2004-02-17 Ulrich Weigand <Ulrich.Weigand@de.ibm.com>
[external/binutils.git] / gdb / s390-tdep.c
1 /* Target-dependent code for GDB, the GNU debugger.
2
3    Copyright 2001, 2002, 2003, 2004 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 2 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, write to the Free Software
22    Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
23    02111-1307, USA.  */
24
25 #include "defs.h"
26 #include "arch-utils.h"
27 #include "frame.h"
28 #include "inferior.h"
29 #include "symtab.h"
30 #include "target.h"
31 #include "gdbcore.h"
32 #include "gdbcmd.h"
33 #include "objfiles.h"
34 #include "tm.h"
35 #include "../bfd/bfd.h"
36 #include "floatformat.h"
37 #include "regcache.h"
38 #include "trad-frame.h"
39 #include "frame-base.h"
40 #include "frame-unwind.h"
41 #include "reggroups.h"
42 #include "regset.h"
43 #include "value.h"
44 #include "gdb_assert.h"
45 #include "dis-asm.h"
46 #include "solib-svr4.h"         /* For struct link_map_offsets.  */
47
48 #include "s390-tdep.h"
49
50
51 /* The tdep structure.  */
52
53 struct gdbarch_tdep
54 {
55   /* ABI version.  */
56   enum { ABI_LINUX_S390, ABI_LINUX_ZSERIES } abi;
57
58   /* Core file register sets.  */
59   const struct regset *gregset;
60   int sizeof_gregset;
61
62   const struct regset *fpregset;
63   int sizeof_fpregset;
64 };
65
66
67 /* Register information.  */
68
69 struct s390_register_info
70 {
71   char *name;
72   struct type **type;
73 };
74
75 static struct s390_register_info s390_register_info[S390_NUM_TOTAL_REGS] = 
76 {
77   /* Program Status Word.  */
78   { "pswm", &builtin_type_long },
79   { "pswa", &builtin_type_long },
80
81   /* General Purpose Registers.  */
82   { "r0", &builtin_type_long },
83   { "r1", &builtin_type_long },
84   { "r2", &builtin_type_long },
85   { "r3", &builtin_type_long },
86   { "r4", &builtin_type_long },
87   { "r5", &builtin_type_long },
88   { "r6", &builtin_type_long },
89   { "r7", &builtin_type_long },
90   { "r8", &builtin_type_long },
91   { "r9", &builtin_type_long },
92   { "r10", &builtin_type_long },
93   { "r11", &builtin_type_long },
94   { "r12", &builtin_type_long },
95   { "r13", &builtin_type_long },
96   { "r14", &builtin_type_long },
97   { "r15", &builtin_type_long },
98
99   /* Access Registers.  */
100   { "acr0", &builtin_type_int },
101   { "acr1", &builtin_type_int },
102   { "acr2", &builtin_type_int },
103   { "acr3", &builtin_type_int },
104   { "acr4", &builtin_type_int },
105   { "acr5", &builtin_type_int },
106   { "acr6", &builtin_type_int },
107   { "acr7", &builtin_type_int },
108   { "acr8", &builtin_type_int },
109   { "acr9", &builtin_type_int },
110   { "acr10", &builtin_type_int },
111   { "acr11", &builtin_type_int },
112   { "acr12", &builtin_type_int },
113   { "acr13", &builtin_type_int },
114   { "acr14", &builtin_type_int },
115   { "acr15", &builtin_type_int },
116
117   /* Floating Point Control Word.  */
118   { "fpc", &builtin_type_int },
119
120   /* Floating Point Registers.  */
121   { "f0", &builtin_type_double },
122   { "f1", &builtin_type_double },
123   { "f2", &builtin_type_double },
124   { "f3", &builtin_type_double },
125   { "f4", &builtin_type_double },
126   { "f5", &builtin_type_double },
127   { "f6", &builtin_type_double },
128   { "f7", &builtin_type_double },
129   { "f8", &builtin_type_double },
130   { "f9", &builtin_type_double },
131   { "f10", &builtin_type_double },
132   { "f11", &builtin_type_double },
133   { "f12", &builtin_type_double },
134   { "f13", &builtin_type_double },
135   { "f14", &builtin_type_double },
136   { "f15", &builtin_type_double },
137
138   /* Pseudo registers.  */
139   { "pc", &builtin_type_void_func_ptr },
140   { "cc", &builtin_type_int },
141 };
142
143 /* Return the name of register REGNUM.  */
144 static const char *
145 s390_register_name (int regnum)
146 {
147   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < S390_NUM_TOTAL_REGS);
148   return s390_register_info[regnum].name;
149 }
150
151 /* Return the GDB type object for the "standard" data type of data in
152    register REGNUM. */
153 static struct type *
154 s390_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
155 {
156   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < S390_NUM_TOTAL_REGS);
157   return *s390_register_info[regnum].type;
158 }
159
160 /* DWARF Register Mapping.  */
161
162 static int s390_dwarf_regmap[] =
163 {
164   /* General Purpose Registers.  */
165   S390_R0_REGNUM, S390_R1_REGNUM, S390_R2_REGNUM, S390_R3_REGNUM,
166   S390_R4_REGNUM, S390_R5_REGNUM, S390_R6_REGNUM, S390_R7_REGNUM,
167   S390_R8_REGNUM, S390_R9_REGNUM, S390_R10_REGNUM, S390_R11_REGNUM,
168   S390_R12_REGNUM, S390_R13_REGNUM, S390_R14_REGNUM, S390_R15_REGNUM,
169
170   /* Floating Point Registers.  */
171   S390_F0_REGNUM, S390_F2_REGNUM, S390_F4_REGNUM, S390_F6_REGNUM,
172   S390_F1_REGNUM, S390_F3_REGNUM, S390_F5_REGNUM, S390_F7_REGNUM,
173   S390_F8_REGNUM, S390_F10_REGNUM, S390_F12_REGNUM, S390_F14_REGNUM,
174   S390_F9_REGNUM, S390_F11_REGNUM, S390_F13_REGNUM, S390_F15_REGNUM,
175
176   /* Control Registers (not mapped).  */
177   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 
178   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 
179
180   /* Access Registers.  */
181   S390_A0_REGNUM, S390_A1_REGNUM, S390_A2_REGNUM, S390_A3_REGNUM,
182   S390_A4_REGNUM, S390_A5_REGNUM, S390_A6_REGNUM, S390_A7_REGNUM,
183   S390_A8_REGNUM, S390_A9_REGNUM, S390_A10_REGNUM, S390_A11_REGNUM,
184   S390_A12_REGNUM, S390_A13_REGNUM, S390_A14_REGNUM, S390_A15_REGNUM,
185
186   /* Program Status Word.  */
187   S390_PSWM_REGNUM,
188   S390_PSWA_REGNUM
189 };
190
191 /* Convert DWARF register number REG to the appropriate register
192    number used by GDB.  */
193 static int
194 s390_dwarf_reg_to_regnum (int reg)
195 {
196   int regnum = -1;
197
198   if (reg >= 0 || reg < ARRAY_SIZE (s390_dwarf_regmap))
199     regnum = s390_dwarf_regmap[reg];
200
201   if (regnum == -1)
202     warning ("Unmapped DWARF Register #%d encountered\n", reg);
203
204   return regnum;
205 }
206
207 /* Pseudo registers - PC and condition code.  */
208
209 static void
210 s390_pseudo_register_read (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
211                            int regnum, void *buf)
212 {
213   ULONGEST val;
214
215   switch (regnum)
216     {
217     case S390_PC_REGNUM:
218       regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWA_REGNUM, &val);
219       store_unsigned_integer (buf, 4, val & 0x7fffffff);
220       break;
221
222     case S390_CC_REGNUM:
223       regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, &val);
224       store_unsigned_integer (buf, 4, (val >> 12) & 3);
225       break;
226
227     default:
228       internal_error (__FILE__, __LINE__, "invalid regnum");
229     }
230 }
231
232 static void
233 s390_pseudo_register_write (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
234                             int regnum, const void *buf)
235 {
236   ULONGEST val, psw;
237
238   switch (regnum)
239     {
240     case S390_PC_REGNUM:
241       val = extract_unsigned_integer (buf, 4);
242       regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWA_REGNUM, &psw);
243       psw = (psw & 0x80000000) | (val & 0x7fffffff);
244       regcache_raw_write_unsigned (regcache, S390_PSWA_REGNUM, psw);
245       break;
246
247     case S390_CC_REGNUM:
248       val = extract_unsigned_integer (buf, 4);
249       regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, &psw);
250       psw = (psw & ~((ULONGEST)3 << 12)) | ((val & 3) << 12);
251       regcache_raw_write_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, psw);
252       break;
253
254     default:
255       internal_error (__FILE__, __LINE__, "invalid regnum");
256     }
257 }
258
259 static void
260 s390x_pseudo_register_read (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
261                             int regnum, void *buf)
262 {
263   ULONGEST val;
264
265   switch (regnum)
266     {
267     case S390_PC_REGNUM:
268       regcache_raw_read (regcache, S390_PSWA_REGNUM, buf);
269       break;
270
271     case S390_CC_REGNUM:
272       regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, &val);
273       store_unsigned_integer (buf, 4, (val >> 44) & 3);
274       break;
275
276     default:
277       internal_error (__FILE__, __LINE__, "invalid regnum");
278     }
279 }
280
281 static void
282 s390x_pseudo_register_write (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
283                              int regnum, const void *buf)
284 {
285   ULONGEST val, psw;
286
287   switch (regnum)
288     {
289     case S390_PC_REGNUM:
290       regcache_raw_write (regcache, S390_PSWA_REGNUM, buf);
291       break;
292
293     case S390_CC_REGNUM:
294       val = extract_unsigned_integer (buf, 4);
295       regcache_raw_read_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, &psw);
296       psw = (psw & ~((ULONGEST)3 << 44)) | ((val & 3) << 44);
297       regcache_raw_write_unsigned (regcache, S390_PSWM_REGNUM, psw);
298       break;
299
300     default:
301       internal_error (__FILE__, __LINE__, "invalid regnum");
302     }
303 }
304
305 /* 'float' values are stored in the upper half of floating-point
306    registers, even though we are otherwise a big-endian platform.  */
307
308 static int
309 s390_convert_register_p (int regno, struct type *type)
310 {
311   return (regno >= S390_F0_REGNUM && regno <= S390_F15_REGNUM)
312          && TYPE_LENGTH (type) < 8;
313 }
314
315 static void
316 s390_register_to_value (struct frame_info *frame, int regnum,
317                         struct type *valtype, void *out)
318 {
319   char in[8];
320   int len = TYPE_LENGTH (valtype);
321   gdb_assert (len < 8);
322
323   get_frame_register (frame, regnum, in);
324   memcpy (out, in, len);
325 }
326
327 static void
328 s390_value_to_register (struct frame_info *frame, int regnum,
329                         struct type *valtype, const void *in)
330 {
331   char out[8];
332   int len = TYPE_LENGTH (valtype);
333   gdb_assert (len < 8);
334
335   memset (out, 0, 8);
336   memcpy (out, in, len);
337   put_frame_register (frame, regnum, out);
338 }
339
340 /* Register groups.  */
341
342 static int
343 s390_register_reggroup_p (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
344                           struct reggroup *group)
345 {
346   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
347
348   /* Registers displayed via 'info regs'.  */
349   if (group == general_reggroup)
350     return (regnum >= S390_R0_REGNUM && regnum <= S390_R15_REGNUM)
351            || regnum == S390_PC_REGNUM
352            || regnum == S390_CC_REGNUM;
353
354   /* Registers displayed via 'info float'.  */
355   if (group == float_reggroup)
356     return (regnum >= S390_F0_REGNUM && regnum <= S390_F15_REGNUM)
357            || regnum == S390_FPC_REGNUM;
358
359   /* Registers that need to be saved/restored in order to
360      push or pop frames.  */
361   if (group == save_reggroup || group == restore_reggroup)
362     return regnum != S390_PSWM_REGNUM && regnum != S390_PSWA_REGNUM;
363
364   return default_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, group);
365 }
366
367
368 /* Core file register sets.  */
369
370 int s390_regmap_gregset[S390_NUM_REGS] =
371 {
372   /* Program Status Word.  */
373   0x00, 0x04,
374   /* General Purpose Registers.  */
375   0x08, 0x0c, 0x10, 0x14,
376   0x18, 0x1c, 0x20, 0x24,
377   0x28, 0x2c, 0x30, 0x34,
378   0x38, 0x3c, 0x40, 0x44,
379   /* Access Registers.  */
380   0x48, 0x4c, 0x50, 0x54,
381   0x58, 0x5c, 0x60, 0x64,
382   0x68, 0x6c, 0x70, 0x74,
383   0x78, 0x7c, 0x80, 0x84,
384   /* Floating Point Control Word.  */
385   -1,
386   /* Floating Point Registers.  */
387   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
388   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
389 };
390
391 int s390x_regmap_gregset[S390_NUM_REGS] =
392 {
393   0x00, 0x08,
394   /* General Purpose Registers.  */
395   0x10, 0x18, 0x20, 0x28,
396   0x30, 0x38, 0x40, 0x48,
397   0x50, 0x58, 0x60, 0x68,
398   0x70, 0x78, 0x80, 0x88,
399   /* Access Registers.  */
400   0x90, 0x94, 0x98, 0x9c,
401   0xa0, 0xa4, 0xa8, 0xac,
402   0xb0, 0xb4, 0xb8, 0xbc,
403   0xc0, 0xc4, 0xc8, 0xcc,
404   /* Floating Point Control Word.  */
405   -1,
406   /* Floating Point Registers.  */
407   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
408   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
409 };
410
411 int s390_regmap_fpregset[S390_NUM_REGS] =
412 {
413   /* Program Status Word.  */
414   -1, -1,
415   /* General Purpose Registers.  */
416   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
417   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
418   /* Access Registers.  */
419   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
420   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
421   /* Floating Point Control Word.  */
422   0x00,
423   /* Floating Point Registers.  */
424   0x08, 0x10, 0x18, 0x20,
425   0x28, 0x30, 0x38, 0x40,
426   0x48, 0x50, 0x58, 0x60,
427   0x68, 0x70, 0x78, 0x80,
428 };
429
430 /* Supply register REGNUM from the register set REGSET to register cache 
431    REGCACHE.  If REGNUM is -1, do this for all registers in REGSET.  */
432 static void
433 s390_supply_regset (const struct regset *regset, struct regcache *regcache,
434                     int regnum, const void *regs, size_t len)
435 {
436   const int *offset = regset->descr;
437   int i;
438
439   for (i = 0; i < S390_NUM_REGS; i++)
440     {
441       if ((regnum == i || regnum == -1) && offset[i] != -1)
442         regcache_raw_supply (regcache, i, (const char *)regs + offset[i]);
443     }
444 }
445
446 static const struct regset s390_gregset = {
447   s390_regmap_gregset, 
448   s390_supply_regset
449 };
450
451 static const struct regset s390x_gregset = {
452   s390x_regmap_gregset, 
453   s390_supply_regset
454 };
455
456 static const struct regset s390_fpregset = {
457   s390_regmap_fpregset, 
458   s390_supply_regset
459 };
460
461 /* Return the appropriate register set for the core section identified
462    by SECT_NAME and SECT_SIZE.  */
463 const struct regset *
464 s390_regset_from_core_section (struct gdbarch *gdbarch,
465                                const char *sect_name, size_t sect_size)
466 {
467   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
468
469   if (strcmp (sect_name, ".reg") == 0 && sect_size == tdep->sizeof_gregset)
470     return tdep->gregset;
471
472   if (strcmp (sect_name, ".reg2") == 0 && sect_size == tdep->sizeof_fpregset)
473     return tdep->fpregset;
474
475   return NULL;
476 }
477
478
479 /* Prologue analysis.  */
480
481 /* When we analyze a prologue, we're really doing 'abstract
482    interpretation' or 'pseudo-evaluation': running the function's code
483    in simulation, but using conservative approximations of the values
484    it would have when it actually runs.  For example, if our function
485    starts with the instruction:
486
487       ahi r1, 42     # add halfword immediate 42 to r1
488
489    we don't know exactly what value will be in r1 after executing this
490    instruction, but we do know it'll be 42 greater than its original
491    value.
