use do_align () directly in tc-ia64.c
[external/binutils.git] / gdb / rs6000-nat.c
1 /* IBM RS/6000 native-dependent code for GDB, the GNU debugger.
2
3    Copyright (C) 1986-2016 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 "inferior.h"
22 #include "target.h"
23 #include "gdbcore.h"
24 #include "symfile.h"
25 #include "objfiles.h"
26 #include "libbfd.h"             /* For bfd_default_set_arch_mach (FIXME) */
27 #include "bfd.h"
28 #include "gdb-stabs.h"
29 #include "regcache.h"
30 #include "arch-utils.h"
31 #include "inf-child.h"
32 #include "inf-ptrace.h"
33 #include "ppc-tdep.h"
34 #include "rs6000-tdep.h"
35 #include "rs6000-aix-tdep.h"
36 #include "exec.h"
37 #include "observer.h"
38 #include "xcoffread.h"
39
40 #include <sys/ptrace.h>
41 #include <sys/reg.h>
42
43 #include <sys/dir.h>
44 #include <sys/user.h>
45 #include <signal.h>
46 #include <sys/ioctl.h>
47 #include <fcntl.h>
48
49 #include <a.out.h>
50 #include <sys/file.h>
51 #include <sys/stat.h>
52 #include "gdb_bfd.h"
53 #include <sys/core.h>
54 #define __LDINFO_PTRACE32__     /* for __ld_info32 */
55 #define __LDINFO_PTRACE64__     /* for __ld_info64 */
56 #include <sys/ldr.h>
57 #include <sys/systemcfg.h>
58
59 /* On AIX4.3+, sys/ldr.h provides different versions of struct ld_info for
60    debugging 32-bit and 64-bit processes.  Define a typedef and macros for
61    accessing fields in the appropriate structures.  */
62
63 /* In 32-bit compilation mode (which is the only mode from which ptrace()
64    works on 4.3), __ld_info32 is #defined as equivalent to ld_info.  */
65
66 #if defined (__ld_info32) || defined (__ld_info64)
67 # define ARCH3264
68 #endif
69
70 /* Return whether the current architecture is 64-bit.  */
71
72 #ifndef ARCH3264
73 # define ARCH64() 0
74 #else
75 # define ARCH64() (register_size (target_gdbarch (), 0) == 8)
76 #endif
77
78 static target_xfer_partial_ftype rs6000_xfer_shared_libraries;
79
80 /* Given REGNO, a gdb register number, return the corresponding
81    number suitable for use as a ptrace() parameter.  Return -1 if
82    there's no suitable mapping.  Also, set the int pointed to by
83    ISFLOAT to indicate whether REGNO is a floating point register.  */
84
85 static int
86 regmap (struct gdbarch *gdbarch, int regno, int *isfloat)
87 {
88   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
89
90   *isfloat = 0;
91   if (tdep->ppc_gp0_regnum <= regno
92       && regno < tdep->ppc_gp0_regnum + ppc_num_gprs)
93     return regno;
94   else if (tdep->ppc_fp0_regnum >= 0
95            && tdep->ppc_fp0_regnum <= regno
96            && regno < tdep->ppc_fp0_regnum + ppc_num_fprs)
97     {
98       *isfloat = 1;
99       return regno - tdep->ppc_fp0_regnum + FPR0;
100     }
101   else if (regno == gdbarch_pc_regnum (gdbarch))
102     return IAR;
103   else if (regno == tdep->ppc_ps_regnum)
104     return MSR;
105   else if (regno == tdep->ppc_cr_regnum)
106     return CR;
107   else if (regno == tdep->ppc_lr_regnum)
108     return LR;
109   else if (regno == tdep->ppc_ctr_regnum)
110     return CTR;
111   else if (regno == tdep->ppc_xer_regnum)
112     return XER;
113   else if (tdep->ppc_fpscr_regnum >= 0
114            && regno == tdep->ppc_fpscr_regnum)
115     return FPSCR;
116   else if (tdep->ppc_mq_regnum >= 0 && regno == tdep->ppc_mq_regnum)
117     return MQ;
118   else
