opcodes/ppc-dis.c

   1 /* ppc-dis.c -- Disassemble PowerPC instructions
   2    Copyright (C) 1994-2017 Free Software Foundation, Inc.
   3    Written by Ian Lance Taylor, Cygnus Support
   4
   5    This file is part of the GNU opcodes library.
   6
   7    This library 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 3, or (at your option)
  10    any later version.
  11
  12    It is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  13    ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  14    or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
  15    License for more details.
  16
  17    You should have received a copy of the GNU General Public License
  18    along with this file; see the file COPYING.  If not, write to the
  19    Free Software Foundation, 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
  20    MA 02110-1301, USA.  */
  21
  22 #include "sysdep.h"
  23 #include <stdio.h>
  24 #include "disassemble.h"
  25 #include "elf-bfd.h"
  26 #include "elf/ppc.h"
  27 #include "opintl.h"
  28 #include "opcode/ppc.h"
  29 #include "libiberty.h"
  30
  31 /* This file provides several disassembler functions, all of which use
  32    the disassembler interface defined in dis-asm.h.  Several functions
  33    are provided because this file handles disassembly for the PowerPC
  34    in both big and little endian mode and also for the POWER (RS/6000)
  35    chip.  */
  36 static int print_insn_powerpc (bfd_vma, struct disassemble_info *, int,
  37                                ppc_cpu_t);
  38
  39 struct dis_private
  40 {
  41   /* Stash the result of parsing disassembler_options here.  */
  42   ppc_cpu_t dialect;
  43 } private;
  44
  45 #define POWERPC_DIALECT(INFO) \
  46   (((struct dis_private *) ((INFO)->private_data))->dialect)
  47
  48 struct ppc_mopt {
  49   /* Option string, without -m or -M prefix.  */
  50   const char *opt;
  51   /* CPU option flags.  */
  52   ppc_cpu_t cpu;
  53   /* Flags that should stay on, even when combined with another cpu
  54      option.  This should only be used for generic options like
  55      "-many" or "-maltivec" where it is reasonable to add some
  56      capability to another cpu selection.  The added flags are sticky
  57      so that, for example, "-many -me500" and "-me500 -many" result in
  58      the same assembler or disassembler behaviour.  Do not use
  59      "sticky" for specific cpus, as this will prevent that cpu's flags
  60      from overriding the defaults set in powerpc_init_dialect or a
  61      prior -m option.  */
  62   ppc_cpu_t sticky;
  63 };
  64
  65 struct ppc_mopt ppc_opts[] = {
  66   { "403",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_403,
  67     0 },
  68   { "405",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_403 | PPC_OPCODE_405,
  69     0 },
  70   { "440",     (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_440
  71                 | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_RFMCI),
  72     0 },
  73   { "464",     (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_440
  74                 | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_RFMCI),
  75     0 },
  76   { "476",     (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_476
  77                 | PPC_OPCODE_POWER4 | PPC_OPCODE_POWER5),
  78     0 },
  79   { "601",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_601,
  80     0 },
  81   { "603",     PPC_OPCODE_PPC,
  82     0 },
  83   { "604",     PPC_OPCODE_PPC,
  84     0 },
  85   { "620",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64,
  86     0 },
  87   { "7400",    PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ALTIVEC,
  88     0 },
  89   { "7410",    PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ALTIVEC,
  90     0 },
  91   { "7450",    PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_7450 | PPC_OPCODE_ALTIVEC,
  92     0 },
  93   { "7455",    PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ALTIVEC,
  94     0 },
  95   { "750cl",   PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_750 | PPC_OPCODE_PPCPS
  96     , 0 },