492
493    If we then see an instruction like:
494
495       ahi r1, 22     # add halfword immediate 22 to r1
496
497    we still don't know what r1's value is, but again, we can say it is
498    now 64 greater than its original value.
499
500    If the next instruction were:
501
502       lr r2, r1      # set r2 to r1's value
503
504    then we can say that r2's value is now the original value of r1
505    plus 64.  And so on.
506
507    Of course, this can only go so far before it gets unreasonable.  If
508    we wanted to be able to say anything about the value of r1 after
509    the instruction:
510
511       xr r1, r3      # exclusive-or r1 and r3, place result in r1
512
513    then things would get pretty complex.  But remember, we're just
514    doing a conservative approximation; if exclusive-or instructions
515    aren't relevant to prologues, we can just say r1's value is now
516    'unknown'.  We can ignore things that are too complex, if that loss
517    of information is acceptable for our application.
518
519    Once you've reached an instruction that you don't know how to
520    simulate, you stop.  Now you examine the state of the registers and
521    stack slots you've kept track of.  For example:
522
523    - To see how large your stack frame is, just check the value of sp;
524      if it's the original value of sp minus a constant, then that
525      constant is the stack frame's size.  If the sp's value has been
526      marked as 'unknown', then that means the prologue has done
527      something too complex for us to track, and we don't know the
528      frame size.
529
530    - To see whether we've saved the SP in the current frame's back
531      chain slot, we just check whether the current value of the back
532      chain stack slot is the original value of the sp.
533
534    Sure, this takes some work.  But prologue analyzers aren't
535    quick-and-simple pattern patching to recognize a few fixed prologue
536    forms any more; they're big, hairy functions.  Along with inferior
537    function calls, prologue analysis accounts for a substantial
538    portion of the time needed to stabilize a GDB port.  So I think
539    it's worthwhile to look for an approach that will be easier to
540    understand and maintain.  In the approach used here:
541
542    - It's easier to see that the analyzer is correct: you just see
543      whether the analyzer properly (albiet conservatively) simulates
544      the effect of each instruction.
545
546    - It's easier to extend the analyzer: you can add support for new
547      instructions, and know that you haven't broken anything that
548      wasn't already broken before.
549
550    - It's orthogonal: to gather new information, you don't need to
551      complicate the code for each instruction.  As long as your domain
552      of conservative values is already detailed enough to tell you
553      what you need, then all the existing instruction simulations are
554      already gathering the right data for you.
555
556    A 'struct prologue_value' is a conservative approximation of the
557    real value the register or stack slot will have.  */
558
559 struct prologue_value {
560
561   /* What sort of value is this?  This determines the interpretation
562      of subsequent fields.  */
563   enum {
564
565     /* We don't know anything about the value.  This is also used for
566        values we could have kept track of, when doing so would have
567        been too complex and we don't want to bother.  The bottom of
568        our lattice.  */
569     pv_unknown,
570
571     /* A known constant.  K is its value.  */
572     pv_constant,
573
574     /* The value that register REG originally had *UPON ENTRY TO THE
575        FUNCTION*, plus K.  If K is zero, this means, obviously, just
576        the value REG had upon entry to the function.  REG is a GDB
577        register number.  Before we start interpreting, we initialize
578        every register R to { pv_register, R, 0 }.  */
579     pv_register,
580
581   } kind;
582
583   /* The meanings of the following fields depend on 'kind'; see the
584      comments for the specific 'kind' values.  */
585   int reg;
586   CORE_ADDR k;
587 };
588
589
590 /* Set V to be unknown.  */
591 static void
592 pv_set_to_unknown (struct prologue_value *v)
593 {
594   v->kind = pv_unknown;
595 }
596
597
598 /* Set V to the constant K.  */
599 static void
600 pv_set_to_constant (struct prologue_value *v, CORE_ADDR k)
601 {
602   v->kind = pv_constant;
603   v->k = k;
604 }
605
606
607 /* Set V to the original value of register REG, plus K.  */
608 static void
609 pv_set_to_register (struct prologue_value *v, int reg, CORE_ADDR k)
610 {
611   v->kind = pv_register;
612   v->reg = reg;
613   v->k = k;
614 }
615
616
617 /* If one of *A and *B is a constant, and the other isn't, swap the
618    pointers as necessary to ensure that *B points to the constant.
619    This can reduce the number of cases we need to analyze in the
620    functions below.  */
621 static void
622 pv_constant_last (struct prologue_value **a,
623                   struct prologue_value **b)
624 {
625   if ((*a)->kind == pv_constant
626       && (*b)->kind != pv_constant)
627     {
628       struct prologue_value *temp = *a;
629       *a = *b;
630       *b = temp;
631     }
632 }
633
634
635 /* Set SUM to the sum of A and B.  SUM, A, and B may point to the same
636    'struct prologue_value' object.  */
637 static void
638 pv_add (struct prologue_value *sum,
639         struct prologue_value *a,
640         struct prologue_value *b)
641 {
642   pv_constant_last (&a, &b);
643
644   /* We can handle adding constants to registers, and other constants.  */
645   if (b->kind == pv_constant
646       && (a->kind == pv_register
647           || a->kind == pv_constant))
648     {
649       sum->kind = a->kind;
650       sum->reg = a->reg;    /* not meaningful if a is pv_constant, but
651                                harmless */
652       sum->k = a->k + b->k;
653     }
654
655   /* Anything else we don't know how to add.  We don't have a
656      representation for, say, the sum of two registers, or a multiple
657      of a register's value (adding a register to itself).  */
658   else
659     sum->kind = pv_unknown;
660 }
661
662
663 /* Add the constant K to V.  */
664 static void
665 pv_add_constant (struct prologue_value *v, CORE_ADDR k)
666 {
667   struct prologue_value pv_k;
668
669   /* Rather than thinking of all the cases we can and can't handle,
670      we'll just let pv_add take care of that for us.  */
671   pv_set_to_constant (&pv_k, k);
672   pv_add (v, v, &pv_k);
673 }
674
675
676 /* Subtract B from A, and put the result in DIFF.
677
678    This isn't quite the same as negating B and adding it to A, since
679    we don't have a representation for the negation of anything but a
680    constant.  For example, we can't negate { pv_register, R1, 10 },
681    but we do know that { pv_register, R1, 10 } minus { pv_register,
682    R1, 5 } is { pv_constant, <ignored>, 5 }.
683
684    This means, for example, that we can subtract two stack addresses;
685    they're both relative to the original SP.  Since the frame pointer
686    is set based on the SP, its value will be the original SP plus some
687    constant (probably zero), so we can use its value just fine.  */
688 static void
689 pv_subtract (struct prologue_value *diff,
690              struct prologue_value *a,
691              struct prologue_value *b)
692 {
693   pv_constant_last (&a, &b);
694
695   /* We can subtract a constant from another constant, or from a
696      register.  */
697   if (b->kind == pv_constant
698       && (a->kind == pv_register
699           || a->kind == pv_constant))
700     {
701       diff->kind = a->kind;
702       diff->reg = a->reg;    /* not always meaningful, but harmless */
703       diff->k = a->k - b->k;
704     }
705
706   /* We can subtract a register from itself, yielding a constant.  */
707   else if (a->kind == pv_register
708            && b->kind == pv_register
709            && a->reg == b->reg)
710     {
711       diff->kind = pv_constant;
712       diff->k = a->k - b->k;
713     }
714
715   /* We don't know how to subtract anything else.  */
716   else
717     diff->kind = pv_unknown;
718 }
719
720
721 /* Set AND to the logical and of A and B.  */
722 static void
723 pv_logical_and (struct prologue_value *and,
724                 struct prologue_value *a,
725                 struct prologue_value *b)
726 {
727   pv_constant_last (&a, &b);
728
729   /* We can 'and' two constants.  */
730   if (a->kind == pv_constant
731       && b->kind == pv_constant)
732     {
733       and->kind = pv_constant;
734       and->k = a->k & b->k;
735     }
736
737   /* We can 'and' anything with the constant zero.  */
738   else if (b->kind == pv_constant
739            && b->k == 0)
740     {
741       and->kind = pv_constant;
742       and->k = 0;
743     }
744   
745   /* We can 'and' anything with ~0.  */
746   else if (b->kind == pv_constant
747            && b->k == ~ (CORE_ADDR) 0)
748     *and = *a;
749
750   /* We can 'and' a register with itself.  */
751   else if (a->kind == pv_register
752            && b->kind == pv_register
753            && a->reg == b->reg
754            && a->k == b->k)
755     *and = *a;
756
757   /* Otherwise, we don't know.  */
758   else
759     pv_set_to_unknown (and);
760 }
761
762
763 /* Return non-zero iff A and B are identical expressions.
764
765    This is not the same as asking if the two values are equal; the
766    result of such a comparison would have to be a pv_boolean, and
767    asking whether two 'unknown' values were equal would give you
768    pv_maybe.  Same for comparing, say, { pv_register, R1, 0 } and {
769    pv_register, R2, 0}.  Instead, this is asking whether the two
770    representations are the same.  */
771 static int
772 pv_is_identical (struct prologue_value *a,
773                  struct prologue_value *b)
774 {
775   if (a->kind != b->kind)
776     return 0;
777
778   switch (a->kind)
779     {
780     case pv_unknown:
781       return 1;
782     case pv_constant:
783       return (a->k == b->k);
784     case pv_register:
785       return (a->reg == b->reg && a->k == b->k);
786     default:
787       gdb_assert (0);
788     }
789 }
790
791
792 /* Return non-zero if A is the original value of register number R
793    plus K, zero otherwise.  */
794 static int
795 pv_is_register (struct prologue_value *a, int r, CORE_ADDR k)
796 {
797   return (a->kind == pv_register
798           && a->reg == r
799           && a->k == k);
800 }
801
802
803 /* A prologue-value-esque boolean type, including "maybe", when we
804    can't figure out whether something is true or not.  */
805 enum pv_boolean {
806   pv_maybe,
807   pv_definite_yes,
808   pv_definite_no,
809 };
810
811
812 /* Decide whether a reference to SIZE bytes at ADDR refers exactly to
813    an element of an array.  The array starts at ARRAY_ADDR, and has
814    ARRAY_LEN values of ELT_SIZE bytes each.  If ADDR definitely does
815    refer to an array element, set *I to the index of the referenced
816    element in the array, and return pv_definite_yes.  If it definitely
817    doesn't, return pv_definite_no.  If we can't tell, return pv_maybe.
