gdb/spu-tdep.c

   1 /* SPU target-dependent code for GDB, the GNU debugger.
   2    Copyright (C) 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4    Contributed by Ulrich Weigand <uweigand@de.ibm.com>.
   5    Based on a port by Sid Manning <sid@us.ibm.com>.
   6
   7    This file is part of GDB.
   8
   9    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10    it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12    (at your option) any later version.
  13
  14    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17    GNU General Public License for more details.
  18
  19    You should have received a copy of the GNU General Public License
  20    along with this program; if not, write to the Free Software
  21    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
  22    Boston, MA 02110-1301, USA.  */
  23
  24 #include "defs.h"
  25 #include "arch-utils.h"
  26 #include "gdbtypes.h"
  27 #include "gdbcmd.h"
  28 #include "gdbcore.h"
  29 #include "gdb_string.h"
  30 #include "gdb_assert.h"
  31 #include "frame.h"
  32 #include "frame-unwind.h"
  33 #include "frame-base.h"
  34 #include "trad-frame.h"
  35 #include "symtab.h"
  36 #include "symfile.h"
  37 #include "value.h"
  38 #include "inferior.h"
  39 #include "dis-asm.h"
  40 #include "objfiles.h"
  41 #include "language.h"
  42 #include "regcache.h"
  43 #include "reggroups.h"
  44 #include "floatformat.h"
  45
  46 #include "spu-tdep.h"
  47
  48 /* SPU-specific vector type.  */
  49 struct type *spu_builtin_type_vec128;
  50
  51 /* Registers.  */
  52
  53 static const char *
  54 spu_register_name (int reg_nr)
  55 {
  56   static char *register_names[] =
  57     {
  58       "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5", "r6", "r7",
  59       "r8", "r9", "r10", "r11", "r12", "r13", "r14", "r15",
  60       "r16", "r17", "r18", "r19", "r20", "r21", "r22", "r23",
  61       "r24", "r25", "r26", "r27", "r28", "r29", "r30", "r31",
  62       "r32", "r33", "r34", "r35", "r36", "r37", "r38", "r39",
  63       "r40", "r41", "r42", "r43", "r44", "r45", "r46", "r47",
  64       "r48", "r49", "r50", "r51", "r52", "r53", "r54", "r55",
  65       "r56", "r57", "r58", "r59", "r60", "r61", "r62", "r63",
  66       "r64", "r65", "r66", "r67", "r68", "r69", "r70", "r71",
  67       "r72", "r73", "r74", "r75", "r76", "r77", "r78", "r79",
  68       "r80", "r81", "r82", "r83", "r84", "r85", "r86", "r87",
  69       "r88", "r89", "r90", "r91", "r92", "r93", "r94", "r95",
  70       "r96", "r97", "r98", "r99", "r100", "r101", "r102", "r103",
  71       "r104", "r105", "r106", "r107", "r108", "r109", "r110", "r111",
  72       "r112", "r113", "r114", "r115", "r116", "r117", "r118", "r119",
  73       "r120", "r121", "r122", "r123", "r124", "r125", "r126", "r127",
  74       "id", "pc", "sp"
  75     };
  76
  77   if (reg_nr < 0)
  78     return NULL;
  79   if (reg_nr >= sizeof register_names / sizeof *register_names)
  80     return NULL;
  81
  82   return register_names[reg_nr];
  83 }
  84
  85 static struct type *
  86 spu_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int reg_nr)
  87 {
  88   if (reg_nr < SPU_NUM_GPRS)
  89     return spu_builtin_type_vec128;
  90
  91   switch (reg_nr)
  92     {
  93     case SPU_ID_REGNUM:
  94       return builtin_type_uint32;
  95
  96     case SPU_PC_REGNUM:
  97       return builtin_type_void_func_ptr;
  98
  99     case SPU_SP_REGNUM:
 100       return builtin_type_void_data_ptr;
 101
 102     default:
 103       internal_error (__FILE__, __LINE__, "invalid regnum");
 104     }
 105 }
 106
 107 /* Pseudo registers for preferred slots - stack pointer.  */
 108
 109 static void
 110 spu_pseudo_register_read (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
 111                           int regnum, gdb_byte *buf)
 112 {
 113   gdb_byte reg[16];
 114
 115   switch (regnum)
 116     {
 117     case SPU_SP_REGNUM:
 118       regcache_raw_read (regcache, SPU_RAW_SP_REGNUM, reg);
 119       memcpy (buf, reg, 4);
 120       break;
 121
 122     default:
 123       internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
 124     }
 125 }
 126
 127 static void
 128 spu_pseudo_register_write (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
 129                            int regnum, const gdb_byte *buf)
 130 {
 131   gdb_byte reg[16];
 132
 133   switch (regnum)
 134     {
 135     case SPU_SP_REGNUM:
 136       regcache_raw_read (regcache, SPU_RAW_SP_REGNUM, reg);
 137       memcpy (reg, buf, 4);
 138       regcache_raw_write (regcache, SPU_RAW_SP_REGNUM, reg);