  97   { "821",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_860,
  98     0 },
  99   { "850",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_860,
 100     0 },
 101   { "860",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_860,
 102     0 },
 103   { "a2",      (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_POWER4
 104                 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_64
 105                 | PPC_OPCODE_A2),
 106     0 },
 107   { "altivec", PPC_OPCODE_PPC,
 108     PPC_OPCODE_ALTIVEC },
 109   { "any",     PPC_OPCODE_PPC,
 110     PPC_OPCODE_ANY },
 111   { "booke",   PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE,
 112     0 },
 113   { "booke32", PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE,
 114     0 },
 115   { "cell",    (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4
 116                 | PPC_OPCODE_CELL | PPC_OPCODE_ALTIVEC),
 117     0 },
 118   { "com",     PPC_OPCODE_COMMON,
 119     0 },
 120   { "e200z4",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE| PPC_OPCODE_SPE
 121                 | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_EFS | PPC_OPCODE_BRLOCK
 122                 | PPC_OPCODE_PMR | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_RFMCI
 123                 | PPC_OPCODE_E500 | PPC_OPCODE_VLE | PPC_OPCODE_E200Z4
 124                 | PPC_OPCODE_EFS2 | PPC_OPCODE_LSP),
 125     0 },
 126   { "e300",    PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_E300,
 127     0 },
 128   { "e500",    (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_SPE
 129                 | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_EFS | PPC_OPCODE_BRLOCK
 130                 | PPC_OPCODE_PMR | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_RFMCI
 131                 | PPC_OPCODE_E500),
 132     0 },
 133   { "e500mc",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_ISEL
 134                 | PPC_OPCODE_PMR | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_RFMCI
 135                 | PPC_OPCODE_E500MC),
 136     0 },
 137   { "e500mc64",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_ISEL
 138                 | PPC_OPCODE_PMR | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_RFMCI
 139                 | PPC_OPCODE_E500MC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER5
 140                 | PPC_OPCODE_POWER6 | PPC_OPCODE_POWER7),
 141     0 },
 142   { "e5500",    (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_ISEL
 143                 | PPC_OPCODE_PMR | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_RFMCI
 144                 | PPC_OPCODE_E500MC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4
 145                 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6 | PPC_OPCODE_POWER7),
 146     0 },
 147   { "e6500",   (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_ISEL
 148                 | PPC_OPCODE_PMR | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_RFMCI
 149                 | PPC_OPCODE_E500MC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_ALTIVEC
 150                 | PPC_OPCODE_E6500 | PPC_OPCODE_TMR | PPC_OPCODE_POWER4
 151                 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6 | PPC_OPCODE_POWER7),
 152     0 },
 153   { "e500x2",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_SPE
 154                 | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_EFS | PPC_OPCODE_BRLOCK
 155                 | PPC_OPCODE_PMR | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_RFMCI
 156                 | PPC_OPCODE_E500),
 157     0 },
 158   { "efs",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_EFS,
 159     0 },
 160   { "efs2",    PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_EFS | PPC_OPCODE_EFS2,
 161     0 },
 162   { "power4",  PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4,
 163     0 },
 164   { "power5",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4
 165                 | PPC_OPCODE_POWER5),
 166     0 },
 167   { "power6",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4
 168                 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6 | PPC_OPCODE_ALTIVEC),
