gdb/s390-linux-nat.c

   1 /* S390 native-dependent code for GDB, the GNU debugger.
   2    Copyright (C) 2001-2018 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4    Contributed by D.J. Barrow (djbarrow@de.ibm.com,barrow_dj@yahoo.com)
   5    for IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation.
   6
   7    This file is part of GDB.
   8
   9    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10    it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
  12    (at your option) any later version.
  13
  14    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17    GNU General Public License for more details.
  18
  19    You should have received a copy of the GNU General Public License
  20    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  21
  22 #include "defs.h"
  23 #include "regcache.h"
  24 #include "inferior.h"
  25 #include "target.h"
  26 #include "linux-nat.h"
  27 #include "auxv.h"
  28 #include "gregset.h"
  29 #include "regset.h"
  30 #include "nat/linux-ptrace.h"
  31 #include "gdbcmd.h"
  32
  33 #include "s390-tdep.h"
  34 #include "s390-linux-tdep.h"
  35 #include "elf/common.h"
  36
  37 #include <asm/ptrace.h>
  38 #include "nat/gdb_ptrace.h"
  39 #include <asm/types.h>
  40 #include <sys/procfs.h>
  41 #include <sys/ucontext.h>
  42 #include <elf.h>
  43 #include <algorithm>
  44 #include "inf-ptrace.h"
  45
  46 /* Per-thread arch-specific data.  */
  47
  48 struct arch_lwp_info
  49 {
  50   /* Non-zero if the thread's PER info must be re-written.  */
  51   int per_info_changed;
  52 };
  53
  54 static int have_regset_last_break = 0;
  55 static int have_regset_system_call = 0;
  56 static int have_regset_tdb = 0;
  57 static int have_regset_vxrs = 0;
  58 static int have_regset_gs = 0;
  59
  60 /* Register map for 32-bit executables running under a 64-bit
  61    kernel.  */
  62
  63 #ifdef __s390x__
  64 static const struct regcache_map_entry s390_64_regmap_gregset[] =
  65   {
  66     /* Skip PSWM and PSWA, since they must be handled specially.  */
  67     { 2, REGCACHE_MAP_SKIP, 8 },
  68     { 1, S390_R0_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R0_REGNUM, 4 },
  69     { 1, S390_R1_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R1_REGNUM, 4 },
  70     { 1, S390_R2_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R2_REGNUM, 4 },
  71     { 1, S390_R3_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R3_REGNUM, 4 },
  72     { 1, S390_R4_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R4_REGNUM, 4 },
  73     { 1, S390_R5_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R5_REGNUM, 4 },
  74     { 1, S390_R6_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R6_REGNUM, 4 },
  75     { 1, S390_R7_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R7_REGNUM, 4 },
  76     { 1, S390_R8_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R8_REGNUM, 4 },
  77     { 1, S390_R9_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R9_REGNUM, 4 },
  78     { 1, S390_R10_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R10_REGNUM, 4 },
  79     { 1, S390_R11_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R11_REGNUM, 4 },
  80     { 1, S390_R12_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R12_REGNUM, 4 },
  81     { 1, S390_R13_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R13_REGNUM, 4 },
  82     { 1, S390_R14_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R14_REGNUM, 4 },
  83     { 1, S390_R15_UPPER_REGNUM, 4 }, { 1, S390_R15_REGNUM, 4 },
  84     { 16, S390_A0_REGNUM, 4 },
  85     { 1, REGCACHE_MAP_SKIP, 4 }, { 1, S390_ORIG_R2_REGNUM, 4 },
  86     { 0 }
  87   };
  88
  89 static const struct regset s390_64_gregset =
  90   {
  91     s390_64_regmap_gregset,
  92     regcache_supply_regset,
  93     regcache_collect_regset
  94   };
  95
  96 #define S390_PSWM_OFFSET 0
  97 #define S390_PSWA_OFFSET 8
  98 #endif
  99
 100 /* PER-event mask bits and PER control bits (CR9).  */
 101
 102 #define PER_BIT(n)                      (1UL << (63 - (n)))
 103 #define PER_EVENT_BRANCH                PER_BIT (32)
 104 #define PER_EVENT_IFETCH                PER_BIT (33)
 105 #define PER_EVENT_STORE                 PER_BIT (34)
 106 #define PER_EVENT_NULLIFICATION         PER_BIT (39)
 107 #define PER_CONTROL_BRANCH_ADDRESS      PER_BIT (40)
 108 #define PER_CONTROL_SUSPENSION          PER_BIT (41)
 109 #define PER_CONTROL_ALTERATION          PER_BIT (42)
 110
 111 class s390_linux_nat_target final : public linux_nat_target
 112 {
 113 public:
 114   /* Add our register access methods.  */
 115   void fetch_registers (struct regcache *, int) override;
 116   void store_registers (struct regcache *, int) override;
 117
 118   /* Add our watchpoint methods.  */
 119   int can_use_hw_breakpoint (enum bptype, int, int) override;
 120   int insert_hw_breakpoint (struct gdbarch *, struct bp_target_info *)
 121     override;
 122   int remove_hw_breakpoint (struct gdbarch *, struct bp_target_info *)
 123     override;
 124   int region_ok_for_hw_watchpoint (CORE_ADDR, int) override;
 125   bool have_continuable_watchpoint () override { return true; }
 126   bool stopped_by_watchpoint () override;
 127   int insert_watchpoint (CORE_ADDR, int, enum target_hw_bp_type,
 128                          struct expression *) override;
 129   int remove_watchpoint (CORE_ADDR, int, enum target_hw_bp_type,
 130                          struct expression *) override;
 131
 132   /* Detect target architecture.  */
 133   const struct target_desc *read_description () override;
 134   int auxv_parse (gdb_byte **readptr,
 135                   gdb_byte *endptr, CORE_ADDR *typep, CORE_ADDR *valp)
 136     override;
 137
 138   /* Override linux_nat_target low methods.  */
 139   void low_new_thread (struct lwp_info *lp) override;
 140   void low_delete_thread (struct arch_lwp_info *lp) override;
 141   void low_prepare_to_resume (struct lwp_info *lp) override;
 142   void low_new_fork (struct lwp_info *parent, pid_t child_pid) override;
 143   void low_forget_process (pid_t pid) override;
 144 };
 145
 146 static s390_linux_nat_target the_s390_linux_nat_target;
 147
 148 /* Fill GDB's register array with the general-purpose register values
 149    in *REGP.