 139       break;
 140
 141     default:
 142       internal_error (__FILE__, __LINE__, _("invalid regnum"));
 143     }
 144 }
 145
 146 /* Value conversion -- access scalar values at the preferred slot.  */
 147
 148 static struct value *
 149 spu_value_from_register (struct type *type, int regnum,
 150                          struct frame_info *frame)
 151 {
 152   struct value *value = default_value_from_register (type, regnum, frame);
 153   int len = TYPE_LENGTH (type);
 154
 155   if (regnum < SPU_NUM_GPRS && len < 16)
 156     {
 157       int preferred_slot = len < 4 ? 4 - len : 0;
 158       set_value_offset (value, preferred_slot);
 159     }
 160
 161   return value;
 162 }
 163
 164 /* Register groups.  */
 165
 166 static int
 167 spu_register_reggroup_p (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
 168                          struct reggroup *group)
 169 {
 170   /* Registers displayed via 'info regs'.  */
 171   if (group == general_reggroup)
 172     return 1;
 173
 174   /* Registers displayed via 'info float'.  */
 175   if (group == float_reggroup)
 176     return 0;
 177
 178   /* Registers that need to be saved/restored in order to
 179      push or pop frames.  */
 180   if (group == save_reggroup || group == restore_reggroup)
 181     return 1;
 182
 183   return default_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, group);
 184 }
 185
 186
 187 /* Decoding SPU instructions.  */
 188
 189 enum
 190   {
 191     op_lqd   = 0x34,
 192     op_lqx   = 0x3c4,
 193     op_lqa   = 0x61,
 194     op_lqr   = 0x67,
 195     op_stqd  = 0x24,
 196     op_stqx  = 0x144,
 197     op_stqa  = 0x41,
 198     op_stqr  = 0x47,
 199
 200     op_il    = 0x081,
 201     op_ila   = 0x21,
 202     op_a     = 0x0c0,
 203     op_ai    = 0x1c,
 204
 205     op_selb  = 0x4,
 206
 207     op_br    = 0x64,
 208     op_bra   = 0x60,
 209     op_brsl  = 0x66,
 210     op_brasl = 0x62,
 211     op_brnz  = 0x42,
 212     op_brz   = 0x40,
 213     op_brhnz = 0x46,
 214     op_brhz  = 0x44,
 215     op_bi    = 0x1a8,
 216     op_bisl  = 0x1a9,
 217     op_biz   = 0x128,
 218     op_binz  = 0x129,
 219     op_bihz  = 0x12a,
 220     op_bihnz = 0x12b,
 221   };
 222
 223 static int
 224 is_rr (unsigned int insn, int op, int *rt, int *ra, int *rb)
 225 {
 226   if ((insn >> 21) == op)
 227     {
 228       *rt = insn & 127;
 229       *ra = (insn >> 7) & 127;
 230       *rb = (insn >> 14) & 127;
 231       return 1;
 232     }
 233
 234   return 0;
 235 }
 236
 237 static int
 238 is_rrr (unsigned int insn, int op, int *rt, int *ra, int *rb, int *rc)
 239 {
 240   if ((insn >> 28) == op)
 241     {
 242       *rt = (insn >> 21) & 127;
 243       *ra = (insn >> 7) & 127;
 244       *rb = (insn >> 14) & 127;
 245       *rc = insn & 127;
 246       return 1;
 247     }
 248
 249   return 0;
 250 }
 251
 252 static int
 253 is_ri7 (unsigned int insn, int op, int *rt, int *ra, int *i7)
 254 {
 255   if ((insn >> 21) == op)
 256     {
 257       *rt = insn & 127;
 258       *ra = (insn >> 7) & 127;
 259       *i7 = (((insn >> 14) & 127) ^ 0x40) - 0x40;
 260       return 1;
 261     }
 262
 263   return 0;
 264 }
 265
 266 static int
 267 is_ri10 (unsigned int insn, int op, int *rt, int *ra, int *i10)
 268 {
 269   if ((insn >> 24) == op)
 270     {
 271       *rt = insn & 127;
 272       *ra = (insn >> 7) & 127;
 273       *i10 = (((insn >> 14) & 0x3ff) ^ 0x200) - 0x200;
 274       return 1;
 275     }
 276
 277   return 0;
 278 }
 279
 280 static int
 281 is_ri16 (unsigned int insn, int op, int *rt, int *i16)
 282 {
 283   if ((insn >> 23) == op)
 284     {
 285       *rt = insn & 127;
 286       *i16 = (((insn >> 7) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
 287       return 1;
 288     }
 289
 290   return 0;
 291 }
 292
 293 static int
 294 is_ri18 (unsigned int insn, int op, int *rt, int *i18)
 295 {
 296   if ((insn >> 25) == op)
 297     {
 298       *rt = insn & 127;
 299       *i18 = (((insn >> 7) & 0x3ffff) ^ 0x20000) - 0x20000;
 300       return 1;
 301     }
 302
 303   return 0;
 304 }
 305
 306 static int
 307 is_branch (unsigned int insn, int *offset, int *reg)
 308 {
 309   int rt, i7, i16;
 310
 311   if (is_ri16 (insn, op_br, &rt, &i16)
 312       || is_ri16 (insn, op_brsl, &rt, &i16)
 313       || is_ri16 (insn, op_brnz, &rt, &i16)
 314       || is_ri16 (insn, op_brz, &rt, &i16)
 315       || is_ri16 (insn, op_brhnz, &rt, &i16)
 316       || is_ri16 (insn, op_brhz, &rt, &i16))
 317     {
 318       *reg = SPU_PC_REGNUM;