119     return -1;
120 }
121
122 /* Call ptrace(REQ, ID, ADDR, DATA, BUF).  */
123
124 static int
125 rs6000_ptrace32 (int req, int id, int *addr, int data, int *buf)
126 {
127 #ifdef HAVE_PTRACE64
128   int ret = ptrace64 (req, id, (uintptr_t) addr, data, buf);
129 #else
130   int ret = ptrace (req, id, (int *)addr, data, buf);
131 #endif
132 #if 0
133   printf ("rs6000_ptrace32 (%d, %d, 0x%x, %08x, 0x%x) = 0x%x\n",
134           req, id, (unsigned int)addr, data, (unsigned int)buf, ret);
135 #endif
136   return ret;
137 }
138
139 /* Call ptracex(REQ, ID, ADDR, DATA, BUF).  */
140
141 static int
142 rs6000_ptrace64 (int req, int id, long long addr, int data, void *buf)
143 {
144 #ifdef ARCH3264
145 #  ifdef HAVE_PTRACE64
146   int ret = ptrace64 (req, id, addr, data, buf);
147 #  else
148   int ret = ptracex (req, id, addr, data, buf);
149 #  endif
150 #else
151   int ret = 0;
152 #endif
153 #if 0
154   printf ("rs6000_ptrace64 (%d, %d, %s, %08x, 0x%x) = 0x%x\n",
155           req, id, hex_string (addr), data, (unsigned int)buf, ret);
156 #endif
157   return ret;
158 }
159
160 /* Fetch register REGNO from the inferior.  */
161
162 static void
163 fetch_register (struct regcache *regcache, int regno)
164 {
165   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
166   int addr[MAX_REGISTER_SIZE];
167   int nr, isfloat;
168
169   /* Retrieved values may be -1, so infer errors from errno.  */
170   errno = 0;
171
172   nr = regmap (gdbarch, regno, &isfloat);
173
174   /* Floating-point registers.  */
175   if (isfloat)
176     rs6000_ptrace32 (PT_READ_FPR, ptid_get_pid (inferior_ptid), addr, nr, 0);
177
178   /* Bogus register number.  */
179   else if (nr < 0)
180     {
181       if (regno >= gdbarch_num_regs (gdbarch))
182         fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
183                             "gdb error: register no %d not implemented.\n",
184                             regno);
185       return;
186     }
187
188   /* Fixed-point registers.  */
189   else
190     {
191       if (!ARCH64 ())
192         *addr = rs6000_ptrace32 (PT_READ_GPR, ptid_get_pid (inferior_ptid),
193                                  (int *) nr, 0, 0);
194       else
195         {
196           /* PT_READ_GPR requires the buffer parameter to point to long long,
197              even if the register is really only 32 bits.  */
198           long long buf;
199           rs6000_ptrace64 (PT_READ_GPR, ptid_get_pid (inferior_ptid),
200                            nr, 0, &buf);
201           if (register_size (gdbarch, regno) == 8)
202             memcpy (addr, &buf, 8);
203           else
204             *addr = buf;
205         }
206     }
207
208   if (!errno)
209     regcache_raw_supply (regcache, regno, (char *) addr);
210   else
211     {
212 #if 0
213       /* FIXME: this happens 3 times at the start of each 64-bit program.  */
214       perror (_("ptrace read"));
215 #endif
216       errno = 0;
217     }
218 }
219
220 /* Store register REGNO back into the inferior.  */
221
222 static void
223 store_register (struct regcache *regcache, int regno)
224 {
225   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
226   int addr[MAX_REGISTER_SIZE];
227   int nr, isfloat;
228
229   /* Fetch the register's value from the register cache.  */
230   regcache_raw_collect (regcache, regno, addr);