 150
 151    When debugging a 32-bit executable running under a 64-bit kernel,
 152    we have to fix up the 64-bit registers we get from the kernel to
 153    make them look like 32-bit registers.  */
 154
 155 void
 156 supply_gregset (struct regcache *regcache, const gregset_t *regp)
 157 {
 158 #ifdef __s390x__
 159   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
 160   if (gdbarch_ptr_bit (gdbarch) == 32)
 161     {
 162       enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
 163       ULONGEST pswm, pswa;
 164       gdb_byte buf[4];
 165
 166       regcache_supply_regset (&s390_64_gregset, regcache, -1,
 167                               regp, sizeof (gregset_t));
 168       pswm = extract_unsigned_integer ((const gdb_byte *) regp
 169                                        + S390_PSWM_OFFSET, 8, byte_order);
 170       pswa = extract_unsigned_integer ((const gdb_byte *) regp
 171                                        + S390_PSWA_OFFSET, 8, byte_order);
 172       store_unsigned_integer (buf, 4, byte_order, (pswm >> 32) | 0x80000);
 173       regcache->raw_supply (S390_PSWM_REGNUM, buf);
 174       store_unsigned_integer (buf, 4, byte_order,
 175                               (pswa & 0x7fffffff) | (pswm & 0x80000000));
 176       regcache->raw_supply (S390_PSWA_REGNUM, buf);
 177       return;
 178     }
 179 #endif
 180
 181   regcache_supply_regset (&s390_gregset, regcache, -1, regp,
 182                           sizeof (gregset_t));
 183 }
 184
 185 /* Fill register REGNO (if it is a general-purpose register) in
 186    *REGP with the value in GDB's register array.  If REGNO is -1,
 187    do this for all registers.  */
 188
 189 void
 190 fill_gregset (const struct regcache *regcache, gregset_t *regp, int regno)
 191 {
 192 #ifdef __s390x__
 193   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
 194   if (gdbarch_ptr_bit (gdbarch) == 32)
 195     {
 196       regcache_collect_regset (&s390_64_gregset, regcache, regno,
 197                                regp, sizeof (gregset_t));
 198
 199       if (regno == -1
 200           || regno == S390_PSWM_REGNUM || regno == S390_PSWA_REGNUM)
 201         {
 202           enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
 203           ULONGEST pswa, pswm;
 204           gdb_byte buf[4];
 205           gdb_byte *pswm_p = (gdb_byte *) regp + S390_PSWM_OFFSET;
 206           gdb_byte *pswa_p = (gdb_byte *) regp + S390_PSWA_OFFSET;
 207
 208           pswm = extract_unsigned_integer (pswm_p, 8, byte_order);
 209
 210           if (regno == -1 || regno == S390_PSWM_REGNUM)
 211             {
 212               pswm &= 0x80000000;
 213               regcache->raw_collect (S390_PSWM_REGNUM, buf);
 214               pswm |= (extract_unsigned_integer (buf, 4, byte_order)
 215                        & 0xfff7ffff) << 32;
 216             }
 217
 218           if (regno == -1 || regno == S390_PSWA_REGNUM)
 219             {
 220               regcache->raw_collect (S390_PSWA_REGNUM, buf);
 221               pswa = extract_unsigned_integer (buf, 4, byte_order);
 222               pswm ^= (pswm ^ pswa) & 0x80000000;
 223               pswa &= 0x7fffffff;
 224               store_unsigned_integer (pswa_p, 8, byte_order, pswa);
 225             }
 226
 227           store_unsigned_integer (pswm_p, 8, byte_order, pswm);
 228         }
 229       return;
 230     }
 231 #endif
 232
 233   regcache_collect_regset (&s390_gregset, regcache, regno, regp,
 234                            sizeof (gregset_t));
 235 }
 236
 237 /* Fill GDB's register array with the floating-point register values
 238    in *REGP.  */
 239 void
 240 supply_fpregset (struct regcache *regcache, const fpregset_t *regp)
 241 {
 242   regcache_supply_regset (&s390_fpregset, regcache, -1, regp,
 243                           sizeof (fpregset_t));
 244 }
 245
 246 /* Fill register REGNO (if it is a general-purpose register) in
 247    *REGP with the value in GDB's register array.  If REGNO is -1,
 248    do this for all registers.  */
 249 void
 250 fill_fpregset (const struct regcache *regcache, fpregset_t *regp, int regno)
 251 {
 252   regcache_collect_regset (&s390_fpregset, regcache, regno, regp,
 253                            sizeof (fpregset_t));
 254 }
 255
 256 /* Find the TID for the current inferior thread to use with ptrace.  */
 257 static int
 258 s390_inferior_tid (void)
 259 {
 260   /* GNU/Linux LWP ID's are process ID's.  */
 261   int tid = ptid_get_lwp (inferior_ptid);
 262   if (tid == 0)