 319       *offset = i16 << 2;
 320       return 1;
 321     }
 322
 323   if (is_ri16 (insn, op_bra, &rt, &i16)
 324       || is_ri16 (insn, op_brasl, &rt, &i16))
 325     {
 326       *reg = -1;
 327       *offset = i16 << 2;
 328       return 1;
 329     }
 330
 331   if (is_ri7 (insn, op_bi, &rt, reg, &i7)
 332       || is_ri7 (insn, op_bisl, &rt, reg, &i7)
 333       || is_ri7 (insn, op_biz, &rt, reg, &i7)
 334       || is_ri7 (insn, op_binz, &rt, reg, &i7)
 335       || is_ri7 (insn, op_bihz, &rt, reg, &i7)
 336       || is_ri7 (insn, op_bihnz, &rt, reg, &i7))
 337     {
 338       *offset = 0;
 339       return 1;
 340     }
 341
 342   return 0;
 343 }
 344
 345
 346 /* Prolog parsing.  */
 347
 348 struct spu_prologue_data
 349   {
 350     /* Stack frame size.  -1 if analysis was unsuccessful.  */
 351     int size;
 352
 353     /* How to find the CFA.  The CFA is equal to SP at function entry.  */
 354     int cfa_reg;
 355     int cfa_offset;
 356
 357     /* Offset relative to CFA where a register is saved.  -1 if invalid.  */
 358     int reg_offset[SPU_NUM_GPRS];
 359   };
 360
 361 static CORE_ADDR
 362 spu_analyze_prologue (CORE_ADDR start_pc, CORE_ADDR end_pc,
 363                       struct spu_prologue_data *data)
 364 {
 365   int found_sp = 0;
 366   int found_fp = 0;
 367   int found_lr = 0;
 368   int reg_immed[SPU_NUM_GPRS];
 369   gdb_byte buf[16];
 370   CORE_ADDR prolog_pc = start_pc;
 371   CORE_ADDR pc;
 372   int i;
 373
 374
 375   /* Initialize DATA to default values.  */
 376   data->size = -1;
 377
 378   data->cfa_reg = SPU_RAW_SP_REGNUM;
 379   data->cfa_offset = 0;
 380
 381   for (i = 0; i < SPU_NUM_GPRS; i++)
 382     data->reg_offset[i] = -1;
 383
 384   /* Set up REG_IMMED array.  This is non-zero for a register if we know its
 385      preferred slot currently holds this immediate value.  */
 386   for (i = 0; i < SPU_NUM_GPRS; i++)
 387       reg_immed[i] = 0;
 388
 389   /* Scan instructions until the first branch.
 390
 391      The following instructions are important prolog components:
 392
 393         - The first instruction to set up the stack pointer.
 394         - The first instruction to set up the frame pointer.
 395         - The first instruction to save the link register.
 396
 397      We return the instruction after the latest of these three,
 398      or the incoming PC if none is found.  The first instruction
 399      to set up the stack pointer also defines the frame size.
 400
 401      Note that instructions saving incoming arguments to their stack
 402      slots are not counted as important, because they are hard to
 403      identify with certainty.  This should not matter much, because
 404      arguments are relevant only in code compiled with debug data,
 405      and in such code the GDB core will advance until the first source
 406      line anyway, using SAL data.
 407
 408      For purposes of stack unwinding, we analyze the following types
 409      of instructions in addition:
 410
 411       - Any instruction adding to the current frame pointer.
 412       - Any instruction loading an immediate constant into a register.
 413       - Any instruction storing a register onto the stack.
 414
 415      These are used to compute the CFA and REG_OFFSET output.  */
 416
 417   for (pc = start_pc; pc < end_pc; pc += 4)
 418     {
 419       unsigned int insn;
 420       int rt, ra, rb, rc, immed;
 421
 422       if (target_read_memory (pc, buf, 4))
 423         break;
 424       insn = extract_unsigned_integer (buf, 4);
 425
 426       /* AI is the typical instruction to set up a stack frame.
 427          It is also used to initialize the frame pointer.  */
 428       if (is_ri10 (insn, op_ai, &rt, &ra, &immed))
 429         {
 430           if (rt == data->cfa_reg && ra == data->cfa_reg)
 431             data->cfa_offset -= immed;
 432
 433           if (rt == SPU_RAW_SP_REGNUM && ra == SPU_RAW_SP_REGNUM
 434               && !found_sp)
 435             {
 436               found_sp = 1;
 437               prolog_pc = pc + 4;
 438
 439               data->size = -immed;
 440             }
 441           else if (rt == SPU_FP_REGNUM && ra == SPU_RAW_SP_REGNUM
 442                    && !found_fp)
 443             {
 444               found_fp = 1;
 445               prolog_pc = pc + 4;
 446
 447               data->cfa_reg = SPU_FP_REGNUM;
 448               data->cfa_offset -= immed;
 449             }
 450         }
 451
 452       /* A is used to set up stack frames of size >= 512 bytes.
