S/390: displaced stepping and PC-relative RIL-b/RIL-c instructions
[external/binutils.git] / gdb / s390-linux-tdep.c
1 /* Target-dependent code for GDB, the GNU debugger.
2
3    Copyright (C) 2001-2015 Free Software Foundation, Inc.
4
5    Contributed by D.J. Barrow (djbarrow@de.ibm.com,barrow_dj@yahoo.com)
6    for IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation.
7
8    This file is part of GDB.
9
10    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11    it under the terms of the GNU General Public License as published by
12    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
13    (at your option) any later version.
14
15    This program is distributed in the hope that it will be useful,
16    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18    GNU General Public License for more details.
19
20    You should have received a copy of the GNU General Public License
21    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
22
23 #include "defs.h"
24 #include "arch-utils.h"
25 #include "frame.h"
26 #include "inferior.h"
27 #include "infrun.h"
28 #include "symtab.h"
29 #include "target.h"
30 #include "gdbcore.h"
31 #include "gdbcmd.h"
32 #include "objfiles.h"
33 #include "floatformat.h"
34 #include "regcache.h"
35 #include "trad-frame.h"
36 #include "frame-base.h"
37 #include "frame-unwind.h"
38 #include "dwarf2-frame.h"
39 #include "reggroups.h"
40 #include "regset.h"
41 #include "value.h"
42 #include "dis-asm.h"
43 #include "solib-svr4.h"
44 #include "prologue-value.h"
45 #include "linux-tdep.h"
46 #include "s390-linux-tdep.h"
47 #include "auxv.h"
48 #include "xml-syscall.h"
49
50 #include "stap-probe.h"
51 #include "ax.h"
52 #include "ax-gdb.h"
53 #include "user-regs.h"
54 #include "cli/cli-utils.h"
55 #include <ctype.h>
56 #include "elf/common.h"
57 #include "elf/s390.h"
58 #include "elf-bfd.h"
59
60 #include "features/s390-linux32.c"
61 #include "features/s390-linux32v1.c"
62 #include "features/s390-linux32v2.c"
63 #include "features/s390-linux64.c"
64 #include "features/s390-linux64v1.c"
65 #include "features/s390-linux64v2.c"
66 #include "features/s390-te-linux64.c"
67 #include "features/s390-vx-linux64.c"
68 #include "features/s390-tevx-linux64.c"
69 #include "features/s390x-linux64.c"
70 #include "features/s390x-linux64v1.c"
71 #include "features/s390x-linux64v2.c"
72 #include "features/s390x-te-linux64.c"
73 #include "features/s390x-vx-linux64.c"
74 #include "features/s390x-tevx-linux64.c"
75
76 #define XML_SYSCALL_FILENAME_S390 "syscalls/s390-linux.xml"
77 #define XML_SYSCALL_FILENAME_S390X "syscalls/s390x-linux.xml"
78
79 enum s390_abi_kind
80 {
81   ABI_LINUX_S390,
82   ABI_LINUX_ZSERIES
83 };
84
85 enum s390_vector_abi_kind
86 {
87   S390_VECTOR_ABI_NONE,
88   S390_VECTOR_ABI_128
89 };
90
91 /* The tdep structure.  */
92
93 struct gdbarch_tdep
94 {
95   /* ABI version.  */
96   enum s390_abi_kind abi;
97
98   /* Vector ABI.  */
99   enum s390_vector_abi_kind vector_abi;
100
101   /* Pseudo register numbers.  */
102   int gpr_full_regnum;
103   int pc_regnum;
104   int cc_regnum;
105   int v0_full_regnum;
106
107   int have_linux_v1;
108   int have_linux_v2;
109   int have_tdb;
110 };
111
112
113 /* ABI call-saved register information.  */
114
115 static int
116 s390_register_call_saved (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
117 {
118   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
119
120   switch (tdep->abi)
121     {
122     case ABI_LINUX_S390:
123       if ((regnum >= S390_R6_REGNUM && regnum <= S390_R15_REGNUM)
124           || regnum == S390_F4_REGNUM || regnum == S390_F6_REGNUM
125           || regnum == S390_A0_REGNUM)
126         return 1;
127
128       break;
129
130     case ABI_LINUX_ZSERIES:
131       if ((regnum >= S390_R6_REGNUM && regnum <= S390_R15_REGNUM)
132           || (regnum >= S390_F8_REGNUM && regnum <= S390_F15_REGNUM)
133           || (regnum >= S390_A0_REGNUM && regnum <= S390_A1_REGNUM))
134         return 1;
135
136       break;
137     }
138
139   return 0;
140 }
141
142 static int
143 s390_cannot_store_register (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
144 {
145   /* The last-break address is read-only.  */
146   return regnum == S390_LAST_BREAK_REGNUM;
147 }
148
149 static void
150 s390_write_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc)
151 {
152   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
153   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
154
155   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, tdep->pc_regnum, pc);
156
157   /* Set special SYSTEM_CALL register to 0 to prevent the kernel from
158      messing with the PC we just installed, if we happen to be within
159      an interrupted system call that the kernel wants to restart.
160
161      Note that after we return from the dummy call, the SYSTEM_CALL and
162      ORIG_R2 registers will be automatically restored, and the kernel
163      continues to restart the system call at this point.  */
164   if (register_size (gdbarch, S390_SYSTEM_CALL_REGNUM) > 0)
165     regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_SYSTEM_CALL_REGNUM, 0);
166 }
167
168
169 /* DWARF Register Mapping.  */
170
171 static const short s390_dwarf_regmap[] =
172 {
173   /* 0-15: General Purpose Registers.  */
174   S390_R0_REGNUM, S390_R1_REGNUM, S390_R2_REGNUM, S390_R3_REGNUM,
175   S390_R4_REGNUM, S390_R5_REGNUM, S390_R6_REGNUM, S390_R7_REGNUM,
176   S390_R8_REGNUM, S390_R9_REGNUM, S390_R10_REGNUM, S390_R11_REGNUM,
177   S390_R12_REGNUM, S390_R13_REGNUM, S390_R14_REGNUM, S390_R15_REGNUM,
178
179   /* 16-31: Floating Point Registers / Vector Registers 0-15. */
180   S390_F0_REGNUM, S390_F2_REGNUM, S390_F4_REGNUM, S390_F6_REGNUM,
181   S390_F1_REGNUM, S390_F3_REGNUM, S390_F5_REGNUM, S390_F7_REGNUM,
182   S390_F8_REGNUM, S390_F10_REGNUM, S390_F12_REGNUM, S390_F14_REGNUM,
183   S390_F9_REGNUM, S390_F11_REGNUM, S390_F13_REGNUM, S390_F15_REGNUM,
184
185   /* 32-47: Control Registers (not mapped).  */
186   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
187   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
188
189   /* 48-63: Access Registers.  */
190   S390_A0_REGNUM, S390_A1_REGNUM, S390_A2_REGNUM, S390_A3_REGNUM,
191   S390_A4_REGNUM, S390_A5_REGNUM, S390_A6_REGNUM, S390_A7_REGNUM,
192   S390_A8_REGNUM, S390_A9_REGNUM, S390_A10_REGNUM, S390_A11_REGNUM,
193   S390_A12_REGNUM, S390_A13_REGNUM, S390_A14_REGNUM, S390_A15_REGNUM,
194
195   /* 64-65: Program Status Word.  */
196   S390_PSWM_REGNUM,
197   S390_PSWA_REGNUM,
198
199   /* 66-67: Reserved.  */
200   -1, -1,
201
202   /* 68-83: Vector Registers 16-31.  */
203   S390_V16_REGNUM, S390_V18_REGNUM, S390_V20_REGNUM, S390_V22_REGNUM,
204   S390_V17_REGNUM, S390_V19_REGNUM, S390_V21_REGNUM, S390_V23_REGNUM,
205   S390_V24_REGNUM, S390_V26_REGNUM, S390_V28_REGNUM, S390_V30_REGNUM,
206   S390_V25_REGNUM, S390_V27_REGNUM, S390_V29_REGNUM, S390_V31_REGNUM,
207
208   /* End of "official" DWARF registers.  The remainder of the map is
209      for GDB internal use only.  */
210
211   /* GPR Lower Half Access.  */
212   S390_R0_REGNUM, S390_R1_REGNUM, S390_R2_REGNUM, S390_R3_REGNUM,
213   S390_R4_REGNUM, S390_R5_REGNUM, S390_R6_REGNUM, S390_R7_REGNUM,
214   S390_R8_REGNUM, S390_R9_REGNUM, S390_R10_REGNUM, S390_R11_REGNUM,
215   S390_R12_REGNUM, S390_R13_REGNUM, S390_R14_REGNUM, S390_R15_REGNUM,
216 };
217
218 enum { s390_dwarf_reg_r0l = ARRAY_SIZE (s390_dwarf_regmap) - 16 };
219
220 /* Convert DWARF register number REG to the appropriate register
221    number used by GDB.  */
222 static int
223 s390_dwarf_reg_to_regnum (struct gdbarch *gdbarch, int reg)
224 {
225   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
226   int gdb_reg = -1;
227
228   /* In a 32-on-64 debug scenario, debug info refers to the full
229      64-bit GPRs.  Note that call frame information still refers to
230      the 32-bit lower halves, because s390_adjust_frame_regnum uses
231      special register numbers to access GPRs.  */
232   if (tdep->gpr_full_regnum != -1 && reg >= 0 && reg < 16)
233     return tdep->gpr_full_regnum + reg;
234
235   if (reg >= 0 && reg < ARRAY_SIZE (s390_dwarf_regmap))
236     gdb_reg = s390_dwarf_regmap[reg];
237
238   if (tdep->v0_full_regnum == -1)
239     {
240       if (gdb_reg >= S390_V16_REGNUM && gdb_reg <= S390_V31_REGNUM)
241         gdb_reg = -1;
242     }
243   else
244     {
245       if (gdb_reg >= S390_F0_REGNUM && gdb_reg <= S390_F15_REGNUM)
246         gdb_reg = gdb_reg - S390_F0_REGNUM + tdep->v0_full_regnum;
247     }
248
249   return gdb_reg;
250 }
251
252 /* Translate a .eh_frame register to DWARF register, or adjust a
253    .debug_frame register.  */
254 static int
255 s390_adjust_frame_regnum (struct gdbarch *gdbarch, int num, int eh_frame_p)
256 {
257   /* See s390_dwarf_reg_to_regnum for comments.  */
258   return (num >= 0 && num < 16) ? num + s390_dwarf_reg_r0l : num;
259 }
260
261
262 /* Pseudo registers.  */
263
264 static int
265 regnum_is_gpr_full (struct gdbarch_tdep *tdep, int regnum)
266 {
267   return (tdep->gpr_full_regnum != -1
268           && regnum >= tdep->gpr_full_regnum
269           && regnum <= tdep->gpr_full_regnum + 15);
270 }
271
272 /* Check whether REGNUM indicates a full vector register (v0-v15).
273    These pseudo-registers are composed of f0-f15 and v0l-v15l.  */
274
275 static int
276 regnum_is_vxr_full (struct gdbarch_tdep *tdep, int regnum)
277 {
278   return (tdep->v0_full_regnum != -1
279           && regnum >= tdep->v0_full_regnum
280           && regnum <= tdep->v0_full_regnum + 15);
281 }
282
283 /* Return the name of register REGNO.  Return the empty string for
284    registers that shouldn't be visible.  */
285
286 static const char *
287 s390_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
288 {
289   if (regnum >= S390_V0_LOWER_REGNUM
290       && regnum <= S390_V15_LOWER_REGNUM)
291     return "";
292   return tdesc_register_name (gdbarch, regnum);
293 }
294
295 static const char *
296 s390_pseudo_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
297 {
298   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
299
300   if (regnum == tdep->pc_regnum)
301     return "pc";
302
303   if (regnum == tdep->cc_regnum)
304     return "cc";
305
306   if (regnum_is_gpr_full (tdep, regnum))
307     {
308       static const char *full_name[] = {
309         "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "r6", "r7",
310         "r8", "r9", "r10", "r11", "r12", "r13", "r14", "r15"
311       };
312       return full_name[regnum - tdep->gpr_full_regnum];
313     }
314
315   if (regnum_is_vxr_full (tdep, regnum))
316     {
317       static const char *full_name[] = {
318         "v0", "v1", "v2", "v3", "v4", "v5", "v6", "v7",
319         "v8", "v9", "v10", "v11", "v12", "v13", "v14", "v15"
320       };
321       return full_name[regnum - tdep->v0_full_regnum];
322     }
323
324   internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
325 }
326
327 static struct type *
328 s390_pseudo_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
329 {
330   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
331
332   if (regnum == tdep->pc_regnum)
333     return builtin_type (gdbarch)->builtin_func_ptr;
334
335   if (regnum == tdep->cc_regnum)
336     return builtin_type (gdbarch)->builtin_int;
337
338   if (regnum_is_gpr_full (tdep, regnum))
339     return builtin_type (gdbarch)->builtin_uint64;
340
341   if (regnum_is_vxr_full (tdep, regnum))
342     return tdesc_find_type (gdbarch, "vec128");
343
344   internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
345 }
346
347 static enum register_status
348 s390_pseudo_register_read (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
349                            int regnum, gdb_byte *buf)
350 {
351   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
352   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
353   int regsize = register_size (gdbarch, regnum);
354   ULONGEST val;
355
356   if (regnum == tdep->pc_regnum)
357     {
358       enum register_status status;
359
360       status = regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWA_REGNUM, &val);
361       if (status == REG_VALID)
362         {
363           if (register_size (gdbarch, S390_PSWA_REGNUM) == 4)
364             val &= 0x7fffffff;
365           store_unsigned_integer (buf, regsize, byte_order, val);
366         }
367       return status;
368     }
369
370   if (regnum == tdep->cc_regnum)
371     {
372       enum register_status status;
373
374       status = regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, &val);
375       if (status == REG_VALID)
376         {
377           if (register_size (gdbarch, S390_PSWA_REGNUM) == 4)
378             val = (val >> 12) & 3;
379           else
380             val = (val >> 44) & 3;
381           store_unsigned_integer (buf, regsize, byte_order, val);
382         }
383       return status;
384     }
385
386   if (regnum_is_gpr_full (tdep, regnum))
387     {
388       enum register_status status;
389       ULONGEST val_upper;
390
391       regnum -= tdep->gpr_full_regnum;
392
393       status = regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_R0_REGNUM + regnum, &val);
394       if (status == REG_VALID)
395         status = regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_R0_UPPER_REGNUM + regnum,
396                                              &val_upper);
397       if (status == REG_VALID)
398         {
399           val |= val_upper << 32;
400           store_unsigned_integer (buf, regsize, byte_order, val);
401         }
402       return status;
403     }
404
405   if (regnum_is_vxr_full (tdep, regnum))
406     {
407       enum register_status status;
408
409       regnum -= tdep->v0_full_regnum;
410
411       status = regcache_raw_read (regcache, S390_F0_REGNUM + regnum, buf);
412       if (status == REG_VALID)
413         status = regcache_raw_read (regcache,
414                                     S390_V0_LOWER_REGNUM + regnum, buf + 8);
415       return status;
416     }
417
418   internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
419 }
420
421 static void
422 s390_pseudo_register_write (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
423                             int regnum, const gdb_byte *buf)
424 {
425   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
426   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
427   int regsize = register_size (gdbarch, regnum);
428   ULONGEST val, psw;
429
430   if (regnum == tdep->pc_regnum)
431     {
432       val = extract_unsigned_integer (buf, regsize, byte_order);
433       if (register_size (gdbarch, S390_PSWA_REGNUM) == 4)
434         {
435           regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWA_REGNUM, &psw);
436           val = (psw & 0x80000000) | (val & 0x7fffffff);
437         }
438       regcache_raw_write_unsigned (regcache, S390_PSWA_REGNUM, val);
439       return;
440     }
441
442   if (regnum == tdep->cc_regnum)
443     {
444       val = extract_unsigned_integer (buf, regsize, byte_order);
445       regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, &psw);
446       if (register_size (gdbarch, S390_PSWA_REGNUM) == 4)
447         val = (psw & ~((ULONGEST)3 << 12)) | ((val & 3) << 12);
448       else
449         val = (psw & ~((ULONGEST)3 << 44)) | ((val & 3) << 44);
450       regcache_raw_write_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, val);
451       return;
452     }
453
454   if (regnum_is_gpr_full (tdep, regnum))
455     {
456       regnum -= tdep->gpr_full_regnum;
457       val = extract_unsigned_integer (buf, regsize, byte_order);
458       regcache_raw_write_unsigned (regcache, S390_R0_REGNUM + regnum,
459                                    val & 0xffffffff);
460       regcache_raw_write_unsigned (regcache, S390_R0_UPPER_REGNUM + regnum,
461                                    val >> 32);
462       return;
463     }
464
465   if (regnum_is_vxr_full (tdep, regnum))
466     {
467       regnum -= tdep->v0_full_regnum;
468       regcache_raw_write (regcache, S390_F0_REGNUM + regnum, buf);
469       regcache_raw_write (regcache, S390_V0_LOWER_REGNUM + regnum, buf + 8);
470       return;
471     }
472
473   internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
474 }
475
476 /* 'float' values are stored in the upper half of floating-point
477    registers, even though we are otherwise a big-endian platform.  The
478    same applies to a 'float' value within a vector.  */
479
480 static struct value *
481 s390_value_from_register (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type,
482                           int regnum, struct frame_id frame_id)
483 {
484   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
485   struct value *value = default_value_from_register (gdbarch, type,
486                                                      regnum, frame_id);
487   check_typedef (type);
488
489   if ((regnum >= S390_F0_REGNUM && regnum <= S390_F15_REGNUM
490        && TYPE_LENGTH (type) < 8)
491       || regnum_is_vxr_full (tdep, regnum)
492       || (regnum >= S390_V16_REGNUM && regnum <= S390_V31_REGNUM))
493     set_value_offset (value, 0);
494
495   return value;
496 }
497
498 /* Register groups.  */
499
500 static int
501 s390_pseudo_register_reggroup_p (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
502                                  struct reggroup *group)
503 {
504   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
505
506   /* We usually save/restore the whole PSW, which includes PC and CC.