231
232   /* -1 can be a successful return value, so infer errors from errno.  */
233   errno = 0;
234
235   nr = regmap (gdbarch, regno, &isfloat);
236
237   /* Floating-point registers.  */
238   if (isfloat)
239     rs6000_ptrace32 (PT_WRITE_FPR, ptid_get_pid (inferior_ptid), addr, nr, 0);
240
241   /* Bogus register number.  */
242   else if (nr < 0)
243     {
244       if (regno >= gdbarch_num_regs (gdbarch))
245         fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
246                             "gdb error: register no %d not implemented.\n",
247                             regno);
248     }
249
250   /* Fixed-point registers.  */
251   else
252     {
253       /* The PT_WRITE_GPR operation is rather odd.  For 32-bit inferiors,
254          the register's value is passed by value, but for 64-bit inferiors,
255          the address of a buffer containing the value is passed.  */
256       if (!ARCH64 ())
257         rs6000_ptrace32 (PT_WRITE_GPR, ptid_get_pid (inferior_ptid),
258                          (int *) nr, *addr, 0);
259       else
260         {
261           /* PT_WRITE_GPR requires the buffer parameter to point to an 8-byte
262              area, even if the register is really only 32 bits.  */
263           long long buf;
264           if (register_size (gdbarch, regno) == 8)
265             memcpy (&buf, addr, 8);
266           else
267             buf = *addr;
268           rs6000_ptrace64 (PT_WRITE_GPR, ptid_get_pid (inferior_ptid),
269                            nr, 0, &buf);
270         }
271     }
272
273   if (errno)
274     {
275       perror (_("ptrace write"));
276       errno = 0;
277     }
278 }
279
280 /* Read from the inferior all registers if REGNO == -1 and just register
281    REGNO otherwise.  */
282
283 static void
284 rs6000_fetch_inferior_registers (struct target_ops *ops,
285                                  struct regcache *regcache, int regno)
286 {
287   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
288   if (regno != -1)
289     fetch_register (regcache, regno);
290
291   else
292     {
293       struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
294
295       /* Read 32 general purpose registers.  */
296       for (regno = tdep->ppc_gp0_regnum;
297            regno < tdep->ppc_gp0_regnum + ppc_num_gprs;
298            regno++)
299         {
300           fetch_register (regcache, regno);
301         }
302
303       /* Read general purpose floating point registers.  */
304       if (tdep->ppc_fp0_regnum >= 0)
305         for (regno = 0; regno < ppc_num_fprs; regno++)
306           fetch_register (regcache, tdep->ppc_fp0_regnum + regno);
307
308       /* Read special registers.  */
309       fetch_register (regcache, gdbarch_pc_regnum (gdbarch));
310       fetch_register (regcache, tdep->ppc_ps_regnum);
311       fetch_register (regcache, tdep->ppc_cr_regnum);
312       fetch_register (regcache, tdep->ppc_lr_regnum);
313       fetch_register (regcache, tdep->ppc_ctr_regnum);
314       fetch_register (regcache, tdep->ppc_xer_regnum);
315       if (tdep->ppc_fpscr_regnum >= 0)
316         fetch_register (regcache, tdep->ppc_fpscr_regnum);
317       if (tdep->ppc_mq_regnum >= 0)
318         fetch_register (regcache, tdep->ppc_mq_regnum);
319     }
320 }
321
322 /* Store our register values back into the inferior.