 263     tid = ptid_get_pid (inferior_ptid); /* Not a threaded program.  */
 264
 265   return tid;
 266 }
 267
 268 /* Fetch all general-purpose registers from process/thread TID and
 269    store their values in GDB's register cache.  */
 270 static void
 271 fetch_regs (struct regcache *regcache, int tid)
 272 {
 273   gregset_t regs;
 274   ptrace_area parea;
 275
 276   parea.len = sizeof (regs);
 277   parea.process_addr = (addr_t) &regs;
 278   parea.kernel_addr = offsetof (struct user_regs_struct, psw);
 279   if (ptrace (PTRACE_PEEKUSR_AREA, tid, (long) &parea, 0) < 0)
 280     perror_with_name (_("Couldn't get registers"));
 281
 282   supply_gregset (regcache, (const gregset_t *) &regs);
 283 }
 284
 285 /* Store all valid general-purpose registers in GDB's register cache
 286    into the process/thread specified by TID.  */
 287 static void
 288 store_regs (const struct regcache *regcache, int tid, int regnum)
 289 {
 290   gregset_t regs;
 291   ptrace_area parea;
 292
 293   parea.len = sizeof (regs);
 294   parea.process_addr = (addr_t) &regs;
 295   parea.kernel_addr = offsetof (struct user_regs_struct, psw);
 296   if (ptrace (PTRACE_PEEKUSR_AREA, tid, (long) &parea, 0) < 0)
 297     perror_with_name (_("Couldn't get registers"));
 298
 299   fill_gregset (regcache, &regs, regnum);
 300
 301   if (ptrace (PTRACE_POKEUSR_AREA, tid, (long) &parea, 0) < 0)
 302     perror_with_name (_("Couldn't write registers"));
 303 }
 304
 305 /* Fetch all floating-point registers from process/thread TID and store
 306    their values in GDB's register cache.  */
 307 static void
 308 fetch_fpregs (struct regcache *regcache, int tid)
 309 {
 310   fpregset_t fpregs;
 311   ptrace_area parea;
 312
 313   parea.len = sizeof (fpregs);
 314   parea.process_addr = (addr_t) &fpregs;
 315   parea.kernel_addr = offsetof (struct user_regs_struct, fp_regs);
 316   if (ptrace (PTRACE_PEEKUSR_AREA, tid, (long) &parea, 0) < 0)
 317     perror_with_name (_("Couldn't get floating point status"));
 318
 319   supply_fpregset (regcache, (const fpregset_t *) &fpregs);
 320 }
 321
 322 /* Store all valid floating-point registers in GDB's register cache
 323    into the process/thread specified by TID.  */
 324 static void
 325 store_fpregs (const struct regcache *regcache, int tid, int regnum)
 326 {
 327   fpregset_t fpregs;
 328   ptrace_area parea;
 329
 330   parea.len = sizeof (fpregs);
 331   parea.process_addr = (addr_t) &fpregs;
 332   parea.kernel_addr = offsetof (struct user_regs_struct, fp_regs);
 333   if (ptrace (PTRACE_PEEKUSR_AREA, tid, (long) &parea, 0) < 0)
 334     perror_with_name (_("Couldn't get floating point status"));
 335
 336   fill_fpregset (regcache, &fpregs, regnum);
 337
 338   if (ptrace (PTRACE_POKEUSR_AREA, tid, (long) &parea, 0) < 0)
 339     perror_with_name (_("Couldn't write floating point status"));
 340 }
 341
 342 /* Fetch all registers in the kernel's register set whose number is
 343    REGSET_ID, whose size is REGSIZE, and whose layout is described by
 344    REGSET, from process/thread TID and store their values in GDB's
 345    register cache.  */
 346 static void
 347 fetch_regset (struct regcache *regcache, int tid,
 348               int regset_id, int regsize, const struct regset *regset)
 349 {
 350   void *buf = alloca (regsize);
 351   struct iovec iov;
 352
 353   iov.iov_base = buf;
 354   iov.iov_len = regsize;
 355
 356   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, (long) regset_id, (long) &iov) < 0)
 357     {
 358       if (errno == ENODATA)
 359         regcache_supply_regset (regset, regcache, -1, NULL, regsize);
 360       else
 361         perror_with_name (_("Couldn't get register set"));
 362     }
 363   else
 364     regcache_supply_regset (regset, regcache, -1, buf, regsize);
 365 }
 366
 367 /* Store all registers in the kernel's register set whose number is
 368    REGSET_ID, whose size is REGSIZE, and whose layout is described by
 369    REGSET, from GDB's register cache back to process/thread TID.  */
 370 static void
 371 store_regset (struct regcache *regcache, int tid,
 372               int regset_id, int regsize, const struct regset *regset)
 373 {
 374   void *buf = alloca (regsize);
 375   struct iovec iov;
 376
 377   iov.iov_base = buf;
 378   iov.iov_len = regsize;
 379
 380   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, (long) regset_id, (long) &iov) < 0)
 381     perror_with_name (_("Couldn't get register set"));
 382
 383   regcache_collect_regset (regset, regcache, -1, buf, regsize);
