bfd/doc/
[external/binutils.git] / opcodes / tic30-dis.c
1 /* Disassembly routines for TMS320C30 architecture
2    Copyright 1998, 1999, 2000, 2002, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Steven Haworth (steve@pm.cse.rmit.edu.au)
4
5    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6    it under the terms of the GNU General Public License as published by
7    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8    (at your option) any later version.
9
10    This program is distributed in the hope that it will be useful,
11    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13    GNU General Public License for more details.
14
15    You should have received a copy of the GNU General Public License
16    along with this program; if not, write to the Free Software
17    Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston, MA
18    02110-1301, USA.  */
19
20 #include <errno.h>
21 #include <math.h>
22 #include "sysdep.h"
23 #include "dis-asm.h"
24 #include "opcode/tic30.h"
25
26 #define NORMAL_INSN   1
27 #define PARALLEL_INSN 2
28
29 /* Gets the type of instruction based on the top 2 or 3 bits of the
30    instruction word.  */
31 #define GET_TYPE(insn) (insn & 0x80000000 ? insn & 0xC0000000 : insn & 0xE0000000)
32
33 /* Instruction types.  */
34 #define TWO_OPERAND_1 0x00000000
35 #define TWO_OPERAND_2 0x40000000
36 #define THREE_OPERAND 0x20000000
37 #define PAR_STORE     0xC0000000
38 #define MUL_ADDS      0x80000000
39 #define BRANCHES      0x60000000
40
41 /* Specific instruction id bits.  */
42 #define NORMAL_IDEN    0x1F800000
43 #define PAR_STORE_IDEN 0x3E000000
44 #define MUL_ADD_IDEN   0x2C000000
45 #define BR_IMM_IDEN    0x1F000000
46 #define BR_COND_IDEN   0x1C3F0000
47
48 /* Addressing modes.  */
49 #define AM_REGISTER 0x00000000
50 #define AM_DIRECT   0x00200000
51 #define AM_INDIRECT 0x00400000
52 #define AM_IMM      0x00600000
53
54 #define P_FIELD 0x03000000
55
56 #define REG_AR0 0x08
57 #define LDP_INSN 0x08700000
58
59 /* TMS320C30 program counter for current instruction.  */
60 static unsigned int _pc;
61
62 struct instruction
63 {
64   int type;
65   template *tm;
66   partemplate *ptm;
67 };
68
69 static int
70 get_tic30_instruction (unsigned long insn_word, struct instruction *insn)
71 {
72   switch (GET_TYPE (insn_word))
73     {
74     case TWO_OPERAND_1:
75     case TWO_OPERAND_2:
76     case THREE_OPERAND:
77       insn->type = NORMAL_INSN;
78       {
79         template *current_optab = (template *) tic30_optab;
80
81         for (; current_optab < tic30_optab_end; current_optab++)
82           {
83             if (GET_TYPE (current_optab->base_opcode) == GET_TYPE (insn_word))
84               {
85                 if (current_optab->operands == 0)
86                   {
87                     if (current_optab->base_opcode == insn_word)
88                       {
89                         insn->tm = current_optab;
90                         break;
91                       }
92                   }
93                 else if ((current_optab->base_opcode & NORMAL_IDEN) == (insn_word & NORMAL_IDEN))
94                   {
95                     insn->tm = current_optab;
96                     break;
97                   }
98               }
99           }
100       }
101       break;
102
103     case PAR_STORE:
104       insn->type = PARALLEL_INSN;
105       {
106         partemplate *current_optab = (partemplate *) tic30_paroptab;
107
108         for (; current_optab < tic30_paroptab_end; current_optab++)
109           {
110             if (GET_TYPE (current_optab->base_opcode) == GET_TYPE (insn_word))
111               {
112                 if ((current_optab->base_opcode & PAR_STORE_IDEN)
113                     == (insn_word & PAR_STORE_IDEN))
114                   {
115                     insn->ptm = current_optab;
116                     break;
117                   }
118               }
119           }
120       }
121       break;
122
123     case MUL_ADDS:
124       insn->type = PARALLEL_INSN;
125       {
126         partemplate *current_optab = (partemplate *) tic30_paroptab;
127
128         for (; current_optab < tic30_paroptab_end; current_optab++)
129           {
130             if (GET_TYPE (current_optab->base_opcode) == GET_TYPE (insn_word))
131               {
132                 if ((current_optab->base_opcode & MUL_ADD_IDEN)
133                     == (insn_word & MUL_ADD_IDEN))
134                   {
135                     insn->ptm = current_optab;
136                     break;
137                   }
138               }
139           }
140       }
141       break;
142
143     case BRANCHES:
144       insn->type = NORMAL_INSN;
145       {
146         template *current_optab = (template *) tic30_optab;
147
148         for (; current_optab < tic30_optab_end; current_optab++)
149           {
150             if (GET_TYPE (current_optab->base_opcode) == GET_TYPE (insn_word))
151               {
152                 if (current_optab->operand_types[0] & Imm24)
153                   {