323    If REGNO is -1, do this for all registers.
324    Otherwise, REGNO specifies which register (so we can save time).  */
325
326 static void
327 rs6000_store_inferior_registers (struct target_ops *ops,
328                                  struct regcache *regcache, int regno)
329 {
330   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
331   if (regno != -1)
332     store_register (regcache, regno);
333
334   else
335     {
336       struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
337
338       /* Write general purpose registers first.  */
339       for (regno = tdep->ppc_gp0_regnum;
340            regno < tdep->ppc_gp0_regnum + ppc_num_gprs;
341            regno++)
342         {
343           store_register (regcache, regno);
344         }
345
346       /* Write floating point registers.  */
347       if (tdep->ppc_fp0_regnum >= 0)
348         for (regno = 0; regno < ppc_num_fprs; regno++)
349           store_register (regcache, tdep->ppc_fp0_regnum + regno);
350
351       /* Write special registers.  */
352       store_register (regcache, gdbarch_pc_regnum (gdbarch));
353       store_register (regcache, tdep->ppc_ps_regnum);
354       store_register (regcache, tdep->ppc_cr_regnum);
355       store_register (regcache, tdep->ppc_lr_regnum);
356       store_register (regcache, tdep->ppc_ctr_regnum);
357       store_register (regcache, tdep->ppc_xer_regnum);
358       if (tdep->ppc_fpscr_regnum >= 0)
359         store_register (regcache, tdep->ppc_fpscr_regnum);
360       if (tdep->ppc_mq_regnum >= 0)
361         store_register (regcache, tdep->ppc_mq_regnum);
362     }
363 }
364
365 /* Implement the to_xfer_partial target_ops method.  */
366
367 static enum target_xfer_status
368 rs6000_xfer_partial (struct target_ops *ops, enum target_object object,
369                      const char *annex, gdb_byte *readbuf,
370                      const gdb_byte *writebuf,
371                      ULONGEST offset, ULONGEST len, ULONGEST *xfered_len)
372 {
373   pid_t pid = ptid_get_pid (inferior_ptid);
374   int arch64 = ARCH64 ();
375
376   switch (object)
377     {
378     case TARGET_OBJECT_LIBRARIES_AIX:
379       return rs6000_xfer_shared_libraries (ops, object, annex,
380                                            readbuf, writebuf,
381                                            offset, len, xfered_len);
382     case TARGET_OBJECT_MEMORY:
383       {
384         union
385         {
386           PTRACE_TYPE_RET word;
387           gdb_byte byte[sizeof (PTRACE_TYPE_RET)];
388         } buffer;
389         ULONGEST rounded_offset;
390         LONGEST partial_len;
391
392         /* Round the start offset down to the next long word
393            boundary.  */
394         rounded_offset = offset & -(ULONGEST) sizeof (PTRACE_TYPE_RET);
395
396         /* Since ptrace will transfer a single word starting at that
397            rounded_offset the partial_len needs to be adjusted down to
398            that (remember this function only does a single transfer).
399            Should the required length be even less, adjust it down
400            again.  */
401         partial_len = (rounded_offset + sizeof (PTRACE_TYPE_RET)) - offset;
402         if (partial_len > len)
403           partial_len = len;
404
405         if (writebuf)
406           {
407             /* If OFFSET:PARTIAL_LEN is smaller than
408                ROUNDED_OFFSET:WORDSIZE then a read/modify write will
409                be needed.  Read in the entire word.  */
410             if (rounded_offset < offset
411                 || (offset + partial_len
412                     < rounded_offset + sizeof (PTRACE_TYPE_RET)))
413               {
414                 /* Need part of initial word -- fetch it.  */
415                 if (arch64)
416                   buffer.word = rs6000_ptrace64 (PT_READ_I, pid,
417                                                  rounded_offset, 0, NULL);
418                 else
419                   buffer.word = rs6000_ptrace32 (PT_READ_I, pid,
420                                                  (int *) (uintptr_t)
421                                                  rounded_offset,
422                                                  0, NULL);
423               }
424
425             /* Copy data to be written over corresponding part of
426                buffer.  */
427             memcpy (buffer.byte + (offset - rounded_offset),