 453          If we have tracked the contents of the addend register,
 454          we can handle this as well.  */
 455       else if (is_rr (insn, op_a, &rt, &ra, &rb))
 456         {
 457           if (rt == data->cfa_reg && ra == data->cfa_reg)
 458             {
 459               if (reg_immed[rb] != 0)
 460                 data->cfa_offset -= reg_immed[rb];
 461               else
 462                 data->cfa_reg = -1;  /* We don't know the CFA any more.  */
 463             }
 464
 465           if (rt == SPU_RAW_SP_REGNUM && ra == SPU_RAW_SP_REGNUM
 466               && !found_sp)
 467             {
 468               found_sp = 1;
 469               prolog_pc = pc + 4;
 470
 471               if (reg_immed[rb] != 0)
 472                 data->size = -reg_immed[rb];
 473             }
 474         }
 475
 476       /* We need to track IL and ILA used to load immediate constants
 477          in case they are later used as input to an A instruction.  */
 478       else if (is_ri16 (insn, op_il, &rt, &immed))
 479         {
 480           reg_immed[rt] = immed;
 481
 482           if (rt == SPU_RAW_SP_REGNUM && !found_sp)
 483             found_sp = 1;
 484         }
 485
 486       else if (is_ri18 (insn, op_ila, &rt, &immed))
 487         {
 488           reg_immed[rt] = immed & 0x3ffff;
 489
 490           if (rt == SPU_RAW_SP_REGNUM && !found_sp)
 491             found_sp = 1;
 492         }
 493
 494       /* STQD is used to save registers to the stack.  */
 495       else if (is_ri10 (insn, op_stqd, &rt, &ra, &immed))
 496         {
 497           if (ra == data->cfa_reg)
 498             data->reg_offset[rt] = data->cfa_offset - (immed << 4);
 499
 500           if (ra == data->cfa_reg && rt == SPU_LR_REGNUM
 501               && !found_lr)
 502             {
 503               found_lr = 1;
 504               prolog_pc = pc + 4;
 505             }
 506         }
 507
 508       /* _start uses SELB to set up the stack pointer.  */
 509       else if (is_rrr (insn, op_selb, &rt, &ra, &rb, &rc))
 510         {
 511           if (rt == SPU_RAW_SP_REGNUM && !found_sp)
 512             found_sp = 1;
 513         }
 514
 515       /* We terminate if we find a branch.  */
 516       else if (is_branch (insn, &immed, &ra))
 517         break;
 518     }
 519
 520
 521   /* If we successfully parsed until here, and didn't find any instruction
 522      modifying SP, we assume we have a frameless function.  */
 523   if (!found_sp)
 524     data->size = 0;
 525
 526   /* Return cooked instead of raw SP.  */
 527   if (data->cfa_reg == SPU_RAW_SP_REGNUM)
 528     data->cfa_reg = SPU_SP_REGNUM;
 529
 530   return prolog_pc;
 531 }
 532
 533 /* Return the first instruction after the prologue starting at PC.  */
 534 static CORE_ADDR
 535 spu_skip_prologue (CORE_ADDR pc)
 536 {
 537   struct spu_prologue_data data;
 538   return spu_analyze_prologue (pc, (CORE_ADDR)-1, &data);
 539 }
 540
 541 /* Return the frame pointer in use at address PC.  */
 542 static void
 543 spu_virtual_frame_pointer (CORE_ADDR pc, int *reg, LONGEST *offset)
 544 {
 545   struct spu_prologue_data data;
 546   spu_analyze_prologue (pc, (CORE_ADDR)-1, &data);
 547
 548   if (data.size != -1 && data.cfa_reg != -1)
 549     {
 550       /* The 'frame pointer' address is CFA minus frame size.  */
 551       *reg = data.cfa_reg;
 552       *offset = data.cfa_offset - data.size;
 553     }
 554   else
 555     {
 556       /* ??? We don't really know ... */
 557       *reg = SPU_SP_REGNUM;
 558       *offset = 0;
 559     }
 560 }
 561
 562 /* Normal stack frames.  */
 563
 564 struct spu_unwind_cache
 565 {
 566   CORE_ADDR func;
 567   CORE_ADDR frame_base;
 568   CORE_ADDR local_base;
 569
 570   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
 571 };
 572
 573 static struct spu_unwind_cache *
 574 spu_frame_unwind_cache (struct frame_info *next_frame,
 575                         void **this_prologue_cache)
 576 {
 577   struct spu_unwind_cache *info;
 578   struct spu_prologue_data data;
 579
 580   if (*this_prologue_cache)
 581     return *this_prologue_cache;
 582
 583   info = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct spu_unwind_cache);
 584   *this_prologue_cache = info;