 384
 385   if (ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, (long) regset_id, (long) &iov) < 0)
 386     perror_with_name (_("Couldn't set register set"));
 387 }
 388
 389 /* Check whether the kernel provides a register set with number REGSET
 390    of size REGSIZE for process/thread TID.  */
 391 static int
 392 check_regset (int tid, int regset, int regsize)
 393 {
 394   void *buf = alloca (regsize);
 395   struct iovec iov;
 396
 397   iov.iov_base = buf;
 398   iov.iov_len = regsize;
 399
 400   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, (long) regset, (long) &iov) >= 0
 401       || errno == ENODATA)
 402     return 1;
 403   return 0;
 404 }
 405
 406 /* Fetch register REGNUM from the child process.  If REGNUM is -1, do
 407    this for all registers.  */
 408 void
 409 s390_linux_nat_target::fetch_registers (struct regcache *regcache, int regnum)
 410 {
 411   pid_t tid = get_ptrace_pid (regcache->ptid ());
 412
 413   if (regnum == -1 || S390_IS_GREGSET_REGNUM (regnum))
 414     fetch_regs (regcache, tid);
 415
 416   if (regnum == -1 || S390_IS_FPREGSET_REGNUM (regnum))
 417     fetch_fpregs (regcache, tid);
 418
 419   if (have_regset_last_break)
 420     if (regnum == -1 || regnum == S390_LAST_BREAK_REGNUM)
 421       fetch_regset (regcache, tid, NT_S390_LAST_BREAK, 8,
 422                     (gdbarch_ptr_bit (regcache->arch ()) == 32
 423                      ? &s390_last_break_regset : &s390x_last_break_regset));
 424
 425   if (have_regset_system_call)
 426     if (regnum == -1 || regnum == S390_SYSTEM_CALL_REGNUM)
 427       fetch_regset (regcache, tid, NT_S390_SYSTEM_CALL, 4,
 428                     &s390_system_call_regset);
 429
 430   if (have_regset_tdb)
 431     if (regnum == -1 || S390_IS_TDBREGSET_REGNUM (regnum))
 432       fetch_regset (regcache, tid, NT_S390_TDB, s390_sizeof_tdbregset,
 433                     &s390_tdb_regset);
 434
 435   if (have_regset_vxrs)
 436     {
 437       if (regnum == -1 || (regnum >= S390_V0_LOWER_REGNUM
 438                            && regnum <= S390_V15_LOWER_REGNUM))
 439         fetch_regset (regcache, tid, NT_S390_VXRS_LOW, 16 * 8,
 440                       &s390_vxrs_low_regset);
 441       if (regnum == -1 || (regnum >= S390_V16_REGNUM
 442                            && regnum <= S390_V31_REGNUM))
 443         fetch_regset (regcache, tid, NT_S390_VXRS_HIGH, 16 * 16,
 444                       &s390_vxrs_high_regset);
 445     }
 446
 447   if (have_regset_gs)
 448     {
 449       if (regnum == -1 || (regnum >= S390_GSD_REGNUM
 450                            && regnum <= S390_GSEPLA_REGNUM))
 451         fetch_regset (regcache, tid, NT_S390_GS_CB, 4 * 8,
 452                       &s390_gs_regset);
 453       if (regnum == -1 || (regnum >= S390_BC_GSD_REGNUM
 454                            && regnum <= S390_BC_GSEPLA_REGNUM))
 455         fetch_regset (regcache, tid, NT_S390_GS_BC, 4 * 8,
 456                       &s390_gsbc_regset);
 457     }
 458 }
 459
 460 /* Store register REGNUM back into the child process.  If REGNUM is
 461    -1, do this for all registers.  */
 462 void
 463 s390_linux_nat_target::store_registers (struct regcache *regcache, int regnum)
 464 {
 465   pid_t tid = get_ptrace_pid (regcache->ptid ());
 466
 467   if (regnum == -1 || S390_IS_GREGSET_REGNUM (regnum))
 468     store_regs (regcache, tid, regnum);
 469
 470   if (regnum == -1 || S390_IS_FPREGSET_REGNUM (regnum))
 471     store_fpregs (regcache, tid, regnum);
 472
 473   /* S390_LAST_BREAK_REGNUM is read-only.  */
 474
 475   if (have_regset_system_call)
 476     if (regnum == -1 || regnum == S390_SYSTEM_CALL_REGNUM)
 477       store_regset (regcache, tid, NT_S390_SYSTEM_CALL, 4,
 478                     &s390_system_call_regset);
 479
 480   if (have_regset_vxrs)
 481     {
 482       if (regnum == -1 || (regnum >= S390_V0_LOWER_REGNUM
 483                            && regnum <= S390_V15_LOWER_REGNUM))
 484         store_regset (regcache, tid, NT_S390_VXRS_LOW, 16 * 8,
 485                       &s390_vxrs_low_regset);
 486       if (regnum == -1 || (regnum >= S390_V16_REGNUM
 487                            && regnum <= S390_V31_REGNUM))
 488         store_regset (regcache, tid, NT_S390_VXRS_HIGH, 16 * 16,
 489                       &s390_vxrs_high_regset);
 490     }
 491 }
 492
 493
 494 /* Hardware-assisted watchpoint handling.  */
 495
 496 /* For each process we maintain a list of all currently active
 497    watchpoints, in order to properly handle watchpoint removal.