428                     writebuf, partial_len);
429
430             errno = 0;
431             if (arch64)
432               rs6000_ptrace64 (PT_WRITE_D, pid,
433                                rounded_offset, buffer.word, NULL);
434             else
435               rs6000_ptrace32 (PT_WRITE_D, pid,
436                                (int *) (uintptr_t) rounded_offset,
437                                buffer.word, NULL);
438             if (errno)
439               return TARGET_XFER_EOF;
440           }
441
442         if (readbuf)
443           {
444             errno = 0;
445             if (arch64)
446               buffer.word = rs6000_ptrace64 (PT_READ_I, pid,
447                                              rounded_offset, 0, NULL);
448             else
449               buffer.word = rs6000_ptrace32 (PT_READ_I, pid,
450                                              (int *)(uintptr_t)rounded_offset,
451                                              0, NULL);
452             if (errno)
453               return TARGET_XFER_EOF;
454
455             /* Copy appropriate bytes out of the buffer.  */
456             memcpy (readbuf, buffer.byte + (offset - rounded_offset),
457                     partial_len);
458           }
459
460         *xfered_len = (ULONGEST) partial_len;
461         return TARGET_XFER_OK;
462       }
463
464     default:
465       return TARGET_XFER_E_IO;
466     }
467 }
468
469 /* Wait for the child specified by PTID to do something.  Return the
470    process ID of the child, or MINUS_ONE_PTID in case of error; store
471    the status in *OURSTATUS.  */
472
473 static ptid_t
474 rs6000_wait (struct target_ops *ops,
475              ptid_t ptid, struct target_waitstatus *ourstatus, int options)
476 {
477   pid_t pid;
478   int status, save_errno;
479
480   do
481     {
482       set_sigint_trap ();
483
484       do
485         {
486           pid = waitpid (ptid_get_pid (ptid), &status, 0);
487           save_errno = errno;
488         }
489       while (pid == -1 && errno == EINTR);
490
491       clear_sigint_trap ();
492
493       if (pid == -1)
494         {
495           fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
496                               _("Child process unexpectedly missing: %s.\n"),
497                               safe_strerror (save_errno));
498
499           /* Claim it exited with unknown signal.  */
500           ourstatus->kind = TARGET_WAITKIND_SIGNALLED;
501           ourstatus->value.sig = GDB_SIGNAL_UNKNOWN;
502           return inferior_ptid;
503         }
504
505       /* Ignore terminated detached child processes.  */
506       if (!WIFSTOPPED (status) && pid != ptid_get_pid (inferior_ptid))
507         pid = -1;
508     }
509   while (pid == -1);
510
511   /* AIX has a couple of strange returns from wait().  */
512
513   /* stop after load" status.  */
514   if (status == 0x57c)
515     ourstatus->kind = TARGET_WAITKIND_LOADED;
516   /* signal 0.  I have no idea why wait(2) returns with this status word.  */
517   else if (status == 0x7f)
518     ourstatus->kind = TARGET_WAITKIND_SPURIOUS;
519   /* A normal waitstatus.  Let the usual macros deal with it.  */
520   else
521     store_waitstatus (ourstatus, status);
522
523   return pid_to_ptid (pid);
524 }
525 \f
526
527 /* Set the current architecture from the host running GDB.  Called when
528    starting a child process.  */
529
530 static void (*super_create_inferior) (struct target_ops *,char *exec_file, 
531                                       char *allargs, char **env, int from_tty);
532 static void
533 rs6000_create_inferior (struct target_ops * ops, char *exec_file,
534                         char *allargs, char **env, int from_tty)
535 {
536   enum bfd_architecture arch;
537   unsigned long mach;
538   bfd abfd;
539   struct gdbarch_info info;
540
541   super_create_inferior (ops, exec_file, allargs, env, from_tty);
542
543   if (__power_rs ())
544     {
545       arch = bfd_arch_rs6000;
546       mach = bfd_mach_rs6k;
547     }
548   else
549     {
550       arch = bfd_arch_powerpc;
551       mach = bfd_mach_ppc;
552     }
553
554   /* FIXME: schauer/2002-02-25:
555      We don't know if we are executing a 32 or 64 bit executable,
556      and have no way to pass the proper word size to rs6000_gdbarch_init.
557      So we have to avoid switching to a new architecture, if the architecture
558      matches already.