507      However, some older gdbservers may not support saving/restoring
508      the whole PSW yet, and will return an XML register description
509      excluding those from the save/restore register groups.  In those
510      cases, we still need to explicitly save/restore PC and CC in order
511      to push or pop frames.  Since this doesn't hurt anything if we
512      already save/restore the whole PSW (it's just redundant), we add
513      PC and CC at this point unconditionally.  */
514   if (group == save_reggroup || group == restore_reggroup)
515     return regnum == tdep->pc_regnum || regnum == tdep->cc_regnum;
516
517   if (group == vector_reggroup)
518     return regnum_is_vxr_full (tdep, regnum);
519
520   if (group == general_reggroup && regnum_is_vxr_full (tdep, regnum))
521     return 0;
522
523   return default_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, group);
524 }
525
526
527 /* Maps for register sets.  */
528
529 static const struct regcache_map_entry s390_gregmap[] =
530   {
531     { 1, S390_PSWM_REGNUM },
532     { 1, S390_PSWA_REGNUM },
533     { 16, S390_R0_REGNUM },
534     { 16, S390_A0_REGNUM },
535     { 1, S390_ORIG_R2_REGNUM },
536     { 0 }
537   };
538
539 static const struct regcache_map_entry s390_fpregmap[] =
540   {
541     { 1, S390_FPC_REGNUM, 8 },
542     { 16, S390_F0_REGNUM, 8 },
543     { 0 }
544   };
545
546 static const struct regcache_map_entry s390_regmap_upper[] =
547   {
548     { 16, S390_R0_UPPER_REGNUM, 4 },
549     { 0 }
550   };
551
552 static const struct regcache_map_entry s390_regmap_last_break[] =
553   {
554     { 1, REGCACHE_MAP_SKIP, 4 },
555     { 1, S390_LAST_BREAK_REGNUM, 4 },
556     { 0 }
557   };
558
559 static const struct regcache_map_entry s390x_regmap_last_break[] =
560   {
561     { 1, S390_LAST_BREAK_REGNUM, 8 },
562     { 0 }
563   };
564
565 static const struct regcache_map_entry s390_regmap_system_call[] =
566   {
567     { 1, S390_SYSTEM_CALL_REGNUM, 4 },
568     { 0 }
569   };
570
571 static const struct regcache_map_entry s390_regmap_tdb[] =
572   {
573     { 1, S390_TDB_DWORD0_REGNUM, 8 },
574     { 1, S390_TDB_ABORT_CODE_REGNUM, 8 },
575     { 1, S390_TDB_CONFLICT_TOKEN_REGNUM, 8 },
576     { 1, S390_TDB_ATIA_REGNUM, 8 },
577     { 12, REGCACHE_MAP_SKIP, 8 },
578     { 16, S390_TDB_R0_REGNUM, 8 },
579     { 0 }
580   };
581
582 static const struct regcache_map_entry s390_regmap_vxrs_low[] =
583   {
584     { 16, S390_V0_LOWER_REGNUM, 8 },
585     { 0 }
586   };
587
588 static const struct regcache_map_entry s390_regmap_vxrs_high[] =
589   {
590     { 16, S390_V16_REGNUM, 16 },
591     { 0 }
592   };
593
594
595 /* Supply the TDB regset.  Like regcache_supply_regset, but invalidate
596    the TDB registers unless the TDB format field is valid.  */
597
598 static void
599 s390_supply_tdb_regset (const struct regset *regset, struct regcache *regcache,
600                     int regnum, const void *regs, size_t len)
601 {
602   ULONGEST tdw;
603   enum register_status ret;
604   int i;
605
606   regcache_supply_regset (regset, regcache, regnum, regs, len);
607   ret = regcache_cooked_read_unsigned (regcache, S390_TDB_DWORD0_REGNUM, &tdw);
608   if (ret != REG_VALID || (tdw >> 56) != 1)
609     regcache_supply_regset (regset, regcache, regnum, NULL, len);
610 }
611
612 const struct regset s390_gregset = {
613   s390_gregmap,
614   regcache_supply_regset,
615   regcache_collect_regset
616 };
617
618 const struct regset s390_fpregset = {
619   s390_fpregmap,
620   regcache_supply_regset,
621   regcache_collect_regset
622 };
623
624 static const struct regset s390_upper_regset = {
625   s390_regmap_upper,
626   regcache_supply_regset,
627   regcache_collect_regset
628 };
629
630 const struct regset s390_last_break_regset = {
631   s390_regmap_last_break,
632   regcache_supply_regset,
633   regcache_collect_regset
634 };
635
636 const struct regset s390x_last_break_regset = {
637   s390x_regmap_last_break,
638   regcache_supply_regset,
639   regcache_collect_regset
640 };
641
642 const struct regset s390_system_call_regset = {
643   s390_regmap_system_call,
644   regcache_supply_regset,
645   regcache_collect_regset
646 };
647
648 const struct regset s390_tdb_regset = {
649   s390_regmap_tdb,
650   s390_supply_tdb_regset,
651   regcache_collect_regset
652 };
653
654 const struct regset s390_vxrs_low_regset = {
655   s390_regmap_vxrs_low,
656   regcache_supply_regset,
657   regcache_collect_regset
658 };
659
660 const struct regset s390_vxrs_high_regset = {
661   s390_regmap_vxrs_high,
662   regcache_supply_regset,
663   regcache_collect_regset
664 };
665
666 /* Iterate over supported core file register note sections. */
667
668 static void
669 s390_iterate_over_regset_sections (struct gdbarch *gdbarch,
670                                    iterate_over_regset_sections_cb *cb,
671                                    void *cb_data,
672                                    const struct regcache *regcache)
673 {
674   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
675   const int gregset_size = (tdep->abi == ABI_LINUX_S390 ?
676                             s390_sizeof_gregset : s390x_sizeof_gregset);
677
678   cb (".reg", gregset_size, &s390_gregset, NULL, cb_data);
679   cb (".reg2", s390_sizeof_fpregset, &s390_fpregset, NULL, cb_data);
680
681   if (tdep->abi == ABI_LINUX_S390 && tdep->gpr_full_regnum != -1)
682     cb (".reg-s390-high-gprs", 16 * 4, &s390_upper_regset,
683         "s390 GPR upper halves", cb_data);
684
685   if (tdep->have_linux_v1)
686     cb (".reg-s390-last-break", 8,
687         (gdbarch_ptr_bit (gdbarch) == 32
688          ? &s390_last_break_regset : &s390x_last_break_regset),
689         "s930 last-break address", cb_data);
690
691   if (tdep->have_linux_v2)
692     cb (".reg-s390-system-call", 4, &s390_system_call_regset,
693         "s390 system-call", cb_data);
694
695   /* If regcache is set, we are in "write" (gcore) mode.  In this
696      case, don't iterate over the TDB unless its registers are
697      available.  */
698   if (tdep->have_tdb
699       && (regcache == NULL
700           || REG_VALID == regcache_register_status (regcache,
701                                                     S390_TDB_DWORD0_REGNUM)))
702     cb (".reg-s390-tdb", s390_sizeof_tdbregset, &s390_tdb_regset,
703         "s390 TDB", cb_data);
704
705   if (tdep->v0_full_regnum != -1)
706     {
707       cb (".reg-s390-vxrs-low", 16 * 8, &s390_vxrs_low_regset,
708           "s390 vector registers 0-15 lower half", cb_data);
709       cb (".reg-s390-vxrs-high", 16 * 16, &s390_vxrs_high_regset,
710           "s390 vector registers 16-31", cb_data);
711     }
712 }
713
714 static const struct target_desc *
715 s390_core_read_description (struct gdbarch *gdbarch,
716                             struct target_ops *target, bfd *abfd)
717 {
718   asection *section = bfd_get_section_by_name (abfd, ".reg");
719   CORE_ADDR hwcap = 0;
720   int high_gprs, v1, v2, te, vx;
721
722   target_auxv_search (target, AT_HWCAP, &hwcap);
723   if (!section)
724     return NULL;
725
726   high_gprs = (bfd_get_section_by_name (abfd, ".reg-s390-high-gprs")
727                != NULL);
728   v1 = (bfd_get_section_by_name (abfd, ".reg-s390-last-break") != NULL);
729   v2 = (bfd_get_section_by_name (abfd, ".reg-s390-system-call") != NULL);
730   vx = (hwcap & HWCAP_S390_VX);
731   te = (hwcap & HWCAP_S390_TE);
732
733   switch (bfd_section_size (abfd, section))
734     {
735     case s390_sizeof_gregset:
736       if (high_gprs)
737         return (te && vx ? tdesc_s390_tevx_linux64 :
738                 vx ? tdesc_s390_vx_linux64 :
739                 te ? tdesc_s390_te_linux64 :
740                 v2 ? tdesc_s390_linux64v2 :
741                 v1 ? tdesc_s390_linux64v1 : tdesc_s390_linux64);
742       else
743         return (v2 ? tdesc_s390_linux32v2 :
744                 v1 ? tdesc_s390_linux32v1 : tdesc_s390_linux32);
745
746     case s390x_sizeof_gregset:
747       return (te && vx ? tdesc_s390x_tevx_linux64 :
748               vx ? tdesc_s390x_vx_linux64 :
749               te ? tdesc_s390x_te_linux64 :
750               v2 ? tdesc_s390x_linux64v2 :
751               v1 ? tdesc_s390x_linux64v1 : tdesc_s390x_linux64);
752
753     default:
754       return NULL;
755     }
756 }
757
758
759 /* Decoding S/390 instructions.  */
760
761 /* Named opcode values for the S/390 instructions we recognize.  Some
762    instructions have their opcode split across two fields; those are the
763    op1_* and op2_* enums.  */
764 enum
765   {
766     op1_lhi  = 0xa7,   op2_lhi  = 0x08,
767     op1_lghi = 0xa7,   op2_lghi = 0x09,
768     op1_lgfi = 0xc0,   op2_lgfi = 0x01,
769     op_lr    = 0x18,
770     op_lgr   = 0xb904,
771     op_l     = 0x58,
772     op1_ly   = 0xe3,   op2_ly   = 0x58,
773     op1_lg   = 0xe3,   op2_lg   = 0x04,
774     op_lm    = 0x98,
775     op1_lmy  = 0xeb,   op2_lmy  = 0x98,
776     op1_lmg  = 0xeb,   op2_lmg  = 0x04,
777     op_st    = 0x50,
778     op1_sty  = 0xe3,   op2_sty  = 0x50,
779     op1_stg  = 0xe3,   op2_stg  = 0x24,
780     op_std   = 0x60,
781     op_stm   = 0x90,
782     op1_stmy = 0xeb,   op2_stmy = 0x90,
783     op1_stmg = 0xeb,   op2_stmg = 0x24,
784     op1_aghi = 0xa7,   op2_aghi = 0x0b,
785     op1_ahi  = 0xa7,   op2_ahi  = 0x0a,
786     op1_agfi = 0xc2,   op2_agfi = 0x08,
787     op1_afi  = 0xc2,   op2_afi  = 0x09,
788     op1_algfi= 0xc2,   op2_algfi= 0x0a,
789     op1_alfi = 0xc2,   op2_alfi = 0x0b,
790     op_ar    = 0x1a,
791     op_agr   = 0xb908,
792     op_a     = 0x5a,
793     op1_ay   = 0xe3,   op2_ay   = 0x5a,
794     op1_ag   = 0xe3,   op2_ag   = 0x08,
795     op1_slgfi= 0xc2,   op2_slgfi= 0x04,
796     op1_slfi = 0xc2,   op2_slfi = 0x05,
797     op_sr    = 0x1b,
798     op_sgr   = 0xb909,
799     op_s     = 0x5b,
800     op1_sy   = 0xe3,   op2_sy   = 0x5b,
801     op1_sg   = 0xe3,   op2_sg   = 0x09,
802     op_nr    = 0x14,
803     op_ngr   = 0xb980,
804     op_la    = 0x41,
805     op1_lay  = 0xe3,   op2_lay  = 0x71,
806     op1_larl = 0xc0,   op2_larl = 0x00,
807     op_basr  = 0x0d,
808     op_bas   = 0x4d,
809     op_bcr   = 0x07,
810     op_bc    = 0x0d,
811     op_bctr  = 0x06,
812     op_bctgr = 0xb946,
813     op_bct   = 0x46,
814     op1_bctg = 0xe3,   op2_bctg = 0x46,
815     op_bxh   = 0x86,
816     op1_bxhg = 0xeb,   op2_bxhg = 0x44,
817     op_bxle  = 0x87,
818     op1_bxleg= 0xeb,   op2_bxleg= 0x45,
819     op1_bras = 0xa7,   op2_bras = 0x05,
820     op1_brasl= 0xc0,   op2_brasl= 0x05,
821     op1_brc  = 0xa7,   op2_brc  = 0x04,
822     op1_brcl = 0xc0,   op2_brcl = 0x04,
823     op1_brct = 0xa7,   op2_brct = 0x06,
824     op1_brctg= 0xa7,   op2_brctg= 0x07,
825     op_brxh  = 0x84,
826     op1_brxhg= 0xec,   op2_brxhg= 0x44,
827     op_brxle = 0x85,
828     op1_brxlg= 0xec,   op2_brxlg= 0x45,
829     op_svc   = 0x0a,
830   };
831
832
833 /* Read a single instruction from address AT.  */
834
835 #define S390_MAX_INSTR_SIZE 6
836 static int
837 s390_readinstruction (bfd_byte instr[], CORE_ADDR at)
838 {
839   static int s390_instrlen[] = { 2, 4, 4, 6 };
840   int instrlen;
841
842   if (target_read_memory (at, &instr[0], 2))
843     return -1;
844   instrlen = s390_instrlen[instr[0] >> 6];
845   if (instrlen > 2)
846     {
847       if (target_read_memory (at + 2, &instr[2], instrlen - 2))
848         return -1;
849     }
850   return instrlen;
851 }
852
853
854 /* The functions below are for recognizing and decoding S/390
855    instructions of various formats.  Each of them checks whether INSN
856    is an instruction of the given format, with the specified opcodes.
857    If it is, it sets the remaining arguments to the values of the
858    instruction's fields, and returns a non-zero value; otherwise, it
859    returns zero.
