* hppa-dis.c: Move floating registers from reg_names to fp_reg_names.
[platform/upstream/binutils.git] / opcodes / hppa-dis.c
1 /* Disassembler for the PA-RISC. Somewhat derived from sparc-pinsn.c.
2    Copyright 1989, 1990, 1992, 1993 Free Software Foundation, Inc.
3
4    Contributed by the Center for Software Science at the
5    University of Utah (pa-gdb-bugs@cs.utah.edu).
6
7 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10 (at your option) any later version.
11
12 This program is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with this program; if not, write to the Free Software
19 Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
20
21 #include <ansidecl.h>
22 #include "sysdep.h"
23 #include "dis-asm.h"
24 #include "opcode/hppa.h"
25
26 /* Integer register names, indexed by the numbers which appear in the
27    opcodes.  */
28 static const char *const reg_names[] = 
29  {"flags", "r1", "rp", "r3", "r4", "r5", "r6", "r7", "r8", "r9",
30   "r10", "r11", "r12", "r13", "r14", "r15", "r16", "r17", "r18", "r19",
31   "r20", "r21", "r22", "arg3", "arg2", "arg1", "arg0", "dp", "ret0", "ret1",
32   "sp", "r31"}
33
34 /* Floating point register names, indexed by the numbers which appear in the
35    opcodes.  */
36 static const char *const fp_reg_names[] = 
37  {"fpsr", "fpe2", "fpe4", "fpe6", 
38   "fr4", "fr5", "fr6", "fr7", "fr8", 
39   "fr9", "fr10", "fr11", "fr12", "fr13", "fr14", "fr15", 
40   "fr16", "fr17", "fr18", "fr19", "fr20", "fr21", "fr22", "fr23",
41   "fr24", "fr25", "fr26", "fr27", "fr28", "fr29", "fr30", "fr31"};
42
43 typedef unsigned int CORE_ADDR;
44
45 /* Get at various relevent fields of an instruction word. */
46
47 #define MASK_5 0x1f
48 #define MASK_11 0x7ff
49 #define MASK_14 0x3fff
50 #define MASK_21 0x1fffff
51
52 /* This macro gets bit fields using HP's numbering (MSB = 0) */
53
54 #define GET_FIELD(X, FROM, TO) \
55   ((X) >> (31 - (TO)) & ((1 << ((TO) - (FROM) + 1)) - 1))
56
57 /* Some of these have been converted to 2-d arrays because they
58    consume less storage this way.  If the maintenance becomes a
59    problem, convert them back to const 1-d pointer arrays.  */
60 static const char control_reg[][6] = {
61   "rctr", "cr1", "cr2", "cr3", "cr4", "cr5", "cr6", "cr7",
62   "pidr1", "pidr2", "ccr", "sar", "pidr3", "pidr4",
63   "iva", "eiem", "itmr", "pcsq", "pcoq", "iir", "isr",
64   "ior", "ipsw", "eirr", "tr0", "tr1", "tr2", "tr3",
65   "tr4", "tr5", "tr6", "tr7"
66 };
67
68 static const char compare_cond_names[][5] = {
69   "", ",=", ",<", ",<=", ",<<", ",<<=", ",sv",
70   ",od", ",tr", ",<>", ",>=", ",>", ",>>=",
71   ",>>", ",nsv", ",ev"
72 };
73 static const char add_cond_names[][5] = {
74   "", ",=", ",<", ",<=", ",nuv", ",znv", ",sv",
75   ",od", ",tr", ",<>", ",>=", ",>", ",uv",
76   ",vnz", ",nsv", ",ev"
77 };
78 static const char *const logical_cond_names[] = {
79   "", ",=", ",<", ",<=", 0, 0, 0, ",od",
80   ",tr", ",<>", ",>=", ",>", 0, 0, 0, ",ev"};
81 static const char *const unit_cond_names[] = {
82   "", 0, ",sbz", ",shz", ",sdc", 0, ",sbc", ",shc",
83   ",tr", 0, ",nbz", ",nhz", ",ndc", 0, ",nbc", ",nhc"
84 };
85 static const char shift_cond_names[][4] = {
86   "", ",=", ",<", ",od", ",tr", ",<>", ",>=", ",ev"
87 };
88 static const char index_compl_names[][4] = {"", ",m", ",s", ",sm"};
89 static const char short_ldst_compl_names[][4] = {"", ",ma", "", ",mb"};
90 static const char *const short_bytes_compl_names[] = {
91   "", ",b,m", ",e", ",e,m"
92 };
93 static const char *const float_format_names[] = {",sgl", ",dbl", "", ",quad"};
94 static const char float_comp_names[][8] =
95 {
96   ",false?", ",false", ",?", ",!<=>", ",=", ",=t", ",?=", ",!<>",
97   ",!?>=", ",<", ",?<", ",!>=", ",!?>", ",<=", ",?<=", ",!>",
98   ",!?<=", ",>", ",?>", ",!<=", ",!?<", ",>=", ",?>=", ",!<",
99   ",!?=", ",<>", ",!=", ",!=t", ",!?", ",<=>", ",true?", ",true"
100 };
101
102 /* For a bunch of different instructions form an index into a 
103    completer name table. */
104 #define GET_COMPL(insn) (GET_FIELD (insn, 26, 26) | \
105                          GET_FIELD (insn, 18, 18) << 1)
106
107 #define GET_COND(insn) (GET_FIELD ((insn), 16, 18) + \
108                         (GET_FIELD ((insn), 19, 19) ? 8 : 0))
109
110 /* Utility function to print registers.  Put these first, so gcc's function
111    inlining can do its stuff.  */
112
113 #define fputs_filtered(STR,F)   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s", STR)
114
115 static void
116 fput_reg (reg, info)
117      unsigned reg;
118      disassemble_info *info;
119 {
120   (*info->fprintf_func) (info->stream, reg ? reg_names[reg] : "r0");
121 }
122
123 static void
124 fput_fp_reg (reg, info)
125      unsigned reg;
126      disassemble_info *info;
127 {
128   (*info->fprintf_func) (info->stream, reg ? fp_reg_names[reg] : "fr0");
129 }
130
131 static void
132 fput_fp_reg_r (reg, info)
133      unsigned reg;