 169     0 },
 170   { "power7",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_64
 171                 | PPC_OPCODE_POWER4 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6
 172                 | PPC_OPCODE_POWER7 | PPC_OPCODE_ALTIVEC | PPC_OPCODE_VSX),
 173     0 },
 174   { "power8",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_64
 175                 | PPC_OPCODE_POWER4 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6
 176                 | PPC_OPCODE_POWER7 | PPC_OPCODE_POWER8
 177                 | PPC_OPCODE_ALTIVEC | PPC_OPCODE_VSX),
 178     0 },
 179   { "power9",  (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_64
 180                 | PPC_OPCODE_POWER4 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6
 181                 | PPC_OPCODE_POWER7 | PPC_OPCODE_POWER8 | PPC_OPCODE_POWER9
 182                 | PPC_OPCODE_ALTIVEC | PPC_OPCODE_VSX),
 183     0 },
 184   { "ppc",     PPC_OPCODE_PPC,
 185     0 },
 186   { "ppc32",   PPC_OPCODE_PPC,
 187     0 },
 188   { "32",      PPC_OPCODE_PPC,
 189     0 },
 190   { "ppc64",   PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64,
 191     0 },
 192   { "64",      PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64,
 193     0 },
 194   { "ppc64bridge", PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64_BRIDGE,
 195     0 },
 196   { "ppcps",   PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_PPCPS,
 197     0 },
 198   { "pwr",     PPC_OPCODE_POWER,
 199     0 },
 200   { "pwr2",    PPC_OPCODE_POWER | PPC_OPCODE_POWER2,
 201     0 },
 202   { "pwr4",    PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4,
 203     0 },
 204   { "pwr5",    (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4
 205                 | PPC_OPCODE_POWER5),
 206     0 },
 207   { "pwr5x",   (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4
 208                 | PPC_OPCODE_POWER5),
 209     0 },
 210   { "pwr6",    (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_64 | PPC_OPCODE_POWER4
 211                 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6 | PPC_OPCODE_ALTIVEC),
 212     0 },
 213   { "pwr7",    (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_64
 214                 | PPC_OPCODE_POWER4 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6
 215                 | PPC_OPCODE_POWER7 | PPC_OPCODE_ALTIVEC | PPC_OPCODE_VSX),
 216     0 },
 217   { "pwr8",    (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_64
 218                 | PPC_OPCODE_POWER4 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6
 219                 | PPC_OPCODE_POWER7 | PPC_OPCODE_POWER8
 220                 | PPC_OPCODE_ALTIVEC | PPC_OPCODE_VSX),
 221     0 },
 222   { "pwr9",    (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_64
 223                 | PPC_OPCODE_POWER4 | PPC_OPCODE_POWER5 | PPC_OPCODE_POWER6
 224                 | PPC_OPCODE_POWER7 | PPC_OPCODE_POWER8 | PPC_OPCODE_POWER9
 225                 | PPC_OPCODE_ALTIVEC | PPC_OPCODE_VSX),
 226     0 },
 227   { "pwrx",    PPC_OPCODE_POWER | PPC_OPCODE_POWER2,
 228     0 },
 229   { "raw",     PPC_OPCODE_PPC,
 230     PPC_OPCODE_RAW },
 231   { "spe",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_EFS,
 232     PPC_OPCODE_SPE },
 233   { "spe2",     PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_EFS | PPC_OPCODE_EFS2 | PPC_OPCODE_SPE,
 234     PPC_OPCODE_SPE2 },
 235   { "titan",   (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE | PPC_OPCODE_PMR
 236                 | PPC_OPCODE_RFMCI | PPC_OPCODE_TITAN),
 237     0 },
 238   { "vle",     (PPC_OPCODE_PPC | PPC_OPCODE_BOOKE| PPC_OPCODE_SPE
 239                 | PPC_OPCODE_ISEL | PPC_OPCODE_EFS | PPC_OPCODE_BRLOCK
 240                 | PPC_OPCODE_PMR | PPC_OPCODE_CACHELCK | PPC_OPCODE_RFMCI
 241                 | PPC_OPCODE_LSP | PPC_OPCODE_EFS2 | PPC_OPCODE_SPE2),
 242     PPC_OPCODE_VLE },
 243   { "vsx",     PPC_OPCODE_PPC,
 244     PPC_OPCODE_VSX },
 245 };
 246
 247 /* Switch between Booke and VLE dialects for interlinked dumps.  */
 248 static ppc_cpu_t
 249 get_powerpc_dialect (struct disassemble_info *info)