860
861    These functions' arguments appear in the order they appear in the
862    instruction, not in the machine-language form.  So, opcodes always
863    come first, even though they're sometimes scattered around the
864    instructions.  And displacements appear before base and extension
865    registers, as they do in the assembly syntax, not at the end, as
866    they do in the machine language.  */
867 static int
868 is_ri (bfd_byte *insn, int op1, int op2, unsigned int *r1, int *i2)
869 {
870   if (insn[0] == op1 && (insn[1] & 0xf) == op2)
871     {
872       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
873       /* i2 is a 16-bit signed quantity.  */
874       *i2 = (((insn[2] << 8) | insn[3]) ^ 0x8000) - 0x8000;
875       return 1;
876     }
877   else
878     return 0;
879 }
880
881
882 static int
883 is_ril (bfd_byte *insn, int op1, int op2,
884         unsigned int *r1, int *i2)
885 {
886   if (insn[0] == op1 && (insn[1] & 0xf) == op2)
887     {
888       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
889       /* i2 is a signed quantity.  If the host 'int' is 32 bits long,
890          no sign extension is necessary, but we don't want to assume
891          that.  */
892       *i2 = (((insn[2] << 24)
893               | (insn[3] << 16)
894               | (insn[4] << 8)
895               | (insn[5])) ^ 0x80000000) - 0x80000000;
896       return 1;
897     }
898   else
899     return 0;
900 }
901
902
903 static int
904 is_rr (bfd_byte *insn, int op, unsigned int *r1, unsigned int *r2)
905 {
906   if (insn[0] == op)
907     {
908       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
909       *r2 = insn[1] & 0xf;
910       return 1;
911     }
912   else
913     return 0;
914 }
915
916
917 static int
918 is_rre (bfd_byte *insn, int op, unsigned int *r1, unsigned int *r2)
919 {
920   if (((insn[0] << 8) | insn[1]) == op)
921     {
922       /* Yes, insn[3].  insn[2] is unused in RRE format.  */
923       *r1 = (insn[3] >> 4) & 0xf;
924       *r2 = insn[3] & 0xf;
925       return 1;
926     }
927   else
928     return 0;
929 }
930
931
932 static int
933 is_rs (bfd_byte *insn, int op,
934        unsigned int *r1, unsigned int *r3, int *d2, unsigned int *b2)
935 {
936   if (insn[0] == op)
937     {
938       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
939       *r3 = insn[1] & 0xf;
940       *b2 = (insn[2] >> 4) & 0xf;
941       *d2 = ((insn[2] & 0xf) << 8) | insn[3];
942       return 1;
943     }
944   else
945     return 0;
946 }
947
948
949 static int
950 is_rsy (bfd_byte *insn, int op1, int op2,
951         unsigned int *r1, unsigned int *r3, int *d2, unsigned int *b2)
952 {
953   if (insn[0] == op1
954       && insn[5] == op2)
955     {
956       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
957       *r3 = insn[1] & 0xf;
958       *b2 = (insn[2] >> 4) & 0xf;
959       /* The 'long displacement' is a 20-bit signed integer.  */
960       *d2 = ((((insn[2] & 0xf) << 8) | insn[3] | (insn[4] << 12))
961                 ^ 0x80000) - 0x80000;
962       return 1;
963     }
964   else
965     return 0;
966 }
967
968
969 static int
970 is_rsi (bfd_byte *insn, int op,
971         unsigned int *r1, unsigned int *r3, int *i2)
972 {
973   if (insn[0] == op)
974     {
975       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
976       *r3 = insn[1] & 0xf;
977       /* i2 is a 16-bit signed quantity.  */
978       *i2 = (((insn[2] << 8) | insn[3]) ^ 0x8000) - 0x8000;
979       return 1;
980     }
981   else
982     return 0;
983 }
984
985
986 static int
987 is_rie (bfd_byte *insn, int op1, int op2,
988         unsigned int *r1, unsigned int *r3, int *i2)
989 {
990   if (insn[0] == op1
991       && insn[5] == op2)
992     {
993       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
994       *r3 = insn[1] & 0xf;
995       /* i2 is a 16-bit signed quantity.  */
996       *i2 = (((insn[2] << 8) | insn[3]) ^ 0x8000) - 0x8000;
997       return 1;
998     }
999   else
1000     return 0;
1001 }
1002
1003
1004 static int
1005 is_rx (bfd_byte *insn, int op,
1006        unsigned int *r1, int *d2, unsigned int *x2, unsigned int *b2)
1007 {
1008   if (insn[0] == op)
1009     {
1010       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
1011       *x2 = insn[1] & 0xf;
1012       *b2 = (insn[2] >> 4) & 0xf;
1013       *d2 = ((insn[2] & 0xf) << 8) | insn[3];
1014       return 1;
1015     }
1016   else
1017     return 0;
1018 }
1019
1020
1021 static int
1022 is_rxy (bfd_byte *insn, int op1, int op2,
1023         unsigned int *r1, int *d2, unsigned int *x2, unsigned int *b2)
1024 {
1025   if (insn[0] == op1
1026       && insn[5] == op2)
1027     {
1028       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
1029       *x2 = insn[1] & 0xf;
1030       *b2 = (insn[2] >> 4) & 0xf;
1031       /* The 'long displacement' is a 20-bit signed integer.  */
1032       *d2 = ((((insn[2] & 0xf) << 8) | insn[3] | (insn[4] << 12))
1033                 ^ 0x80000) - 0x80000;
1034       return 1;
1035     }
1036   else
1037     return 0;
1038 }
1039
1040
1041 /* Prologue analysis.  */
1042
1043 #define S390_NUM_GPRS 16
1044 #define S390_NUM_FPRS 16
1045
1046 struct s390_prologue_data {
1047
1048   /* The stack.  */
1049   struct pv_area *stack;
1050
1051   /* The size and byte-order of a GPR or FPR.  */
1052   int gpr_size;
1053   int fpr_size;
1054   enum bfd_endian byte_order;
1055
1056   /* The general-purpose registers.  */
1057   pv_t gpr[S390_NUM_GPRS];
1058
1059   /* The floating-point registers.  */
1060   pv_t fpr[S390_NUM_FPRS];
1061
1062   /* The offset relative to the CFA where the incoming GPR N was saved
1063      by the function prologue.  0 if not saved or unknown.  */
1064   int gpr_slot[S390_NUM_GPRS];
1065
1066   /* Likewise for FPRs.  */
1067   int fpr_slot[S390_NUM_FPRS];
1068
1069   /* Nonzero if the backchain was saved.  This is assumed to be the
1070      case when the incoming SP is saved at the current SP location.  */
1071   int back_chain_saved_p;
1072 };
1073
1074 /* Return the effective address for an X-style instruction, like:
1075
1076         L R1, D2(X2, B2)
1077
1078    Here, X2 and B2 are registers, and D2 is a signed 20-bit
1079    constant; the effective address is the sum of all three.  If either
1080    X2 or B2 are zero, then it doesn't contribute to the sum --- this
1081    means that r0 can't be used as either X2 or B2.  */
1082 static pv_t
1083 s390_addr (struct s390_prologue_data *data,
1084            int d2, unsigned int x2, unsigned int b2)
1085 {
1086   pv_t result;
1087
1088   result = pv_constant (d2);
1089   if (x2)
1090     result = pv_add (result, data->gpr[x2]);
1091   if (b2)
1092     result = pv_add (result, data->gpr[b2]);
1093
1094   return result;
1095 }
1096
1097 /* Do a SIZE-byte store of VALUE to D2(X2,B2).  */
1098 static void
1099 s390_store (struct s390_prologue_data *data,
1100             int d2, unsigned int x2, unsigned int b2, CORE_ADDR size,
1101             pv_t value)
1102 {
1103   pv_t addr = s390_addr (data, d2, x2, b2);
1104   pv_t offset;
1105
1106   /* Check whether we are storing the backchain.  */
1107   offset = pv_subtract (data->gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM], addr);
1108
1109   if (pv_is_constant (offset) && offset.k == 0)
1110     if (size == data->gpr_size
1111         && pv_is_register_k (value, S390_SP_REGNUM, 0))
1112       {
1113         data->back_chain_saved_p = 1;
1114         return;
1115       }
1116
1117
1118   /* Check whether we are storing a register into the stack.  */
1119   if (!pv_area_store_would_trash (data->stack, addr))
1120     pv_area_store (data->stack, addr, size, value);
1121
1122
1123   /* Note: If this is some store we cannot identify, you might think we
1124      should forget our cached values, as any of those might have been hit.
1125
1126      However, we make the assumption that the register save areas are only
1127      ever stored to once in any given function, and we do recognize these
1128      stores.  Thus every store we cannot recognize does not hit our data.  */
1129 }
1130
1131 /* Do a SIZE-byte load from D2(X2,B2).  */
1132 static pv_t
1133 s390_load (struct s390_prologue_data *data,
1134            int d2, unsigned int x2, unsigned int b2, CORE_ADDR size)
1135
1136 {
1137   pv_t addr = s390_addr (data, d2, x2, b2);
1138
1139   /* If it's a load from an in-line constant pool, then we can
1140      simulate that, under the assumption that the code isn't
1141      going to change between the time the processor actually
1142      executed it creating the current frame, and the time when
1143      we're analyzing the code to unwind past that frame.  */
1144   if (pv_is_constant (addr))
1145     {
1146       struct target_section *secp;
1147       secp = target_section_by_addr (&current_target, addr.k);
1148       if (secp != NULL
1149           && (bfd_get_section_flags (secp->the_bfd_section->owner,
1150                                      secp->the_bfd_section)
1151               & SEC_READONLY))
1152         return pv_constant (read_memory_integer (addr.k, size,
1153                                                  data->byte_order));
1154     }
1155
1156   /* Check whether we are accessing one of our save slots.  */
1157   return pv_area_fetch (data->stack, addr, size);
1158 }
1159
1160 /* Function for finding saved registers in a 'struct pv_area'; we pass
1161    this to pv_area_scan.
1162
1163    If VALUE is a saved register, ADDR says it was saved at a constant
1164    offset from the frame base, and SIZE indicates that the whole
1165    register was saved, record its offset in the reg_offset table in
1166    PROLOGUE_UNTYPED.  */
1167 static void
1168 s390_check_for_saved (void *data_untyped, pv_t addr,
1169                       CORE_ADDR size, pv_t value)
1170 {
1171   struct s390_prologue_data *data = data_untyped;
1172   int i, offset;
1173
1174   if (!pv_is_register (addr, S390_SP_REGNUM))
1175     return;
1176
1177   offset = 16 * data->gpr_size + 32 - addr.k;
1178
1179   /* If we are storing the original value of a register, we want to
1180      record the CFA offset.  If the same register is stored multiple
1181      times, the stack slot with the highest address counts.  */
1182
1183   for (i = 0; i < S390_NUM_GPRS; i++)
1184     if (size == data->gpr_size
1185         && pv_is_register_k (value, S390_R0_REGNUM + i, 0))
1186       if (data->gpr_slot[i] == 0
1187           || data->gpr_slot[i] > offset)
1188         {
1189           data->gpr_slot[i] = offset;
1190           return;
1191         }
1192
1193   for (i = 0; i < S390_NUM_FPRS; i++)
1194     if (size == data->fpr_size
1195         && pv_is_register_k (value, S390_F0_REGNUM + i, 0))
1196       if (data->fpr_slot[i] == 0
1197           || data->fpr_slot[i] > offset)
1198         {
1199           data->fpr_slot[i] = offset;
1200           return;
1201         }
1202 }
1203
1204 /* Analyze the prologue of the function starting at START_PC,
1205    continuing at most until CURRENT_PC.  Initialize DATA to
1206    hold all information we find out about the state of the registers
1207    and stack slots.  Return the address of the instruction after
1208    the last one that changed the SP, FP, or back chain; or zero
1209    on error.  */
1210 static CORE_ADDR
1211 s390_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch,
1212                        CORE_ADDR start_pc,
1213                        CORE_ADDR current_pc,
1214                        struct s390_prologue_data *data)
1215 {
1216   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
1217
1218   /* Our return value:
1219      The address of the instruction after the last one that changed
1220      the SP, FP, or back chain;  zero if we got an error trying to
1221      read memory.  */
1222   CORE_ADDR result = start_pc;
1223
1224   /* The current PC for our abstract interpretation.  */
1225   CORE_ADDR pc;
1226
1227   /* The address of the next instruction after that.  */
1228   CORE_ADDR next_pc;
1229
1230   /* Set up everything's initial value.  */
1231   {
1232     int i;
1233
1234     data->stack = make_pv_area (S390_SP_REGNUM, gdbarch_addr_bit (gdbarch));
1235
1236     /* For the purpose of prologue tracking, we consider the GPR size to
1237        be equal to the ABI word size, even if it is actually larger
1238        (i.e. when running a 32-bit binary under a 64-bit kernel).  */
1239     data->gpr_size = word_size;
1240     data->fpr_size = 8;
1241     data->byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1242
1243     for (i = 0; i < S390_NUM_GPRS; i++)
1244       data->gpr[i] = pv_register (S390_R0_REGNUM + i, 0);
1245
1246     for (i = 0; i < S390_NUM_FPRS; i++)
1247       data->fpr[i] = pv_register (S390_F0_REGNUM + i, 0);
1248
1249     for (i = 0; i < S390_NUM_GPRS; i++)
1250       data->gpr_slot[i]  = 0;
1251
1252     for (i = 0; i < S390_NUM_FPRS; i++)
1253       data->fpr_slot[i]  = 0;
1254
1255     data->back_chain_saved_p = 0;
1256   }
1257
1258   /* Start interpreting instructions, until we hit the frame's
1259      current PC or the first branch instruction.  */
1260   for (pc = start_pc; pc > 0 && pc < current_pc; pc = next_pc)
1261     {
1262       bfd_byte insn[S390_MAX_INSTR_SIZE];
1263       int insn_len = s390_readinstruction (insn, pc);
1264
1265       bfd_byte dummy[S390_MAX_INSTR_SIZE] = { 0 };
1266       bfd_byte *insn32 = word_size == 4 ? insn : dummy;
1267       bfd_byte *insn64 = word_size == 8 ? insn : dummy;
1268
1269       /* Fields for various kinds of instructions.  */
1270       unsigned int b2, r1, r2, x2, r3;
1271       int i2, d2;
1272
1273       /* The values of SP and FP before this instruction,
1274          for detecting instructions that change them.  */
1275       pv_t pre_insn_sp, pre_insn_fp;
1276       /* Likewise for the flag whether the back chain was saved.  */
1277       int pre_insn_back_chain_saved_p;
1278
1279       /* If we got an error trying to read the instruction, report it.  */
1280       if (insn_len < 0)
1281         {
1282           result = 0;
1283           break;
1284         }
1285
1286       next_pc = pc + insn_len;
1287
1288       pre_insn_sp = data->gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1289       pre_insn_fp = data->gpr[S390_FRAME_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1290       pre_insn_back_chain_saved_p = data->back_chain_saved_p;
1291
1292
1293       /* LHI r1, i2 --- load halfword immediate.  */
1294       /* LGHI r1, i2 --- load halfword immediate (64-bit version).  */
1295       /* LGFI r1, i2 --- load fullword immediate.  */
1296       if (is_ri (insn32, op1_lhi, op2_lhi, &r1, &i2)
1297           || is_ri (insn64, op1_lghi, op2_lghi, &r1, &i2)
1298           || is_ril (insn, op1_lgfi, op2_lgfi, &r1, &i2))
1299         data->gpr[r1] = pv_constant (i2);
1300
1301       /* LR r1, r2 --- load from register.  */
1302       /* LGR r1, r2 --- load from register (64-bit version).  */
1303       else if (is_rr (insn32, op_lr, &r1, &r2)
1304                || is_rre (insn64, op_lgr, &r1, &r2))
1305         data->gpr[r1] = data->gpr[r2];
1306
1307       /* L r1, d2(x2, b2) --- load.  */
1308       /* LY r1, d2(x2, b2) --- load (long-displacement version).  */
1309       /* LG r1, d2(x2, b2) --- load (64-bit version).  */
1310       else if (is_rx (insn32, op_l, &r1, &d2, &x2, &b2)
1311                || is_rxy (insn32, op1_ly, op2_ly, &r1, &d2, &x2, &b2)
1312                || is_rxy (insn64, op1_lg, op2_lg, &r1, &d2, &x2, &b2))
1313         data->gpr[r1] = s390_load (data, d2, x2, b2, data->gpr_size);
1314
1315       /* ST r1, d2(x2, b2) --- store.  */
1316       /* STY r1, d2(x2, b2) --- store (long-displacement version).  */
1317       /* STG r1, d2(x2, b2) --- store (64-bit version).  */
1318       else if (is_rx (insn32, op_st, &r1, &d2, &x2, &b2)
1319                || is_rxy (insn32, op1_sty, op2_sty, &r1, &d2, &x2, &b2)
1320                || is_rxy (insn64, op1_stg, op2_stg, &r1, &d2, &x2, &b2))
1321         s390_store (data, d2, x2, b2, data->gpr_size, data->gpr[r1]);
1322
1323       /* STD r1, d2(x2,b2) --- store floating-point register.  */
1324       else if (is_rx (insn, op_std, &r1, &d2, &x2, &b2))
1325         s390_store (data, d2, x2, b2, data->fpr_size, data->fpr[r1]);
1326
1327       /* STM r1, r3, d2(b2) --- store multiple.  */
1328       /* STMY r1, r3, d2(b2) --- store multiple (long-displacement
1329          version).  */
1330       /* STMG r1, r3, d2(b2) --- store multiple (64-bit version).  */
1331       else if (is_rs (insn32, op_stm, &r1, &r3, &d2, &b2)
1332                || is_rsy (insn32, op1_stmy, op2_stmy, &r1, &r3, &d2, &b2)
1333                || is_rsy (insn64, op1_stmg, op2_stmg, &r1, &r3, &d2, &b2))
1334         {
1335           for (; r1 <= r3; r1++, d2 += data->gpr_size)
1336             s390_store (data, d2, 0, b2, data->gpr_size, data->gpr[r1]);
1337         }
1338
1339       /* AHI r1, i2 --- add halfword immediate.  */
1340       /* AGHI r1, i2 --- add halfword immediate (64-bit version).  */
1341       /* AFI r1, i2 --- add fullword immediate.  */
1342       /* AGFI r1, i2 --- add fullword immediate (64-bit version).  */
1343       else if (is_ri (insn32, op1_ahi, op2_ahi, &r1, &i2)
1344                || is_ri (insn64, op1_aghi, op2_aghi, &r1, &i2)
1345                || is_ril (insn32, op1_afi, op2_afi, &r1, &i2)
1346                || is_ril (insn64, op1_agfi, op2_agfi, &r1, &i2))
1347         data->gpr[r1] = pv_add_constant (data->gpr[r1], i2);
1348
1349       /* ALFI r1, i2 --- add logical immediate.  */
1350       /* ALGFI r1, i2 --- add logical immediate (64-bit version).  */
1351       else if (is_ril (insn32, op1_alfi, op2_alfi, &r1, &i2)
1352                || is_ril (insn64, op1_algfi, op2_algfi, &r1, &i2))
1353         data->gpr[r1] = pv_add_constant (data->gpr[r1],
1354                                          (CORE_ADDR)i2 & 0xffffffff);
1355
1356       /* AR r1, r2 -- add register.  */
1357       /* AGR r1, r2 -- add register (64-bit version).  */
1358       else if (is_rr (insn32, op_ar, &r1, &r2)
1359                || is_rre (insn64, op_agr, &r1, &r2))
1360         data->gpr[r1] = pv_add (data->gpr[r1], data->gpr[r2]);
1361
1362       /* A r1, d2(x2, b2) -- add.  */
1363       /* AY r1, d2(x2, b2) -- add (long-displacement version).  */
1364       /* AG r1, d2(x2, b2) -- add (64-bit version).  */
1365       else if (is_rx (insn32, op_a, &r1, &d2, &x2, &b2)
1366                || is_rxy (insn32, op1_ay, op2_ay, &r1, &d2, &x2, &b2)
1367                || is_rxy (insn64, op1_ag, op2_ag, &r1, &d2, &x2, &b2))
1368         data->gpr[r1] = pv_add (data->gpr[r1],
1369                                 s390_load (data, d2, x2, b2, data->gpr_size));
1370
1371       /* SLFI r1, i2 --- subtract logical immediate.  */
1372       /* SLGFI r1, i2 --- subtract logical immediate (64-bit version).  */
1373       else if (is_ril (insn32, op1_slfi, op2_slfi, &r1, &i2)
1374                || is_ril (insn64, op1_slgfi, op2_slgfi, &r1, &i2))
1375         data->gpr[r1] = pv_add_constant (data->gpr[r1],
1376                                          -((CORE_ADDR)i2 & 0xffffffff));
1377
1378       /* SR r1, r2 -- subtract register.  */
1379       /* SGR r1, r2 -- subtract register (64-bit version).  */
1380       else if (is_rr (insn32, op_sr, &r1, &r2)
1381                || is_rre (insn64, op_sgr, &r1, &r2))
1382         data->gpr[r1] = pv_subtract (data->gpr[r1], data->gpr[r2]);
1383
1384       /* S r1, d2(x2, b2) -- subtract.  */
1385       /* SY r1, d2(x2, b2) -- subtract (long-displacement version).  */
1386       /* SG r1, d2(x2, b2) -- subtract (64-bit version).  */
1387       else if (is_rx (insn32, op_s, &r1, &d2, &x2, &b2)
1388                || is_rxy (insn32, op1_sy, op2_sy, &r1, &d2, &x2, &b2)
1389                || is_rxy (insn64, op1_sg, op2_sg, &r1, &d2, &x2, &b2))
1390         data->gpr[r1] = pv_subtract (data->gpr[r1],
1391                                 s390_load (data, d2, x2, b2, data->gpr_size));
1392
1393       /* LA r1, d2(x2, b2) --- load address.  */
1394       /* LAY r1, d2(x2, b2) --- load address (long-displacement version).  */
1395       else if (is_rx (insn, op_la, &r1, &d2, &x2, &b2)
1396                || is_rxy (insn, op1_lay, op2_lay, &r1, &d2, &x2, &b2))
1397         data->gpr[r1] = s390_addr (data, d2, x2, b2);
1398
1399       /* LARL r1, i2 --- load address relative long.  */
1400       else if (is_ril (insn, op1_larl, op2_larl, &r1, &i2))
1401         data->gpr[r1] = pv_constant (pc + i2 * 2);
1402
1403       /* BASR r1, 0 --- branch and save.