134      disassemble_info *info;
135 {
136   /* Special case floating point exception registers.  */
137   if (reg < 4)
138     (*info->fprintf_func) (info->stream, "fpe%d", reg * 2 + 1);
139   else
140     (*info->fprintf_func) (info->stream, "%sR", reg ? fp_reg_names[reg] 
141                                                     : "fr0");
142 }
143
144 static void
145 fput_creg (reg, info)
146      unsigned reg;
147      disassemble_info *info;
148 {
149   (*info->fprintf_func) (info->stream, control_reg[reg]);
150 }
151
152 /* print constants with sign */
153
154 static void
155 fput_const (num, info)
156      unsigned num;
157      disassemble_info *info;
158 {
159   if ((int)num < 0)
160     (*info->fprintf_func) (info->stream, "-%x", -(int)num);
161   else
162     (*info->fprintf_func) (info->stream, "%x", num);
163 }
164
165 /* Routines to extract various sized constants out of hppa
166    instructions. */
167
168 /* This assumes that no garbage lies outside of the lower bits of
169    value. */
170
171 static int
172 sign_extend (val, bits)
173      unsigned val, bits;
174 {
175   return (int)(val >> (bits - 1) ? (-1 << bits) | val : val);
176 }
177
178 /* For many immediate values the sign bit is the low bit! */
179
180 static int
181 low_sign_extend (val, bits)
182      unsigned val, bits;
183 {
184   return (int)((val & 0x1 ? (-1 << (bits - 1)) : 0) | val >> 1);
185 }
186 /* extract the immediate field from a ld{bhw}s instruction */
187
188 #if 0 /* not used */
189 static unsigned
190 get_field (val, from, to)
191      unsigned val, from, to;
192 {
193   val = val >> (31 - to);
194   return val & ((1 << (32 - from)) - 1);
195 }
196
197 static unsigned
198 set_field (val, from, to, new_val)
199      unsigned *val, from, to, new_val;
200 {
201   unsigned mask = ~((1 << (to - from + 1)) << (31 - from));
202   return *val = (*val & mask) | (new_val << (31 - from));
203 }
204 #endif
205
206 /* extract a 3-bit space register number from a be, ble, mtsp or mfsp */
207 static int
208 extract_3 (word)
209      unsigned word;
210 {
211   return GET_FIELD (word, 18, 18) << 2 | GET_FIELD (word, 16, 17);
212 }
213
214 static int
215 extract_5_load (word)
216      unsigned word;
217 {
218   return low_sign_extend (word >> 16 & MASK_5, 5);
219 }
220
221 /* extract the immediate field from a st{bhw}s instruction */
222 static int
223 extract_5_store (word)
224      unsigned word;
225 {
226   return low_sign_extend (word & MASK_5, 5);
227 }
228
229 /* extract the immediate field from a break instruction */
230 static unsigned
231 extract_5r_store (word)
232      unsigned word;
233 {
234   return (word & MASK_5);
235 }
236
237 /* extract the immediate field from a {sr}sm instruction */
238 static unsigned
239 extract_5R_store (word)
240      unsigned word;
241 {
242   return (word >> 16 & MASK_5);
243 }
244
245 /* extract the immediate field from a bb instruction */
246 static unsigned
247 extract_5Q_store (word)
248      unsigned word;
249 {
250   return (word >> 21 & MASK_5);
251 }
252
253 /* extract an 11 bit immediate field */
254 static int
255 extract_11 (word)
256      unsigned word;
257 {
258   return low_sign_extend (word & MASK_11, 11);
259 }
260
261 /* extract a 14 bit immediate field */
262 static int
263 extract_14 (word)
264      unsigned word;
265 {
266   return low_sign_extend (word & MASK_14, 14);
267 }
268
269 #if 0
270 /* deposit a 14 bit constant in a word */
271 static unsigned
272 deposit_14 (opnd, word)
273      int opnd;
274      unsigned word;
275 {
276   unsigned sign = (opnd < 0 ? 1 : 0);
277
278   return word | ((unsigned)opnd << 1 & MASK_14)  | sign;
279 }
280 #endif
281
282 /* extract a 21 bit constant */
283
284 static int
285 extract_21 (word)
286      unsigned word;
287 {
288   int val;
289
290   word &= MASK_21;
291   word <<= 11;
292   val = GET_FIELD (word, 20, 20);
293   val <<= 11;
294   val |= GET_FIELD (word, 9, 19);
295   val <<= 2;
296   val |= GET_FIELD (word, 5, 6);
297   val <<= 5;
298   val |= GET_FIELD (word, 0, 4);
299   val <<= 2;
300   val |= GET_FIELD (word, 7, 8);
301   return sign_extend (val, 21) << 11;
302 }
303
304 #if 0
305 /* deposit a 21 bit constant in a word. Although 21 bit constants are
306    usually the top 21 bits of a 32 bit constant, we assume that only
307    the low 21 bits of opnd are relevant */
308
309 static unsigned
310 deposit_21 (opnd, word)
311      unsigned opnd, word;
312 {
313   unsigned val = 0;
314
315   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 14, 11 + 18);
316   val <<= 2;
317   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 12, 11 + 13);
318   val <<= 2;
319   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 19, 11 + 20);
320   val <<= 11;
321   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 1, 11 + 11);
322   val <<= 1;
323   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 0, 11 + 0);
324   return word | val;
325 }
326 #endif