818
819    If the reference does touch the array, but doesn't fall exactly on
820    an element boundary, or doesn't refer to the whole element, return
821    pv_maybe.  */
822 static enum pv_boolean
823 pv_is_array_ref (struct prologue_value *addr,
824                  CORE_ADDR size,
825                  struct prologue_value *array_addr,
826                  CORE_ADDR array_len, 
827                  CORE_ADDR elt_size,
828                  int *i)
829 {
830   struct prologue_value offset;
831
832   /* Note that, since ->k is a CORE_ADDR, and CORE_ADDR is unsigned,
833      if addr is *before* the start of the array, then this isn't going
834      to be negative...  */
835   pv_subtract (&offset, addr, array_addr);
836
837   if (offset.kind == pv_constant)
838     {
839       /* This is a rather odd test.  We want to know if the SIZE bytes
840          at ADDR don't overlap the array at all, so you'd expect it to
841          be an || expression: "if we're completely before || we're
842          completely after".  But with unsigned arithmetic, things are
843          different: since it's a number circle, not a number line, the
844          right values for offset.k are actually one contiguous range.  */
845       if (offset.k <= -size
846           && offset.k >= array_len * elt_size)
847         return pv_definite_no;
848       else if (offset.k % elt_size != 0
849                || size != elt_size)
850         return pv_maybe;
851       else
852         {
853           *i = offset.k / elt_size;
854           return pv_definite_yes;
855         }
856     }
857   else
858     return pv_maybe;
859 }
860
861
862
863 /* Decoding S/390 instructions.  */
864
865 /* Named opcode values for the S/390 instructions we recognize.  Some
866    instructions have their opcode split across two fields; those are the
867    op1_* and op2_* enums.  */
868 enum
869   {
870     op1_lhi  = 0xa7,   op2_lhi  = 0x08,
871     op1_lghi = 0xa7,   op2_lghi = 0x09,
872     op_lr    = 0x18,
873     op_lgr   = 0xb904,
874     op_l     = 0x58,
875     op1_ly   = 0xe3,   op2_ly   = 0x58,
876     op1_lg   = 0xe3,   op2_lg   = 0x04,
877     op_lm    = 0x98,
878     op1_lmy  = 0xeb,   op2_lmy  = 0x98,
879     op1_lmg  = 0xeb,   op2_lmg  = 0x04,
880     op_st    = 0x50,
881     op1_sty  = 0xe3,   op2_sty  = 0x50,
882     op1_stg  = 0xe3,   op2_stg  = 0x24,
883     op_std   = 0x60,
884     op_stm   = 0x90,
885     op1_stmy = 0xeb,   op2_stmy = 0x90,
886     op1_stmg = 0xeb,   op2_stmg = 0x24,
887     op1_aghi = 0xa7,   op2_aghi = 0x0b,
888     op1_ahi  = 0xa7,   op2_ahi  = 0x0a,
889     op_ar    = 0x1a,
890     op_agr   = 0xb908,
891     op_a     = 0x5a,
892     op1_ay   = 0xe3,   op2_ay   = 0x5a,
893     op1_ag   = 0xe3,   op2_ag   = 0x08,
894     op_sr    = 0x1b,
895     op_sgr   = 0xb909,
896     op_s     = 0x5b,
897     op1_sy   = 0xe3,   op2_sy   = 0x5b,
898     op1_sg   = 0xe3,   op2_sg   = 0x09,
899     op_nr    = 0x14,
900     op_ngr   = 0xb980,
901     op_la    = 0x41,
902     op1_lay  = 0xe3,   op2_lay  = 0x71,
903     op1_larl = 0xc0,   op2_larl = 0x00,
904     op_basr  = 0x0d,
905     op_bas   = 0x4d,
906     op_bcr   = 0x07,
907     op_bc    = 0x0d,
908     op1_bras = 0xa7,   op2_bras = 0x05,
909     op1_brasl= 0xc0,   op2_brasl= 0x05,
910     op1_brc  = 0xa7,   op2_brc  = 0x04,
911     op1_brcl = 0xc0,   op2_brcl = 0x04,
912   };
913
914
915 /* Read a single instruction from address AT.  */
916
917 #define S390_MAX_INSTR_SIZE 6
918 static int
919 s390_readinstruction (bfd_byte instr[], CORE_ADDR at)
920 {
921   static int s390_instrlen[] = { 2, 4, 4, 6 };
922   int instrlen;
923
924   if (read_memory_nobpt (at, &instr[0], 2))
925     return -1;
926   instrlen = s390_instrlen[instr[0] >> 6];
927   if (instrlen > 2)
928     {
929       if (read_memory_nobpt (at + 2, &instr[2], instrlen - 2))
930         return -1;
931     }
932   return instrlen;
933 }
934
935
936 /* The functions below are for recognizing and decoding S/390
937    instructions of various formats.  Each of them checks whether INSN
938    is an instruction of the given format, with the specified opcodes.
939    If it is, it sets the remaining arguments to the values of the
940    instruction's fields, and returns a non-zero value; otherwise, it
941    returns zero.
942
943    These functions' arguments appear in the order they appear in the
944    instruction, not in the machine-language form.  So, opcodes always
945    come first, even though they're sometimes scattered around the
946    instructions.  And displacements appear before base and extension
947    registers, as they do in the assembly syntax, not at the end, as
948    they do in the machine language.  */
949 static int
950 is_ri (bfd_byte *insn, int op1, int op2, unsigned int *r1, int *i2)
951 {
952   if (insn[0] == op1 && (insn[1] & 0xf) == op2)
953     {
954       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
955       /* i2 is a 16-bit signed quantity.  */
956       *i2 = (((insn[2] << 8) | insn[3]) ^ 0x8000) - 0x8000;
957       return 1;
958     }
959   else
960     return 0;
961 }
962
963
964 static int
965 is_ril (bfd_byte *insn, int op1, int op2,
966         unsigned int *r1, int *i2)
967 {
968   if (insn[0] == op1 && (insn[1] & 0xf) == op2)
969     {
970       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
971       /* i2 is a signed quantity.  If the host 'int' is 32 bits long,
972          no sign extension is necessary, but we don't want to assume
973          that.  */
974       *i2 = (((insn[2] << 24)
975               | (insn[3] << 16)
976               | (insn[4] << 8)
977               | (insn[5])) ^ 0x80000000) - 0x80000000;
978       return 1;
979     }
980   else
981     return 0;
982 }
983
984
985 static int
986 is_rr (bfd_byte *insn, int op, unsigned int *r1, unsigned int *r2)
987 {
988   if (insn[0] == op)
989     {
990       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
991       *r2 = insn[1] & 0xf;
992       return 1;
993     }
994   else
995     return 0;
996 }
997
998
999 static int
1000 is_rre (bfd_byte *insn, int op, unsigned int *r1, unsigned int *r2)
1001 {
1002   if (((insn[0] << 8) | insn[1]) == op)
1003     {
1004       /* Yes, insn[3].  insn[2] is unused in RRE format.  */
1005       *r1 = (insn[3] >> 4) & 0xf;
1006       *r2 = insn[3] & 0xf;
1007       return 1;
1008     }
1009   else
1010     return 0;
1011 }
1012
1013
1014 static int
1015 is_rs (bfd_byte *insn, int op,
1016        unsigned int *r1, unsigned int *r3, unsigned int *d2, unsigned int *b2)
1017 {
1018   if (insn[0] == op)
1019     {
1020       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
1021       *r3 = insn[1] & 0xf;
1022       *b2 = (insn[2] >> 4) & 0xf;
1023       *d2 = ((insn[2] & 0xf) << 8) | insn[3];
1024       return 1;
1025     }
1026   else
1027     return 0;
1028 }
1029
1030
1031 static int
1032 is_rsy (bfd_byte *insn, int op1, int op2,
1033         unsigned int *r1, unsigned int *r3, unsigned int *d2, unsigned int *b2)
1034 {
1035   if (insn[0] == op1
1036       && insn[5] == op2)
1037     {
1038       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
1039       *r3 = insn[1] & 0xf;
1040       *b2 = (insn[2] >> 4) & 0xf;
1041       /* The 'long displacement' is a 20-bit signed integer.  */
1042       *d2 = ((((insn[2] & 0xf) << 8) | insn[3] | (insn[4] << 12)) 
1043                 ^ 0x80000) - 0x80000;
1044       return 1;
1045     }
1046   else
1047     return 0;
1048 }
1049
1050
1051 static int
1052 is_rx (bfd_byte *insn, int op,
1053        unsigned int *r1, unsigned int *d2, unsigned int *x2, unsigned int *b2)
1054 {
1055   if (insn[0] == op)
1056     {
1057       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
1058       *x2 = insn[1] & 0xf;
1059       *b2 = (insn[2] >> 4) & 0xf;
1060       *d2 = ((insn[2] & 0xf) << 8) | insn[3];
1061       return 1;
1062     }
1063   else
1064     return 0;
1065 }
1066
1067
1068 static int
1069 is_rxy (bfd_byte *insn, int op1, int op2,
1070         unsigned int *r1, unsigned int *d2, unsigned int *x2, unsigned int *b2)
1071 {
1072   if (insn[0] == op1
1073       && insn[5] == op2)
1074     {
1075       *r1 = (insn[1] >> 4) & 0xf;
1076       *x2 = insn[1] & 0xf;
1077       *b2 = (insn[2] >> 4) & 0xf;
1078       /* The 'long displacement' is a 20-bit signed integer.  */
1079       *d2 = ((((insn[2] & 0xf) << 8) | insn[3] | (insn[4] << 12)) 
1080                 ^ 0x80000) - 0x80000;
1081       return 1;
1082     }
1083   else
1084     return 0;
1085 }
1086
1087
1088 /* Set ADDR to the effective address for an X-style instruction, like:
1089
1090         L R1, D2(X2, B2)
1091
1092    Here, X2 and B2 are registers, and D2 is a signed 20-bit
1093    constant; the effective address is the sum of all three.  If either
1094    X2 or B2 are zero, then it doesn't contribute to the sum --- this
1095    means that r0 can't be used as either X2 or B2.
1096
1097    GPR is an array of general register values, indexed by GPR number,
1098    not GDB register number.  */
1099 static void
1100 compute_x_addr (struct prologue_value *addr, 
1101                 struct prologue_value *gpr,
1102                 int d2, unsigned int x2, unsigned int b2)
1103 {
1104   /* We can't just add stuff directly in addr; it might alias some of
1105      the registers we need to read.  */
1106   struct prologue_value result;
1107
1108   pv_set_to_constant (&result, d2);
1109   if (x2)
1110     pv_add (&result, &result, &gpr[x2]);
1111   if (b2)
1112     pv_add (&result, &result, &gpr[b2]);
1113
1114   *addr = result;
1115 }
1116
1117
1118 /* The number of GPR and FPR spill slots in an S/390 stack frame.  We
1119    track general-purpose registers r2 -- r15, and floating-point
1120    registers f0, f2, f4, and f6.  */
1121 #define S390_NUM_SPILL_SLOTS (14 + 4)
1122 #define S390_NUM_GPRS 16
1123 #define S390_NUM_FPRS 16
1124
1125 struct s390_prologue_data {
1126
1127   /* The size of a GPR or FPR.  */
1128   int gpr_size;
1129   int fpr_size;
1130
1131   /* The general-purpose registers.  */
1132   struct prologue_value gpr[S390_NUM_GPRS];
1133
1134   /* The floating-point registers.  */
1135   struct prologue_value fpr[S390_NUM_FPRS];
1136
1137   /* The register spill stack slots in the caller's frame ---
1138      general-purpose registers r2 through r15, and floating-point
1139      registers.  spill[i] is where gpr i+2 gets spilled;
1140      spill[(14, 15, 16, 17)] is where (f0, f2, f4, f6) get spilled.  */
1141   struct prologue_value spill[S390_NUM_SPILL_SLOTS];
1142
1143   /* The value of the back chain slot.  This is only valid if the stack
1144      pointer is known to be less than its original value --- that is,
1145      if we have indeed allocated space on the stack.  */
1146   struct prologue_value back_chain;
1147 };
1148
1149
1150 /* If the SIZE bytes at ADDR are a stack slot we're actually tracking,
1151    return pv_definite_yes and set *STACK to point to the slot.  If
1152    we're sure that they are not any of our stack slots, then return
1153    pv_definite_no.  Otherwise, return pv_maybe.
1154
1155    DATA describes our current state (registers and stack slots).  */
1156 static enum pv_boolean
1157 s390_on_stack (struct prologue_value *addr,
1158                CORE_ADDR size,
1159                struct s390_prologue_data *data,
1160                struct prologue_value **stack)
1161 {
1162   struct prologue_value gpr_spill_addr;
1163   struct prologue_value fpr_spill_addr;
1164   struct prologue_value back_chain_addr;  
1165   int i;
1166   enum pv_boolean b;
1167
1168   /* Construct the addresses of the spill arrays and the back chain.  */
1169   pv_set_to_register (&gpr_spill_addr, S390_SP_REGNUM, 2 * data->gpr_size);
1170   pv_set_to_register (&fpr_spill_addr, S390_SP_REGNUM, 16 * data->gpr_size);
1171   back_chain_addr = data->gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1172
1173   /* We have to check for GPR and FPR references using two separate
1174      calls to pv_is_array_ref, since the GPR and FPR spill slots are
1175      different sizes.  (SPILL is an array, but the thing it tracks
1176      isn't really an array.)  */
1177
1178   /* Was it a reference to the GPR spill array?  */
1179   b = pv_is_array_ref (addr, size, &gpr_spill_addr, 14, data->gpr_size, &i);
1180   if (b == pv_definite_yes)
1181     {
1182       *stack = &data->spill[i];
1183       return pv_definite_yes;
1184     }
1185   if (b == pv_maybe)
1186     return pv_maybe;
1187
1188   /* Was it a reference to the FPR spill array?  */
1189   b = pv_is_array_ref (addr, size, &fpr_spill_addr, 4, data->fpr_size, &i);
1190   if (b == pv_definite_yes)
1191     {
1192       *stack = &data->spill[14 + i];
1193       return pv_definite_yes;
1194     }
1195   if (b == pv_maybe)
1196     return pv_maybe;
1197
1198   /* Was it a reference to the back chain?