 498
 499    The only thing we actually need is the total address space area
 500    spanned by the watchpoints.  */
 501
 502 typedef struct watch_area
 503 {
 504   CORE_ADDR lo_addr;
 505   CORE_ADDR hi_addr;
 506 } s390_watch_area;
 507
 508 DEF_VEC_O (s390_watch_area);
 509
 510 /* Hardware debug state.  */
 511
 512 struct s390_debug_reg_state
 513 {
 514   VEC_s390_watch_area *watch_areas;
 515   VEC_s390_watch_area *break_areas;
 516 };
 517
 518 /* Per-process data.  */
 519
 520 struct s390_process_info
 521 {
 522   struct s390_process_info *next;
 523   pid_t pid;
 524   struct s390_debug_reg_state state;
 525 };
 526
 527 static struct s390_process_info *s390_process_list = NULL;
 528
 529 /* Find process data for process PID.  */
 530
 531 static struct s390_process_info *
 532 s390_find_process_pid (pid_t pid)
 533 {
 534   struct s390_process_info *proc;
 535
 536   for (proc = s390_process_list; proc; proc = proc->next)
 537     if (proc->pid == pid)
 538       return proc;
 539
 540   return NULL;
 541 }
 542
 543 /* Add process data for process PID.  Returns newly allocated info
 544    object.  */
 545
 546 static struct s390_process_info *
 547 s390_add_process (pid_t pid)
 548 {
 549   struct s390_process_info *proc = XCNEW (struct s390_process_info);
 550
 551   proc->pid = pid;
 552   proc->next = s390_process_list;
 553   s390_process_list = proc;
 554
 555   return proc;
 556 }
 557
 558 /* Get data specific info for process PID, creating it if necessary.
 559    Never returns NULL.  */
 560
 561 static struct s390_process_info *
 562 s390_process_info_get (pid_t pid)
 563 {
 564   struct s390_process_info *proc;
 565
 566   proc = s390_find_process_pid (pid);
 567   if (proc == NULL)
 568     proc = s390_add_process (pid);
 569
 570   return proc;
 571 }
 572
 573 /* Get hardware debug state for process PID.  */
 574
 575 static struct s390_debug_reg_state *
 576 s390_get_debug_reg_state (pid_t pid)
 577 {
 578   return &s390_process_info_get (pid)->state;
 579 }
 580
 581 /* Called whenever GDB is no longer debugging process PID.  It deletes
 582    data structures that keep track of hardware debug state.  */
 583
 584 void
 585 s390_linux_nat_target::low_forget_process (pid_t pid)
 586 {
 587   struct s390_process_info *proc, **proc_link;
 588
 589   proc = s390_process_list;
 590   proc_link = &s390_process_list;
 591
 592   while (proc != NULL)
 593     {
 594       if (proc->pid == pid)
 595         {
 596           VEC_free (s390_watch_area, proc->state.watch_areas);
 597           VEC_free (s390_watch_area, proc->state.break_areas);
 598           *proc_link = proc->next;
 599           xfree (proc);
 600           return;
 601         }
 602
 603       proc_link = &proc->next;
 604       proc = *proc_link;
 605     }
 606 }
 607
 608 /* linux_nat_new_fork hook.   */
 609
 610 void
 611 s390_linux_nat_target::low_new_fork (struct lwp_info *parent, pid_t child_pid)
 612 {
 613   pid_t parent_pid;
 614   struct s390_debug_reg_state *parent_state;
 615   struct s390_debug_reg_state *child_state;
 616
 617   /* NULL means no watchpoint has ever been set in the parent.  In
 618      that case, there's nothing to do.  */
 619   if (lwp_arch_private_info (parent) == NULL)
 620     return;
 621
 622   /* GDB core assumes the child inherits the watchpoints/hw breakpoints of
 623      the parent.  So copy the debug state from parent to child.  */
 624
 625   parent_pid = ptid_get_pid (parent->ptid);
 626   parent_state = s390_get_debug_reg_state (parent_pid);
 627   child_state = s390_get_debug_reg_state (child_pid);
 628
 629   child_state->watch_areas = VEC_copy (s390_watch_area,
 630                                        parent_state->watch_areas);
 631   child_state->break_areas = VEC_copy (s390_watch_area,
 632                                        parent_state->break_areas);
 633 }
 634
 635 /* Dump PER state.  */
 636
 637 static void
 638 s390_show_debug_regs (int tid, const char *where)
 639 {
 640   per_struct per_info;
 641   ptrace_area parea;
 642
 643   parea.len = sizeof (per_info);
 644   parea.process_addr = (addr_t) &per_info;
 645   parea.kernel_addr = offsetof (struct user_regs_struct, per_info);
 646
 647   if (ptrace (PTRACE_PEEKUSR_AREA, tid, &parea, 0) < 0)
 648     perror_with_name (_("Couldn't retrieve debug regs"));
 649
 650   debug_printf ("PER (debug) state for %d -- %s\n"
 651                 "  cr9-11: %lx %lx %lx\n"
 652                 "  start, end: %lx %lx\n"
 653                 "  code/ATMID: %x  address: %lx  PAID: %x\n",
 654                 tid,
 655                 where,
 656                 per_info.control_regs.words.cr[0],