1404          Since r2 is zero, this saves the PC in r1, but doesn't branch.  */
1405       else if (is_rr (insn, op_basr, &r1, &r2)
1406                && r2 == 0)
1407         data->gpr[r1] = pv_constant (next_pc);
1408
1409       /* BRAS r1, i2 --- branch relative and save.  */
1410       else if (is_ri (insn, op1_bras, op2_bras, &r1, &i2))
1411         {
1412           data->gpr[r1] = pv_constant (next_pc);
1413           next_pc = pc + i2 * 2;
1414
1415           /* We'd better not interpret any backward branches.  We'll
1416              never terminate.  */
1417           if (next_pc <= pc)
1418             break;
1419         }
1420
1421       /* Terminate search when hitting any other branch instruction.  */
1422       else if (is_rr (insn, op_basr, &r1, &r2)
1423                || is_rx (insn, op_bas, &r1, &d2, &x2, &b2)
1424                || is_rr (insn, op_bcr, &r1, &r2)
1425                || is_rx (insn, op_bc, &r1, &d2, &x2, &b2)
1426                || is_ri (insn, op1_brc, op2_brc, &r1, &i2)
1427                || is_ril (insn, op1_brcl, op2_brcl, &r1, &i2)
1428                || is_ril (insn, op1_brasl, op2_brasl, &r2, &i2))
1429         break;
1430
1431       else
1432         {
1433           /* An instruction we don't know how to simulate.  The only
1434              safe thing to do would be to set every value we're tracking
1435              to 'unknown'.  Instead, we'll be optimistic: we assume that
1436              we *can* interpret every instruction that the compiler uses
1437              to manipulate any of the data we're interested in here --
1438              then we can just ignore anything else.  */
1439         }
1440
1441       /* Record the address after the last instruction that changed
1442          the FP, SP, or backlink.  Ignore instructions that changed
1443          them back to their original values --- those are probably
1444          restore instructions.  (The back chain is never restored,
1445          just popped.)  */
1446       {
1447         pv_t sp = data->gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1448         pv_t fp = data->gpr[S390_FRAME_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1449
1450         if ((! pv_is_identical (pre_insn_sp, sp)
1451              && ! pv_is_register_k (sp, S390_SP_REGNUM, 0)
1452              && sp.kind != pvk_unknown)
1453             || (! pv_is_identical (pre_insn_fp, fp)
1454                 && ! pv_is_register_k (fp, S390_FRAME_REGNUM, 0)
1455                 && fp.kind != pvk_unknown)
1456             || pre_insn_back_chain_saved_p != data->back_chain_saved_p)
1457           result = next_pc;
1458       }
1459     }
1460
1461   /* Record where all the registers were saved.  */
1462   pv_area_scan (data->stack, s390_check_for_saved, data);
1463
1464   free_pv_area (data->stack);
1465   data->stack = NULL;
1466
1467   return result;
1468 }
1469
1470 /* Advance PC across any function entry prologue instructions to reach
1471    some "real" code.  */
1472 static CORE_ADDR
1473 s390_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
1474 {
1475   struct s390_prologue_data data;
1476   CORE_ADDR skip_pc, func_addr;
1477
1478   if (find_pc_partial_function (pc, NULL, &func_addr, NULL))
1479     {
1480       CORE_ADDR post_prologue_pc
1481         = skip_prologue_using_sal (gdbarch, func_addr);
1482       if (post_prologue_pc != 0)
1483         return max (pc, post_prologue_pc);
1484     }
1485
1486   skip_pc = s390_analyze_prologue (gdbarch, pc, (CORE_ADDR)-1, &data);
1487   return skip_pc ? skip_pc : pc;
1488 }
1489
1490 /* Implmement the stack_frame_destroyed_p gdbarch method.  */
1491 static int
1492 s390_stack_frame_destroyed_p (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
1493 {
1494   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
1495
1496   /* In frameless functions, there's not frame to destroy and thus
1497      we don't care about the epilogue.
1498
1499      In functions with frame, the epilogue sequence is a pair of
1500      a LM-type instruction that restores (amongst others) the
1501      return register %r14 and the stack pointer %r15, followed
1502      by a branch 'br %r14' --or equivalent-- that effects the
1503      actual return.
1504
1505      In that situation, this function needs to return 'true' in
1506      exactly one case: when pc points to that branch instruction.
1507
1508      Thus we try to disassemble the one instructions immediately
1509      preceding pc and check whether it is an LM-type instruction
1510      modifying the stack pointer.
1511
1512      Note that disassembling backwards is not reliable, so there
1513      is a slight chance of false positives here ...  */
1514
1515   bfd_byte insn[6];
1516   unsigned int r1, r3, b2;
1517   int d2;
1518
1519   if (word_size == 4
1520       && !target_read_memory (pc - 4, insn, 4)
1521       && is_rs (insn, op_lm, &r1, &r3, &d2, &b2)
1522       && r3 == S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM)
1523     return 1;
1524
1525   if (word_size == 4
1526       && !target_read_memory (pc - 6, insn, 6)
1527       && is_rsy (insn, op1_lmy, op2_lmy, &r1, &r3, &d2, &b2)
1528       && r3 == S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM)
1529     return 1;
1530
1531   if (word_size == 8
1532       && !target_read_memory (pc - 6, insn, 6)
1533       && is_rsy (insn, op1_lmg, op2_lmg, &r1, &r3, &d2, &b2)
1534       && r3 == S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM)
1535     return 1;
1536
1537   return 0;
1538 }
1539
1540 /* Displaced stepping.  */
1541
1542 /* Return true if INSN is a non-branch RIL-b or RIL-c format
1543    instruction.  */
1544
1545 static int
1546 is_non_branch_ril (gdb_byte *insn)
1547 {
1548   gdb_byte op1 = insn[0];
1549
1550   if (op1 == 0xc4)
1551     {
1552       gdb_byte op2 = insn[1] & 0x0f;
1553
1554       switch (op2)
1555         {
1556         case 0x02: /* llhrl */
1557         case 0x04: /* lghrl */
1558         case 0x05: /* lhrl */
1559         case 0x06: /* llghrl */
1560         case 0x07: /* sthrl */
1561         case 0x08: /* lgrl */
1562         case 0x0b: /* stgrl */
1563         case 0x0c: /* lgfrl */
1564         case 0x0d: /* lrl */
1565         case 0x0e: /* llgfrl */
1566         case 0x0f: /* strl */
1567           return 1;
1568         }
1569     }
1570   else if (op1 == 0xc6)
1571     {
1572       gdb_byte op2 = insn[1] & 0x0f;
1573
1574       switch (op2)
1575         {
1576         case 0x00: /* exrl */
1577         case 0x02: /* pfdrl */
1578         case 0x04: /* cghrl */
1579         case 0x05: /* chrl */
1580         case 0x06: /* clghrl */
1581         case 0x07: /* clhrl */
1582         case 0x08: /* cgrl */
1583         case 0x0a: /* clgrl */
1584         case 0x0c: /* cgfrl */
1585         case 0x0d: /* crl */
1586         case 0x0e: /* clgfrl */
1587         case 0x0f: /* clrl */
1588           return 1;
1589         }
1590     }
1591
1592   return 0;
1593 }
1594
1595 /* Implementation of gdbarch_displaced_step_copy_insn.  */
1596
1597 static struct displaced_step_closure *
1598 s390_displaced_step_copy_insn (struct gdbarch *gdbarch,
1599                                CORE_ADDR from, CORE_ADDR to,
1600                                struct regcache *regs)
1601 {
1602   size_t len = gdbarch_max_insn_length (gdbarch);
1603   gdb_byte *buf = xmalloc (len);
1604   struct cleanup *old_chain = make_cleanup (xfree, buf);
1605
1606   read_memory (from, buf, len);
1607
1608   /* Adjust the displacement field of PC-relative RIL instructions,
1609      except branches.  The latter are handled in the fixup hook.  */
1610   if (is_non_branch_ril (buf))
1611     {
1612       LONGEST offset;
1613
1614       offset = extract_signed_integer (buf + 2, 4, BFD_ENDIAN_BIG);
1615       offset = (from - to + offset * 2) / 2;
1616
1617       /* If the instruction is too far from the jump pad, punt.  This
1618          will usually happen with instructions in shared libraries.