 585   info->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (next_frame);
 586   info->frame_base = 0;
 587   info->local_base = 0;
 588
 589   /* Find the start of the current function, and analyze its prologue.  */
 590   info->func = frame_func_unwind (next_frame, NORMAL_FRAME);
 591   if (info->func == 0)
 592     {
 593       /* Fall back to using the current PC as frame ID.  */
 594       info->func = frame_pc_unwind (next_frame);
 595       data.size = -1;
 596     }
 597   else
 598     spu_analyze_prologue (info->func, frame_pc_unwind (next_frame), &data);
 599
 600
 601   /* If successful, use prologue analysis data.  */
 602   if (data.size != -1 && data.cfa_reg != -1)
 603     {
 604       CORE_ADDR cfa;
 605       int i;
 606       gdb_byte buf[16];
 607
 608       /* Determine CFA via unwound CFA_REG plus CFA_OFFSET.  */
 609       frame_unwind_register (next_frame, data.cfa_reg, buf);
 610       cfa = extract_unsigned_integer (buf, 4) + data.cfa_offset;
 611
 612       /* Call-saved register slots.  */
 613       for (i = 0; i < SPU_NUM_GPRS; i++)
 614         if (i == SPU_LR_REGNUM
 615             || (i >= SPU_SAVED1_REGNUM && i <= SPU_SAVEDN_REGNUM))
 616           if (data.reg_offset[i] != -1)
 617             info->saved_regs[i].addr = cfa - data.reg_offset[i];
 618
 619       /* The previous PC comes from the link register.  */
 620       if (trad_frame_addr_p (info->saved_regs, SPU_LR_REGNUM))
 621         info->saved_regs[SPU_PC_REGNUM] = info->saved_regs[SPU_LR_REGNUM];
 622       else
 623         info->saved_regs[SPU_PC_REGNUM].realreg = SPU_LR_REGNUM;
 624
 625       /* The previous SP is equal to the CFA.  */
 626       trad_frame_set_value (info->saved_regs, SPU_SP_REGNUM, cfa);
 627
 628       /* Frame bases.  */
 629       info->frame_base = cfa;
 630       info->local_base = cfa - data.size;
 631     }
 632
 633   /* Otherwise, fall back to reading the backchain link.  */
 634   else
 635     {
 636       CORE_ADDR reg, backchain;
 637
 638       /* Get the backchain.  */
 639       reg = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, SPU_SP_REGNUM);
 640       backchain = read_memory_unsigned_integer (reg, 4);
 641
 642       /* A zero backchain terminates the frame chain.  Also, sanity
 643          check against the local store size limit.  */
 644       if (backchain != 0 && backchain < SPU_LS_SIZE)
 645         {
 646           /* Assume the link register is saved into its slot.  */
 647           if (backchain + 16 < SPU_LS_SIZE)
 648             info->saved_regs[SPU_LR_REGNUM].addr = backchain + 16;
 649
 650           /* This will also be the previous PC.  */
 651           if (trad_frame_addr_p (info->saved_regs, SPU_LR_REGNUM))
 652             info->saved_regs[SPU_PC_REGNUM] = info->saved_regs[SPU_LR_REGNUM];
 653           else
 654             info->saved_regs[SPU_PC_REGNUM].realreg = SPU_LR_REGNUM;
 655
 656           /* The previous SP will equal the backchain value.  */
 657           trad_frame_set_value (info->saved_regs, SPU_SP_REGNUM, backchain);
 658
 659           /* Frame bases.  */
 660           info->frame_base = backchain;
 661           info->local_base = reg;
 662         }
 663     }
 664
 665   return info;
 666 }
 667
 668 static void
 669 spu_frame_this_id (struct frame_info *next_frame,
 670                    void **this_prologue_cache, struct frame_id *this_id)
 671 {
 672   struct spu_unwind_cache *info =
 673     spu_frame_unwind_cache (next_frame, this_prologue_cache);
 674
 675   if (info->frame_base == 0)
 676     return;
 677
 678   *this_id = frame_id_build (info->frame_base, info->func);
 679 }
 680
 681 static void
 682 spu_frame_prev_register (struct frame_info *next_frame,
 683                          void **this_prologue_cache,
 684                          int regnum, int *optimizedp,
 685                          enum lval_type *lvalp, CORE_ADDR * addrp,
 686                          int *realnump, gdb_byte *bufferp)
 687 {
 688   struct spu_unwind_cache *info
 689     = spu_frame_unwind_cache (next_frame, this_prologue_cache);
 690
 691   /* Special-case the stack pointer.  */
 692   if (regnum == SPU_RAW_SP_REGNUM)
 693     regnum = SPU_SP_REGNUM;
 694
 695   trad_frame_get_prev_register (next_frame, info->saved_regs, regnum,