 250 {
 251   ppc_cpu_t dialect = 0;
 252
 253   dialect = POWERPC_DIALECT (info);
 254
 255   /* Disassemble according to the section headers flags for VLE-mode.  */
 256   if (dialect & PPC_OPCODE_VLE
 257       && info->section != NULL && info->section->owner != NULL
 258       && bfd_get_flavour (info->section->owner) == bfd_target_elf_flavour
 259       && elf_object_id (info->section->owner) == PPC32_ELF_DATA
 260       && (elf_section_flags (info->section) & SHF_PPC_VLE) != 0)
 261     return dialect;
 262   else
 263     return dialect & ~ PPC_OPCODE_VLE;
 264 }
 265
 266 /* Handle -m and -M options that set cpu type, and .machine arg.  */
 267
 268 ppc_cpu_t
 269 ppc_parse_cpu (ppc_cpu_t ppc_cpu, ppc_cpu_t *sticky, const char *arg)
 270 {
 271   unsigned int i;
 272
 273   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (ppc_opts); i++)
 274     if (disassembler_options_cmp (ppc_opts[i].opt, arg) == 0)
 275       {
 276         if (ppc_opts[i].sticky)
 277           {
 278             *sticky |= ppc_opts[i].sticky;
 279             if ((ppc_cpu & ~*sticky) != 0)
 280               break;
 281           }
 282         ppc_cpu = ppc_opts[i].cpu;
 283         break;
 284       }
 285   if (i >= ARRAY_SIZE (ppc_opts))
 286     return 0;
 287
 288   ppc_cpu |= *sticky;
 289   return ppc_cpu;
 290 }
 291
 292 /* Determine which set of machines to disassemble for.  */
 293
 294 static void
 295 powerpc_init_dialect (struct disassemble_info *info)
 296 {
 297   ppc_cpu_t dialect = 0;
 298   ppc_cpu_t sticky = 0;
 299   struct dis_private *priv = calloc (sizeof (*priv), 1);
 300
 301   if (priv == NULL)
 302     priv = &private;
 303
 304   switch (info->mach)
 305     {
 306     case bfd_mach_ppc_403:
 307     case bfd_mach_ppc_403gc:
 308       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "403");
 309       break;
 310     case bfd_mach_ppc_405:
 311       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "405");
 312       break;
 313     case bfd_mach_ppc_601:
 314       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "601");
 315       break;
 316     case bfd_mach_ppc_a35:
 317     case bfd_mach_ppc_rs64ii:
 318     case bfd_mach_ppc_rs64iii:
 319       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "pwr2") | PPC_OPCODE_64;
 320       break;
 321     case bfd_mach_ppc_e500:
 322       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "e500");
 323       break;
 324     case bfd_mach_ppc_e500mc:
 325       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "e500mc");
 326       break;
 327     case bfd_mach_ppc_e500mc64:
 328       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "e500mc64");
 329       break;
 330     case bfd_mach_ppc_e5500:
 331       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "e5500");
 332       break;
 333     case bfd_mach_ppc_e6500:
 334       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "e6500");
 335       break;
 336     case bfd_mach_ppc_titan:
 337       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "titan");
 338       break;
 339     case bfd_mach_ppc_vle:
 340       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "vle");
 341       break;
 342     default:
 343       dialect = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, "power9") | PPC_OPCODE_ANY;
 344       break;
 345     }
 346
 347   const char *opt;
 348   FOR_EACH_DISASSEMBLER_OPTION (opt, info->disassembler_options)
 349     {
 350       ppc_cpu_t new_cpu = 0;
 351
 352       if (disassembler_options_cmp (opt, "32") == 0)
 353         dialect &= ~(ppc_cpu_t) PPC_OPCODE_64;
 354       else if (disassembler_options_cmp (opt, "64") == 0)
 355         dialect |= PPC_OPCODE_64;
 356       else if ((new_cpu = ppc_parse_cpu (dialect, &sticky, opt)) != 0)
 357         dialect = new_cpu;
 358       else
 359         fprintf (stderr, _("warning: ignoring unknown -M%s option\n"), opt);
 360     }
 361
 362   info->private_data = priv;
 363   POWERPC_DIALECT(info) = dialect;
 364 }
 365
 366 #define PPC_OPCD_SEGS 64
 367 static unsigned short powerpc_opcd_indices[PPC_OPCD_SEGS+1];
 368 #define VLE_OPCD_SEGS 32