1619          We could probably support these by rewriting them to be
1620          absolute or fully emulating them.  */
1621       if (offset < INT32_MIN || offset > INT32_MAX)
1622         {
1623           /* Let the core fall back to stepping over the breakpoint
1624              in-line.  */
1625           if (debug_displaced)
1626             {
1627               fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1628                                   "displaced: can't displaced step "
1629                                   "RIL instruction: offset %s out of range\n",
1630                                   plongest (offset));
1631             }
1632           do_cleanups (old_chain);
1633           return NULL;
1634         }
1635
1636       store_signed_integer (buf + 2, 4, BFD_ENDIAN_BIG, offset);
1637     }
1638
1639   write_memory (to, buf, len);
1640
1641   if (debug_displaced)
1642     {
1643       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "displaced: copy %s->%s: ",
1644                           paddress (gdbarch, from), paddress (gdbarch, to));
1645       displaced_step_dump_bytes (gdb_stdlog, buf, len);
1646     }
1647
1648   discard_cleanups (old_chain);
1649   return (struct displaced_step_closure *) buf;
1650 }
1651
1652 /* Fix up the state of registers and memory after having single-stepped
1653    a displaced instruction.  */
1654 static void
1655 s390_displaced_step_fixup (struct gdbarch *gdbarch,
1656                            struct displaced_step_closure *closure,
1657                            CORE_ADDR from, CORE_ADDR to,
1658                            struct regcache *regs)
1659 {
1660   /* Our closure is a copy of the instruction.  */
1661   gdb_byte *insn = (gdb_byte *) closure;
1662   static int s390_instrlen[] = { 2, 4, 4, 6 };
1663   int insnlen = s390_instrlen[insn[0] >> 6];
1664
1665   /* Fields for various kinds of instructions.  */
1666   unsigned int b2, r1, r2, x2, r3;
1667   int i2, d2;
1668
1669   /* Get current PC and addressing mode bit.  */
1670   CORE_ADDR pc = regcache_read_pc (regs);
1671   ULONGEST amode = 0;
1672
1673   if (register_size (gdbarch, S390_PSWA_REGNUM) == 4)
1674     {
1675       regcache_cooked_read_unsigned (regs, S390_PSWA_REGNUM, &amode);
1676       amode &= 0x80000000;
1677     }
1678
1679   if (debug_displaced)
1680     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1681                         "displaced: (s390) fixup (%s, %s) pc %s len %d amode 0x%x\n",
1682                         paddress (gdbarch, from), paddress (gdbarch, to),
1683                         paddress (gdbarch, pc), insnlen, (int) amode);
1684
1685   /* Handle absolute branch and save instructions.  */
1686   if (is_rr (insn, op_basr, &r1, &r2)
1687       || is_rx (insn, op_bas, &r1, &d2, &x2, &b2))
1688     {
1689       /* Recompute saved return address in R1.  */
1690       regcache_cooked_write_unsigned (regs, S390_R0_REGNUM + r1,
1691                                       amode | (from + insnlen));
1692     }
1693
1694   /* Handle absolute branch instructions.  */
1695   else if (is_rr (insn, op_bcr, &r1, &r2)
1696            || is_rx (insn, op_bc, &r1, &d2, &x2, &b2)
1697            || is_rr (insn, op_bctr, &r1, &r2)
1698            || is_rre (insn, op_bctgr, &r1, &r2)
1699            || is_rx (insn, op_bct, &r1, &d2, &x2, &b2)
1700            || is_rxy (insn, op1_bctg, op2_brctg, &r1, &d2, &x2, &b2)
1701            || is_rs (insn, op_bxh, &r1, &r3, &d2, &b2)
1702            || is_rsy (insn, op1_bxhg, op2_bxhg, &r1, &r3, &d2, &b2)
1703            || is_rs (insn, op_bxle, &r1, &r3, &d2, &b2)
1704            || is_rsy (insn, op1_bxleg, op2_bxleg, &r1, &r3, &d2, &b2))
1705     {
1706       /* Update PC iff branch was *not* taken.  */
1707       if (pc == to + insnlen)
1708         regcache_write_pc (regs, from + insnlen);
1709     }
1710
1711   /* Handle PC-relative branch and save instructions.  */
1712   else if (is_ri (insn, op1_bras, op2_bras, &r1, &i2)
1713            || is_ril (insn, op1_brasl, op2_brasl, &r1, &i2))
1714     {
1715       /* Update PC.  */
1716       regcache_write_pc (regs, pc - to + from);
1717       /* Recompute saved return address in R1.  */
1718       regcache_cooked_write_unsigned (regs, S390_R0_REGNUM + r1,
1719                                       amode | (from + insnlen));
1720     }
1721
1722   /* Handle PC-relative branch instructions.  */
1723   else if (is_ri (insn, op1_brc, op2_brc, &r1, &i2)
1724            || is_ril (insn, op1_brcl, op2_brcl, &r1, &i2)
1725            || is_ri (insn, op1_brct, op2_brct, &r1, &i2)
1726            || is_ri (insn, op1_brctg, op2_brctg, &r1, &i2)
1727            || is_rsi (insn, op_brxh, &r1, &r3, &i2)
1728            || is_rie (insn, op1_brxhg, op2_brxhg, &r1, &r3, &i2)
1729            || is_rsi (insn, op_brxle, &r1, &r3, &i2)
1730            || is_rie (insn, op1_brxlg, op2_brxlg, &r1, &r3, &i2))
1731     {
1732       /* Update PC.  */
1733       regcache_write_pc (regs, pc - to + from);
1734     }
1735
1736   /* Handle LOAD ADDRESS RELATIVE LONG.  */
1737   else if (is_ril (insn, op1_larl, op2_larl, &r1, &i2))
1738     {
1739       /* Update PC.  */
1740       regcache_write_pc (regs, from + insnlen);
1741       /* Recompute output address in R1.  */
1742       regcache_cooked_write_unsigned (regs, S390_R0_REGNUM + r1,
1743                                       amode | (from + i2 * 2));
1744     }
1745
1746   /* If we executed a breakpoint instruction, point PC right back at it.  */
1747   else if (insn[0] == 0x0 && insn[1] == 0x1)
1748     regcache_write_pc (regs, from);
1749
1750   /* For any other insn, PC points right after the original instruction.  */
1751   else
1752     regcache_write_pc (regs, from + insnlen);
1753
1754   if (debug_displaced)
1755     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1756                         "displaced: (s390) pc is now %s\n",
1757                         paddress (gdbarch, regcache_read_pc (regs)));
1758 }
1759
1760
1761 /* Helper routine to unwind pseudo registers.  */
1762
1763 static struct value *
1764 s390_unwind_pseudo_register (struct frame_info *this_frame, int regnum)
1765 {
1766   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
1767   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1768   struct type *type = register_type (gdbarch, regnum);
1769
1770   /* Unwind PC via PSW address.  */
1771   if (regnum == tdep->pc_regnum)
1772     {
1773       struct value *val;
1774
1775       val = frame_unwind_register_value (this_frame, S390_PSWA_REGNUM);
1776       if (!value_optimized_out (val))
1777         {
1778           LONGEST pswa = value_as_long (val);
1779
1780           if (TYPE_LENGTH (type) == 4)
1781             return value_from_pointer (type, pswa & 0x7fffffff);
1782           else
1783             return value_from_pointer (type, pswa);
1784         }
1785     }
1786
1787   /* Unwind CC via PSW mask.  */
1788   if (regnum == tdep->cc_regnum)
1789     {
1790       struct value *val;
1791
1792       val = frame_unwind_register_value (this_frame, S390_PSWM_REGNUM);
1793       if (!value_optimized_out (val))
1794         {
1795           LONGEST pswm = value_as_long (val);
1796
1797           if (TYPE_LENGTH (type) == 4)
1798             return value_from_longest (type, (pswm >> 12) & 3);
1799           else
1800             return value_from_longest (type, (pswm >> 44) & 3);
1801         }
1802     }
1803
1804   /* Unwind full GPRs to show at least the lower halves (as the
1805      upper halves are undefined).  */
1806   if (regnum_is_gpr_full (tdep, regnum))
1807     {
1808       int reg = regnum - tdep->gpr_full_regnum;
1809       struct value *val;
1810
1811       val = frame_unwind_register_value (this_frame, S390_R0_REGNUM + reg);
1812       if (!value_optimized_out (val))
1813         return value_cast (type, val);
1814     }
1815
1816   return allocate_optimized_out_value (type);
1817 }
1818
1819 static struct value *
1820 s390_trad_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame,
1821                                struct trad_frame_saved_reg saved_regs[],
1822                                int regnum)
1823 {
1824   if (regnum < S390_NUM_REGS)
1825     return trad_frame_get_prev_register (this_frame, saved_regs, regnum);
1826   else
1827     return s390_unwind_pseudo_register (this_frame, regnum);
1828 }
1829
1830
1831 /* Normal stack frames.  */
1832
1833 struct s390_unwind_cache {
1834
1835   CORE_ADDR func;
1836   CORE_ADDR frame_base;
1837   CORE_ADDR local_base;
1838
1839   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
1840 };
1841
1842 static int
1843 s390_prologue_frame_unwind_cache (struct frame_info *this_frame,
1844                                   struct s390_unwind_cache *info)
1845 {
1846   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
1847   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
1848   struct s390_prologue_data data;
1849   pv_t *fp = &data.gpr[S390_FRAME_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1850   pv_t *sp = &data.gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1851   int i;
1852   CORE_ADDR cfa;
1853   CORE_ADDR func;
1854   CORE_ADDR result;
1855   ULONGEST reg;
1856   CORE_ADDR prev_sp;
1857   int frame_pointer;
1858   int size;
1859   struct frame_info *next_frame;
1860
1861   /* Try to find the function start address.  If we can't find it, we don't
1862      bother searching for it -- with modern compilers this would be mostly
1863      pointless anyway.  Trust that we'll either have valid DWARF-2 CFI data
1864      or else a valid backchain ...  */
1865   func = get_frame_func (this_frame);
1866   if (!func)
1867     return 0;
1868
1869   /* Try to analyze the prologue.  */
1870   result = s390_analyze_prologue (gdbarch, func,
1871                                   get_frame_pc (this_frame), &data);
1872   if (!result)
1873     return 0;
1874
1875   /* If this was successful, we should have found the instruction that
1876      sets the stack pointer register to the previous value of the stack
1877      pointer minus the frame size.  */
1878   if (!pv_is_register (*sp, S390_SP_REGNUM))
1879     return 0;
1880
1881   /* A frame size of zero at this point can mean either a real
1882      frameless function, or else a failure to find the prologue.
1883      Perform some sanity checks to verify we really have a
1884      frameless function.  */
1885   if (sp->k == 0)
1886     {
1887       /* If the next frame is a NORMAL_FRAME, this frame *cannot* have frame
1888          size zero.  This is only possible if the next frame is a sentinel
1889          frame, a dummy frame, or a signal trampoline frame.  */
1890       /* FIXME: cagney/2004-05-01: This sanity check shouldn't be
1891          needed, instead the code should simpliy rely on its
1892          analysis.  */
1893       next_frame = get_next_frame (this_frame);
1894       while (next_frame && get_frame_type (next_frame) == INLINE_FRAME)
1895         next_frame = get_next_frame (next_frame);
1896       if (next_frame
1897           && get_frame_type (get_next_frame (this_frame)) == NORMAL_FRAME)
1898         return 0;
1899
1900       /* If we really have a frameless function, %r14 must be valid
1901          -- in particular, it must point to a different function.  */
1902       reg = get_frame_register_unsigned (this_frame, S390_RETADDR_REGNUM);
1903       reg = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, reg) - 1;
1904       if (get_pc_function_start (reg) == func)
1905         {
1906           /* However, there is one case where it *is* valid for %r14
1907              to point to the same function -- if this is a recursive
1908              call, and we have stopped in the prologue *before* the
1909              stack frame was allocated.
1910
1911              Recognize this case by looking ahead a bit ...  */
1912
1913           struct s390_prologue_data data2;
1914           pv_t *sp = &data2.gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1915
1916           if (!(s390_analyze_prologue (gdbarch, func, (CORE_ADDR)-1, &data2)
1917                 && pv_is_register (*sp, S390_SP_REGNUM)
1918                 && sp->k != 0))
1919             return 0;
1920         }
1921     }
1922
1923
1924   /* OK, we've found valid prologue data.  */
1925   size = -sp->k;
1926
1927   /* If the frame pointer originally also holds the same value
1928      as the stack pointer, we're probably using it.  If it holds
1929      some other value -- even a constant offset -- it is most
1930      likely used as temp register.  */
1931   if (pv_is_identical (*sp, *fp))
1932     frame_pointer = S390_FRAME_REGNUM;
1933   else
1934     frame_pointer = S390_SP_REGNUM;
1935
1936   /* If we've detected a function with stack frame, we'll still have to
1937      treat it as frameless if we're currently within the function epilog
1938      code at a point where the frame pointer has already been restored.
1939      This can only happen in an innermost frame.  */
1940   /* FIXME: cagney/2004-05-01: This sanity check shouldn't be needed,
1941      instead the code should simpliy rely on its analysis.  */
1942   next_frame = get_next_frame (this_frame);
1943   while (next_frame && get_frame_type (next_frame) == INLINE_FRAME)
1944     next_frame = get_next_frame (next_frame);
1945   if (size > 0
1946       && (next_frame == NULL
1947           || get_frame_type (get_next_frame (this_frame)) != NORMAL_FRAME))
1948     {
1949       /* See the comment in s390_stack_frame_destroyed_p on why this is
1950          not completely reliable ...  */
1951       if (s390_stack_frame_destroyed_p (gdbarch, get_frame_pc (this_frame)))
1952         {
1953           memset (&data, 0, sizeof (data));
1954           size = 0;
1955           frame_pointer = S390_SP_REGNUM;
1956         }
1957     }
1958
1959   /* Once we know the frame register and the frame size, we can unwind
1960      the current value of the frame register from the next frame, and
1961      add back the frame size to arrive that the previous frame's
1962      stack pointer value.  */
1963   prev_sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, frame_pointer) + size;
1964   cfa = prev_sp + 16*word_size + 32;
1965
1966   /* Set up ABI call-saved/call-clobbered registers.  */
1967   for (i = 0; i < S390_NUM_REGS; i++)
1968     if (!s390_register_call_saved (gdbarch, i))
1969       trad_frame_set_unknown (info->saved_regs, i);
1970
1971   /* CC is always call-clobbered.  */
1972   trad_frame_set_unknown (info->saved_regs, S390_PSWM_REGNUM);
1973
1974   /* Record the addresses of all register spill slots the prologue parser
1975      has recognized.  Consider only registers defined as call-saved by the
1976      ABI; for call-clobbered registers the parser may have recognized
1977      spurious stores.  */
1978
1979   for (i = 0; i < 16; i++)
1980     if (s390_register_call_saved (gdbarch, S390_R0_REGNUM + i)
1981         && data.gpr_slot[i] != 0)
1982       info->saved_regs[S390_R0_REGNUM + i].addr = cfa - data.gpr_slot[i];
1983
1984   for (i = 0; i < 16; i++)
1985     if (s390_register_call_saved (gdbarch, S390_F0_REGNUM + i)
1986         && data.fpr_slot[i] != 0)
1987       info->saved_regs[S390_F0_REGNUM + i].addr = cfa - data.fpr_slot[i];
1988
1989   /* Function return will set PC to %r14.  */
1990   info->saved_regs[S390_PSWA_REGNUM] = info->saved_regs[S390_RETADDR_REGNUM];
1991
1992   /* In frameless functions, we unwind simply by moving the return
1993      address to the PC.  However, if we actually stored to the
1994      save area, use that -- we might only think the function frameless
1995      because we're in the middle of the prologue ...  */
1996   if (size == 0
1997       && !trad_frame_addr_p (info->saved_regs, S390_PSWA_REGNUM))
1998     {
1999       info->saved_regs[S390_PSWA_REGNUM].realreg = S390_RETADDR_REGNUM;
2000     }
2001
2002   /* Another sanity check: unless this is a frameless function,
2003      we should have found spill slots for SP and PC.
2004      If not, we cannot unwind further -- this happens e.g. in
2005      libc's thread_start routine.  */
2006   if (size > 0)
2007     {
2008       if (!trad_frame_addr_p (info->saved_regs, S390_SP_REGNUM)
2009           || !trad_frame_addr_p (info->saved_regs, S390_PSWA_REGNUM))
2010         prev_sp = -1;
2011     }
2012
2013   /* We use the current value of the frame register as local_base,
2014      and the top of the register save area as frame_base.  */
2015   if (prev_sp != -1)
2016     {
2017       info->frame_base = prev_sp + 16*word_size + 32;
2018       info->local_base = prev_sp - size;
2019     }
2020
2021   info->func = func;
2022   return 1;
2023 }
2024
2025 static void
2026 s390_backchain_frame_unwind_cache (struct frame_info *this_frame,
2027                                    struct s390_unwind_cache *info)
2028 {
2029   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
2030   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2031   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2032   CORE_ADDR backchain;
2033   ULONGEST reg;
2034   LONGEST sp;
2035   int i;
2036
2037   /* Set up ABI call-saved/call-clobbered registers.  */
2038   for (i = 0; i < S390_NUM_REGS; i++)
2039     if (!s390_register_call_saved (gdbarch, i))
2040       trad_frame_set_unknown (info->saved_regs, i);
2041
2042   /* CC is always call-clobbered.  */
2043   trad_frame_set_unknown (info->saved_regs, S390_PSWM_REGNUM);
2044
2045   /* Get the backchain.  */
2046   reg = get_frame_register_unsigned (this_frame, S390_SP_REGNUM);
2047   backchain = read_memory_unsigned_integer (reg, word_size, byte_order);
2048
2049   /* A zero backchain terminates the frame chain.  As additional
2050      sanity check, let's verify that the spill slot for SP in the
2051      save area pointed to by the backchain in fact links back to
2052      the save area.  */
2053   if (backchain != 0
2054       && safe_read_memory_integer (backchain + 15*word_size,
2055                                    word_size, byte_order, &sp)
2056       && (CORE_ADDR)sp == backchain)
2057     {
2058       /* We don't know which registers were saved, but it will have
2059          to be at least %r14 and %r15.  This will allow us to continue
2060          unwinding, but other prev-frame registers may be incorrect ...  */
2061       info->saved_regs[S390_SP_REGNUM].addr = backchain + 15*word_size;
2062       info->saved_regs[S390_RETADDR_REGNUM].addr = backchain + 14*word_size;
2063
2064       /* Function return will set PC to %r14.  */
2065       info->saved_regs[S390_PSWA_REGNUM]
2066         = info->saved_regs[S390_RETADDR_REGNUM];
2067
2068       /* We use the current value of the frame register as local_base,
2069          and the top of the register save area as frame_base.  */
2070       info->frame_base = backchain + 16*word_size + 32;
2071       info->local_base = reg;
2072     }
2073
2074   info->func = get_frame_pc (this_frame);
2075 }
2076
2077 static struct s390_unwind_cache *
2078 s390_frame_unwind_cache (struct frame_info *this_frame,
2079                          void **this_prologue_cache)
2080 {
2081   struct s390_unwind_cache *info;
2082
2083   if (*this_prologue_cache)
2084     return *this_prologue_cache;
2085
2086   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct s390_unwind_cache);
2087   *this_prologue_cache = info;
2088   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
2089   info->func = -1;
2090   info->frame_base = -1;
2091   info->local_base = -1;
2092
2093   TRY
2094     {
2095       /* Try to use prologue analysis to fill the unwind cache.