1199      This isn't quite right.  We ought to check whether we have
1200      actually allocated any new frame at all.  */
1201   b = pv_is_array_ref (addr, size, &back_chain_addr, 1, data->gpr_size, &i);
1202   if (b == pv_definite_yes)
1203     {
1204       *stack = &data->back_chain;
1205       return pv_definite_yes;
1206     }
1207   if (b == pv_maybe)
1208     return pv_maybe;
1209
1210   /* All the above queries returned definite 'no's.  */
1211   return pv_definite_no;
1212 }
1213
1214
1215 /* Do a SIZE-byte store of VALUE to ADDR.  */
1216 static void
1217 s390_store (struct prologue_value *addr,
1218             CORE_ADDR size,
1219             struct prologue_value *value,
1220             struct s390_prologue_data *data)
1221 {
1222   struct prologue_value *stack;
1223
1224   /* We can do it if it's definitely a reference to something on the stack.  */
1225   if (s390_on_stack (addr, size, data, &stack) == pv_definite_yes)
1226     {
1227       *stack = *value;
1228       return;
1229     }
1230
1231   /* Note: If s390_on_stack returns pv_maybe, you might think we should
1232      forget our cached values, as any of those might have been hit.
1233
1234      However, we make the assumption that --since the fields we track
1235      are save areas private to compiler, and never directly exposed to 
1236      the user-- every access to our data is explicit.  Hence, every 
1237      memory access we cannot follow can't hit our data.  */
1238 }
1239
1240 /* Do a SIZE-byte load from ADDR into VALUE.  */
1241 static void
1242 s390_load (struct prologue_value *addr,
1243            CORE_ADDR size,
1244            struct prologue_value *value,
1245            struct s390_prologue_data *data)
1246 {
1247   struct prologue_value *stack;
1248
1249   /* If it's a load from an in-line constant pool, then we can
1250      simulate that, under the assumption that the code isn't
1251      going to change between the time the processor actually
1252      executed it creating the current frame, and the time when
1253      we're analyzing the code to unwind past that frame.  */
1254   if (addr->kind == pv_constant)
1255     {
1256       struct section_table *secp;
1257       secp = target_section_by_addr (&current_target, addr->k);
1258       if (secp != NULL
1259           && (bfd_get_section_flags (secp->bfd, secp->the_bfd_section)
1260               & SEC_READONLY))
1261         {
1262           pv_set_to_constant (value, read_memory_integer (addr->k, size));
1263           return;
1264         }
1265     }
1266
1267   /* If it's definitely a reference to something on the stack, 
1268      we can do that.  */
1269   if (s390_on_stack (addr, size, data, &stack) == pv_definite_yes)
1270     {
1271       *value = *stack;
1272       return;
1273     }
1274
1275   /* Otherwise, we don't know the value.  */
1276   pv_set_to_unknown (value);
1277 }
1278             
1279
1280 /* Analyze the prologue of the function starting at START_PC,
1281    continuing at most until CURRENT_PC.  Initialize DATA to
1282    hold all information we find out about the state of the registers
1283    and stack slots.  Return the address of the instruction after
1284    the last one that changed the SP, FP, or back chain; or zero
1285    on error.  */
1286 static CORE_ADDR
1287 s390_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch,
1288                        CORE_ADDR start_pc,
1289                        CORE_ADDR current_pc,
1290                        struct s390_prologue_data *data)
1291 {
1292   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
1293
1294   /* Our return value:
1295      The address of the instruction after the last one that changed
1296      the SP, FP, or back chain;  zero if we got an error trying to 
1297      read memory.  */
1298   CORE_ADDR result = start_pc;
1299
1300   /* The current PC for our abstract interpretation.  */
1301   CORE_ADDR pc;
1302
1303   /* The address of the next instruction after that.  */
1304   CORE_ADDR next_pc;
1305   
1306   /* Set up everything's initial value.  */
1307   {
1308     int i;
1309
1310     /* For the purpose of prologue tracking, we consider the GPR size to
1311        be equal to the ABI word size, even if it is actually larger
1312        (i.e. when running a 32-bit binary under a 64-bit kernel).  */
1313     data->gpr_size = word_size;
1314     data->fpr_size = 8;
1315
1316     for (i = 0; i < S390_NUM_GPRS; i++)
1317       pv_set_to_register (&data->gpr[i], S390_R0_REGNUM + i, 0);
1318
1319     for (i = 0; i < S390_NUM_FPRS; i++)
1320       pv_set_to_register (&data->fpr[i], S390_F0_REGNUM + i, 0);
1321
1322     for (i = 0; i < S390_NUM_SPILL_SLOTS; i++)
1323       pv_set_to_unknown (&data->spill[i]);
1324
1325     pv_set_to_unknown (&data->back_chain);
1326   }
1327
1328   /* Start interpreting instructions, until we hit the frame's
1329      current PC or the first branch instruction.  */
1330   for (pc = start_pc; pc > 0 && pc < current_pc; pc = next_pc)
1331     {
1332       bfd_byte insn[S390_MAX_INSTR_SIZE];
1333       int insn_len = s390_readinstruction (insn, pc);
1334
1335       /* Fields for various kinds of instructions.  */
1336       unsigned int b2, r1, r2, x2, r3;
1337       int i2, d2;
1338
1339       /* The values of SP, FP, and back chain before this instruction,
1340          for detecting instructions that change them.  */
1341       struct prologue_value pre_insn_sp, pre_insn_fp, pre_insn_back_chain;
1342
1343       /* If we got an error trying to read the instruction, report it.  */
1344       if (insn_len < 0)
1345         {
1346           result = 0;
1347           break;
1348         }
1349
1350       next_pc = pc + insn_len;
1351
1352       pre_insn_sp = data->gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1353       pre_insn_fp = data->gpr[S390_FRAME_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1354       pre_insn_back_chain = data->back_chain;
1355
1356       /* LHI r1, i2 --- load halfword immediate */
1357       if (word_size == 4
1358           && is_ri (insn, op1_lhi, op2_lhi, &r1, &i2))
1359         pv_set_to_constant (&data->gpr[r1], i2);
1360
1361       /* LGHI r1, i2 --- load halfword immediate (64-bit version) */
1362       else if (word_size == 8
1363                && is_ri (insn, op1_lghi, op2_lghi, &r1, &i2))
1364         pv_set_to_constant (&data->gpr[r1], i2);
1365
1366       /* LR r1, r2 --- load from register */
1367       else if (word_size == 4
1368                && is_rr (insn, op_lr, &r1, &r2))
1369         data->gpr[r1] = data->gpr[r2];
1370
1371       /* LGR r1, r2 --- load from register (64-bit version) */
1372       else if (word_size == 8
1373                && is_rre (insn, op_lgr, &r1, &r2))
1374         data->gpr[r1] = data->gpr[r2];
1375
1376       /* L r1, d2(x2, b2) --- load */
1377       else if (word_size == 4
1378                && is_rx (insn, op_l, &r1, &d2, &x2, &b2))
1379         {
1380           struct prologue_value addr;
1381
1382           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1383           s390_load (&addr, 4, &data->gpr[r1], data);
1384         }
1385
1386       /* LY r1, d2(x2, b2) --- load (long-displacement version) */
1387       else if (word_size == 4
1388                && is_rxy (insn, op1_ly, op2_ly, &r1, &d2, &x2, &b2))
1389         {
1390           struct prologue_value addr;
1391
1392           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1393           s390_load (&addr, 4, &data->gpr[r1], data);
1394         }
1395
1396       /* LG r1, d2(x2, b2) --- load (64-bit version) */
1397       else if (word_size == 8
1398                && is_rxy (insn, op1_lg, op2_lg, &r1, &d2, &x2, &b2))
1399         {
1400           struct prologue_value addr;
1401
1402           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1403           s390_load (&addr, 8, &data->gpr[r1], data);
1404         }
1405
1406       /* ST r1, d2(x2, b2) --- store */
1407       else if (word_size == 4
1408                && is_rx (insn, op_st, &r1, &d2, &x2, &b2))
1409         {
1410           struct prologue_value addr;
1411
1412           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1413           s390_store (&addr, 4, &data->gpr[r1], data);
1414         }
1415
1416       /* STY r1, d2(x2, b2) --- store (long-displacement version) */
1417       else if (word_size == 4
1418                && is_rxy (insn, op1_sty, op2_sty, &r1, &d2, &x2, &b2))
1419         {
1420           struct prologue_value addr;
1421
1422           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1423           s390_store (&addr, 4, &data->gpr[r1], data);
1424         }
1425
1426       /* STG r1, d2(x2, b2) --- store (64-bit version) */
1427       else if (word_size == 8
1428                && is_rxy (insn, op1_stg, op2_stg, &r1, &d2, &x2, &b2))
1429         {
1430           struct prologue_value addr;
1431
1432           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1433           s390_store (&addr, 8, &data->gpr[r1], data);
1434         }
1435
1436       /* STD r1, d2(x2,b2) --- store floating-point register  */
1437       else if (is_rx (insn, op_std, &r1, &d2, &x2, &b2))
1438         {
1439           struct prologue_value addr;
1440
1441           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1442           s390_store (&addr, 8, &data->fpr[r1], data);
1443         }
1444
1445       /* STM r1, r3, d2(b2) --- store multiple */
1446       else if (word_size == 4
1447                && is_rs (insn, op_stm, &r1, &r3, &d2, &b2))
1448         {
1449           int regnum;
1450           int offset;
1451           struct prologue_value addr;
1452
1453           for (regnum = r1, offset = 0;
1454                regnum <= r3;
1455                regnum++, offset += 4)
1456             {
1457               compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2 + offset, 0, b2);
1458               s390_store (&addr, 4, &data->gpr[regnum], data);
1459             }
1460         }
1461
1462       /* STMY r1, r3, d2(b2) --- store multiple (long-displacement version) */
1463       else if (word_size == 4
1464                && is_rsy (insn, op1_stmy, op2_stmy, &r1, &r3, &d2, &b2))
1465         {
1466           int regnum;
1467           int offset;
1468           struct prologue_value addr;
1469
1470           for (regnum = r1, offset = 0;
1471                regnum <= r3;
1472                regnum++, offset += 4)
1473             {
1474               compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2 + offset, 0, b2);
1475               s390_store (&addr, 4, &data->gpr[regnum], data);
1476             }
1477         }
1478
1479       /* STMG r1, r3, d2(b2) --- store multiple (64-bit version) */
1480       else if (word_size == 8
1481                && is_rsy (insn, op1_stmg, op2_stmg, &r1, &r3, &d2, &b2))
1482         {
1483           int regnum;
1484           int offset;
1485           struct prologue_value addr;
1486
1487           for (regnum = r1, offset = 0;
1488                regnum <= r3;
1489                regnum++, offset += 8)
1490             {
1491               compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2 + offset, 0, b2);
1492               s390_store (&addr, 8, &data->gpr[regnum], data);
1493             }
1494         }
1495
1496       /* AHI r1, i2 --- add halfword immediate */
1497       else if (word_size == 4
1498                && is_ri (insn, op1_ahi, op2_ahi, &r1, &i2))
1499         pv_add_constant (&data->gpr[r1], i2);
1500
1501       /* AGHI r1, i2 --- add halfword immediate (64-bit version) */
1502       else if (word_size == 8
1503                && is_ri (insn, op1_aghi, op2_aghi, &r1, &i2))
1504         pv_add_constant (&data->gpr[r1], i2);
1505
1506       /* AR r1, r2 -- add register */
1507       else if (word_size == 4
1508                && is_rr (insn, op_ar, &r1, &r2))
1509         pv_add (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &data->gpr[r2]);
1510
1511       /* AGR r1, r2 -- add register (64-bit version) */
1512       else if (word_size == 8
1513                && is_rre (insn, op_agr, &r1, &r2))
1514         pv_add (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &data->gpr[r2]);
1515
1516       /* A r1, d2(x2, b2) -- add */
1517       else if (word_size == 4
1518                && is_rx (insn, op_a, &r1, &d2, &x2, &b2))
1519         {
1520           struct prologue_value addr;
1521           struct prologue_value value;
1522
1523           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1524           s390_load (&addr, 4, &value, data);
1525         
1526           pv_add (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &value);
1527         }
1528
1529       /* AY r1, d2(x2, b2) -- add (long-displacement version) */
1530       else if (word_size == 4
1531                && is_rxy (insn, op1_ay, op2_ay, &r1, &d2, &x2, &b2))
1532         {
1533           struct prologue_value addr;
1534           struct prologue_value value;
1535
1536           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1537           s390_load (&addr, 4, &value, data);
1538         
1539           pv_add (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &value);
1540         }
1541
1542       /* AG r1, d2(x2, b2) -- add (64-bit version) */
1543       else if (word_size == 8
1544                && is_rxy (insn, op1_ag, op2_ag, &r1, &d2, &x2, &b2))
1545         {
1546           struct prologue_value addr;
1547           struct prologue_value value;
1548
1549           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1550           s390_load (&addr, 8, &value, data);
1551         
1552           pv_add (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &value);
1553         }
1554
1555       /* SR r1, r2 -- subtract register */
1556       else if (word_size == 4
1557                && is_rr (insn, op_sr, &r1, &r2))
1558         pv_subtract (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &data->gpr[r2]);
1559
1560       /* SGR r1, r2 -- subtract register (64-bit version) */
1561       else if (word_size == 8
1562                && is_rre (insn, op_sgr, &r1, &r2))
1563         pv_subtract (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &data->gpr[r2]);
1564
1565       /* S r1, d2(x2, b2) -- subtract */
1566       else if (word_size == 4
1567                && is_rx (insn, op_s, &r1, &d2, &x2, &b2))
1568         {
1569           struct prologue_value addr;
1570           struct prologue_value value;
1571
1572           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1573           s390_load (&addr, 4, &value, data);