559      Blindly calling rs6000_gdbarch_init used to work in older versions of
560      GDB, as rs6000_gdbarch_init incorrectly used the previous tdep to
561      determine the wordsize.  */
562   if (exec_bfd)
563     {
564       const struct bfd_arch_info *exec_bfd_arch_info;
565
566       exec_bfd_arch_info = bfd_get_arch_info (exec_bfd);
567       if (arch == exec_bfd_arch_info->arch)
568         return;
569     }
570
571   bfd_default_set_arch_mach (&abfd, arch, mach);
572
573   gdbarch_info_init (&info);
574   info.bfd_arch_info = bfd_get_arch_info (&abfd);
575   info.abfd = exec_bfd;
576
577   if (!gdbarch_update_p (info))
578     internal_error (__FILE__, __LINE__,
579                     _("rs6000_create_inferior: failed "
580                       "to select architecture"));
581 }
582 \f
583
584 /* Shared Object support.  */
585
586 /* Return the LdInfo data for the given process.  Raises an error
587    if the data could not be obtained.
588
589    The returned value must be deallocated after use.  */
590
591 static gdb_byte *
592 rs6000_ptrace_ldinfo (ptid_t ptid)
593 {
594   const int pid = ptid_get_pid (ptid);
595   int ldi_size = 1024;
596   gdb_byte *ldi = xmalloc (ldi_size);
597   int rc = -1;
598
599   while (1)
600     {
601       if (ARCH64 ())
602         rc = rs6000_ptrace64 (PT_LDINFO, pid, (unsigned long) ldi, ldi_size,
603                               NULL);
604       else
605         rc = rs6000_ptrace32 (PT_LDINFO, pid, (int *) ldi, ldi_size, NULL);
606
607       if (rc != -1)
608         break; /* Success, we got the entire ld_info data.  */
609
610       if (errno != ENOMEM)
611         perror_with_name (_("ptrace ldinfo"));
612
613       /* ldi is not big enough.  Double it and try again.  */
614       ldi_size *= 2;
615       ldi = xrealloc (ldi, ldi_size);
616     }
617
618   return ldi;
619 }
620
621 /* Implement the to_xfer_partial target_ops method for
622    TARGET_OBJECT_LIBRARIES_AIX objects.  */
623
624 static enum target_xfer_status
625 rs6000_xfer_shared_libraries
626   (struct target_ops *ops, enum target_object object,
627    const char *annex, gdb_byte *readbuf, const gdb_byte *writebuf,
628    ULONGEST offset, ULONGEST len, ULONGEST *xfered_len)
629 {
630   gdb_byte *ldi_buf;
631   ULONGEST result;
632   struct cleanup *cleanup;
633
634   /* This function assumes that it is being run with a live process.
635      Core files are handled via gdbarch.  */
636   gdb_assert (target_has_execution);
637
638   if (writebuf)
639     return TARGET_XFER_E_IO;
640
641   ldi_buf = rs6000_ptrace_ldinfo (inferior_ptid);
642   gdb_assert (ldi_buf != NULL);
643   cleanup = make_cleanup (xfree, ldi_buf);
644   result = rs6000_aix_ld_info_to_xml (target_gdbarch (), ldi_buf,
645                                       readbuf, offset, len, 1);
646   xfree (ldi_buf);
647
648   do_cleanups (cleanup);
649
650   if (result == 0)
651     return TARGET_XFER_EOF;
652   else
653     {
654       *xfered_len = result;
655       return TARGET_XFER_OK;
656     }
657 }
658
659 void _initialize_rs6000_nat (void);
660
661 void
662 _initialize_rs6000_nat (void)
663 {
664   struct target_ops *t;
665
666   t = inf_ptrace_target ();
667   t->to_fetch_registers = rs6000_fetch_inferior_registers;
668   t->to_store_registers = rs6000_store_inferior_registers;
669   t->to_xfer_partial = rs6000_xfer_partial;
670
671   super_create_inferior = t->to_create_inferior;
672   t->to_create_inferior = rs6000_create_inferior;
673
674   t->to_wait = rs6000_wait;
675
676   add_target (t);
677 }