2096          If this fails, fall back to reading the stack backchain.  */
2097       if (!s390_prologue_frame_unwind_cache (this_frame, info))
2098         s390_backchain_frame_unwind_cache (this_frame, info);
2099     }
2100   CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
2101     {
2102       if (ex.error != NOT_AVAILABLE_ERROR)
2103         throw_exception (ex);
2104     }
2105   END_CATCH
2106
2107   return info;
2108 }
2109
2110 static void
2111 s390_frame_this_id (struct frame_info *this_frame,
2112                     void **this_prologue_cache,
2113                     struct frame_id *this_id)
2114 {
2115   struct s390_unwind_cache *info
2116     = s390_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
2117
2118   if (info->frame_base == -1)
2119     return;
2120
2121   *this_id = frame_id_build (info->frame_base, info->func);
2122 }
2123
2124 static struct value *
2125 s390_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame,
2126                           void **this_prologue_cache, int regnum)
2127 {
2128   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
2129   struct s390_unwind_cache *info
2130     = s390_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
2131
2132   return s390_trad_frame_prev_register (this_frame, info->saved_regs, regnum);
2133 }
2134
2135 static const struct frame_unwind s390_frame_unwind = {
2136   NORMAL_FRAME,
2137   default_frame_unwind_stop_reason,
2138   s390_frame_this_id,
2139   s390_frame_prev_register,
2140   NULL,
2141   default_frame_sniffer
2142 };
2143
2144
2145 /* Code stubs and their stack frames.  For things like PLTs and NULL
2146    function calls (where there is no true frame and the return address
2147    is in the RETADDR register).  */
2148
2149 struct s390_stub_unwind_cache
2150 {
2151   CORE_ADDR frame_base;
2152   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
2153 };
2154
2155 static struct s390_stub_unwind_cache *
2156 s390_stub_frame_unwind_cache (struct frame_info *this_frame,
2157                               void **this_prologue_cache)
2158 {
2159   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
2160   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2161   struct s390_stub_unwind_cache *info;
2162   ULONGEST reg;
2163
2164   if (*this_prologue_cache)
2165     return *this_prologue_cache;
2166
2167   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct s390_stub_unwind_cache);
2168   *this_prologue_cache = info;
2169   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
2170
2171   /* The return address is in register %r14.  */
2172   info->saved_regs[S390_PSWA_REGNUM].realreg = S390_RETADDR_REGNUM;
2173
2174   /* Retrieve stack pointer and determine our frame base.  */
2175   reg = get_frame_register_unsigned (this_frame, S390_SP_REGNUM);
2176   info->frame_base = reg + 16*word_size + 32;
2177
2178   return info;
2179 }
2180
2181 static void
2182 s390_stub_frame_this_id (struct frame_info *this_frame,
2183                          void **this_prologue_cache,
2184                          struct frame_id *this_id)
2185 {
2186   struct s390_stub_unwind_cache *info
2187     = s390_stub_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
2188   *this_id = frame_id_build (info->frame_base, get_frame_pc (this_frame));
2189 }
2190
2191 static struct value *
2192 s390_stub_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame,
2193                                void **this_prologue_cache, int regnum)
2194 {
2195   struct s390_stub_unwind_cache *info
2196     = s390_stub_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
2197   return s390_trad_frame_prev_register (this_frame, info->saved_regs, regnum);
2198 }
2199
2200 static int
2201 s390_stub_frame_sniffer (const struct frame_unwind *self,
2202                          struct frame_info *this_frame,
2203                          void **this_prologue_cache)
2204 {
2205   CORE_ADDR addr_in_block;
2206   bfd_byte insn[S390_MAX_INSTR_SIZE];
2207
2208   /* If the current PC points to non-readable memory, we assume we
2209      have trapped due to an invalid function pointer call.  We handle
2210      the non-existing current function like a PLT stub.  */
2211   addr_in_block = get_frame_address_in_block (this_frame);
2212   if (in_plt_section (addr_in_block)
2213       || s390_readinstruction (insn, get_frame_pc (this_frame)) < 0)
2214     return 1;
2215   return 0;
2216 }
2217
2218 static const struct frame_unwind s390_stub_frame_unwind = {
2219   NORMAL_FRAME,
2220   default_frame_unwind_stop_reason,
2221   s390_stub_frame_this_id,
2222   s390_stub_frame_prev_register,
2223   NULL,
2224   s390_stub_frame_sniffer
2225 };
2226
2227
2228 /* Signal trampoline stack frames.  */
2229
2230 struct s390_sigtramp_unwind_cache {
2231   CORE_ADDR frame_base;
2232   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
2233 };
2234
2235 static struct s390_sigtramp_unwind_cache *
2236 s390_sigtramp_frame_unwind_cache (struct frame_info *this_frame,
2237                                   void **this_prologue_cache)
2238 {
2239   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
2240   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2241   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2242   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2243   struct s390_sigtramp_unwind_cache *info;
2244   ULONGEST this_sp, prev_sp;
2245   CORE_ADDR next_ra, next_cfa, sigreg_ptr, sigreg_high_off;
2246   int i;
2247
2248   if (*this_prologue_cache)
2249     return *this_prologue_cache;
2250
2251   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct s390_sigtramp_unwind_cache);
2252   *this_prologue_cache = info;
2253   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
2254
2255   this_sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, S390_SP_REGNUM);
2256   next_ra = get_frame_pc (this_frame);
2257   next_cfa = this_sp + 16*word_size + 32;
2258
2259   /* New-style RT frame:
2260         retcode + alignment (8 bytes)
2261         siginfo (128 bytes)
2262         ucontext (contains sigregs at offset 5 words).  */
2263   if (next_ra == next_cfa)
2264     {
2265       sigreg_ptr = next_cfa + 8 + 128 + align_up (5*word_size, 8);
2266       /* sigregs are followed by uc_sigmask (8 bytes), then by the
2267          upper GPR halves if present.  */
2268       sigreg_high_off = 8;
2269     }
2270
2271   /* Old-style RT frame and all non-RT frames:
2272         old signal mask (8 bytes)
2273         pointer to sigregs.  */
2274   else
2275     {
2276       sigreg_ptr = read_memory_unsigned_integer (next_cfa + 8,
2277                                                  word_size, byte_order);
2278       /* sigregs are followed by signo (4 bytes), then by the
2279          upper GPR halves if present.  */
2280       sigreg_high_off = 4;
2281     }
2282
2283   /* The sigregs structure looks like this:
2284             long   psw_mask;
2285             long   psw_addr;
2286             long   gprs[16];
2287             int    acrs[16];
2288             int    fpc;
2289             int    __pad;
2290             double fprs[16];  */
2291
2292   /* PSW mask and address.  */
2293   info->saved_regs[S390_PSWM_REGNUM].addr = sigreg_ptr;
2294   sigreg_ptr += word_size;
2295   info->saved_regs[S390_PSWA_REGNUM].addr = sigreg_ptr;
2296   sigreg_ptr += word_size;
2297
2298   /* Then the GPRs.  */
2299   for (i = 0; i < 16; i++)
2300     {
2301       info->saved_regs[S390_R0_REGNUM + i].addr = sigreg_ptr;
2302       sigreg_ptr += word_size;
2303     }
2304
2305   /* Then the ACRs.  */
2306   for (i = 0; i < 16; i++)
2307     {
2308       info->saved_regs[S390_A0_REGNUM + i].addr = sigreg_ptr;
2309       sigreg_ptr += 4;
2310     }
2311
2312   /* The floating-point control word.  */
2313   info->saved_regs[S390_FPC_REGNUM].addr = sigreg_ptr;
2314   sigreg_ptr += 8;
2315
2316   /* And finally the FPRs.  */
2317   for (i = 0; i < 16; i++)
2318     {
2319       info->saved_regs[S390_F0_REGNUM + i].addr = sigreg_ptr;
2320       sigreg_ptr += 8;
2321     }
2322
2323   /* If we have them, the GPR upper halves are appended at the end.  */
2324   sigreg_ptr += sigreg_high_off;
2325   if (tdep->gpr_full_regnum != -1)
2326     for (i = 0; i < 16; i++)
2327       {
2328         info->saved_regs[S390_R0_UPPER_REGNUM + i].addr = sigreg_ptr;
2329         sigreg_ptr += 4;
2330       }
2331
2332   /* Restore the previous frame's SP.  */
2333   prev_sp = read_memory_unsigned_integer (
2334                         info->saved_regs[S390_SP_REGNUM].addr,
2335                         word_size, byte_order);
2336
2337   /* Determine our frame base.  */
2338   info->frame_base = prev_sp + 16*word_size + 32;
2339
2340   return info;
2341 }
2342
2343 static void
2344 s390_sigtramp_frame_this_id (struct frame_info *this_frame,
2345                              void **this_prologue_cache,
2346                              struct frame_id *this_id)
2347 {
2348   struct s390_sigtramp_unwind_cache *info
2349     = s390_sigtramp_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
2350   *this_id = frame_id_build (info->frame_base, get_frame_pc (this_frame));
2351 }
2352
2353 static struct value *
2354 s390_sigtramp_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame,
2355                                    void **this_prologue_cache, int regnum)
2356 {
2357   struct s390_sigtramp_unwind_cache *info
2358     = s390_sigtramp_frame_unwind_cache (this_frame, this_prologue_cache);
2359   return s390_trad_frame_prev_register (this_frame, info->saved_regs, regnum);
2360 }
2361
2362 static int
2363 s390_sigtramp_frame_sniffer (const struct frame_unwind *self,
2364                              struct frame_info *this_frame,
2365                              void **this_prologue_cache)
2366 {
2367   CORE_ADDR pc = get_frame_pc (this_frame);
2368   bfd_byte sigreturn[2];
2369
2370   if (target_read_memory (pc, sigreturn, 2))
2371     return 0;
2372
2373   if (sigreturn[0] != op_svc)
2374     return 0;
2375
2376   if (sigreturn[1] != 119 /* sigreturn */
2377       && sigreturn[1] != 173 /* rt_sigreturn */)
2378     return 0;
2379
2380   return 1;
2381 }
2382
2383 static const struct frame_unwind s390_sigtramp_frame_unwind = {
2384   SIGTRAMP_FRAME,
2385   default_frame_unwind_stop_reason,
2386   s390_sigtramp_frame_this_id,
2387   s390_sigtramp_frame_prev_register,
2388   NULL,
2389   s390_sigtramp_frame_sniffer
2390 };
2391
2392 /* Retrieve the syscall number at a ptrace syscall-stop.  Return -1
2393    upon error. */
2394
2395 static LONGEST
2396 s390_linux_get_syscall_number (struct gdbarch *gdbarch,
2397                                ptid_t ptid)
2398 {
2399   struct regcache *regs = get_thread_regcache (ptid);
2400   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2401   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2402   ULONGEST pc;
2403   ULONGEST svc_number = -1;
2404   unsigned opcode;
2405
2406   /* Assume that the PC points after the 2-byte SVC instruction.  We
2407      don't currently support SVC via EXECUTE. */
2408   regcache_cooked_read_unsigned (regs, tdep->pc_regnum, &pc);
2409   pc -= 2;
2410   opcode = read_memory_unsigned_integer ((CORE_ADDR) pc, 1, byte_order);
2411   if (opcode != op_svc)
2412     return -1;
2413
2414   svc_number = read_memory_unsigned_integer ((CORE_ADDR) pc + 1, 1,
2415                                              byte_order);
2416   if (svc_number == 0)
2417     regcache_cooked_read_unsigned (regs, S390_R1_REGNUM, &svc_number);
2418
2419   return svc_number;
2420 }
2421
2422
2423 /* Frame base handling.  */
2424
2425 static CORE_ADDR
2426 s390_frame_base_address (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
2427 {
2428   struct s390_unwind_cache *info
2429     = s390_frame_unwind_cache (this_frame, this_cache);
2430   return info->frame_base;
2431 }
2432
2433 static CORE_ADDR
2434 s390_local_base_address (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
2435 {
2436   struct s390_unwind_cache *info
2437     = s390_frame_unwind_cache (this_frame, this_cache);
2438   return info->local_base;
2439 }
2440
2441 static const struct frame_base s390_frame_base = {
2442   &s390_frame_unwind,
2443   s390_frame_base_address,
2444   s390_local_base_address,
2445   s390_local_base_address
2446 };
2447
2448 static CORE_ADDR
2449 s390_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2450 {
2451   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2452   ULONGEST pc;
2453   pc = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, tdep->pc_regnum);
2454   return gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, pc);
2455 }
2456
2457 static CORE_ADDR
2458 s390_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2459 {
2460   ULONGEST sp;
2461   sp = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, S390_SP_REGNUM);
2462   return gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, sp);
2463 }
2464
2465
2466 /* DWARF-2 frame support.  */
2467
2468 static struct value *
2469 s390_dwarf2_prev_register (struct frame_info *this_frame, void **this_cache,
2470                            int regnum)
2471 {
2472   return s390_unwind_pseudo_register (this_frame, regnum);
2473 }
2474
2475 static void
2476 s390_dwarf2_frame_init_reg (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
2477                             struct dwarf2_frame_state_reg *reg,
2478                             struct frame_info *this_frame)
2479 {
2480   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2481
2482   /* The condition code (and thus PSW mask) is call-clobbered.  */
2483   if (regnum == S390_PSWM_REGNUM)
2484     reg->how = DWARF2_FRAME_REG_UNDEFINED;
2485
2486   /* The PSW address unwinds to the return address.  */
2487   else if (regnum == S390_PSWA_REGNUM)
2488     reg->how = DWARF2_FRAME_REG_RA;
2489
2490   /* Fixed registers are call-saved or call-clobbered
2491      depending on the ABI in use.  */
2492   else if (regnum < S390_NUM_REGS)
2493     {
2494       if (s390_register_call_saved (gdbarch, regnum))
2495         reg->how = DWARF2_FRAME_REG_SAME_VALUE;
2496       else
2497         reg->how = DWARF2_FRAME_REG_UNDEFINED;
2498     }
2499
2500   /* We install a special function to unwind pseudos.  */
2501   else
2502     {
2503       reg->how = DWARF2_FRAME_REG_FN;
2504       reg->loc.fn = s390_dwarf2_prev_register;
2505     }
2506 }
2507
2508
2509 /* Dummy function calls.  */
2510
2511 /* Unwrap any single-field structs in TYPE and return the effective
2512    "inner" type.  E.g., yield "float" for all these cases:
2513
2514      float x;
2515      struct { float x };
2516      struct { struct { float x; } x; };
2517      struct { struct { struct { float x; } x; } x; };
2518
2519    However, if an inner type is smaller than MIN_SIZE, abort the
2520    unwrapping.  */
2521
2522 static struct type *
2523 s390_effective_inner_type (struct type *type, unsigned int min_size)
2524 {
2525   while (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_STRUCT
2526          && TYPE_NFIELDS (type) == 1)
2527     {
2528       struct type *inner = check_typedef (TYPE_FIELD_TYPE (type, 0));
2529
2530       if (TYPE_LENGTH (inner) < min_size)
2531         break;
2532       type = inner;
2533     }
2534
2535   return type;
2536 }
2537
2538 /* Return non-zero if TYPE should be passed like "float" or
2539    "double".  */
2540
2541 static int
2542 s390_function_arg_float (struct type *type)
2543 {
2544   /* Note that long double as well as complex types are intentionally
2545      excluded. */
2546   if (TYPE_LENGTH (type) > 8)
2547     return 0;
2548
2549   /* A struct containing just a float or double is passed like a float
2550      or double.  */
2551   type = s390_effective_inner_type (type, 0);
2552
2553   return (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT
2554           || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_DECFLOAT);
2555 }
2556
2557 /* Return non-zero if TYPE should be passed like a vector.  */
2558
2559 static int
2560 s390_function_arg_vector (struct type *type)
2561 {
2562   if (TYPE_LENGTH (type) > 16)
2563     return 0;
2564
2565   /* Structs containing just a vector are passed like a vector.  */
2566   type = s390_effective_inner_type (type, TYPE_LENGTH (type));
2567
2568   return TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ARRAY && TYPE_VECTOR (type);
2569 }
2570
2571 /* Determine whether N is a power of two.  */
2572
2573 static int
2574 is_power_of_two (unsigned int n)
2575 {
2576   return n && ((n & (n - 1)) == 0);
2577 }
2578
2579 /* For an argument whose type is TYPE and which is not passed like a
2580    float or vector, return non-zero if it should be passed like "int"
2581    or "long long".  */
2582
2583 static int
2584 s390_function_arg_integer (struct type *type)
2585 {
2586   enum type_code code = TYPE_CODE (type);
2587
2588   if (TYPE_LENGTH (type) > 8)
2589     return 0;
2590
2591   if (code == TYPE_CODE_INT
2592       || code == TYPE_CODE_ENUM
2593       || code == TYPE_CODE_RANGE
2594       || code == TYPE_CODE_CHAR
2595       || code == TYPE_CODE_BOOL
2596       || code == TYPE_CODE_PTR
2597       || code == TYPE_CODE_REF)
2598     return 1;
2599
2600   return ((code == TYPE_CODE_UNION || code == TYPE_CODE_STRUCT)
2601           && is_power_of_two (TYPE_LENGTH (type)));
2602 }
2603
2604 /* Argument passing state: Internal data structure passed to helper
2605    routines of s390_push_dummy_call.  */
2606
2607 struct s390_arg_state
2608   {
2609     /* Register cache, or NULL, if we are in "preparation mode".  */
2610     struct regcache *regcache;
2611     /* Next available general/floating-point/vector register for
2612        argument passing.  */
2613     int gr, fr, vr;
2614     /* Current pointer to copy area (grows downwards).  */
2615     CORE_ADDR copy;
2616     /* Current pointer to parameter area (grows upwards).  */
2617     CORE_ADDR argp;
2618   };
2619
2620 /* Prepare one argument ARG for a dummy call and update the argument
2621    passing state AS accordingly.  If the regcache field in AS is set,
2622    operate in "write mode" and write ARG into the inferior.  Otherwise
2623    run "preparation mode" and skip all updates to the inferior.  */
2624
2625 static void
2626 s390_handle_arg (struct s390_arg_state *as, struct value *arg,
2627                  struct gdbarch_tdep *tdep, int word_size,
2628                  enum bfd_endian byte_order, int is_unnamed)
2629 {
2630   struct type *type = check_typedef (value_type (arg));
2631   unsigned int length = TYPE_LENGTH (type);
2632   int write_mode = as->regcache != NULL;
2633
2634   if (s390_function_arg_float (type))
2635     {
2636       /* The GNU/Linux for S/390 ABI uses FPRs 0 and 2 to pass
2637          arguments.  The GNU/Linux for zSeries ABI uses 0, 2, 4, and
2638          6.  */
2639       if (as->fr <= (tdep->abi == ABI_LINUX_S390 ? 2 : 6))
2640         {
2641           /* When we store a single-precision value in an FP register,
2642              it occupies the leftmost bits.  */
2643           if (write_mode)
2644             regcache_cooked_write_part (as->regcache,
2645                                         S390_F0_REGNUM + as->fr,
2646                                         0, length,
2647                                         value_contents (arg));
2648           as->fr += 2;
2649         }
2650       else
2651         {
2652           /* When we store a single-precision value in a stack slot,
2653              it occupies the rightmost bits.  */
2654           as->argp = align_up (as->argp + length, word_size);
2655           if (write_mode)
2656             write_memory (as->argp - length, value_contents (arg),
2657                           length);
2658         }
2659     }
2660   else if (tdep->vector_abi == S390_VECTOR_ABI_128
2661            && s390_function_arg_vector (type))
2662     {
2663       static const char use_vr[] = {24, 26, 28, 30, 25, 27, 29, 31};
2664
2665       if (!is_unnamed && as->vr < ARRAY_SIZE (use_vr))
2666         {
2667           int regnum = S390_V24_REGNUM + use_vr[as->vr] - 24;
2668
2669           if (write_mode)
2670             regcache_cooked_write_part (as->regcache, regnum,
2671                                         0, length,
2672                                         value_contents (arg));
2673           as->vr++;
2674         }
2675       else
2676         {
2677           if (write_mode)
2678             write_memory (as->argp, value_contents (arg), length);
2679           as->argp = align_up (as->argp + length, word_size);
2680         }
2681     }
2682   else if (s390_function_arg_integer (type) && length <= word_size)
2683     {
2684       /* Initialize it just to avoid a GCC false warning.  */
2685       ULONGEST val = 0;
2686
2687       if (write_mode)
2688         {
2689           /* Place value in least significant bits of the register or
2690              memory word and sign- or zero-extend to full word size.
