190   set_gdbarch_deprecated_init_extra_frame_info (gdbarch, mn10300_init_extra_frame_info);
1191   set_gdbarch_deprecated_init_frame_pc (gdbarch, init_frame_pc_noop);
1192   set_gdbarch_deprecated_frame_init_saved_regs (gdbarch, mn10300_frame_init_saved_regs);
1193   set_gdbarch_deprecated_frame_chain (gdbarch, mn10300_frame_chain);
1194   set_gdbarch_deprecated_frame_saved_pc (gdbarch, mn10300_frame_saved_pc);
1195   set_gdbarch_deprecated_extract_return_value (gdbarch, mn10300_extract_return_value);
1196   set_gdbarch_deprecated_extract_struct_value_address
1197     (gdbarch, mn10300_extract_struct_value_address);
1198   set_gdbarch_deprecated_store_return_value (gdbarch, mn10300_store_return_value);
1199   set_gdbarch_deprecated_store_struct_return (gdbarch, mn10300_store_struct_return);
1200   set_gdbarch_deprecated_pop_frame (gdbarch, mn10300_pop_frame);
1201   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, mn10300_skip_prologue);
1202   set_gdbarch_frame_args_skip (gdbarch, 0);
1203   /* That's right, we're using the stack pointer as our frame pointer.  */
1204   set_gdbarch_deprecated_target_read_fp (gdbarch, mn10300_read_fp);
1205
1206   /* Calling functions in the inferior from GDB.  */
1207   set_gdbarch_deprecated_call_dummy_words (gdbarch, mn10300_call_dummy_words);
1208   set_gdbarch_deprecated_sizeof_call_dummy_words (gdbarch, sizeof (mn10300_call_dummy_words));
1209   set_gdbarch_deprecated_pc_in_call_dummy (gdbarch, deprecated_pc_in_call_dummy_at_entry_point);
1210   set_gdbarch_deprecated_push_arguments (gdbarch, mn10300_push_arguments);
1211   set_gdbarch_reg_struct_has_addr (gdbarch, mn10300_reg_struct_has_addr);
1212   set_gdbarch_deprecated_push_return_address (gdbarch, mn10300_push_return_address);
1213   set_gdbarch_deprecated_save_dummy_frame_tos (gdbarch, generic_save_dummy_frame_tos);
1214   set_gdbarch_use_struct_convention (gdbarch, mn10300_use_struct_convention);
1215
1216   tdep->am33_mode = am33_mode;
1217
1218   /* Should be using push_dummy_call.  */
1219   set_gdbarch_deprecated_dummy_write_sp (gdbarch, deprecated_write_sp);
1220
1221   set_gdbarch_print_insn (gdbarch, print_insn_mn10300);
1222
1223   return gdbarch;
1224 }
1225  
1226 void
1227 _initialize_mn10300_tdep (void)
1228 {
1229 /*  printf("_initialize_mn10300_tdep\n"); */
1230
1231   register_gdbarch_init (bfd_arch_mn10300, mn10300_gdbarch_init);
1232 }