1574         
1575           pv_subtract (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &value);
1576         }
1577
1578       /* SY r1, d2(x2, b2) -- subtract (long-displacement version) */
1579       else if (word_size == 4
1580                && is_rxy (insn, op1_sy, op2_sy, &r1, &d2, &x2, &b2))
1581         {
1582           struct prologue_value addr;
1583           struct prologue_value value;
1584
1585           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1586           s390_load (&addr, 4, &value, data);
1587         
1588           pv_subtract (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &value);
1589         }
1590
1591       /* SG r1, d2(x2, b2) -- subtract (64-bit version) */
1592       else if (word_size == 8
1593                && is_rxy (insn, op1_sg, op2_sg, &r1, &d2, &x2, &b2))
1594         {
1595           struct prologue_value addr;
1596           struct prologue_value value;
1597
1598           compute_x_addr (&addr, data->gpr, d2, x2, b2);
1599           s390_load (&addr, 8, &value, data);
1600         
1601           pv_subtract (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &value);
1602         }
1603
1604       /* NR r1, r2 --- logical and */
1605       else if (word_size == 4
1606                && is_rr (insn, op_nr, &r1, &r2))
1607         pv_logical_and (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &data->gpr[r2]);
1608
1609       /* NGR r1, r2 >--- logical and (64-bit version) */
1610       else if (word_size == 8
1611                && is_rre (insn, op_ngr, &r1, &r2))
1612         pv_logical_and (&data->gpr[r1], &data->gpr[r1], &data->gpr[r2]);
1613
1614       /* LA r1, d2(x2, b2) --- load address */
1615       else if (is_rx (insn, op_la, &r1, &d2, &x2, &b2))
1616         compute_x_addr (&data->gpr[r1], data->gpr, d2, x2, b2);
1617
1618       /* LAY r1, d2(x2, b2) --- load address (long-displacement version) */
1619       else if (is_rxy (insn, op1_lay, op2_lay, &r1, &d2, &x2, &b2))
1620         compute_x_addr (&data->gpr[r1], data->gpr, d2, x2, b2);
1621
1622       /* LARL r1, i2 --- load address relative long */
1623       else if (is_ril (insn, op1_larl, op2_larl, &r1, &i2))
1624         pv_set_to_constant (&data->gpr[r1], pc + i2 * 2);
1625
1626       /* BASR r1, 0 --- branch and save
1627          Since r2 is zero, this saves the PC in r1, but doesn't branch.  */
1628       else if (is_rr (insn, op_basr, &r1, &r2)
1629                && r2 == 0)
1630         pv_set_to_constant (&data->gpr[r1], next_pc);
1631
1632       /* BRAS r1, i2 --- branch relative and save */
1633       else if (is_ri (insn, op1_bras, op2_bras, &r1, &i2))
1634         {
1635           pv_set_to_constant (&data->gpr[r1], next_pc);
1636           next_pc = pc + i2 * 2;
1637
1638           /* We'd better not interpret any backward branches.  We'll
1639              never terminate.  */
1640           if (next_pc <= pc)
1641             break;
1642         }
1643
1644       /* Terminate search when hitting any other branch instruction.  */
1645       else if (is_rr (insn, op_basr, &r1, &r2)
1646                || is_rx (insn, op_bas, &r1, &d2, &x2, &b2)
1647                || is_rr (insn, op_bcr, &r1, &r2)
1648                || is_rx (insn, op_bc, &r1, &d2, &x2, &b2)
1649                || is_ri (insn, op1_brc, op2_brc, &r1, &i2)
1650                || is_ril (insn, op1_brcl, op2_brcl, &r1, &i2)
1651                || is_ril (insn, op1_brasl, op2_brasl, &r2, &i2))
1652         break;
1653
1654       else
1655         /* An instruction we don't know how to simulate.  The only
1656            safe thing to do would be to set every value we're tracking
1657            to 'unknown'.  Instead, we'll be optimistic: we assume that
1658            we *can* interpret every instruction that the compiler uses
1659            to manipulate any of the data we're interested in here --
1660            then we can just ignore anything else.  */
1661         ;
1662
1663       /* Record the address after the last instruction that changed
1664          the FP, SP, or backlink.  Ignore instructions that changed
1665          them back to their original values --- those are probably
1666          restore instructions.  (The back chain is never restored,
1667          just popped.)  */
1668       {
1669         struct prologue_value *sp = &data->gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1670         struct prologue_value *fp = &data->gpr[S390_FRAME_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1671         
1672         if ((! pv_is_identical (&pre_insn_sp, sp)
1673              && ! pv_is_register (sp, S390_SP_REGNUM, 0))
1674             || (! pv_is_identical (&pre_insn_fp, fp)
1675                 && ! pv_is_register (fp, S390_FRAME_REGNUM, 0))
1676             || ! pv_is_identical (&pre_insn_back_chain, &data->back_chain))
1677           result = next_pc;
1678       }
1679     }
1680
1681   return result;
1682 }
1683
1684 /* Advance PC across any function entry prologue instructions to reach 
1685    some "real" code.  */
1686 static CORE_ADDR
1687 s390_skip_prologue (CORE_ADDR pc)
1688 {
1689   struct s390_prologue_data data;
1690   CORE_ADDR skip_pc;
1691   skip_pc = s390_analyze_prologue (current_gdbarch, pc, (CORE_ADDR)-1, &data);
1692   return skip_pc ? skip_pc : pc;
1693 }
1694
1695 /* Return true if we are in the functin's epilogue, i.e. after the
1696    instruction that destroyed the function's stack frame.  */
1697 static int
1698 s390_in_function_epilogue_p (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
1699 {
1700   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
1701
1702   /* In frameless functions, there's not frame to destroy and thus
1703      we don't care about the epilogue.
1704
1705      In functions with frame, the epilogue sequence is a pair of
1706      a LM-type instruction that restores (amongst others) the
1707      return register %r14 and the stack pointer %r15, followed
1708      by a branch 'br %r14' --or equivalent-- that effects the
1709      actual return.
1710
1711      In that situation, this function needs to return 'true' in
1712      exactly one case: when pc points to that branch instruction.
1713
1714      Thus we try to disassemble the one instructions immediately
1715      preceeding pc and check whether it is an LM-type instruction
1716      modifying the stack pointer.
1717
1718      Note that disassembling backwards is not reliable, so there
1719      is a slight chance of false positives here ...  */
1720
1721   bfd_byte insn[6];
1722   unsigned int r1, r3, b2;
1723   int d2;
1724
1725   if (word_size == 4
1726       && !read_memory_nobpt (pc - 4, insn, 4)
1727       && is_rs (insn, op_lm, &r1, &r3, &d2, &b2)
1728       && r3 == S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM)
1729     return 1;
1730
1731   if (word_size == 4
1732       && !read_memory_nobpt (pc - 6, insn, 6)
1733       && is_rsy (insn, op1_lmy, op2_lmy, &r1, &r3, &d2, &b2)
1734       && r3 == S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM)
1735     return 1;
1736
1737   if (word_size == 8
1738       && !read_memory_nobpt (pc - 6, insn, 6)
1739       && is_rsy (insn, op1_lmg, op2_lmg, &r1, &r3, &d2, &b2)
1740       && r3 == S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM)
1741     return 1;
1742
1743   return 0;
1744 }
1745
1746
1747 /* Normal stack frames.  */
1748
1749 struct s390_unwind_cache {
1750
1751   CORE_ADDR func;
1752   CORE_ADDR frame_base;
1753   CORE_ADDR local_base;
1754
1755   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
1756 };
1757
1758 static int
1759 s390_prologue_frame_unwind_cache (struct frame_info *next_frame,
1760                                   struct s390_unwind_cache *info)
1761 {
1762   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (next_frame);
1763   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
1764   struct s390_prologue_data data;
1765   struct prologue_value *fp = &data.gpr[S390_FRAME_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1766   struct prologue_value *sp = &data.gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1767   int slot_num;
1768   CORE_ADDR slot_addr;
1769   CORE_ADDR func;
1770   CORE_ADDR result;
1771   ULONGEST reg;
1772   CORE_ADDR prev_sp;
1773   int frame_pointer;
1774   int size;
1775
1776   /* Try to find the function start address.  If we can't find it, we don't
1777      bother searching for it -- with modern compilers this would be mostly
1778      pointless anyway.  Trust that we'll either have valid DWARF-2 CFI data
1779      or else a valid backchain ...  */
1780   func = frame_func_unwind (next_frame);
1781   if (!func)
1782     return 0;
1783
1784   /* Try to analyze the prologue.  */
1785   result = s390_analyze_prologue (gdbarch, func,
1786                                   frame_pc_unwind (next_frame), &data);
1787   if (!result)
1788     return 0;
1789
1790   /* If this was successful, we should have found the instruction that
1791      sets the stack pointer register to the previous value of the stack 
1792      pointer minus the frame size.  */
1793   if (sp->kind != pv_register || sp->reg != S390_SP_REGNUM)
1794     return 0;
1795
1796   /* A frame size of zero at this point can mean either a real 
1797      frameless function, or else a failure to find the prologue.
1798      Perform some sanity checks to verify we really have a 
1799      frameless function.  */
1800   if (sp->k == 0)
1801     {
1802       /* If the next frame is a NORMAL_FRAME, this frame *cannot* have frame 
1803          size zero.  This is only possible if the next frame is a sentinel 
1804          frame, a dummy frame, or a signal trampoline frame.  */
1805       if (get_frame_type (next_frame) == NORMAL_FRAME
1806           /* For some reason, sentinel frames are NORMAL_FRAMEs
1807              -- but they have negative frame level.  */
1808           && frame_relative_level (next_frame) >= 0)
1809         return 0;
1810
1811       /* If we really have a frameless function, %r14 must be valid
1812          -- in particular, it must point to a different function.  */
1813       reg = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, S390_RETADDR_REGNUM);
1814       reg = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, reg) - 1;
1815       if (get_pc_function_start (reg) == func)
1816         {
1817           /* However, there is one case where it *is* valid for %r14
1818              to point to the same function -- if this is a recursive
1819              call, and we have stopped in the prologue *before* the
1820              stack frame was allocated.
1821
1822              Recognize this case by looking ahead a bit ...  */
1823
1824           struct s390_prologue_data data2;
1825           struct prologue_value *sp = &data2.gpr[S390_SP_REGNUM - S390_R0_REGNUM];
1826
1827           if (!(s390_analyze_prologue (gdbarch, func, (CORE_ADDR)-1, &data2)
1828                 && sp->kind == pv_register
1829                 && sp->reg == S390_SP_REGNUM
1830                 && sp->k != 0))
1831             return 0;
1832         }
1833     }
1834
1835
1836   /* OK, we've found valid prologue data.  */
1837   size = -sp->k;
1838
1839   /* If the frame pointer originally also holds the same value
1840      as the stack pointer, we're probably using it.  If it holds
1841      some other value -- even a constant offset -- it is most
1842      likely used as temp register.  */
1843   if (pv_is_identical (sp, fp))
1844     frame_pointer = S390_FRAME_REGNUM;
1845   else
1846     frame_pointer = S390_SP_REGNUM;
1847
1848   /* If we've detected a function with stack frame, we'll still have to 
1849      treat it as frameless if we're currently within the function epilog 
1850      code at a point where the frame pointer has already been restored.  
1851      This can only happen in an innermost frame.  */
1852   if (size > 0
1853       && (get_frame_type (next_frame) != NORMAL_FRAME
1854           || frame_relative_level (next_frame) < 0))
1855     {
1856       /* See the comment in s390_in_function_epilogue_p on why this is
1857          not completely reliable ...  */
1858       if (s390_in_function_epilogue_p (gdbarch, frame_pc_unwind (next_frame)))
1859         {
1860           memset (&data, 0, sizeof (data));
1861           size = 0;
1862           frame_pointer = S390_SP_REGNUM;
1863         }
1864     }
1865
1866   /* Once we know the frame register and the frame size, we can unwind
1867      the current value of the frame register from the next frame, and
1868      add back the frame size to arrive that the previous frame's 
1869      stack pointer value.  */
1870   prev_sp = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, frame_pointer) + size;
1871
1872   /* Scan the spill array; if a spill slot says it holds the
1873      original value of some register, then record that slot's
1874      address as the place that register was saved.  */
1875
1876   /* Slots for %r2 .. %r15.  */
1877   for (slot_num = 0, slot_addr = prev_sp + 2 * data.gpr_size;
1878        slot_num < 14;
1879        slot_num++, slot_addr += data.gpr_size)
1880     {
1881       struct prologue_value *slot = &data.spill[slot_num];
1882
1883       if (slot->kind == pv_register
1884           && slot->k == 0)
1885         info->saved_regs[slot->reg].addr = slot_addr;
1886     }
1887
1888   /* Slots for %f0 .. %f6.  */
1889   for (slot_num = 14, slot_addr = prev_sp + 16 * data.gpr_size;
1890        slot_num < S390_NUM_SPILL_SLOTS;
1891        slot_num++, slot_addr += data.fpr_size)
1892     {
1893       struct prologue_value *slot = &data.spill[slot_num];
1894
1895       if (slot->kind == pv_register
1896           && slot->k == 0)
1897         info->saved_regs[slot->reg].addr = slot_addr;
1898     }
1899
1900   /* Function return will set PC to %r14.  */
1901   info->saved_regs[S390_PC_REGNUM] = info->saved_regs[S390_RETADDR_REGNUM];
1902
1903   /* In frameless functions, we unwind simply by moving the return
1904      address to the PC.  However, if we actually stored to the
1905      save area, use that -- we might only think the function frameless
1906      because we're in the middle of the prologue ...  */
1907   if (size == 0
1908       && !trad_frame_addr_p (info->saved_regs, S390_PC_REGNUM))
1909     {
1910       info->saved_regs[S390_PC_REGNUM].realreg = S390_RETADDR_REGNUM;
1911     }
1912
1913   /* Another sanity check: unless this is a frameless function,
1914      we should have found spill slots for SP and PC.