327
328 /* extract a 12 bit constant from branch instructions */
329
330 static int
331 extract_12 (word)
332      unsigned word;
333 {
334   return sign_extend (GET_FIELD (word, 19, 28) |
335                       GET_FIELD (word, 29, 29) << 10 |
336                       (word & 0x1) << 11, 12) << 2;
337 }
338
339 /* extract a 17 bit constant from branch instructions, returning the
340    19 bit signed value. */
341
342 static int
343 extract_17 (word)
344      unsigned word;
345 {
346   return sign_extend (GET_FIELD (word, 19, 28) |
347                       GET_FIELD (word, 29, 29) << 10 |
348                       GET_FIELD (word, 11, 15) << 11 |
349                       (word & 0x1) << 16, 17) << 2;
350 }
351
352 /* Print one instruction.  */
353 int
354 print_insn_hppa (memaddr, info)
355      bfd_vma memaddr;
356      disassemble_info *info;
357 {
358   unsigned int insn, i, op;
359   FILE *stream = info->stream;
360
361   {
362     int status =
363       (*info->read_memory_func) (memaddr, (bfd_byte*) &insn, sizeof (insn),
364                                  info);
365     if (status != 0)
366       {
367         (*info->memory_error_func) (status, memaddr, info);
368         return -1;
369       }
370   }
371
372   for (i = 0; i < NUMOPCODES; ++i)
373     {
374       const struct pa_opcode *opcode = &pa_opcodes[i];
375       if ((insn & opcode->mask) == opcode->match)
376         {
377           register const char *s;
378           
379           (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s", opcode->name);
380
381           if (!strchr ("cCY<?!@-+&U>~nZFIMad", opcode->args[0]))
382             (*info->fprintf_func) (info->stream, " ");
383           for (s = opcode->args; *s != '\0'; ++s)
384             {
385               switch (*s)
386                 {
387                 case 'x':
388                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
389                   break;
390                 case 'X':
391                   if (GET_FIELD (insn, 25, 25))
392                       fput_fp_reg_r (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
393                   else
394                       fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
395                   break;
396                 case 'b':
397                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
398                   break;
399                 case '^':
400                   fput_creg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
401                   break;
402                 case 'E':
403                   if (GET_FIELD (insn, 25, 25))
404                       fput_fp_reg_r (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
405                   else
406                       fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
407                   break;
408                 case 't':
409                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
410                   break;
411                 case 'v':
412                   if (GET_FIELD (insn, 25, 25))
413                       fput_fp_reg_r (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
414                   else
415                       fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
416                   break;
417                 case 'y':
418                   fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
419                   break;
420                 case '4':
421                   fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
422                   break;
423                 case '6':
424                   fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
425                   break;
426                 case '7':
427                   fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
428                   break;
429                 case '8':
430                   fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 16, 20), info);
431                   break;
432                 case '9':
433                   fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 21, 25), info);
434                   break;
435                 case '5':
436                   fput_const (extract_5_load (insn), info);
437                   break;
438                 case 's':
439                   fprintf_filtered (stream, "sr%d", GET_FIELD (insn, 16, 17));
440                   break;
441                 case 'S':
442                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "sr%d", extract_3 (insn));
443                   break;
444                 case 'c':
445                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
446                                     index_compl_names[GET_COMPL (insn)]);
447                   break;
448                 case 'C':
449                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