 696                                 optimizedp, lvalp, addrp, realnump, bufferp);
 697 }
 698
 699 static const struct frame_unwind spu_frame_unwind = {
 700   NORMAL_FRAME,
 701   spu_frame_this_id,
 702   spu_frame_prev_register
 703 };
 704
 705 const struct frame_unwind *
 706 spu_frame_sniffer (struct frame_info *next_frame)
 707 {
 708   return &spu_frame_unwind;
 709 }
 710
 711 static CORE_ADDR
 712 spu_frame_base_address (struct frame_info *next_frame, void **this_cache)
 713 {
 714   struct spu_unwind_cache *info
 715     = spu_frame_unwind_cache (next_frame, this_cache);
 716   return info->local_base;
 717 }
 718
 719 static const struct frame_base spu_frame_base = {
 720   &spu_frame_unwind,
 721   spu_frame_base_address,
 722   spu_frame_base_address,
 723   spu_frame_base_address
 724 };
 725
 726 static CORE_ADDR
 727 spu_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
 728 {
 729   CORE_ADDR pc = frame_unwind_register_unsigned (next_frame, SPU_PC_REGNUM);
 730   /* Mask off interrupt enable bit.  */
 731   return pc & -4;
 732 }
 733
 734 static CORE_ADDR
 735 spu_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
 736 {
 737   return frame_unwind_register_unsigned (next_frame, SPU_SP_REGNUM);
 738 }
 739
 740 static CORE_ADDR
 741 spu_read_pc (ptid_t ptid)
 742 {
 743   CORE_ADDR pc = read_register_pid (SPU_PC_REGNUM, ptid);
 744   /* Mask off interrupt enable bit.  */
 745   return pc & -4;
 746 }
 747
 748 static void
 749 spu_write_pc (CORE_ADDR pc, ptid_t ptid)
 750 {
 751   /* Keep interrupt enabled state unchanged.  */
 752   CORE_ADDR old_pc = read_register_pid (SPU_PC_REGNUM, ptid);
 753   write_register_pid (SPU_PC_REGNUM, (pc & -4) | (old_pc & 3), ptid);
 754 }
 755
 756
 757 /* Function calling convention.  */
 758
 759 static int
 760 spu_scalar_value_p (struct type *type)
 761 {
 762   switch (TYPE_CODE (type))
 763     {
 764     case TYPE_CODE_INT:
 765     case TYPE_CODE_ENUM:
 766     case TYPE_CODE_RANGE:
 767     case TYPE_CODE_CHAR:
 768     case TYPE_CODE_BOOL:
 769     case TYPE_CODE_PTR:
 770     case TYPE_CODE_REF:
 771       return TYPE_LENGTH (type) <= 16;
 772
 773     default:
 774       return 0;
 775     }
 776 }
 777
 778 static void
 779 spu_value_to_regcache (struct regcache *regcache, int regnum,
 780                        struct type *type, const gdb_byte *in)
 781 {
 782   int len = TYPE_LENGTH (type);
 783
 784   if (spu_scalar_value_p (type))
 785     {
 786       int preferred_slot = len < 4 ? 4 - len : 0;
 787       regcache_cooked_write_part (regcache, regnum, preferred_slot, len, in);
 788     }
 789   else
 790     {
 791       while (len >= 16)
 792         {
 793           regcache_cooked_write (regcache, regnum++, in);
 794           in += 16;
 795           len -= 16;
 796         }
 797
 798       if (len > 0)
 799         regcache_cooked_write_part (regcache, regnum, 0, len, in);
 800     }
 801 }
 802
 803 static void
 804 spu_regcache_to_value (struct regcache *regcache, int regnum,
 805                        struct type *type, gdb_byte *out)
 806 {
 807   int len = TYPE_LENGTH (type);
 808
 809   if (spu_scalar_value_p (type))
 810     {
 811       int preferred_slot = len < 4 ? 4 - len : 0;
 812       regcache_cooked_read_part (regcache, regnum, preferred_slot, len, out);
 813     }
 814   else
 815     {
 816       while (len >= 16)
 817         {
 818           regcache_cooked_read (regcache, regnum++, out);
 819           out += 16;
 820           len -= 16;
 821         }
 822
 823       if (len > 0)
 824         regcache_cooked_read_part (regcache, regnum, 0, len, out);
 825     }
 826 }
 827
 828 static CORE_ADDR
 829 spu_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
 830                      struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr,
 831                      int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
 832                      int struct_return, CORE_ADDR struct_addr)
 833 {
 834   int i;
 835   int regnum = SPU_ARG1_REGNUM;
 836   int stack_arg = -1;
 837   gdb_byte buf[16];
 838
 839   /* Set the return address.  */
 840   memset (buf, 0, sizeof buf);
 841   store_unsigned_integer (buf, 4, bp_addr);
 842   regcache_cooked_write (regcache, SPU_LR_REGNUM, buf);