1915      If not, we cannot unwind further -- this happens e.g. in
1916      libc's thread_start routine.  */
1917   if (size > 0)
1918     {
1919       if (!trad_frame_addr_p (info->saved_regs, S390_SP_REGNUM)
1920           || !trad_frame_addr_p (info->saved_regs, S390_PC_REGNUM))
1921         prev_sp = -1;
1922     }
1923
1924   /* We use the current value of the frame register as local_base,
1925      and the top of the register save area as frame_base.  */
1926   if (prev_sp != -1)
1927     {
1928       info->frame_base = prev_sp + 16*word_size + 32;
1929       info->local_base = prev_sp - size;
1930     }
1931
1932   info->func = func;
1933   return 1;
1934 }
1935
1936 static void
1937 s390_backchain_frame_unwind_cache (struct frame_info *next_frame,
1938                                    struct s390_unwind_cache *info)
1939 {
1940   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (next_frame);
1941   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
1942   CORE_ADDR backchain;
1943   ULONGEST reg;
1944   LONGEST sp;
1945
1946   /* Get the backchain.  */
1947   reg = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, S390_SP_REGNUM);
1948   backchain = read_memory_unsigned_integer (reg, word_size);
1949
1950   /* A zero backchain terminates the frame chain.  As additional
1951      sanity check, let's verify that the spill slot for SP in the
1952      save area pointed to by the backchain in fact links back to
1953      the save area.  */
1954   if (backchain != 0
1955       && safe_read_memory_integer (backchain + 15*word_size, word_size, &sp)
1956       && (CORE_ADDR)sp == backchain)
1957     {
1958       /* We don't know which registers were saved, but it will have
1959          to be at least %r14 and %r15.  This will allow us to continue
1960          unwinding, but other prev-frame registers may be incorrect ...  */
1961       info->saved_regs[S390_SP_REGNUM].addr = backchain + 15*word_size;
1962       info->saved_regs[S390_RETADDR_REGNUM].addr = backchain + 14*word_size;
1963
1964       /* Function return will set PC to %r14.  */
1965       info->saved_regs[S390_PC_REGNUM] = info->saved_regs[S390_RETADDR_REGNUM];
1966
1967       /* We use the current value of the frame register as local_base,
1968          and the top of the register save area as frame_base.  */
1969       info->frame_base = backchain + 16*word_size + 32;
1970       info->local_base = reg;
1971     }
1972
1973   info->func = frame_pc_unwind (next_frame);
1974 }
1975
1976 static struct s390_unwind_cache *
1977 s390_frame_unwind_cache (struct frame_info *next_frame,
1978                          void **this_prologue_cache)
1979 {
1980   struct s390_unwind_cache *info;
1981   if (*this_prologue_cache)
1982     return *this_prologue_cache;
1983
1984   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct s390_unwind_cache);
1985   *this_prologue_cache = info;
1986   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (next_frame);
1987   info->func = -1;
1988   info->frame_base = -1;
1989   info->local_base = -1;
1990
1991   /* Try to use prologue analysis to fill the unwind cache.
1992      If this fails, fall back to reading the stack backchain.  */
1993   if (!s390_prologue_frame_unwind_cache (next_frame, info))
1994     s390_backchain_frame_unwind_cache (next_frame, info);
1995
1996   return info;
1997 }
1998
1999 static void
2000 s390_frame_this_id (struct frame_info *next_frame,
2001                     void **this_prologue_cache,
2002                     struct frame_id *this_id)
2003 {
2004   struct s390_unwind_cache *info
2005     = s390_frame_unwind_cache (next_frame, this_prologue_cache);
2006
2007   if (info->frame_base == -1)
2008     return;
2009
2010   *this_id = frame_id_build (info->frame_base, info->func);
2011 }
2012
2013 static void
2014 s390_frame_prev_register (struct frame_info *next_frame,
2015                           void **this_prologue_cache,
2016                           int regnum, int *optimizedp,
2017                           enum lval_type *lvalp, CORE_ADDR *addrp,
2018                           int *realnump, void *bufferp)
2019 {
2020   struct s390_unwind_cache *info
2021     = s390_frame_unwind_cache (next_frame, this_prologue_cache);
2022   trad_frame_prev_register (next_frame, info->saved_regs, regnum,
2023                             optimizedp, lvalp, addrp, realnump, bufferp);
2024 }
2025
2026 static const struct frame_unwind s390_frame_unwind = {
2027   NORMAL_FRAME,
2028   s390_frame_this_id,
2029   s390_frame_prev_register
2030 };
2031
2032 static const struct frame_unwind *
2033 s390_frame_sniffer (struct frame_info *next_frame)
2034 {
2035   return &s390_frame_unwind;
2036 }
2037
2038
2039 /* PLT stub stack frames.  */
2040
2041 struct s390_pltstub_unwind_cache {
2042
2043   CORE_ADDR frame_base;
2044   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
2045 };
2046
2047 static struct s390_pltstub_unwind_cache *
2048 s390_pltstub_frame_unwind_cache (struct frame_info *next_frame,
2049                                  void **this_prologue_cache)
2050 {
2051   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (next_frame);
2052   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2053   struct s390_pltstub_unwind_cache *info;
2054   ULONGEST reg;
2055
2056   if (*this_prologue_cache)
2057     return *this_prologue_cache;
2058
2059   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct s390_pltstub_unwind_cache);
2060   *this_prologue_cache = info;
2061   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (next_frame);
2062
2063   /* The return address is in register %r14.  */
2064   info->saved_regs[S390_PC_REGNUM].realreg = S390_RETADDR_REGNUM;
2065
2066   /* Retrieve stack pointer and determine our frame base.  */
2067   reg = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, S390_SP_REGNUM);
2068   info->frame_base = reg + 16*word_size + 32;
2069
2070   return info;
2071 }
2072
2073 static void
2074 s390_pltstub_frame_this_id (struct frame_info *next_frame,
2075                             void **this_prologue_cache,
2076                             struct frame_id *this_id)
2077 {
2078   struct s390_pltstub_unwind_cache *info
2079     = s390_pltstub_frame_unwind_cache (next_frame, this_prologue_cache);
2080   *this_id = frame_id_build (info->frame_base, frame_pc_unwind (next_frame));
2081 }
2082
2083 static void
2084 s390_pltstub_frame_prev_register (struct frame_info *next_frame,
2085                                   void **this_prologue_cache,
2086                                   int regnum, int *optimizedp,
2087                                   enum lval_type *lvalp, CORE_ADDR *addrp,
2088                                   int *realnump, void *bufferp)
2089 {
2090   struct s390_pltstub_unwind_cache *info
2091     = s390_pltstub_frame_unwind_cache (next_frame, this_prologue_cache);
2092   trad_frame_prev_register (next_frame, info->saved_regs, regnum,
2093                             optimizedp, lvalp, addrp, realnump, bufferp);
2094 }
2095
2096 static const struct frame_unwind s390_pltstub_frame_unwind = {
2097   NORMAL_FRAME,
2098   s390_pltstub_frame_this_id,
2099   s390_pltstub_frame_prev_register
2100 };
2101
2102 static const struct frame_unwind *
2103 s390_pltstub_frame_sniffer (struct frame_info *next_frame)
2104 {
2105   if (!in_plt_section (frame_pc_unwind (next_frame), NULL))
2106     return NULL;
2107
2108   return &s390_pltstub_frame_unwind;
2109 }
2110
2111
2112 /* Signal trampoline stack frames.  */
2113
2114 struct s390_sigtramp_unwind_cache {
2115   CORE_ADDR frame_base;
2116   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
2117 };
2118
2119 static struct s390_sigtramp_unwind_cache *
2120 s390_sigtramp_frame_unwind_cache (struct frame_info *next_frame,
2121                                   void **this_prologue_cache)
2122 {
2123   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (next_frame);
2124   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2125   struct s390_sigtramp_unwind_cache *info;
2126   ULONGEST this_sp, prev_sp;
2127   CORE_ADDR next_ra, next_cfa, sigreg_ptr;
2128   int i;
2129
2130   if (*this_prologue_cache)
2131     return *this_prologue_cache;
2132
2133   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct s390_sigtramp_unwind_cache);
2134   *this_prologue_cache = info;
2135   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (next_frame);
2136
2137   this_sp = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, S390_SP_REGNUM);
2138   next_ra = frame_pc_unwind (next_frame);
2139   next_cfa = this_sp + 16*word_size + 32;
2140
2141   /* New-style RT frame:
2142         retcode + alignment (8 bytes)
2143         siginfo (128 bytes)
2144         ucontext (contains sigregs at offset 5 words)  */
2145   if (next_ra == next_cfa)
2146     {
2147       sigreg_ptr = next_cfa + 8 + 128 + 5*word_size;
2148     }
2149
2150   /* Old-style RT frame and all non-RT frames:
2151         old signal mask (8 bytes)
2152         pointer to sigregs  */
2153   else
2154     {
2155       sigreg_ptr = read_memory_unsigned_integer (next_cfa + 8, word_size);
2156     }
2157
2158   /* The sigregs structure looks like this:
2159             long   psw_mask;
2160             long   psw_addr;
2161             long   gprs[16];
2162             int    acrs[16];
2163             int    fpc;
2164             int    __pad;
2165             double fprs[16];  */
2166
2167   /* Let's ignore the PSW mask, it will not be restored anyway.  */
2168   sigreg_ptr += word_size;
2169
2170   /* Next comes the PSW address.  */
2171   info->saved_regs[S390_PC_REGNUM].addr = sigreg_ptr;
2172   sigreg_ptr += word_size;
2173
2174   /* Then the GPRs.  */
2175   for (i = 0; i < 16; i++)
2176     {
2177       info->saved_regs[S390_R0_REGNUM + i].addr = sigreg_ptr;
2178       sigreg_ptr += word_size;
2179     }
2180
2181   /* Then the ACRs.  */
2182   for (i = 0; i < 16; i++)
2183     {
2184       info->saved_regs[S390_A0_REGNUM + i].addr = sigreg_ptr;
2185       sigreg_ptr += 4;
2186     }
2187
2188   /* The floating-point control word.  */
2189   info->saved_regs[S390_FPC_REGNUM].addr = sigreg_ptr;
2190   sigreg_ptr += 8;
2191
2192   /* And finally the FPRs.  */
2193   for (i = 0; i < 16; i++)
2194     {
2195       info->saved_regs[S390_F0_REGNUM + i].addr = sigreg_ptr;
2196       sigreg_ptr += 8;
2197     }
2198
2199   /* Restore the previous frame's SP.  */
2200   prev_sp = read_memory_unsigned_integer (
2201                         info->saved_regs[S390_SP_REGNUM].addr,
2202                         word_size);
2203
2204   /* Determine our frame base.  */
2205   info->frame_base = prev_sp + 16*word_size + 32;
2206
2207   return info;
2208 }
2209
2210 static void
2211 s390_sigtramp_frame_this_id (struct frame_info *next_frame,
2212                              void **this_prologue_cache,
2213                              struct frame_id *this_id)
2214 {
2215   struct s390_sigtramp_unwind_cache *info
2216     = s390_sigtramp_frame_unwind_cache (next_frame, this_prologue_cache);
2217   *this_id = frame_id_build (info->frame_base, frame_pc_unwind (next_frame));
2218 }
2219
2220 static void
2221 s390_sigtramp_frame_prev_register (struct frame_info *next_frame,
2222                                    void **this_prologue_cache,
2223                                    int regnum, int *optimizedp,
2224                                    enum lval_type *lvalp, CORE_ADDR *addrp,
2225                                    int *realnump, void *bufferp)
2226 {
2227   struct s390_sigtramp_unwind_cache *info
2228     = s390_sigtramp_frame_unwind_cache (next_frame, this_prologue_cache);
2229   trad_frame_prev_register (next_frame, info->saved_regs, regnum,
2230                             optimizedp, lvalp, addrp, realnump, bufferp);
2231 }
2232
2233 static const struct frame_unwind s390_sigtramp_frame_unwind = {
2234   SIGTRAMP_FRAME,
2235   s390_sigtramp_frame_this_id,
2236   s390_sigtramp_frame_prev_register
2237 };
2238
2239 static const struct frame_unwind *
2240 s390_sigtramp_frame_sniffer (struct frame_info *next_frame)
2241 {
2242   CORE_ADDR pc = frame_pc_unwind (next_frame);
2243   bfd_byte sigreturn[2];
2244
2245   if (read_memory_nobpt (pc, sigreturn, 2))
2246     return NULL;
2247
2248   if (sigreturn[0] != 0x0a /* svc */)
2249     return NULL;
2250
2251   if (sigreturn[1] != 119 /* sigreturn */
2252       && sigreturn[1] != 173 /* rt_sigreturn */)
2253     return NULL;
2254   
2255   return &s390_sigtramp_frame_unwind;
2256 }
2257
2258
2259 /* Frame base handling.  */
2260
2261 static CORE_ADDR
2262 s390_frame_base_address (struct frame_info *next_frame, void **this_cache)
2263 {
2264   struct s390_unwind_cache *info
2265     = s390_frame_unwind_cache (next_frame, this_cache);
2266   return info->frame_base;
2267 }
2268
2269 static CORE_ADDR
2270 s390_local_base_address (struct frame_info *next_frame, void **this_cache)
2271 {
2272   struct s390_unwind_cache *info
2273     = s390_frame_unwind_cache (next_frame, this_cache);
2274   return info->local_base;
2275 }
2276
2277 static const struct frame_base s390_frame_base = {
2278   &s390_frame_unwind,
2279   s390_frame_base_address,
2280   s390_local_base_address,
2281   s390_local_base_address
2282 };
2283
2284 static CORE_ADDR
2285 s390_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2286 {
2287   ULONGEST pc;
2288   pc = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, S390_PC_REGNUM);
2289   return gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, pc);
2290 }
2291
2292 static CORE_ADDR
2293 s390_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2294 {
2295   ULONGEST sp;
2296   sp = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, S390_SP_REGNUM);
2297   return gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, sp);
2298 }
2299
2300
2301 /* Dummy function calls.  */
2302
2303 /* Return non-zero if TYPE is an integer-like type, zero otherwise.