450                                     short_ldst_compl_names[GET_COMPL (insn)]);
451                   break;
452                 case 'Y':
453                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
454                                     short_bytes_compl_names[GET_COMPL (insn)]);
455                   break;
456                 /* these four conditions are for the set of instructions
457                    which distinguish true/false conditions by opcode rather
458                    than by the 'f' bit (sigh): comb, comib, addb, addib */
459                 case '<':
460                   fputs_filtered (compare_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18)],
461                                   info);
462                   break;
463                 case '?':
464                   fputs_filtered (compare_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18) + 8],
465                                   info);
466                   break;
467                 case '@':
468                   fputs_filtered (add_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18) + 8],
469                                   info);
470                   break;
471                 case 'a':
472                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
473                                          compare_cond_names[GET_COND (insn)]);
474                   break;
475                 case 'd':
476                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
477                                          add_cond_names[GET_COND (insn)]);
478                   break;
479                 case '!':
480                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s",
481                                     add_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18)]);
482                   break;
483
484                 case '&':
485                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
486                                     logical_cond_names[GET_COND (insn)]);
487                   break;
488                 case 'U':
489                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
490                                     unit_cond_names[GET_COND (insn)]);
491                   break;
492                 case '>':
493                 case '~':
494                   (*info->fprintf_func)
495                     (info->stream, "%s",
496                      shift_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18)]);
497
498                   /* If the next character in args is 'n', it will handle
499                      putting out the space.  */
500                   if (s[1] != 'n')
501                     (*info->fprintf_func) (info->stream, " ");
502                   break;
503                 case 'V':
504                   fput_const (extract_5_store (insn), info);
505                   break;
506                 case 'r':
507                   fput_const (extract_5r_store (insn), info);
508                   break;
509                 case 'R':
510                   fput_const (extract_5R_store (insn), info);
511                   break;
512                 case 'Q':
513                   fput_const (extract_5Q_store (insn), info);
514                   break;
515                 case 'i':
516                   fput_const (extract_11 (insn), info);
517                   break;
518                 case 'j':
519                   fput_const (extract_14 (insn), info);
520                   break;
521                 case 'k':
522                   fput_const (extract_21 (insn), info);
523                   break;
524                 case 'n':
525                   if (insn & 0x2)
526                     (*info->fprintf_func) (info->stream, ",n ");
527                   else
528                     (*info->fprintf_func) (info->stream, " ");
529                   break;
530                 case 'w':
531                   (*info->print_address_func) (memaddr + 8 + extract_12 (insn),
532                                                info);
533                   break;
534                 case 'W':
535                   /* don't interpret an address if it's an external branch
536                      instruction. */
537                   op = GET_FIELD (insn, 0, 5);
538                   if (op != 0x38 /* be */ && op != 0x39 /* ble */)
539                     (*info->print_address_func) ((memaddr + 8
540                                                   + extract_17 (insn)),
541                                                  info);
542                   else
543                     fput_const (extract_17 (insn), info);
544                   break;
545                 case 'p':
546                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%d",
547                                     31 - GET_FIELD (insn, 22, 26));
548                   break;
549                 case 'P':