 657                 per_info.control_regs.words.cr[1],
 658                 per_info.control_regs.words.cr[2],
 659                 per_info.starting_addr,
 660                 per_info.ending_addr,
 661                 per_info.lowcore.words.perc_atmid,
 662                 per_info.lowcore.words.address,
 663                 per_info.lowcore.words.access_id);
 664 }
 665
 666 bool
 667 s390_linux_nat_target::stopped_by_watchpoint ()
 668 {
 669   struct s390_debug_reg_state *state
 670     = s390_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
 671   per_lowcore_bits per_lowcore;
 672   ptrace_area parea;
 673
 674   if (show_debug_regs)
 675     s390_show_debug_regs (s390_inferior_tid (), "stop");
 676
 677   /* Speed up common case.  */
 678   if (VEC_empty (s390_watch_area, state->watch_areas))
 679     return false;
 680
 681   parea.len = sizeof (per_lowcore);
 682   parea.process_addr = (addr_t) & per_lowcore;
 683   parea.kernel_addr = offsetof (struct user_regs_struct, per_info.lowcore);
 684   if (ptrace (PTRACE_PEEKUSR_AREA, s390_inferior_tid (), &parea, 0) < 0)
 685     perror_with_name (_("Couldn't retrieve watchpoint status"));
 686
 687   bool result = (per_lowcore.perc_storage_alteration == 1
 688                  && per_lowcore.perc_store_real_address == 0);
 689
 690   if (result)
 691     {
 692       /* Do not report this watchpoint again.  */
 693       memset (&per_lowcore, 0, sizeof (per_lowcore));
 694       if (ptrace (PTRACE_POKEUSR_AREA, s390_inferior_tid (), &parea, 0) < 0)
 695         perror_with_name (_("Couldn't clear watchpoint status"));
 696     }
 697
 698   return result;
 699 }
 700
 701 /* Each time before resuming a thread, update its PER info.  */
 702
 703 void
 704 s390_linux_nat_target::low_prepare_to_resume (struct lwp_info *lp)
 705 {
 706   int tid;
 707   pid_t pid = ptid_get_pid (ptid_of_lwp (lp));
 708
 709   per_struct per_info;
 710   ptrace_area parea;
 711
 712   CORE_ADDR watch_lo_addr = (CORE_ADDR)-1, watch_hi_addr = 0;
 713   unsigned ix;
 714   s390_watch_area *area;
 715   struct arch_lwp_info *lp_priv = lwp_arch_private_info (lp);
 716   struct s390_debug_reg_state *state = s390_get_debug_reg_state (pid);
 717   int step = lwp_is_stepping (lp);
 718
 719   /* Nothing to do if there was never any PER info for this thread.  */
 720   if (lp_priv == NULL)
 721     return;
 722
 723   /* If PER info has changed, update it.  When single-stepping, disable
 724      hardware breakpoints (if any).  Otherwise we're done.  */
 725   if (!lp_priv->per_info_changed)
 726     {
 727       if (!step || VEC_empty (s390_watch_area, state->break_areas))
 728         return;
 729     }
 730
 731   lp_priv->per_info_changed = 0;
 732
 733   tid = ptid_get_lwp (ptid_of_lwp (lp));
 734   if (tid == 0)
 735     tid = pid;
 736
 737   parea.len = sizeof (per_info);
 738   parea.process_addr = (addr_t) & per_info;
 739   parea.kernel_addr = offsetof (struct user_regs_struct, per_info);
 740
 741   /* Clear PER info, but adjust the single_step field (used by older
 742      kernels only).  */
 743   memset (&per_info, 0, sizeof (per_info));
 744   per_info.single_step = (step != 0);
 745
 746   if (!VEC_empty (s390_watch_area, state->watch_areas))
 747     {
 748       for (ix = 0;
 749            VEC_iterate (s390_watch_area, state->watch_areas, ix, area);
 750            ix++)
 751         {
 752           watch_lo_addr = std::min (watch_lo_addr, area->lo_addr);
 753           watch_hi_addr = std::max (watch_hi_addr, area->hi_addr);
 754         }
 755
 756       /* Enable storage-alteration events.  */
 757       per_info.control_regs.words.cr[0] |= (PER_EVENT_STORE
 758                                             | PER_CONTROL_ALTERATION);
 759     }
 760
 761   if (!VEC_empty (s390_watch_area, state->break_areas))
 762     {
 763       /* Don't install hardware breakpoints while single-stepping, since
 764          our PER settings (e.g. the nullification bit) might then conflict
 765          with the kernel's.  But re-install them afterwards.  */
 766       if (step)
 767         lp_priv->per_info_changed = 1;
 768       else
 769         {
 770           for (ix = 0;
 771                VEC_iterate (s390_watch_area, state->break_areas, ix, area);
 772                ix++)
 773             {
 774               watch_lo_addr = std::min (watch_lo_addr, area->lo_addr);
 775               watch_hi_addr = std::max (watch_hi_addr, area->hi_addr);
 776             }
 777
 778           /* If there's just one breakpoint, enable instruction-fetching
 779              nullification events for the breakpoint address (fast).