2304    "Integer-like" types are those that should be passed the way
2305    integers are: integers, enums, ranges, characters, and booleans.  */
2306 static int
2307 is_integer_like (struct type *type)
2308 {
2309   enum type_code code = TYPE_CODE (type);
2310
2311   return (code == TYPE_CODE_INT
2312           || code == TYPE_CODE_ENUM
2313           || code == TYPE_CODE_RANGE
2314           || code == TYPE_CODE_CHAR
2315           || code == TYPE_CODE_BOOL);
2316 }
2317
2318 /* Return non-zero if TYPE is a pointer-like type, zero otherwise.
2319    "Pointer-like" types are those that should be passed the way
2320    pointers are: pointers and references.  */
2321 static int
2322 is_pointer_like (struct type *type)
2323 {
2324   enum type_code code = TYPE_CODE (type);
2325
2326   return (code == TYPE_CODE_PTR
2327           || code == TYPE_CODE_REF);
2328 }
2329
2330
2331 /* Return non-zero if TYPE is a `float singleton' or `double
2332    singleton', zero otherwise.
2333
2334    A `T singleton' is a struct type with one member, whose type is
2335    either T or a `T singleton'.  So, the following are all float
2336    singletons:
2337
2338    struct { float x };
2339    struct { struct { float x; } x; };
2340    struct { struct { struct { float x; } x; } x; };
2341
2342    ... and so on.
2343
2344    All such structures are passed as if they were floats or doubles,
2345    as the (revised) ABI says.  */
2346 static int
2347 is_float_singleton (struct type *type)
2348 {
2349   if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_STRUCT && TYPE_NFIELDS (type) == 1)
2350     {
2351       struct type *singleton_type = TYPE_FIELD_TYPE (type, 0);
2352       CHECK_TYPEDEF (singleton_type);
2353
2354       return (TYPE_CODE (singleton_type) == TYPE_CODE_FLT
2355               || is_float_singleton (singleton_type));
2356     }
2357
2358   return 0;
2359 }
2360
2361
2362 /* Return non-zero if TYPE is a struct-like type, zero otherwise.
2363    "Struct-like" types are those that should be passed as structs are:
2364    structs and unions.
2365
2366    As an odd quirk, not mentioned in the ABI, GCC passes float and
2367    double singletons as if they were a plain float, double, etc.  (The
2368    corresponding union types are handled normally.)  So we exclude
2369    those types here.  *shrug* */
2370 static int
2371 is_struct_like (struct type *type)
2372 {
2373   enum type_code code = TYPE_CODE (type);
2374
2375   return (code == TYPE_CODE_UNION
2376           || (code == TYPE_CODE_STRUCT && ! is_float_singleton (type)));
2377 }
2378
2379
2380 /* Return non-zero if TYPE is a float-like type, zero otherwise.
2381    "Float-like" types are those that should be passed as
2382    floating-point values are.
2383
2384    You'd think this would just be floats, doubles, long doubles, etc.
2385    But as an odd quirk, not mentioned in the ABI, GCC passes float and
2386    double singletons as if they were a plain float, double, etc.  (The
2387    corresponding union types are handled normally.)  So we include
2388    those types here.  *shrug* */
2389 static int
2390 is_float_like (struct type *type)
2391 {
2392   return (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT
2393           || is_float_singleton (type));
2394 }
2395
2396
2397 static int
2398 is_power_of_two (unsigned int n)
2399 {
2400   return ((n & (n - 1)) == 0);
2401 }
2402
2403 /* Return non-zero if TYPE should be passed as a pointer to a copy,
2404    zero otherwise.  */
2405 static int
2406 s390_function_arg_pass_by_reference (struct type *type)
2407 {
2408   unsigned length = TYPE_LENGTH (type);
2409   if (length > 8)
2410     return 1;
2411
2412   /* FIXME: All complex and vector types are also returned by reference.  */
2413   return is_struct_like (type) && !is_power_of_two (length);
2414 }
2415
2416 /* Return non-zero if TYPE should be passed in a float register
2417    if possible.  */
2418 static int
2419 s390_function_arg_float (struct type *type)
2420 {
2421   unsigned length = TYPE_LENGTH (type);
2422   if (length > 8)
2423     return 0;
2424
2425   return is_float_like (type);
2426 }
2427
2428 /* Return non-zero if TYPE should be passed in an integer register
2429    (or a pair of integer registers) if possible.  */
2430 static int
2431 s390_function_arg_integer (struct type *type)
2432 {
2433   unsigned length = TYPE_LENGTH (type);
2434   if (length > 8)
2435     return 0;
2436
2437    return is_integer_like (type)
2438           || is_pointer_like (type)
2439           || (is_struct_like (type) && is_power_of_two (length));
2440 }
2441
2442 /* Return ARG, a `SIMPLE_ARG', sign-extended or zero-extended to a full
2443    word as required for the ABI.  */
2444 static LONGEST
2445 extend_simple_arg (struct value *arg)
2446 {
2447   struct type *type = VALUE_TYPE (arg);
2448
2449   /* Even structs get passed in the least significant bits of the
2450      register / memory word.  It's not really right to extract them as
2451      an integer, but it does take care of the extension.  */
2452   if (TYPE_UNSIGNED (type))
2453     return extract_unsigned_integer (VALUE_CONTENTS (arg),
2454                                      TYPE_LENGTH (type));
2455   else
2456     return extract_signed_integer (VALUE_CONTENTS (arg),
2457                                    TYPE_LENGTH (type));
2458 }
2459
2460
2461 /* Return the alignment required by TYPE.  */
2462 static int
2463 alignment_of (struct type *type)
2464 {
2465   int alignment;
2466
2467   if (is_integer_like (type)
2468       || is_pointer_like (type)
2469       || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT)
2470     alignment = TYPE_LENGTH (type);
2471   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_STRUCT
2472            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_UNION)
2473     {
2474       int i;
2475
2476       alignment = 1;
2477       for (i = 0; i < TYPE_NFIELDS (type); i++)
2478         {
2479           int field_alignment = alignment_of (TYPE_FIELD_TYPE (type, i));
2480
2481           if (field_alignment > alignment)
2482             alignment = field_alignment;
2483         }
2484     }
2485   else
2486     alignment = 1;
2487
2488   /* Check that everything we ever return is a power of two.  Lots of
2489      code doesn't want to deal with aligning things to arbitrary
2490      boundaries.  */
2491   gdb_assert ((alignment & (alignment - 1)) == 0);
2492
2493   return alignment;
2494 }
2495
2496
2497 /* Put the actual parameter values pointed to by ARGS[0..NARGS-1] in
2498    place to be passed to a function, as specified by the "GNU/Linux
2499    for S/390 ELF Application Binary Interface Supplement".
2500
2501    SP is the current stack pointer.  We must put arguments, links,
2502    padding, etc. whereever they belong, and return the new stack
2503    pointer value.
2504    
2505    If STRUCT_RETURN is non-zero, then the function we're calling is
2506    going to return a structure by value; STRUCT_ADDR is the address of
2507    a block we've allocated for it on the stack.
2508
2509    Our caller has taken care of any type promotions needed to satisfy
2510    prototypes or the old K&R argument-passing rules.  */
2511 static CORE_ADDR
2512 s390_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR func_addr,
2513                       struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr,
2514                       int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
2515                       int struct_return, CORE_ADDR struct_addr)
2516 {
2517   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2518   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2519   ULONGEST orig_sp;
2520   int i;
2521
2522   /* If the i'th argument is passed as a reference to a copy, then
2523      copy_addr[i] is the address of the copy we made.  */
2524   CORE_ADDR *copy_addr = alloca (nargs * sizeof (CORE_ADDR));
2525
2526   /* Build the reference-to-copy area.  */
2527   for (i = 0; i < nargs; i++)
2528     {
2529       struct value *arg = args[i];
2530       struct type *type = VALUE_TYPE (arg);
2531       unsigned length = TYPE_LENGTH (type);
2532
2533       if (s390_function_arg_pass_by_reference (type))
2534         {
2535           sp -= length;
2536           sp = align_down (sp, alignment_of (type));
2537           write_memory (sp, VALUE_CONTENTS (arg), length);
2538           copy_addr[i] = sp;
2539         }
2540     }
2541
2542   /* Reserve space for the parameter area.  As a conservative
2543      simplification, we assume that everything will be passed on the
2544      stack.  Since every argument larger than 8 bytes will be 
2545      passed by reference, we use this simple upper bound.  */
2546   sp -= nargs * 8;
2547
2548   /* After all that, make sure it's still aligned on an eight-byte
2549      boundary.  */
2550   sp = align_down (sp, 8);
2551
2552   /* Finally, place the actual parameters, working from SP towards
2553      higher addresses.  The code above is supposed to reserve enough
2554      space for this.  */
2555   {
2556     int fr = 0;
2557     int gr = 2;
2558     CORE_ADDR starg = sp;
2559
2560     /* A struct is returned using general register 2.  */
2561     if (struct_return)
2562       {
2563         regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_R0_REGNUM + gr,
2564                                         struct_addr);
2565         gr++;
2566       }
2567
2568     for (i = 0; i < nargs; i++)
2569       {
2570         struct value *arg = args[i];
2571         struct type *type = VALUE_TYPE (arg);
2572         unsigned length = TYPE_LENGTH (type);
2573
2574         if (s390_function_arg_pass_by_reference (type))
2575           {
2576             if (gr <= 6)
2577               {
2578                 regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_R0_REGNUM + gr,
2579                                                 copy_addr[i]);
2580                 gr++;
2581               }
2582             else
2583               {
2584                 write_memory_unsigned_integer (starg, word_size, copy_addr[i]);
2585                 starg += word_size;
2586               }
2587           }
2588         else if (s390_function_arg_float (type))
2589           {
2590             /* The GNU/Linux for S/390 ABI uses FPRs 0 and 2 to pass arguments,
2591                the GNU/Linux for zSeries ABI uses 0, 2, 4, and 6.  */
2592             if (fr <= (tdep->abi == ABI_LINUX_S390 ? 2 : 6))
2593               {
2594                 /* When we store a single-precision value in an FP register,
2595                    it occupies the leftmost bits.  */
2596                 regcache_cooked_write_part (regcache, S390_F0_REGNUM + fr,
2597                                             0, length, VALUE_CONTENTS (arg));
2598                 fr += 2;
2599               }
2600             else
2601               {
2602                 /* When we store a single-precision value in a stack slot,
2603                    it occupies the rightmost bits.  */
2604                 starg = align_up (starg + length, word_size);
2605                 write_memory (starg - length, VALUE_CONTENTS (arg), length);
2606               }
2607           }
2608         else if (s390_function_arg_integer (type) && length <= word_size)
2609           {
2610             if (gr <= 6)
2611               {
2612                 /* Integer arguments are always extended to word size.  */
2613                 regcache_cooked_write_signed (regcache, S390_R0_REGNUM + gr,
2614                                               extend_simple_arg (arg));
2615                 gr++;
2616               }
2617             else
2618               {
2619                 /* Integer arguments are always extended to word size.  */
2620                 write_memory_signed_integer (starg, word_size,
2621                                              extend_simple_arg (arg));
2622                 starg += word_size;
2623               }
2624           }
2625         else if (s390_function_arg_integer (type) && length == 2*word_size)
2626           {
2627             if (gr <= 5)
2628               {
2629                 regcache_cooked_write (regcache, S390_R0_REGNUM + gr,
2630                                        VALUE_CONTENTS (arg));
2631                 regcache_cooked_write (regcache, S390_R0_REGNUM + gr + 1,
2632                                        VALUE_CONTENTS (arg) + word_size);
2633                 gr += 2;
2634               }
2635             else
2636               {
2637                 /* If we skipped r6 because we couldn't fit a DOUBLE_ARG
2638                    in it, then don't go back and use it again later.  */
2639                 gr = 7;
2640
2641                 write_memory (starg, VALUE_CONTENTS (arg), length);
2642                 starg += length;
2643               }
2644           }
2645         else
2646           internal_error (__FILE__, __LINE__, "unknown argument type");
2647       }
2648   }
2649
2650   /* Allocate the standard frame areas: the register save area, the
2651      word reserved for the compiler (which seems kind of meaningless),
2652      and the back chain pointer.  */
2653   sp -= 16*word_size + 32;
2654
2655   /* Write the back chain pointer into the first word of the stack
2656      frame.  This is needed to unwind across a dummy frame.  */
2657   regcache_cooked_read_unsigned (regcache, S390_SP_REGNUM, &orig_sp);
2658   write_memory_unsigned_integer (sp, word_size, orig_sp);
2659
2660   /* Store return address.  */
2661   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_RETADDR_REGNUM, bp_addr);
2662   
2663   /* Store updated stack pointer.  */
2664   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_SP_REGNUM, sp);
2665
2666   /* We need to return the 'stack part' of the frame ID,
2667      which is actually the top of the register save area
2668      allocated on the original stack.  */