 369 static unsigned short vle_opcd_indices[VLE_OPCD_SEGS+1];
 370 #define SPE2_OPCD_SEGS 13
 371 static unsigned short spe2_opcd_indices[SPE2_OPCD_SEGS+1];
 372
 373 /* Calculate opcode table indices to speed up disassembly,
 374    and init dialect.  */
 375
 376 void
 377 disassemble_init_powerpc (struct disassemble_info *info)
 378 {
 379   int i;
 380   unsigned short last;
 381
 382   if (powerpc_opcd_indices[PPC_OPCD_SEGS] == 0)
 383     {
 384       i = powerpc_num_opcodes;
 385       while (--i >= 0)
 386         {
 387           unsigned op = PPC_OP (powerpc_opcodes[i].opcode);
 388           powerpc_opcd_indices[op] = i;
 389         }
 390
 391       last = powerpc_num_opcodes;
 392       for (i = PPC_OPCD_SEGS; i > 0; --i)
 393         {
 394           if (powerpc_opcd_indices[i] == 0)
 395             powerpc_opcd_indices[i] = last;
 396           last = powerpc_opcd_indices[i];
 397         }
 398
 399       i = vle_num_opcodes;
 400       while (--i >= 0)
 401         {
 402           unsigned op = VLE_OP (vle_opcodes[i].opcode, vle_opcodes[i].mask);
 403           unsigned seg = VLE_OP_TO_SEG (op);
 404           vle_opcd_indices[seg] = i;
 405         }
 406
 407       last = vle_num_opcodes;
 408       for (i = VLE_OPCD_SEGS; i > 0; --i)
 409         {
 410           if (vle_opcd_indices[i] == 0)
 411             vle_opcd_indices[i] = last;
 412           last = vle_opcd_indices[i];
 413         }
 414     }
 415
 416   /* SPE2 opcodes */
 417   i = spe2_num_opcodes;
 418   while (--i >= 0)
 419     {
 420       unsigned xop = SPE2_XOP (spe2_opcodes[i].opcode);
 421       unsigned seg = SPE2_XOP_TO_SEG (xop);
 422       spe2_opcd_indices[seg] = i;
 423     }
 424
 425   last = spe2_num_opcodes;
 426   for (i = SPE2_OPCD_SEGS; i > 1; --i)
 427     {
 428       if (spe2_opcd_indices[i] == 0)
 429         spe2_opcd_indices[i] = last;
 430       last = spe2_opcd_indices[i];
 431     }
 432
 433   if (info->arch == bfd_arch_powerpc)
 434     powerpc_init_dialect (info);
 435 }
 436
 437 /* Print a big endian PowerPC instruction.  */
 438
 439 int
 440 print_insn_big_powerpc (bfd_vma memaddr, struct disassemble_info *info)
 441 {
 442   return print_insn_powerpc (memaddr, info, 1, get_powerpc_dialect (info));
 443 }
 444
 445 /* Print a little endian PowerPC instruction.  */
 446
 447 int
 448 print_insn_little_powerpc (bfd_vma memaddr, struct disassemble_info *info)
 449 {
 450   return print_insn_powerpc (memaddr, info, 0, get_powerpc_dialect (info));
 451 }
 452
 453 /* Print a POWER (RS/6000) instruction.  */
 454
 455 int
 456 print_insn_rs6000 (bfd_vma memaddr, struct disassemble_info *info)
 457 {
 458   return print_insn_powerpc (memaddr, info, 1, PPC_OPCODE_POWER);
 459 }
 460
 461 /* Extract the operand value from the PowerPC or POWER instruction.  */
 462
 463 static int64_t
 464 operand_value_powerpc (const struct powerpc_operand *operand,
 465                        uint64_t insn, ppc_cpu_t dialect)
 466 {
 467   int64_t value;
 468   int invalid;
 469   /* Extract the value from the instruction.  */
 470   if (operand->extract)
 471     value = (*operand->extract) (insn, dialect, &invalid);
 472   else
 473     {
 474       if (operand->shift >= 0)
 475         value = (insn >> operand->shift) & operand->bitm;
 476       else
 477         value = (insn << -operand->shift) & operand->bitm;
 478       if ((operand->flags & PPC_OPERAND_SIGNED) != 0)
 479         {
 480           /* BITM is always some number of zeros followed by some
 481              number of ones, followed by some number of zeros.  */
 482           uint64_t top = operand->bitm;
 483           /* top & -top gives the rightmost 1 bit, so this
 484              fills in any trailing zeros.  */
 485           top |= (top & -top) - 1;
 486           top &= ~(top >> 1);
 487           value = (value ^ top) - top;
 488         }
 489     }
 490
 491   return value;
 492 }
 493
 494 /* Determine whether the optional operand(s) should be printed.  */
 495
 496 static int
 497 skip_optional_operands (const unsigned char *opindex,
 498                         uint64_t insn, ppc_cpu_t dialect)
 499 {
 500   const struct powerpc_operand *operand;