 780              Otherwise stop after any instruction within the PER area and
 781              after any branch into it (slow).  */
 782           if (watch_hi_addr == watch_lo_addr)
 783             per_info.control_regs.words.cr[0] |= (PER_EVENT_NULLIFICATION
 784                                                   | PER_EVENT_IFETCH);
 785           else
 786             {
 787               /* The PER area must include the instruction before the
 788                  first breakpoint address.  */
 789               watch_lo_addr = watch_lo_addr > 6 ? watch_lo_addr - 6 : 0;
 790               per_info.control_regs.words.cr[0]
 791                 |= (PER_EVENT_BRANCH
 792                     | PER_EVENT_IFETCH
 793                     | PER_CONTROL_BRANCH_ADDRESS);
 794             }
 795         }
 796     }
 797   per_info.starting_addr = watch_lo_addr;
 798   per_info.ending_addr = watch_hi_addr;
 799
 800   if (ptrace (PTRACE_POKEUSR_AREA, tid, &parea, 0) < 0)
 801     perror_with_name (_("Couldn't modify watchpoint status"));
 802
 803   if (show_debug_regs)
 804     s390_show_debug_regs (tid, "resume");
 805 }
 806
 807 /* Mark the PER info as changed, so the next resume will update it.  */
 808
 809 static void
 810 s390_mark_per_info_changed (struct lwp_info *lp)
 811 {
 812   if (lwp_arch_private_info (lp) == NULL)
 813     lwp_set_arch_private_info (lp, XCNEW (struct arch_lwp_info));
 814
 815   lwp_arch_private_info (lp)->per_info_changed = 1;
 816 }
 817
 818 /* When attaching to a new thread, mark its PER info as changed.  */
 819
 820 void
 821 s390_linux_nat_target::low_new_thread (struct lwp_info *lp)
 822 {
 823   s390_mark_per_info_changed (lp);
 824 }
 825
 826 /* Function to call when a thread is being deleted.  */
 827
 828 void
 829 s390_linux_nat_target::low_delete_thread (struct arch_lwp_info *arch_lwp)
 830 {
 831   xfree (arch_lwp);
 832 }
 833
 834 /* Iterator callback for s390_refresh_per_info.  */
 835
 836 static int
 837 s390_refresh_per_info_cb (struct lwp_info *lp, void *arg)
 838 {
 839   s390_mark_per_info_changed (lp);
 840
 841   if (!lwp_is_stopped (lp))
 842     linux_stop_lwp (lp);
 843   return 0;
 844 }
 845
 846 /* Make sure that threads are stopped and mark PER info as changed.  */
 847
 848 static int
 849 s390_refresh_per_info (void)
 850 {
 851   ptid_t pid_ptid = ptid_t (ptid_get_pid (current_lwp_ptid ()));
 852
 853   iterate_over_lwps (pid_ptid, s390_refresh_per_info_cb, NULL);
 854   return 0;
 855 }
 856
 857 int
 858 s390_linux_nat_target::insert_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len,
 859                                           enum target_hw_bp_type type,
 860                                           struct expression *cond)
 861 {
 862   s390_watch_area area;
 863   struct s390_debug_reg_state *state
 864     = s390_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
 865
 866   area.lo_addr = addr;
 867   area.hi_addr = addr + len - 1;
 868   VEC_safe_push (s390_watch_area, state->watch_areas, &area);
 869
 870   return s390_refresh_per_info ();
 871 }
 872
 873 int
 874 s390_linux_nat_target::remove_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len,
 875                                           enum target_hw_bp_type type,
 876                                           struct expression *cond)
 877 {
 878   unsigned ix;
 879   s390_watch_area *area;
 880   struct s390_debug_reg_state *state
 881     = s390_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
 882
 883   for (ix = 0;
 884        VEC_iterate (s390_watch_area, state->watch_areas, ix, area);
 885        ix++)
 886     {
 887       if (area->lo_addr == addr && area->hi_addr == addr + len - 1)
 888         {
 889           VEC_unordered_remove (s390_watch_area, state->watch_areas, ix);
 890           return s390_refresh_per_info ();
 891         }
 892     }
 893
 894   fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
 895                       "Attempt to remove nonexistent watchpoint.\n");
 896   return -1;
 897 }
 898
 899 /* Implement the "can_use_hw_breakpoint" target_ops method. */
 900
 901 int
 902 s390_linux_nat_target::can_use_hw_breakpoint (enum bptype type,
 903                                               int cnt, int othertype)
 904 {
 905   if (type == bp_hardware_watchpoint || type == bp_hardware_breakpoint)
 906     return 1;
 907   return 0;
 908 }
 909
 910 /* Implement the "insert_hw_breakpoint" target_ops method.  */
 911
 912 int
 913 s390_linux_nat_target::insert_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
 914                                              struct bp_target_info *bp_tgt)
 915 {
 916   s390_watch_area area;
 917   struct s390_debug_reg_state *state;
 918
 919   area.lo_addr = bp_tgt->placed_address = bp_tgt->reqstd_address;
 920   area.hi_addr = area.lo_addr;
 921   state = s390_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
 922   VEC_safe_push (s390_watch_area, state->break_areas, &area);
 923
 924   return s390_refresh_per_info ();
 925 }
 926
 927 /* Implement the "remove_hw_breakpoint" target_ops method.  */
 928
 929 int
 930 s390_linux_nat_target::remove_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
 931                                              struct bp_target_info *bp_tgt)
 932 {
 933   unsigned ix;
 934   struct watch_area *area;
 935   struct s390_debug_reg_state *state;
 936
 937   state = s390_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
 938   for (ix = 0;