2669   return orig_sp + 16*word_size + 32;
2670 }
2671
2672 /* Assuming NEXT_FRAME->prev is a dummy, return the frame ID of that
2673    dummy frame.  The frame ID's base needs to match the TOS value
2674    returned by push_dummy_call, and the PC match the dummy frame's
2675    breakpoint.  */
2676 static struct frame_id
2677 s390_unwind_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2678 {
2679   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2680   CORE_ADDR this_sp = s390_unwind_sp (gdbarch, next_frame);
2681   CORE_ADDR prev_sp = read_memory_unsigned_integer (this_sp, word_size);
2682
2683   return frame_id_build (prev_sp + 16*word_size + 32,
2684                          frame_pc_unwind (next_frame));
2685 }
2686
2687 static CORE_ADDR
2688 s390_frame_align (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR addr)
2689 {
2690   /* Both the 32- and 64-bit ABI's say that the stack pointer should
2691      always be aligned on an eight-byte boundary.  */
2692   return (addr & -8);
2693 }
2694
2695
2696 /* Function return value access.  */
2697
2698 static enum return_value_convention
2699 s390_return_value_convention (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type)
2700 {
2701   int length = TYPE_LENGTH (type);
2702   if (length > 8)
2703     return RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
2704
2705   switch (TYPE_CODE (type))
2706     {
2707     case TYPE_CODE_STRUCT:
2708     case TYPE_CODE_UNION:
2709     case TYPE_CODE_ARRAY:
2710       return RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
2711
2712     default:
2713       return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
2714     }
2715 }
2716
2717 static enum return_value_convention
2718 s390_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type, 
2719                    struct regcache *regcache, void *out, const void *in)
2720 {
2721   int word_size = gdbarch_ptr_bit (gdbarch) / 8;
2722   int length = TYPE_LENGTH (type);
2723   enum return_value_convention rvc = 
2724                         s390_return_value_convention (gdbarch, type);
2725   if (in)
2726     {
2727       switch (rvc)
2728         {
2729         case RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION:
2730           if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT)
2731             {
2732               /* When we store a single-precision value in an FP register,
2733                  it occupies the leftmost bits.  */
2734               regcache_cooked_write_part (regcache, S390_F0_REGNUM, 
2735                                           0, length, in);
2736             }
2737           else if (length <= word_size)
2738             {
2739               /* Integer arguments are always extended to word size.  */
2740               if (TYPE_UNSIGNED (type))
2741                 regcache_cooked_write_unsigned (regcache, S390_R2_REGNUM,
2742                         extract_unsigned_integer (in, length));
2743               else
2744                 regcache_cooked_write_signed (regcache, S390_R2_REGNUM,
2745                         extract_signed_integer (in, length));
2746             }
2747           else if (length == 2*word_size)
2748             {
2749               regcache_cooked_write (regcache, S390_R2_REGNUM, in);
2750               regcache_cooked_write (regcache, S390_R3_REGNUM,
2751                                      (const char *)in + word_size);
2752             }
2753           else
2754             internal_error (__FILE__, __LINE__, "invalid return type");
2755           break;
2756
2757         case RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION:
2758           error ("Cannot set function return value.");
2759           break;
2760         }
2761     }
2762   else if (out)
2763     {
2764       switch (rvc)
2765         {
2766         case RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION:
2767           if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT)
2768             {
2769               /* When we store a single-precision value in an FP register,
2770                  it occupies the leftmost bits.  */
2771               regcache_cooked_read_part (regcache, S390_F0_REGNUM, 
2772                                          0, length, out);
2773             }
2774           else if (length <= word_size)
2775             {
2776               /* Integer arguments occupy the rightmost bits.  */
2777               regcache_cooked_read_part (regcache, S390_R2_REGNUM, 
2778                                          word_size - length, length, out);
2779             }
2780           else if (length == 2*word_size)
2781             {
2782               regcache_cooked_read (regcache, S390_R2_REGNUM, out);
2783               regcache_cooked_read (regcache, S390_R3_REGNUM,
2784                                     (char *)out + word_size);
2785             }
2786           else
2787             internal_error (__FILE__, __LINE__, "invalid return type");
2788           break;
2789
2790         case RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION:
2791           error ("Function return value unknown.");
2792           break;
2793         }
2794     }
2795
2796   return rvc;
2797 }
2798
2799
2800 /* Breakpoints.  */
2801
2802 static const unsigned char *
2803 s390_breakpoint_from_pc (CORE_ADDR *pcptr, int *lenptr)
2804 {
2805   static unsigned char breakpoint[] = { 0x0, 0x1 };
2806
2807   *lenptr = sizeof (breakpoint);
2808   return breakpoint;
2809 }
2810
2811
2812 /* Address handling.  */
2813
2814 static CORE_ADDR
2815 s390_addr_bits_remove (CORE_ADDR addr)
2816 {
2817   return addr & 0x7fffffff;
2818 }
2819
2820 static int
2821 s390_address_class_type_flags (int byte_size, int dwarf2_addr_class)
2822 {
2823   if (byte_size == 4)
2824     return TYPE_FLAG_ADDRESS_CLASS_1;
2825   else
2826     return 0;
2827 }
2828
2829 static const char *
2830 s390_address_class_type_flags_to_name (struct gdbarch *gdbarch, int type_flags)
2831 {
2832   if (type_flags & TYPE_FLAG_ADDRESS_CLASS_1)
2833     return "mode32";
2834   else
2835     return NULL;
2836 }
2837
2838 static int
2839 s390_address_class_name_to_type_flags (struct gdbarch *gdbarch, const char *name,
2840                                        int *type_flags_ptr)
2841 {
2842   if (strcmp (name, "mode32") == 0)
2843     {
2844       *type_flags_ptr = TYPE_FLAG_ADDRESS_CLASS_1;
2845       return 1;
2846     }
2847   else
2848     return 0;
2849 }
2850
2851
2852 /* Link map offsets.  */
2853
2854 static struct link_map_offsets *
2855 s390_svr4_fetch_link_map_offsets (void)
2856 {
2857   static struct link_map_offsets lmo;
2858   static struct link_map_offsets *lmp = NULL;
2859
2860   if (lmp == NULL)
2861     {
2862       lmp = &lmo;
2863
2864       lmo.r_debug_size = 8;
2865
2866       lmo.r_map_offset = 4;
2867       lmo.r_map_size   = 4;
2868
2869       lmo.link_map_size = 20;
2870
2871       lmo.l_addr_offset = 0;
2872       lmo.l_addr_size   = 4;
2873
2874       lmo.l_name_offset = 4;
2875       lmo.l_name_size   = 4;
2876
2877       lmo.l_next_offset = 12;
2878       lmo.l_next_size   = 4;
2879
2880       lmo.l_prev_offset = 16;
2881       lmo.l_prev_size   = 4;
2882     }
2883
2884   return lmp;
2885 }
2886
2887 static struct link_map_offsets *
2888 s390x_svr4_fetch_link_map_offsets (void)
2889 {
2890   static struct link_map_offsets lmo;
2891   static struct link_map_offsets *lmp = NULL;
2892
2893   if (lmp == NULL)
2894     {
2895       lmp = &lmo;
2896
2897       lmo.r_debug_size = 16;   /* All we need.  */
2898
2899       lmo.r_map_offset = 8;
2900       lmo.r_map_size   = 8;
2901
2902       lmo.link_map_size = 40;   /* All we need.  */
2903
2904       lmo.l_addr_offset = 0;
2905       lmo.l_addr_size   = 8;
2906
2907       lmo.l_name_offset = 8;
2908       lmo.l_name_size   = 8;
2909
2910       lmo.l_next_offset = 24;
2911       lmo.l_next_size   = 8;
2912
2913       lmo.l_prev_offset = 32;
2914       lmo.l_prev_size   = 8;
2915     }
2916
2917   return lmp;
2918 }
2919
2920
2921 /* Set up gdbarch struct.  */
2922
2923 static struct gdbarch *
2924 s390_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
2925 {
2926   struct gdbarch *gdbarch;
2927   struct gdbarch_tdep *tdep;
2928
2929   /* First see if there is already a gdbarch that can satisfy the request.  */
2930   arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
2931   if (arches != NULL)
2932     return arches->gdbarch;
2933
2934   /* None found: is the request for a s390 architecture? */
2935   if (info.bfd_arch_info->arch != bfd_arch_s390)
2936     return NULL;                /* No; then it's not for us.  */
2937
2938   /* Yes: create a new gdbarch for the specified machine type.  */
2939   tdep = XCALLOC (1, struct gdbarch_tdep);
2940   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
2941
2942   set_gdbarch_believe_pcc_promotion (gdbarch, 0);
2943   set_gdbarch_char_signed (gdbarch, 0);
2944
2945   /* Amount PC must be decremented by after a breakpoint.  This is
2946      often the number of bytes returned by BREAKPOINT_FROM_PC but not
2947      always.  */
2948   set_gdbarch_decr_pc_after_break (gdbarch, 2);
2949   /* Stack grows downward.  */
2950   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
2951   set_gdbarch_breakpoint_from_pc (gdbarch, s390_breakpoint_from_pc);
2952   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, s390_skip_prologue);
2953   set_gdbarch_in_function_epilogue_p (gdbarch, s390_in_function_epilogue_p);
2954
2955   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, S390_PC_REGNUM);
2956   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, S390_SP_REGNUM);
2957   set_gdbarch_fp0_regnum (gdbarch, S390_F0_REGNUM);
2958   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, S390_NUM_REGS);
2959   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, S390_NUM_PSEUDO_REGS);
2960   set_gdbarch_register_name (gdbarch, s390_register_name);
2961   set_gdbarch_register_type (gdbarch, s390_register_type);
2962   set_gdbarch_stab_reg_to_regnum (gdbarch, s390_dwarf_reg_to_regnum);
2963   set_gdbarch_dwarf_reg_to_regnum (gdbarch, s390_dwarf_reg_to_regnum);
2964   set_gdbarch_dwarf2_reg_to_regnum (gdbarch, s390_dwarf_reg_to_regnum);
2965   set_gdbarch_convert_register_p (gdbarch, s390_convert_register_p);
2966   set_gdbarch_register_to_value (gdbarch, s390_register_to_value);
2967   set_gdbarch_value_to_register (gdbarch, s390_value_to_register);
2968   set_gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, s390_register_reggroup_p);
2969   set_gdbarch_regset_from_core_section (gdbarch,
2970                                         s390_regset_from_core_section);
2971
2972   /* Inferior function calls.  */
2973   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, s390_push_dummy_call);
2974   set_gdbarch_unwind_dummy_id (gdbarch, s390_unwind_dummy_id);
2975   set_gdbarch_frame_align (gdbarch, s390_frame_align);
2976   set_gdbarch_return_value (gdbarch, s390_return_value);
2977
2978   /* Frame handling.  */
2979   set_gdbarch_in_solib_call_trampoline (gdbarch, in_plt_section);
2980   frame_unwind_append_sniffer (gdbarch, s390_pltstub_frame_sniffer);
2981   frame_unwind_append_sniffer (gdbarch, s390_sigtramp_frame_sniffer);
2982   frame_unwind_append_sniffer (gdbarch, s390_frame_sniffer);
2983   frame_base_set_default (gdbarch, &s390_frame_base);
2984   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, s390_unwind_pc);
2985   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, s390_unwind_sp);
2986
2987   switch (info.bfd_arch_info->mach)
2988     {
2989     case bfd_mach_s390_31:
2990       tdep->abi = ABI_LINUX_S390;
2991
2992       tdep->gregset = &s390_gregset;
2993       tdep->sizeof_gregset = s390_sizeof_gregset;
2994       tdep->fpregset = &s390_fpregset;
2995       tdep->sizeof_fpregset = s390_sizeof_fpregset;
2996
2997       set_gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, s390_addr_bits_remove);
2998       set_gdbarch_pseudo_register_read (gdbarch, s390_pseudo_register_read);
2999       set_gdbarch_pseudo_register_write (gdbarch, s390_pseudo_register_write);
3000       set_solib_svr4_fetch_link_map_offsets (gdbarch,
3001                                              s390_svr4_fetch_link_map_offsets);
3002
3003       break;
3004     case bfd_mach_s390_64:
3005       tdep->abi = ABI_LINUX_ZSERIES;
3006
3007       tdep->gregset = &s390x_gregset;
3008       tdep->sizeof_gregset = s390x_sizeof_gregset;
3009       tdep->fpregset = &s390_fpregset;
3010       tdep->sizeof_fpregset = s390_sizeof_fpregset;
3011
3012       set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 64);
3013       set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 64);
3014       set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, 64);
3015       set_gdbarch_pseudo_register_read (gdbarch, s390x_pseudo_register_read);
3016       set_gdbarch_pseudo_register_write (gdbarch, s390x_pseudo_register_write);
3017       set_solib_svr4_fetch_link_map_offsets (gdbarch,
3018                                              s390x_svr4_fetch_link_map_offsets);
3019       set_gdbarch_address_class_type_flags (gdbarch,
3020                                             s390_address_class_type_flags);
3021       set_gdbarch_address_class_type_flags_to_name (gdbarch,
3022                                                     s390_address_class_type_flags_to_name);
3023       set_gdbarch_address_class_name_to_type_flags (gdbarch,
3024                                                     s390_address_class_name_to_type_flags);
3025       break;
3026     }
3027
3028   set_gdbarch_print_insn (gdbarch, print_insn_s390);
3029
3030   return gdbarch;
3031 }
3032
3033
3034
3035 extern initialize_file_ftype _initialize_s390_tdep; /* -Wmissing-prototypes */
3036
3037 void
3038 _initialize_s390_tdep (void)
3039 {
3040
3041   /* Hook us into the gdbarch mechanism.  */
3042   register_gdbarch_init (bfd_arch_s390, s390_gdbarch_init);
3043 }