 501
 502   for (; *opindex != 0; opindex++)
 503     {
 504       operand = &powerpc_operands[*opindex];
 505       if ((operand->flags & PPC_OPERAND_NEXT) != 0
 506           || ((operand->flags & PPC_OPERAND_OPTIONAL) != 0
 507               && operand_value_powerpc (operand, insn, dialect) !=
 508                  ppc_optional_operand_value (operand)))
 509         return 0;
 510     }
 511
 512   return 1;
 513 }
 514
 515 /* Find a match for INSN in the opcode table, given machine DIALECT.  */
 516
 517 static const struct powerpc_opcode *
 518 lookup_powerpc (uint64_t insn, ppc_cpu_t dialect)
 519 {
 520   const struct powerpc_opcode *opcode, *opcode_end, *last;
 521   unsigned long op;
 522
 523   /* Get the major opcode of the instruction.  */
 524   op = PPC_OP (insn);
 525
 526   /* Find the first match in the opcode table for this major opcode.  */
 527   opcode_end = powerpc_opcodes + powerpc_opcd_indices[op + 1];
 528   last = NULL;
 529   for (opcode = powerpc_opcodes + powerpc_opcd_indices[op];
 530        opcode < opcode_end;
 531        ++opcode)
 532     {
 533       const unsigned char *opindex;
 534       const struct powerpc_operand *operand;
 535       int invalid;
 536
 537       if ((insn & opcode->mask) != opcode->opcode
 538           || ((dialect & PPC_OPCODE_ANY) == 0
 539               && ((opcode->flags & dialect) == 0
 540                   || (opcode->deprecated & dialect) != 0)))
 541         continue;
 542
 543       /* Check validity of operands.  */
 544       invalid = 0;
 545       for (opindex = opcode->operands; *opindex != 0; opindex++)
 546         {
 547           operand = powerpc_operands + *opindex;
 548           if (operand->extract)
 549             (*operand->extract) (insn, dialect, &invalid);
 550         }
 551       if (invalid)
 552         continue;
 553
 554       if ((dialect & PPC_OPCODE_RAW) == 0)
 555         return opcode;
 556
 557       /* The raw machine insn is one that is not a specialization.  */
 558       if (last == NULL
 559           || (last->mask & ~opcode->mask) != 0)
 560         last = opcode;
 561     }
 562
 563   return last;
 564 }
 565
 566 /* Find a match for INSN in the VLE opcode table.  */
 567
 568 static const struct powerpc_opcode *
 569 lookup_vle (uint64_t insn)
 570 {
 571   const struct powerpc_opcode *opcode;
 572   const struct powerpc_opcode *opcode_end;
 573   unsigned op, seg;
 574
 575   op = PPC_OP (insn);
 576   if (op >= 0x20 && op <= 0x37)
 577     {
 578       /* This insn has a 4-bit opcode.  */
 579       op &= 0x3c;
 580     }
 581   seg = VLE_OP_TO_SEG (op);
 582
 583   /* Find the first match in the opcode table for this major opcode.  */
 584   opcode_end = vle_opcodes + vle_opcd_indices[seg + 1];
 585   for (opcode = vle_opcodes + vle_opcd_indices[seg];
 586        opcode < opcode_end;
 587        ++opcode)
 588     {
 589       uint64_t table_opcd = opcode->opcode;
 590       uint64_t table_mask = opcode->mask;
 591       bfd_boolean table_op_is_short = PPC_OP_SE_VLE(table_mask);
 592       uint64_t insn2;
 593       const unsigned char *opindex;
 594       const struct powerpc_operand *operand;
 595       int invalid;
 596
 597       insn2 = insn;
 598       if (table_op_is_short)
 599         insn2 >>= 16;
 600       if ((insn2 & table_mask) != table_opcd)
 601         continue;
 602
 603       /* Check validity of operands.  */
 604       invalid = 0;
 605       for (opindex = opcode->operands; *opindex != 0; ++opindex)
 606         {
 607           operand = powerpc_operands + *opindex;
 608           if (operand->extract)
 609             (*operand->extract) (insn, (ppc_cpu_t)0, &invalid);
 610         }
 611       if (invalid)
 612         continue;
 613
 614       return opcode;
 615     }
 616
 617   return NULL;
 618 }
 619
 620 /* Find a match for INSN in the SPE2 opcode table.  */
 621
 622 static const struct powerpc_opcode *
 623 lookup_spe2 (uint64_t insn)
 624 {
 625   const struct powerpc_opcode *opcode, *opcode_end;
 626   unsigned op, xop, seg;
 627
 628   op = PPC_OP (insn);
 629   if (op != 0x4)
 630     {
 631       /* This is not SPE2 insn.