2691              This also applies to a struct or union.  */
2692           val = TYPE_UNSIGNED (type)
2693             ? extract_unsigned_integer (value_contents (arg),
2694                                         length, byte_order)
2695             : extract_signed_integer (value_contents (arg),
2696                                       length, byte_order);
2697         }
2698
2699       if (as->gr <= 6)
2700         {
2701           if (write_mode)
2702             regcache_cooked_write_unsigned (as->regcache,
2703                                             S390_R0_REGNUM + as->gr,
2704                                             val);
2705           as->gr++;
2706         }
2707       else
2708         {
2709           if (write_mode)
2710             write_memory_unsigned_integer (as->argp, word_size,
2711                                            byte_order, val);
2712           as->argp += word_size;
2713         }
2714     }
2715   else if (s390_function_arg_integer (type) && length == 8)
2716     {
2717       if (as->gr <= 5)
2718         {
2719           if (write_mode)
2720             {
2721               regcache_cooked_write (as->regcache,
2722                                      S390_R0_REGNUM + as->gr,
2723                                      value_contents (arg));
2724               regcache_cooked_write (as->regcache,
2725                                      S390_R0_REGNUM + as->gr + 1,
2726                                      value_contents (arg) + word_size);
2727             }
2728           as->gr += 2;
2729         }
2730       else
2731         {
2732           /* If we skipped r6 because we couldn't fit a DOUBLE_ARG
2733              in it, then don't go back and use it again later.  */
2734           as->gr = 7;
2735
2736           if (write_mode)
2737             write_memory (as->argp, value_contents (arg), length);
2738           as->argp += length;
2739         }
2740     }
2741   else
2742     {
2743       /* This argument type is never passed in registers.  Place the
2744          value in the copy area and pass a pointer to it.  Use 8-byte
2745          alignment as a conservative assumption.  */
2746       as->copy = align_down (as->copy - length, 8);
2747       if (write_mode)
2748         write_memory (as->copy, value_contents (arg), length);
2749
2750       if (as->gr <= 6)
2751         {
2752           if (write_mode)
2753             regcache_cooked_write_unsigned (as->regcache,
2754                                             S390_R0_REGNUM + as->gr,
2755                                             as->copy);
2756           as->gr++;
2757         }
2758       else
2759         {
2760           if (write_mode)
2761             write_memory_unsigned_integer (as->argp, word_size,
2762                                            byte_order, as->copy);
2763           as->argp += word_size;
2764         }
2765     }
2766 }
2767
2768 /* Put the actual parameter values pointed to by ARGS[0..NARGS-1] in
2769    place to be passed to a function, as specified by the "GNU/Linux
2770    for S/390 ELF Application Binary Interface Supplement".
2771
2772    SP is the current stack pointer.  We must put arguments, links,
2773    padding, etc. whereever they belong, and return the new stack
2774    pointer value.
2775
2776    If STRUCT_RETURN is non-zero, then the function we're calling is
2777    going to return a structure by value; STRUCT_ADDR is the address of
2778    a block we've allocated for it on the stack.
2779
2780    Our caller has taken care of any type promotions needed to satisfy
2781    prototypes or the old K&R argument-passing rules.  */
2782
2783 static CORE_ADDR
2784 s390_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
2785                       struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr,
2786                       int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
2787                       int struct_return, CORE_ADDR struct_addr)
2788 {
2789   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2790   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2791   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2792   int i;
2793   struct s390_arg_state arg_state, arg_prep;
2794   CORE_ADDR param_area_start, new_sp;
2795   struct type *ftype = check_typedef (value_type (function));
2796
2797   if (TYPE_CODE (ftype) == TYPE_CODE_PTR)
2798     ftype = check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (ftype));
2799
2800   arg_prep.copy = sp;
2801   arg_prep.gr = struct_return ? 3 : 2;
2802   arg_prep.fr = 0;
2803   arg_prep.vr = 0;
2804   arg_prep.argp = 0;
2805   arg_prep.regcache = NULL;
2806
2807   /* Initialize arg_state for "preparation mode".  */
2808   arg_state = arg_prep;
2809
2810   /* Update arg_state.copy with the start of the reference-to-copy area
2811      and arg_state.argp with the size of the parameter area.  */
2812   for (i = 0; i < nargs; i++)
2813     s390_handle_arg (&arg_state, args[i], tdep, word_size, byte_order,
2814                      TYPE_VARARGS (ftype) && i >= TYPE_NFIELDS (ftype));
2815
2816   param_area_start = align_down (arg_state.copy - arg_state.argp, 8);
2817
2818   /* Allocate the standard frame areas: the register save area, the
2819      word reserved for the compiler, and the back chain pointer.  */
2820   new_sp = param_area_start - (16 * word_size + 32);
2821
2822   /* Now we have the final stack pointer.  Make sure we didn't
2823      underflow; on 31-bit, this would result in addresses with the
2824      high bit set, which causes confusion elsewhere.  Note that if we
2825      error out here, stack and registers remain untouched.  */
2826   if (gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, new_sp) != new_sp)
2827     error (_("Stack overflow"));
2828
2829   /* Pass the structure return address in general register 2.  */
2830   if (struct_return)
2831     regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_R2_REGNUM, struct_addr);
2832
2833   /* Initialize arg_state for "write mode".  */
2834   arg_state = arg_prep;
2835   arg_state.argp = param_area_start;
2836   arg_state.regcache = regcache;
2837
2838   /* Write all parameters.  */
2839   for (i = 0; i < nargs; i++)
2840     s390_handle_arg (&arg_state, args[i], tdep, word_size, byte_order,
2841                      TYPE_VARARGS (ftype) && i >= TYPE_NFIELDS (ftype));
2842
2843   /* Store return PSWA.  In 31-bit mode, keep addressing mode bit.  */
2844   if (word_size == 4)
2845     {
2846       ULONGEST pswa;
2847       regcache_cooked_read_unsigned (regcache, S390_PSWA_REGNUM, &pswa);
2848       bp_addr = (bp_addr & 0x7fffffff) | (pswa & 0x80000000);
2849     }
2850   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_RETADDR_REGNUM, bp_addr);
2851
2852   /* Store updated stack pointer.  */
2853   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_SP_REGNUM, new_sp);
2854
2855   /* We need to return the 'stack part' of the frame ID,
2856      which is actually the top of the register save area.  */
2857   return param_area_start;
2858 }
2859
2860 /* Assuming THIS_FRAME is a dummy, return the frame ID of that
2861    dummy frame.  The frame ID's base needs to match the TOS value
2862    returned by push_dummy_call, and the PC match the dummy frame's
2863    breakpoint.  */
2864 static struct frame_id
2865 s390_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
2866 {
2867   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2868   CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, S390_SP_REGNUM);
2869   sp = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, sp);
2870
2871   return frame_id_build (sp + 16*word_size + 32,
2872                          get_frame_pc (this_frame));
2873 }
2874
2875 static CORE_ADDR
2876 s390_frame_align (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR addr)
2877 {
2878   /* Both the 32- and 64-bit ABI's say that the stack pointer should
2879      always be aligned on an eight-byte boundary.  */
2880   return (addr & -8);
2881 }
2882
2883
2884 /* Helper for s390_return_value: Set or retrieve a function return
2885    value if it resides in a register.  */
2886
2887 static void
2888 s390_register_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type,
2889                             struct regcache *regcache,
2890                             gdb_byte *out, const gdb_byte *in)
2891 {
2892   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2893   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2894   int length = TYPE_LENGTH (type);
2895   int code = TYPE_CODE (type);
2896
2897   if (code == TYPE_CODE_FLT || code == TYPE_CODE_DECFLOAT)
2898     {
2899       /* Float-like value: left-aligned in f0.  */
2900       if (in != NULL)
2901         regcache_cooked_write_part (regcache, S390_F0_REGNUM,
2902                                     0, length, in);
2903       else
2904         regcache_cooked_read_part (regcache, S390_F0_REGNUM,
2905                                    0, length, out);
2906     }
2907   else if (code == TYPE_CODE_ARRAY)
2908     {
2909       /* Vector: left-aligned in v24.  */
2910       if (in != NULL)
2911         regcache_cooked_write_part (regcache, S390_V24_REGNUM,
2912                                     0, length, in);
2913       else
2914         regcache_cooked_read_part (regcache, S390_V24_REGNUM,
2915                                    0, length, out);
2916     }
2917   else if (length <= word_size)
2918     {
2919       /* Integer: zero- or sign-extended in r2.  */
2920       if (out != NULL)
2921         regcache_cooked_read_part (regcache, S390_R2_REGNUM,
2922                                    word_size - length, length, out);
2923       else if (TYPE_UNSIGNED (type))
2924         regcache_cooked_write_unsigned
2925           (regcache, S390_R2_REGNUM,
2926            extract_unsigned_integer (in, length, byte_order));
2927       else
2928         regcache_cooked_write_signed
2929           (regcache, S390_R2_REGNUM,
2930            extract_signed_integer (in, length, byte_order));
2931     }
2932   else if (length == 2 * word_size)
2933     {
2934       /* Double word: in r2 and r3.  */
2935       if (in != NULL)
2936         {
2937           regcache_cooked_write (regcache, S390_R2_REGNUM, in);
2938           regcache_cooked_write (regcache, S390_R3_REGNUM,
2939                                  in + word_size);
2940         }
2941       else
2942         {
2943           regcache_cooked_read (regcache, S390_R2_REGNUM, out);
2944           regcache_cooked_read (regcache, S390_R3_REGNUM,
2945                                 out + word_size);
2946         }
2947     }
2948   else
2949     internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid return type"));
2950 }
2951
2952
2953 /* Implement the 'return_value' gdbarch method.  */
2954
2955 static enum return_value_convention
2956 s390_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
2957                    struct type *type, struct regcache *regcache,
2958                    gdb_byte *out, const gdb_byte *in)
2959 {
2960   enum return_value_convention rvc;
2961
2962   type = check_typedef (type);
2963
2964   switch (TYPE_CODE (type))
2965     {
2966     case TYPE_CODE_STRUCT:
2967     case TYPE_CODE_UNION:
2968     case TYPE_CODE_COMPLEX:
2969       rvc = RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
2970       break;
2971     case TYPE_CODE_ARRAY:
2972       rvc = (gdbarch_tdep (gdbarch)->vector_abi == S390_VECTOR_ABI_128
2973              && TYPE_LENGTH (type) <= 16 && TYPE_VECTOR (type))
2974         ? RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION
2975         : RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
2976       break;
2977     default:
2978       rvc = TYPE_LENGTH (type) <= 8
2979         ? RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION
2980         : RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
2981     }
2982
2983   if (in != NULL || out != NULL)
2984     {
2985       if (rvc == RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION)
2986         s390_register_return_value (gdbarch, type, regcache, out, in);
2987       else if (in != NULL)
2988         error (_("Cannot set function return value."));
2989       else
2990         error (_("Function return value unknown."));
2991     }
2992
2993   return rvc;
2994 }
2995
2996
2997 /* Breakpoints.  */
2998
2999 static const gdb_byte *
3000 s390_breakpoint_from_pc (struct gdbarch *gdbarch,
3001                          CORE_ADDR *pcptr, int *lenptr)
3002 {
3003   static const gdb_byte breakpoint[] = { 0x0, 0x1 };
3004
3005   *lenptr = sizeof (breakpoint);
3006   return breakpoint;
3007 }
3008
3009
3010 /* Address handling.  */
3011
3012 static CORE_ADDR
3013 s390_addr_bits_remove (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR addr)
3014 {
3015   return addr & 0x7fffffff;
3016 }
3017
3018 static int
3019 s390_address_class_type_flags (int byte_size, int dwarf2_addr_class)
3020 {
3021   if (byte_size == 4)
3022     return TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_1;
3023   else
3024     return 0;
3025 }
3026
3027 static const char *
3028 s390_address_class_type_flags_to_name (struct gdbarch *gdbarch, int type_flags)
3029 {
3030   if (type_flags & TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_1)
3031     return "mode32";
3032   else
3033     return NULL;
3034 }
3035
3036 static int
3037 s390_address_class_name_to_type_flags (struct gdbarch *gdbarch,
3038                                        const char *name,
3039                                        int *type_flags_ptr)
3040 {
3041   if (strcmp (name, "mode32") == 0)
3042     {
3043       *type_flags_ptr = TYPE_INSTANCE_FLAG_ADDRESS_CLASS_1;
3044       return 1;
3045     }
3046   else
3047     return 0;
3048 }
3049
3050 /* Implement gdbarch_gcc_target_options.  GCC does not know "-m32" or
3051    "-mcmodel=large".  */
3052
3053 static char *
3054 s390_gcc_target_options (struct gdbarch *gdbarch)
3055 {
3056   return xstrdup (gdbarch_ptr_bit (gdbarch) == 64 ? "-m64" : "-m31");
3057 }
3058
3059 /* Implement gdbarch_gnu_triplet_regexp.  Target triplets are "s390-*"
3060    for 31-bit and "s390x-*" for 64-bit, while the BFD arch name is
3061    always "s390".  Note that an s390x compiler supports "-m31" as
3062    well.  */
3063
3064 static const char *
3065 s390_gnu_triplet_regexp (struct gdbarch *gdbarch)
3066 {
3067   return "s390x?";
3068 }
3069
3070 /* Implementation of `gdbarch_stap_is_single_operand', as defined in
3071    gdbarch.h.  */
3072
3073 static int
3074 s390_stap_is_single_operand (struct gdbarch *gdbarch, const char *s)
3075 {
3076   return ((isdigit (*s) && s[1] == '(' && s[2] == '%') /* Displacement
3077                                                           or indirection.  */
3078           || *s == '%' /* Register access.  */
3079           || isdigit (*s)); /* Literal number.  */
3080 }
3081
3082 /* Set up gdbarch struct.  */
3083
3084 static struct gdbarch *
3085 s390_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
3086 {
3087   const struct target_desc *tdesc = info.target_desc;
3088   struct tdesc_arch_data *tdesc_data = NULL;
3089   struct gdbarch *gdbarch;
3090   struct gdbarch_tdep *tdep;
3091   enum s390_abi_kind tdep_abi;
3092   enum s390_vector_abi_kind vector_abi;
3093   int have_upper = 0;
3094   int have_linux_v1 = 0;
3095   int have_linux_v2 = 0;
3096   int have_tdb = 0;
3097   int have_vx = 0;
3098   int first_pseudo_reg, last_pseudo_reg;
3099   static const char *const stap_register_prefixes[] = { "%", NULL };
3100   static const char *const stap_register_indirection_prefixes[] = { "(",
3101                                                                     NULL };
3102   static const char *const stap_register_indirection_suffixes[] = { ")",
3103                                                                     NULL };
3104
3105   /* Default ABI and register size.  */
3106   switch (info.bfd_arch_info->mach)
3107     {
3108     case bfd_mach_s390_31:
3109       tdep_abi = ABI_LINUX_S390;
3110       break;
3111
3112     case bfd_mach_s390_64:
3113       tdep_abi = ABI_LINUX_ZSERIES;
3114       break;
3115
3116     default:
3117       return NULL;
3118     }
3119
3120   /* Use default target description if none provided by the target.  */
3121   if (!tdesc_has_registers (tdesc))
3122     {
3123       if (tdep_abi == ABI_LINUX_S390)
3124         tdesc = tdesc_s390_linux32;
3125       else