 939        VEC_iterate (s390_watch_area, state->break_areas, ix, area);
 940        ix++)
 941     {
 942       if (area->lo_addr == bp_tgt->placed_address)
 943         {
 944           VEC_unordered_remove (s390_watch_area, state->break_areas, ix);
 945           return s390_refresh_per_info ();
 946         }
 947     }
 948
 949   fprintf_unfiltered (gdb_stderr,
 950                       "Attempt to remove nonexistent breakpoint.\n");
 951   return -1;
 952 }
 953
 954 int
 955 s390_linux_nat_target::region_ok_for_hw_watchpoint (CORE_ADDR addr, int cnt)
 956 {
 957   return 1;
 958 }
 959
 960 static int
 961 s390_target_wordsize (void)
 962 {
 963   int wordsize = 4;
 964
 965   /* Check for 64-bit inferior process.  This is the case when the host is
 966      64-bit, and in addition bit 32 of the PSW mask is set.  */
 967 #ifdef __s390x__
 968   long pswm;
 969
 970   errno = 0;
 971   pswm = (long) ptrace (PTRACE_PEEKUSER, s390_inferior_tid (), PT_PSWMASK, 0);
 972   if (errno == 0 && (pswm & 0x100000000ul) != 0)
 973     wordsize = 8;
 974 #endif
 975
 976   return wordsize;
 977 }
 978
 979 int
 980 s390_linux_nat_target::auxv_parse (gdb_byte **readptr,
 981                                    gdb_byte *endptr, CORE_ADDR *typep,
 982                                    CORE_ADDR *valp)
 983 {
 984   int sizeof_auxv_field = s390_target_wordsize ();
 985   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (target_gdbarch ());
 986   gdb_byte *ptr = *readptr;
 987
 988   if (endptr == ptr)
 989     return 0;
 990
 991   if (endptr - ptr < sizeof_auxv_field * 2)
 992     return -1;
 993
 994   *typep = extract_unsigned_integer (ptr, sizeof_auxv_field, byte_order);
 995   ptr += sizeof_auxv_field;
 996   *valp = extract_unsigned_integer (ptr, sizeof_auxv_field, byte_order);
 997   ptr += sizeof_auxv_field;
 998
 999   *readptr = ptr;
1000   return 1;
1001 }
1002
1003 const struct target_desc *
1004 s390_linux_nat_target::read_description ()
1005 {
1006   int tid = s390_inferior_tid ();
1007
1008   have_regset_last_break
1009     = check_regset (tid, NT_S390_LAST_BREAK, 8);
1010   have_regset_system_call
1011     = check_regset (tid, NT_S390_SYSTEM_CALL, 4);
1012
1013   /* If GDB itself is compiled as 64-bit, we are running on a machine in
1014      z/Architecture mode.  If the target is running in 64-bit addressing
1015      mode, report s390x architecture.  If the target is running in 31-bit
1016      addressing mode, but the kernel supports using 64-bit registers in
1017      that mode, report s390 architecture with 64-bit GPRs.  */
1018 #ifdef __s390x__
1019   {
1020     CORE_ADDR hwcap = 0;
1021
1022     target_auxv_search (current_top_target (), AT_HWCAP, &hwcap);
1023     have_regset_tdb = (hwcap & HWCAP_S390_TE)
1024       && check_regset (tid, NT_S390_TDB, s390_sizeof_tdbregset);
1025
1026     have_regset_vxrs = (hwcap & HWCAP_S390_VX)
1027       && check_regset (tid, NT_S390_VXRS_LOW, 16 * 8)
1028       && check_regset (tid, NT_S390_VXRS_HIGH, 16 * 16);
1029
1030     have_regset_gs = (hwcap & HWCAP_S390_GS)
1031       && check_regset (tid, NT_S390_GS_CB, 4 * 8)
1032       && check_regset (tid, NT_S390_GS_BC, 4 * 8);
1033
1034     if (s390_target_wordsize () == 8)
1035       return (have_regset_gs ? tdesc_s390x_gs_linux64 :
1036               have_regset_vxrs ?
1037               (have_regset_tdb ? tdesc_s390x_tevx_linux64 :
1038                tdesc_s390x_vx_linux64) :
1039               have_regset_tdb ? tdesc_s390x_te_linux64 :
1040               have_regset_system_call ? tdesc_s390x_linux64v2 :
1041               have_regset_last_break ? tdesc_s390x_linux64v1 :
1042               tdesc_s390x_linux64);
1043
1044     if (hwcap & HWCAP_S390_HIGH_GPRS)
1045       return (have_regset_gs ? tdesc_s390_gs_linux64 :
1046               have_regset_vxrs ?
1047               (have_regset_tdb ? tdesc_s390_tevx_linux64 :
1048                tdesc_s390_vx_linux64) :
1049               have_regset_tdb ? tdesc_s390_te_linux64 :
1050               have_regset_system_call ? tdesc_s390_linux64v2 :
1051               have_regset_last_break ? tdesc_s390_linux64v1 :
1052               tdesc_s390_linux64);
1053   }
1054 #endif
1055
1056   /* If GDB itself is compiled as 31-bit, or if we're running a 31-bit inferior
1057      on a 64-bit kernel that does not support using 64-bit registers in 31-bit
1058      mode, report s390 architecture with 32-bit GPRs.  */
1059   return (have_regset_system_call? tdesc_s390_linux32v2 :
1060           have_regset_last_break? tdesc_s390_linux32v1 :
1061           tdesc_s390_linux32);
1062 }
1063
1064 void
1065 _initialize_s390_nat (void)
1066 {
1067   /* Register the target.  */
1068   linux_target = &the_s390_linux_nat_target;
1069   add_inf_child_target (&the_s390_linux_nat_target);
1070
1071   /* A maintenance command to enable showing the PER state.  */
1072   add_setshow_boolean_cmd ("show-debug-regs", class_maintenance,
1073                            &show_debug_regs, _("\
1074 Set whether to show the PER (debug) hardware state."), _("\
1075 Show whether to show the PER (debug) hardware state."), _("\
1076 Use \"on\" to enable, \"off\" to disable.\n\
1077 If enabled, the PER state is shown after it is changed by GDB,\n\
1078 and when the inferior triggers a breakpoint or watchpoint."),
1079                            NULL,
1080                            NULL,
1081                            &maintenance_set_cmdlist,
1082                            &maintenance_show_cmdlist);
1083 }