 632        * All SPE2 instructions have OP=4 and differs by XOP  */
 633       return NULL;
 634     }
 635   xop = SPE2_XOP (insn);
 636   seg = SPE2_XOP_TO_SEG (xop);
 637
 638   /* Find the first match in the opcode table for this major opcode.  */
 639   opcode_end = spe2_opcodes + spe2_opcd_indices[seg + 1];
 640   for (opcode = spe2_opcodes + spe2_opcd_indices[seg];
 641        opcode < opcode_end;
 642        ++opcode)
 643     {
 644       uint64_t table_opcd = opcode->opcode;
 645       uint64_t table_mask = opcode->mask;
 646       uint64_t insn2;
 647       const unsigned char *opindex;
 648       const struct powerpc_operand *operand;
 649       int invalid;
 650
 651       insn2 = insn;
 652       if ((insn2 & table_mask) != table_opcd)
 653         continue;
 654
 655       /* Check validity of operands.  */
 656       invalid = 0;
 657       for (opindex = opcode->operands; *opindex != 0; ++opindex)
 658         {
 659           operand = powerpc_operands + *opindex;
 660           if (operand->extract)
 661             (*operand->extract) (insn, (ppc_cpu_t)0, &invalid);
 662         }
 663       if (invalid)
 664         continue;
 665
 666       return opcode;
 667     }
 668
 669   return NULL;
 670 }
 671
 672 /* Print a PowerPC or POWER instruction.  */
 673
 674 static int
 675 print_insn_powerpc (bfd_vma memaddr,
 676                     struct disassemble_info *info,
 677                     int bigendian,
 678                     ppc_cpu_t dialect)
 679 {
 680   bfd_byte buffer[4];
 681   int status;
 682   uint64_t insn;
 683   const struct powerpc_opcode *opcode;
 684   bfd_boolean insn_is_short;
 685
 686   status = (*info->read_memory_func) (memaddr, buffer, 4, info);
 687   if (status != 0)
 688     {
 689       /* The final instruction may be a 2-byte VLE insn.  */
 690       if ((dialect & PPC_OPCODE_VLE) != 0)
 691         {
 692           /* Clear buffer so unused bytes will not have garbage in them.  */
 693           buffer[0] = buffer[1] = buffer[2] = buffer[3] = 0;
 694           status = (*info->read_memory_func) (memaddr, buffer, 2, info);
 695           if (status != 0)
 696             {
 697               (*info->memory_error_func) (status, memaddr, info);
 698               return -1;
 699             }
 700         }
 701       else
 702         {
 703           (*info->memory_error_func) (status, memaddr, info);
 704           return -1;
 705         }
 706     }
 707
 708   if (bigendian)
 709     insn = bfd_getb32 (buffer);
 710   else
 711     insn = bfd_getl32 (buffer);
 712
 713   /* Get the major opcode of the insn.  */
 714   opcode = NULL;
 715   insn_is_short = FALSE;
 716   if ((dialect & PPC_OPCODE_VLE) != 0)
 717     {
 718       opcode = lookup_vle (insn);
 719       if (opcode != NULL)
 720         insn_is_short = PPC_OP_SE_VLE(opcode->mask);
 721     }
 722   if (opcode == NULL && (dialect & PPC_OPCODE_SPE2) != 0)
 723     opcode = lookup_spe2 (insn);
 724   if (opcode == NULL)
 725     opcode = lookup_powerpc (insn, dialect & ~PPC_OPCODE_ANY);
 726   if (opcode == NULL && (dialect & PPC_OPCODE_ANY) != 0)
 727     opcode = lookup_powerpc (insn, dialect);
 728
 729   if (opcode != NULL)
 730     {
 731       const unsigned char *opindex;
 732       const struct powerpc_operand *operand;
 733       int need_comma;
 734       int need_paren;
 735       int skip_optional;
 736
 737       if (opcode->operands[0] != 0)
 738         (*info->fprintf_func) (info->stream, "%-7s ", opcode->name);
 739       else
 740         (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s", opcode->name);
 741
 742       if (insn_is_short)
 743         /* The operands will be fetched out of the 16-bit instruction.  */
 744         insn >>= 16;
 745
 746       /* Now extract and print the operands.  */
 747       need_comma = 0;
 748       need_paren = 0;
 749       skip_optional = -1;
 750       for (opindex = opcode->operands; *opindex != 0; opindex++)
 751         {
 752           int64_t value;
 753
 754           operand = powerpc_operands + *opindex;
 755
 756           /* Operands that are marked FAKE are simply ignored.  We
 757              already made sure that the extract function considered
 758              the instruction to be valid.  */
 759           if ((operand->flags & PPC_OPERAND_FAKE) != 0)
 760             continue;
 761
 762           /* If all of the optional operands have the value zero,
 763              then don't print any of them.  */
 764           if ((operand->flags & PPC_OPERAND_OPTIONAL) != 0)
 765             {
 766               if (skip_optional < 0)
 767                 skip_optional = skip_optional_operands (opindex, insn,
 768                                                         dialect);
 769               if (skip_optional)
 770                 continue;
 771             }
 772
 773           value = operand_value_powerpc (operand, insn, dialect);