3126         tdesc = tdesc_s390x_linux64;
3127     }
3128
3129   /* Check any target description for validity.  */
3130   if (tdesc_has_registers (tdesc))
3131     {
3132       static const char *const gprs[] = {
3133         "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "r6", "r7",
3134         "r8", "r9", "r10", "r11", "r12", "r13", "r14", "r15"
3135       };
3136       static const char *const fprs[] = {
3137         "f0", "f1", "f2", "f3", "f4", "f5", "f6", "f7",
3138         "f8", "f9", "f10", "f11", "f12", "f13", "f14", "f15"
3139       };
3140       static const char *const acrs[] = {
3141         "acr0", "acr1", "acr2", "acr3", "acr4", "acr5", "acr6", "acr7",
3142         "acr8", "acr9", "acr10", "acr11", "acr12", "acr13", "acr14", "acr15"
3143       };
3144       static const char *const gprs_lower[] = {
3145         "r0l", "r1l", "r2l", "r3l", "r4l", "r5l", "r6l", "r7l",
3146         "r8l", "r9l", "r10l", "r11l", "r12l", "r13l", "r14l", "r15l"
3147       };
3148       static const char *const gprs_upper[] = {
3149         "r0h", "r1h", "r2h", "r3h", "r4h", "r5h", "r6h", "r7h",
3150         "r8h", "r9h", "r10h", "r11h", "r12h", "r13h", "r14h", "r15h"
3151       };
3152       static const char *const tdb_regs[] = {
3153         "tdb0", "tac", "tct", "atia",
3154         "tr0", "tr1", "tr2", "tr3", "tr4", "tr5", "tr6", "tr7",
3155         "tr8", "tr9", "tr10", "tr11", "tr12", "tr13", "tr14", "tr15"
3156       };
3157       static const char *const vxrs_low[] = {
3158         "v0l", "v1l", "v2l", "v3l", "v4l", "v5l", "v6l", "v7l", "v8l",
3159         "v9l", "v10l", "v11l", "v12l", "v13l", "v14l", "v15l",
3160       };
3161       static const char *const vxrs_high[] = {
3162         "v16", "v17", "v18", "v19", "v20", "v21", "v22", "v23", "v24",
3163         "v25", "v26", "v27", "v28", "v29", "v30", "v31",
3164       };
3165       const struct tdesc_feature *feature;
3166       int i, valid_p = 1;
3167
3168       feature = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.s390.core");
3169       if (feature == NULL)
3170         return NULL;
3171
3172       tdesc_data = tdesc_data_alloc ();
3173
3174       valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3175                                           S390_PSWM_REGNUM, "pswm");
3176       valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3177                                           S390_PSWA_REGNUM, "pswa");
3178
3179       if (tdesc_unnumbered_register (feature, "r0"))
3180         {
3181           for (i = 0; i < 16; i++)
3182             valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3183                                                 S390_R0_REGNUM + i, gprs[i]);
3184         }
3185       else
3186         {
3187           have_upper = 1;
3188
3189           for (i = 0; i < 16; i++)
3190             valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3191                                                 S390_R0_REGNUM + i,
3192                                                 gprs_lower[i]);
3193           for (i = 0; i < 16; i++)
3194             valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3195                                                 S390_R0_UPPER_REGNUM + i,
3196                                                 gprs_upper[i]);
3197         }
3198
3199       feature = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.s390.fpr");
3200       if (feature == NULL)
3201         {
3202           tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
3203           return NULL;
3204         }
3205
3206       valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3207                                           S390_FPC_REGNUM, "fpc");
3208       for (i = 0; i < 16; i++)
3209         valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3210                                             S390_F0_REGNUM + i, fprs[i]);
3211
3212       feature = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.s390.acr");
3213       if (feature == NULL)
3214         {
3215           tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
3216           return NULL;
3217         }
3218
3219       for (i = 0; i < 16; i++)
3220         valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3221                                             S390_A0_REGNUM + i, acrs[i]);
3222
3223       /* Optional GNU/Linux-specific "registers".  */
3224       feature = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.s390.linux");
3225       if (feature)
3226         {
3227           tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3228                                    S390_ORIG_R2_REGNUM, "orig_r2");
3229
3230           if (tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3231                                        S390_LAST_BREAK_REGNUM, "last_break"))
3232             have_linux_v1 = 1;
3233
3234           if (tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3235                                        S390_SYSTEM_CALL_REGNUM, "system_call"))
3236             have_linux_v2 = 1;
3237
3238           if (have_linux_v2 > have_linux_v1)
3239             valid_p = 0;
3240         }
3241
3242       /* Transaction diagnostic block.  */
3243       feature = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.s390.tdb");
3244       if (feature)
3245         {
3246           for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (tdb_regs); i++)
3247             valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3248                                                 S390_TDB_DWORD0_REGNUM + i,
3249                                                 tdb_regs[i]);
3250           have_tdb = 1;
3251         }
3252
3253       /* Vector registers.  */
3254       feature = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.s390.vx");
3255       if (feature)
3256         {
3257           for (i = 0; i < 16; i++)
3258             valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3259                                                 S390_V0_LOWER_REGNUM + i,
3260                                                 vxrs_low[i]);
3261           for (i = 0; i < 16; i++)
3262             valid_p &= tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data,
3263                                                 S390_V16_REGNUM + i,
3264                                                 vxrs_high[i]);
3265           have_vx = 1;
3266         }
3267
3268       if (!valid_p)
3269         {
3270           tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
3271           return NULL;
3272         }
3273     }
3274
3275   /* Determine vector ABI.  */
3276   vector_abi = S390_VECTOR_ABI_NONE;
3277 #ifdef HAVE_ELF
3278   if (have_vx
3279       && info.abfd != NULL
3280       && info.abfd->format == bfd_object
3281       && bfd_get_flavour (info.abfd) == bfd_target_elf_flavour
3282       && bfd_elf_get_obj_attr_int (info.abfd, OBJ_ATTR_GNU,
3283                                    Tag_GNU_S390_ABI_Vector) == 2)
3284     vector_abi = S390_VECTOR_ABI_128;
3285 #endif
3286
3287   /* Find a candidate among extant architectures.  */
3288   for (arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
3289        arches != NULL;
3290        arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches->next, &info))
3291     {
3292       tdep = gdbarch_tdep (arches->gdbarch);
3293       if (!tdep)
3294         continue;
3295       if (tdep->abi != tdep_abi)
3296         continue;
3297       if (tdep->vector_abi != vector_abi)
3298         continue;
3299       if ((tdep->gpr_full_regnum != -1) != have_upper)
3300         continue;
3301       if (tdesc_data != NULL)
3302         tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
3303       return arches->gdbarch;
3304     }
3305
3306   /* Otherwise create a new gdbarch for the specified machine type.  */
3307   tdep = XCNEW (struct gdbarch_tdep);
3308   tdep->abi = tdep_abi;
3309   tdep->vector_abi = vector_abi;
3310   tdep->have_linux_v1 = have_linux_v1;
3311   tdep->have_linux_v2 = have_linux_v2;
3312   tdep->have_tdb = have_tdb;
3313   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
3314
3315   set_gdbarch_believe_pcc_promotion (gdbarch, 0);
3316   set_gdbarch_char_signed (gdbarch, 0);
3317
3318   /* S/390 GNU/Linux uses either 64-bit or 128-bit long doubles.
3319      We can safely let them default to 128-bit, since the debug info
3320      will give the size of type actually used in each case.  */
3321   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, 128);
3322   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, floatformats_ia64_quad);
3323
3324   /* Amount PC must be decremented by after a breakpoint.  This is
3325      often the number of bytes returned by gdbarch_breakpoint_from_pc but not
3326      always.  */
3327   set_gdbarch_decr_pc_after_break (gdbarch, 2);
3328   /* Stack grows downward.  */
3329   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
3330   set_gdbarch_breakpoint_from_pc (gdbarch, s390_breakpoint_from_pc);
3331   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, s390_skip_prologue);
3332   set_gdbarch_stack_frame_destroyed_p (gdbarch, s390_stack_frame_destroyed_p);
3333
3334   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, S390_NUM_REGS);
3335   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, S390_SP_REGNUM);
3336   set_gdbarch_fp0_regnum (gdbarch, S390_F0_REGNUM);
3337   set_gdbarch_stab_reg_to_regnum (gdbarch, s390_dwarf_reg_to_regnum);
3338   set_gdbarch_dwarf2_reg_to_regnum (gdbarch, s390_dwarf_reg_to_regnum);
3339   set_gdbarch_value_from_register (gdbarch, s390_value_from_register);
3340   set_gdbarch_core_read_description (gdbarch, s390_core_read_description);
3341   set_gdbarch_iterate_over_regset_sections (gdbarch,
3342                                             s390_iterate_over_regset_sections);
3343   set_gdbarch_cannot_store_register (gdbarch, s390_cannot_store_register);
3344   set_gdbarch_write_pc (gdbarch, s390_write_pc);
3345   set_gdbarch_pseudo_register_read (gdbarch, s390_pseudo_register_read);
3346   set_gdbarch_pseudo_register_write (gdbarch, s390_pseudo_register_write);
3347   set_tdesc_pseudo_register_name (gdbarch, s390_pseudo_register_name);
3348   set_tdesc_pseudo_register_type (gdbarch, s390_pseudo_register_type);
3349   set_tdesc_pseudo_register_reggroup_p (gdbarch,
3350                                         s390_pseudo_register_reggroup_p);
3351   tdesc_use_registers (gdbarch, tdesc, tdesc_data);
3352   set_gdbarch_register_name (gdbarch, s390_register_name);
3353
3354   /* Assign pseudo register numbers.  */
3355   first_pseudo_reg = gdbarch_num_regs (gdbarch);
3356   last_pseudo_reg = first_pseudo_reg;
3357   tdep->gpr_full_regnum = -1;
3358   if (have_upper)
3359     {
3360       tdep->gpr_full_regnum = last_pseudo_reg;
3361       last_pseudo_reg += 16;
3362     }
3363   tdep->v0_full_regnum = -1;
3364   if (have_vx)
3365     {
3366       tdep->v0_full_regnum = last_pseudo_reg;
3367       last_pseudo_reg += 16;
3368     }
3369   tdep->pc_regnum = last_pseudo_reg++;
3370   tdep->cc_regnum = last_pseudo_reg++;
3371   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, tdep->pc_regnum);
3372   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, last_pseudo_reg - first_pseudo_reg);
3373
3374   /* Inferior function calls.  */
3375   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, s390_push_dummy_call);
3376   set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, s390_dummy_id);
3377   set_gdbarch_frame_align (gdbarch, s390_frame_align);
3378   set_gdbarch_return_value (gdbarch, s390_return_value);
3379
3380   /* Syscall handling.  */
3381   set_gdbarch_get_syscall_number (gdbarch, s390_linux_get_syscall_number);
3382
3383   /* Frame handling.  */
3384   dwarf2_frame_set_init_reg (gdbarch, s390_dwarf2_frame_init_reg);
3385   dwarf2_frame_set_adjust_regnum (gdbarch, s390_adjust_frame_regnum);
3386   dwarf2_append_unwinders (gdbarch);
3387   frame_base_append_sniffer (gdbarch, dwarf2_frame_base_sniffer);
3388   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &s390_stub_frame_unwind);
3389   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &s390_sigtramp_frame_unwind);
3390   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &s390_frame_unwind);
3391   frame_base_set_default (gdbarch, &s390_frame_base);
3392   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, s390_unwind_pc);
3393   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, s390_unwind_sp);
3394
3395   /* Displaced stepping.  */
3396   set_gdbarch_displaced_step_copy_insn (gdbarch,
3397                                         s390_displaced_step_copy_insn);
3398   set_gdbarch_displaced_step_fixup (gdbarch, s390_displaced_step_fixup);
3399   set_gdbarch_displaced_step_free_closure (gdbarch,
3400                                            simple_displaced_step_free_closure);
3401   set_gdbarch_displaced_step_location (gdbarch, linux_displaced_step_location);
3402   set_gdbarch_max_insn_length (gdbarch, S390_MAX_INSTR_SIZE);
3403
3404   /* Note that GNU/Linux is the only OS supported on this
3405      platform.  */
3406   linux_init_abi (info, gdbarch);
3407
3408   switch (tdep->abi)
3409     {
3410     case ABI_LINUX_S390:
3411       set_gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, s390_addr_bits_remove);
3412       set_solib_svr4_fetch_link_map_offsets
3413         (gdbarch, svr4_ilp32_fetch_link_map_offsets);
3414
3415       set_xml_syscall_file_name (gdbarch, XML_SYSCALL_FILENAME_S390);
3416       break;
3417
3418     case ABI_LINUX_ZSERIES:
3419       set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 64);
3420       set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 64);
3421       set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, 64);
3422       set_solib_svr4_fetch_link_map_offsets
3423         (gdbarch, svr4_lp64_fetch_link_map_offsets);
3424       set_gdbarch_address_class_type_flags (gdbarch,
3425                                             s390_address_class_type_flags);
3426       set_gdbarch_address_class_type_flags_to_name (gdbarch,
3427                                                     s390_address_class_type_flags_to_name);
3428       set_gdbarch_address_class_name_to_type_flags (gdbarch,
3429                                                     s390_address_class_name_to_type_flags);
3430       set_xml_syscall_file_name (gdbarch, XML_SYSCALL_FILENAME_S390X);
3431       break;
3432     }
3433
3434   set_gdbarch_print_insn (gdbarch, print_insn_s390);
3435
3436   set_gdbarch_skip_trampoline_code (gdbarch, find_solib_trampoline_target);
3437
3438   /* Enable TLS support.  */
3439   set_gdbarch_fetch_tls_load_module_address (gdbarch,
3440                                              svr4_fetch_objfile_link_map);
3441
3442   /* SystemTap functions.  */
3443   set_gdbarch_stap_register_prefixes (gdbarch, stap_register_prefixes);
3444   set_gdbarch_stap_register_indirection_prefixes (gdbarch,
3445                                           stap_register_indirection_prefixes);
3446   set_gdbarch_stap_register_indirection_suffixes (gdbarch,
3447                                           stap_register_indirection_suffixes);
3448   set_gdbarch_stap_is_single_operand (gdbarch, s390_stap_is_single_operand);
3449   set_gdbarch_gcc_target_options (gdbarch, s390_gcc_target_options);
3450   set_gdbarch_gnu_triplet_regexp (gdbarch, s390_gnu_triplet_regexp);
3451
3452   return gdbarch;
3453 }
3454
3455
3456 extern initialize_file_ftype _initialize_s390_tdep; /* -Wmissing-prototypes */
3457
3458 void
3459 _initialize_s390_tdep (void)
3460 {
3461   /* Hook us into the gdbarch mechanism.  */
3462   register_gdbarch_init (bfd_arch_s390, s390_gdbarch_init);
3463
3464   /* Initialize the GNU/Linux target descriptions.  */
3465   initialize_tdesc_s390_linux32 ();
3466   initialize_tdesc_s390_linux32v1 ();
3467   initialize_tdesc_s390_linux32v2 ();
3468   initialize_tdesc_s390_linux64 ();
3469   initialize_tdesc_s390_linux64v1 ();
3470   initialize_tdesc_s390_linux64v2 ();
3471   initialize_tdesc_s390_te_linux64 ();
3472   initialize_tdesc_s390_vx_linux64 ();
3473   initialize_tdesc_s390_tevx_linux64 ();
3474   initialize_tdesc_s390x_linux64 ();
3475   initialize_tdesc_s390x_linux64v1 ();
3476   initialize_tdesc_s390x_linux64v2 ();
3477   initialize_tdesc_s390x_te_linux64 ();
3478   initialize_tdesc_s390x_vx_linux64 ();
3479   initialize_tdesc_s390x_tevx_linux64 ();
3480 }