 843
 844   /* If STRUCT_RETURN is true, then the struct return address (in
 845      STRUCT_ADDR) will consume the first argument-passing register.
 846      Both adjust the register count and store that value.  */
 847   if (struct_return)
 848     {
 849       memset (buf, 0, sizeof buf);
 850       store_unsigned_integer (buf, 4, struct_addr);
 851       regcache_cooked_write (regcache, regnum++, buf);
 852     }
 853
 854   /* Fill in argument registers.  */
 855   for (i = 0; i < nargs; i++)
 856     {
 857       struct value *arg = args[i];
 858       struct type *type = check_typedef (value_type (arg));
 859       const gdb_byte *contents = value_contents (arg);
 860       int len = TYPE_LENGTH (type);
 861       int n_regs = align_up (len, 16) / 16;
 862
 863       /* If the argument doesn't wholly fit into registers, it and
 864          all subsequent arguments go to the stack.  */
 865       if (regnum + n_regs - 1 > SPU_ARGN_REGNUM)
 866         {
 867           stack_arg = i;
 868           break;
 869         }
 870
 871       spu_value_to_regcache (regcache, regnum, type, contents);
 872       regnum += n_regs;
 873     }
 874
 875   /* Overflow arguments go to the stack.  */
 876   if (stack_arg != -1)
 877     {
 878       CORE_ADDR ap;
 879
 880       /* Allocate all required stack size.  */
 881       for (i = stack_arg; i < nargs; i++)
 882         {
 883           struct type *type = check_typedef (value_type (args[i]));
 884           sp -= align_up (TYPE_LENGTH (type), 16);
 885         }
 886
 887       /* Fill in stack arguments.  */
 888       ap = sp;
 889       for (i = stack_arg; i < nargs; i++)
 890         {
 891           struct value *arg = args[i];
 892           struct type *type = check_typedef (value_type (arg));
 893           int len = TYPE_LENGTH (type);
 894           int preferred_slot;
 895
 896           if (spu_scalar_value_p (type))
 897             preferred_slot = len < 4 ? 4 - len : 0;
 898           else
 899             preferred_slot = 0;
 900
 901           target_write_memory (ap + preferred_slot, value_contents (arg), len);
 902           ap += align_up (TYPE_LENGTH (type), 16);
 903         }
 904     }
 905
 906   /* Allocate stack frame header.  */
 907   sp -= 32;
 908
 909   /* Finally, update the SP register.  */
 910   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, SPU_SP_REGNUM, sp);
 911
 912   return sp;
 913 }
 914
 915 static struct frame_id
 916 spu_unwind_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
 917 {
 918   return frame_id_build (spu_unwind_sp (gdbarch, next_frame),
 919                          spu_unwind_pc (gdbarch, next_frame));
 920 }
 921
 922 /* Function return value access.  */
 923
 924 static enum return_value_convention
 925 spu_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type,
 926                   struct regcache *regcache, gdb_byte *out, const gdb_byte *in)
 927 {
 928   enum return_value_convention rvc;
 929
 930   if (TYPE_LENGTH (type) <= (SPU_ARGN_REGNUM - SPU_ARG1_REGNUM + 1) * 16)
 931     rvc = RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
 932   else
 933     rvc = RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
 934
 935   if (in)
 936     {
 937       switch (rvc)
 938         {
 939         case RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION:
 940           spu_value_to_regcache (regcache, SPU_ARG1_REGNUM, type, in);
 941           break;
 942
 943         case RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION:
 944           error ("Cannot set function return value.");
 945           break;
 946         }
 947     }
 948   else if (out)
 949     {
 950       switch (rvc)
 951         {
 952         case RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION:
 953           spu_regcache_to_value (regcache, SPU_ARG1_REGNUM, type, out);
 954           break;
 955
 956         case RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION:
 957           error ("Function return value unknown.");
 958           break;
 959         }
 960     }
 961
 962   return rvc;
 963 }
 964
 965
 966 /* Breakpoints.  */
 967
 968 static const gdb_byte *
 969 spu_breakpoint_from_pc (CORE_ADDR * pcptr, int *lenptr)
 970 {
 971   static const gdb_byte breakpoint[] = { 0x00, 0x00, 0x3f, 0xff };
 972
 973   *lenptr = sizeof breakpoint;
 974   return breakpoint;
 975 }
 976
 977
 978 /* Software single-stepping support.  */
 979
 980 void
 981 spu_software_single_step (enum target_signal signal, int insert_breakpoints_p)
 982 {
 983   if (insert_breakpoints_p)
 984     {
 985       CORE_ADDR pc, next_pc;
 986       unsigned int insn;
 987       int offset, reg;
 988       gdb_byte buf[4];
 989
 990       regcache_cooked_read (current_regcache, SPU_PC_REGNUM, buf);
 991       /* Mask off interrupt enable bit.  */
 992       pc = extract_unsigned_integer (buf, 4) & -4;
 993
 994       if (target_read_memory (pc, buf, 4))
 995         return;
 996       insn = extract_unsigned_integer (buf, 4);
 997
 998        /* Next sequential instruction is at PC + 4, except if the current
 999           instruction is a PPE-assisted call, in which case it is at PC + 8.