 774
 775           if (need_comma)
 776             {
 777               (*info->fprintf_func) (info->stream, ",");
 778               need_comma = 0;
 779             }
 780
 781           /* Print the operand as directed by the flags.  */
 782           if ((operand->flags & PPC_OPERAND_GPR) != 0
 783               || ((operand->flags & PPC_OPERAND_GPR_0) != 0 && value != 0))
 784             (*info->fprintf_func) (info->stream, "r%" PPC_INT_FMT "d", value);
 785           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_FPR) != 0)
 786             (*info->fprintf_func) (info->stream, "f%" PPC_INT_FMT "d", value);
 787           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_VR) != 0)
 788             (*info->fprintf_func) (info->stream, "v%" PPC_INT_FMT "d", value);
 789           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_VSR) != 0)
 790             (*info->fprintf_func) (info->stream, "vs%" PPC_INT_FMT "d", value);
 791           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_RELATIVE) != 0)
 792             (*info->print_address_func) (memaddr + value, info);
 793           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_ABSOLUTE) != 0)
 794             (*info->print_address_func) ((bfd_vma) value & 0xffffffff, info);
 795           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_FSL) != 0)
 796             (*info->fprintf_func) (info->stream, "fsl%" PPC_INT_FMT "d", value);
 797           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_FCR) != 0)
 798             (*info->fprintf_func) (info->stream, "fcr%" PPC_INT_FMT "d", value);
 799           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_UDI) != 0)
 800             (*info->fprintf_func) (info->stream, "%" PPC_INT_FMT "d", value);
 801           else if ((operand->flags & PPC_OPERAND_CR_REG) != 0
 802                    && (((dialect & PPC_OPCODE_PPC) != 0)
 803                        || ((dialect & PPC_OPCODE_VLE) != 0)))
 804             (*info->fprintf_func) (info->stream, "cr%" PPC_INT_FMT "d", value);
 805           else if (((operand->flags & PPC_OPERAND_CR_BIT) != 0)
 806                    && (((dialect & PPC_OPCODE_PPC) != 0)
 807                        || ((dialect & PPC_OPCODE_VLE) != 0)))
 808             {
 809               static const char *cbnames[4] = { "lt", "gt", "eq", "so" };
 810               int cr;
 811               int cc;
 812
 813               cr = value >> 2;
 814               if (cr != 0)
 815                 (*info->fprintf_func) (info->stream, "4*cr%d+", cr);
 816               cc = value & 3;
 817               (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s", cbnames[cc]);
 818             }
 819           else
 820             (*info->fprintf_func) (info->stream, "%" PPC_INT_FMT "d", value);
 821
 822           if (need_paren)
 823             {
 824               (*info->fprintf_func) (info->stream, ")");
 825               need_paren = 0;
 826             }
 827
 828           if ((operand->flags & PPC_OPERAND_PARENS) == 0)
 829             need_comma = 1;
 830           else
 831             {
 832               (*info->fprintf_func) (info->stream, "(");
 833               need_paren = 1;
 834             }
 835         }
 836
 837       /* We have found and printed an instruction.
 838          If it was a short VLE instruction we have more to do.  */
 839       if (insn_is_short)
 840         {
 841           memaddr += 2;
 842           return 2;
 843         }
 844       else
 845         /* Otherwise, return.  */
 846         return 4;
 847     }
 848
 849   /* We could not find a match.  */
 850   (*info->fprintf_func) (info->stream, ".long 0x%" PPC_INT_FMT "x", insn);
 851
 852   return 4;
 853 }
 854
 855 const disasm_options_t *
 856 disassembler_options_powerpc (void)
 857 {
 858   static disasm_options_t *opts = NULL;
 859
 860   if (opts == NULL)
 861     {
 862       size_t i, num_options = ARRAY_SIZE (ppc_opts);
 863       opts = XNEW (disasm_options_t);
 864       opts->name = XNEWVEC (const char *, num_options + 1);
 865       for (i = 0; i < num_options; i++)
 866         opts->name[i] = ppc_opts[i].opt;
 867       /* The array we return must be NULL terminated.  */
 868       opts->name[i] = NULL;
 869       opts->description = NULL;
 870     }
 871
 872   return opts;
 873 }
 874
 875 void
 876 print_ppc_disassembler_options (FILE *stream)
 877 {
 878   unsigned int i, col;
 879
 880   fprintf (stream, _("\n\
 881 The following PPC specific disassembler options are supported for use with\n\
 882 the -M switch:\n"));
 883
 884   for (col = 0, i = 0; i < ARRAY_SIZE (ppc_opts); i++)
 885     {
 886       col += fprintf (stream, " %s,", ppc_opts[i].opt);
 887       if (col > 66)
 888         {
 889           fprintf (stream, "\n");
 890           col = 0;
 891         }
 892     }
 893   fprintf (stream, "\n");
 894 }