550                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%d",
551                                     GET_FIELD (insn, 22, 26));
552                   break;
553                 case 'T':
554                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%d",
555                                     32 - GET_FIELD (insn, 27, 31));
556                   break;
557                 case 'A':
558                   fput_const (GET_FIELD (insn, 6, 18), info);
559                   break;
560                 case 'Z':
561                   if (GET_FIELD (insn, 26, 26))
562                     (*info->fprintf_func) (info->stream, ",m ");
563                   else
564                     (*info->fprintf_func) (info->stream, " ");
565                   break;
566                 case 'D':
567                   fput_const (GET_FIELD (insn, 6, 31), info);
568                   break;
569                 case 'f':
570                   (*info->fprintf_func) (info->stream, ",%d", GET_FIELD (insn, 23, 25));
571                   break;
572                 case 'O':
573                   fput_const ((GET_FIELD (insn, 6,20) << 5 |
574                                GET_FIELD (insn, 27, 31)), info);
575                   break;
576                 case 'o':
577                   fput_const (GET_FIELD (insn, 6, 20), info);
578                   break;
579                 case '2':
580                   fput_const ((GET_FIELD (insn, 6, 22) << 5 |
581                                GET_FIELD (insn, 27, 31)), info);
582                   break;
583                 case '1':
584                   fput_const ((GET_FIELD (insn, 11, 20) << 5 |
585                                GET_FIELD (insn, 27, 31)), info);
586                   break;
587                 case '0':
588                   fput_const ((GET_FIELD (insn, 16, 20) << 5 |
589                                GET_FIELD (insn, 27, 31)), info);
590                   break;
591                 case 'u':
592                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%d", GET_FIELD (insn, 23, 25));
593                   break;
594                 case 'F':
595                   /* if no destination completer, need a space here */
596                   if (GET_FIELD (insn, 21, 22) == 1)
597                     fputs_filtered (float_format_names[GET_FIELD (insn, 19, 20)],
598                                     info);
599                   else
600                     (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
601                                       float_format_names[GET_FIELD
602                                                          (insn, 19, 20)]);
603                   break;
604                 case 'G':
605                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
606                                     float_format_names[GET_FIELD (insn,
607                                                                   17, 18)]);
608                   break;
609                 case 'H':
610                     fputs_filtered (float_format_names[GET_FIELD 
611                                                       (insn, 26, 26)], info);
612                   break;
613                 case 'I':
614                   /* if no destination completer, need a space here */
615                   if (GET_FIELD (insn, 21, 22) == 1)
616                     fputs_filtered (float_format_names[GET_FIELD (insn, 20, 20)],
617                                     info);
618                   else
619                     fprintf_filtered (stream, "%s ",
620                                       float_format_names[GET_FIELD
621                                                          (insn, 20, 20)]);
622                   break;
623                 case 'J':
624                   if (GET_FIELD (insn, 24, 24))
625                       fput_fp_reg_r (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
626                   else
627                       fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
628                       
629                   break;
630                 case 'K':
631                   if (GET_FIELD (insn, 19, 19))
632                       fput_fp_reg_r (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
633                   else
634                       fput_fp_reg (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
635                   break;
636                 case 'M':
637                   fputs_filtered (float_comp_names[GET_FIELD (insn, 27, 31)],
638                                   info);
639                   break;
640                 default:
641                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%c", *s);
642                   break;
643                 }
644             }
645           return sizeof(insn);
646         }
647     }
648   (*info->fprintf_func) (info->stream, "#%8x", insn);
649   return sizeof(insn);
650 }