1000           Wrap around LS limit to be on the safe side.  */
1001       if ((insn & 0xffffff00) == 0x00002100)
1002         next_pc = (pc + 8) & (SPU_LS_SIZE - 1);
1003       else
1004         next_pc = (pc + 4) & (SPU_LS_SIZE - 1);
1005
1006       insert_single_step_breakpoint (next_pc);
1007
1008       if (is_branch (insn, &offset, &reg))
1009         {
1010           CORE_ADDR target = offset;
1011
1012           if (reg == SPU_PC_REGNUM)
1013             target += pc;
1014           else if (reg != -1)
1015             {
1016               regcache_cooked_read_part (current_regcache, reg, 0, 4, buf);
1017               target += extract_unsigned_integer (buf, 4) & -4;
1018             }
1019
1020           target = target & (SPU_LS_SIZE - 1);
1021           if (target != next_pc)
1022             insert_single_step_breakpoint (target);
1023         }
1024     }
1025   else
1026     remove_single_step_breakpoints ();
1027 }
1028
1029
1030 /* Set up gdbarch struct.  */
1031
1032 static struct gdbarch *
1033 spu_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
1034 {
1035   struct gdbarch *gdbarch;
1036
1037   /* Find a candidate among the list of pre-declared architectures.  */
1038   arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
1039   if (arches != NULL)
1040     return arches->gdbarch;
1041
1042   /* Is is for us?  */
1043   if (info.bfd_arch_info->mach != bfd_mach_spu)
1044     return NULL;
1045
1046   /* Yes, create a new architecture.  */
1047   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, NULL);
1048
1049   /* Disassembler.  */
1050   set_gdbarch_print_insn (gdbarch, print_insn_spu);
1051
1052   /* Registers.  */
1053   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, SPU_NUM_REGS);
1054   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, SPU_NUM_PSEUDO_REGS);
1055   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, SPU_SP_REGNUM);
1056   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, SPU_PC_REGNUM);
1057   set_gdbarch_read_pc (gdbarch, spu_read_pc);
1058   set_gdbarch_write_pc (gdbarch, spu_write_pc);
1059   set_gdbarch_register_name (gdbarch, spu_register_name);
1060   set_gdbarch_register_type (gdbarch, spu_register_type);
1061   set_gdbarch_pseudo_register_read (gdbarch, spu_pseudo_register_read);
1062   set_gdbarch_pseudo_register_write (gdbarch, spu_pseudo_register_write);
1063   set_gdbarch_value_from_register (gdbarch, spu_value_from_register);
1064   set_gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, spu_register_reggroup_p);
1065
1066   /* Data types.  */
1067   set_gdbarch_char_signed (gdbarch, 0);
1068   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, 32);
1069   set_gdbarch_addr_bit (gdbarch, 32);
1070   set_gdbarch_short_bit (gdbarch, 16);
1071   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 32);
1072   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 32);
1073   set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 64);
1074   set_gdbarch_float_bit (gdbarch, 32);
1075   set_gdbarch_double_bit (gdbarch, 64);
1076   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, 64);
1077   set_gdbarch_float_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
1078   set_gdbarch_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_double);
1079   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_double);
1080
1081   /* Inferior function calls.  */
1082   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, spu_push_dummy_call);
1083   set_gdbarch_unwind_dummy_id (gdbarch, spu_unwind_dummy_id);
1084   set_gdbarch_return_value (gdbarch, spu_return_value);
1085
1086   /* Frame handling.  */
1087   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
1088   frame_unwind_append_sniffer (gdbarch, spu_frame_sniffer);
1089   frame_base_set_default (gdbarch, &spu_frame_base);
1090   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, spu_unwind_pc);
1091   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, spu_unwind_sp);
1092   set_gdbarch_virtual_frame_pointer (gdbarch, spu_virtual_frame_pointer);
1093   set_gdbarch_frame_args_skip (gdbarch, 0);
1094   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, spu_skip_prologue);
1095
1096   /* Breakpoints.  */
1097   set_gdbarch_decr_pc_after_break (gdbarch, 4);
1098   set_gdbarch_breakpoint_from_pc (gdbarch, spu_breakpoint_from_pc);
1099   set_gdbarch_cannot_step_breakpoint (gdbarch, 1);
1100   set_gdbarch_software_single_step (gdbarch, spu_software_single_step);
1101
1102   return gdbarch;
1103 }
1104
1105 /* Implement a SPU-specific vector type as replacement
1106    for __gdb_builtin_type_vec128.  */
1107 static void
1108 spu_init_vector_type (void)
1109 {
1110   struct type *type;
1111
1112   type = init_composite_type ("__spu_builtin_type_vec128", TYPE_CODE_UNION);
1113   append_composite_type_field (type, "uint128", builtin_type_int128);
1114   append_composite_type_field (type, "v2_int64", builtin_type_v2_int64);
1115   append_composite_type_field (type, "v4_int32", builtin_type_v4_int32);
1116   append_composite_type_field (type, "v8_int16", builtin_type_v8_int16);
1117   append_composite_type_field (type, "v16_int8", builtin_type_v16_int8);
1118   append_composite_type_field (type, "v2_double", builtin_type_v2_double);
1119   append_composite_type_field (type, "v4_float", builtin_type_v4_float);
1120
1121   TYPE_FLAGS (type) |= TYPE_FLAG_VECTOR;
1122   TYPE_NAME (type) = "spu_builtin_type_vec128";
1123   spu_builtin_type_vec128 = type;
1124 }
1125
1126 void
1127 _initialize_spu_tdep (void)
1128 {
1129   register_gdbarch_init (bfd_arch_spu, spu_gdbarch_init);
1130
1131   spu_init_vector_type ();
1132 }