154                     if ((current_optab->base_opcode & BR_IMM_IDEN)
155                         == (insn_word & BR_IMM_IDEN))
156                       {
157                         insn->tm = current_optab;
158                         break;
159                       }
160                   }
161                 else if (current_optab->operands > 0)
162                   {
163                     if ((current_optab->base_opcode & BR_COND_IDEN)
164                         == (insn_word & BR_COND_IDEN))
165                       {
166                         insn->tm = current_optab;
167                         break;
168                       }
169                   }
170                 else
171                   {
172                     if ((current_optab->base_opcode & (BR_COND_IDEN | 0x00800000))
173                         == (insn_word & (BR_COND_IDEN | 0x00800000)))
174                       {
175                         insn->tm = current_optab;
176                         break;
177                       }
178                   }
179               }
180           }
181       }
182       break;
183     default:
184       return 0;
185     }
186   return 1;
187 }
188
189 static int
190 get_register_operand (unsigned char fragment, char *buffer)
191 {
192   const reg *current_reg = tic30_regtab;
193
194   if (buffer == NULL)
195     return 0;
196   for (; current_reg < tic30_regtab_end; current_reg++)
197     {
198       if ((fragment & 0x1F) == current_reg->opcode)
199         {
200           strcpy (buffer, current_reg->name);
201           return 1;
202         }
203     }
204   return 0;
205 }
206
207 static int
208 get_indirect_operand (unsigned short fragment,
209                       int size,
210                       char *buffer)
211 {
212   unsigned char mod;
213   unsigned arnum;
214   unsigned char disp;
215
216   if (buffer == NULL)
217     return 0;
218   /* Determine which bits identify the sections of the indirect
219      operand based on the size in bytes.  */
220   switch (size)
221     {
222     case 1:
223       mod = (fragment & 0x00F8) >> 3;
224       arnum = (fragment & 0x0007);
225       disp = 0;
226       break;
227     case 2:
228       mod = (fragment & 0xF800) >> 11;
229       arnum = (fragment & 0x0700) >> 8;
230       disp = (fragment & 0x00FF);
231       break;
232     default:
233       return 0;
234     }
235   {
236     const ind_addr_type *current_ind = tic30_indaddr_tab;
237
238     for (; current_ind < tic30_indaddrtab_end; current_ind++)
239       {
240         if (current_ind->modfield == mod)
241           {
242             if (current_ind->displacement == IMPLIED_DISP && size == 2)
243               continue;
244
245             else
246               {
247                 size_t i, len;
248                 int bufcnt;
249
250                 len = strlen (current_ind->syntax);
251                 for (i = 0, bufcnt = 0; i < len; i++, bufcnt++)
252                   {
253                     buffer[bufcnt] = current_ind->syntax[i];
254                     if (buffer[bufcnt - 1] == 'a' && buffer[bufcnt] == 'r')
255                       buffer[++bufcnt] = arnum + '0';
256                     if (buffer[bufcnt] == '('
257                         && current_ind->displacement == DISP_REQUIRED)
258                       {
259                         sprintf (&buffer[bufcnt + 1], "%u", disp);
260                         bufcnt += strlen (&buffer[bufcnt + 1]);
261                       }
262                   }
263                 buffer[bufcnt + 1] = '\0';
264                 break;
265               }
266           }
267       }
268   }
269   return 1;
270 }
271
272 static int
273 cnvt_tmsfloat_ieee (unsigned long tmsfloat, int size, float *ieeefloat)
274 {
275   unsigned long exp, sign, mant;
276   union
277   {
278     unsigned long l;
279     float f;
280   } val;
281
282   if (size == 2)
283     {
284       if ((tmsfloat & 0x0000F000) == 0x00008000)
285         tmsfloat = 0x80000000;
286       else
287         {
288           tmsfloat <<= 16;
289           tmsfloat = (long) tmsfloat >> 4;
290         }
291     }
292   exp = tmsfloat & 0xFF000000;
293   if (exp == 0x80000000)
294     {
295       *ieeefloat = 0.0;
296       return 1;
297     }
298   exp += 0x7F000000;
299   sign = (tmsfloat & 0x00800000) << 8;
300   mant = tmsfloat & 0x007FFFFF;
301   if (exp == 0xFF000000)
302     {
303       if (mant == 0)
304         *ieeefloat = ERANGE;
305 #ifdef HUGE_VALF
306       if (sign == 0)
307         *ieeefloat = HUGE_VALF;
308       else
309         *ieeefloat = -HUGE_VALF;
310 #else
311       if (sign == 0)
312         *ieeefloat = 1.0 / 0.0;
313       else
314         *ieeefloat = -1.0 / 0.0;
315 #endif
316       return 1;
317     }
318   exp >>= 1;
319   if (sign)
320     {
321       mant = (~mant) & 0x007FFFFF;
322       mant += 1;
323       exp += mant & 0x00800000;
324       exp &= 0x7F800000;
325       mant &= 0x007FFFFF;
326     }
327   if (tmsfloat == 0x80000000)
328     sign = mant = exp = 0;
329   tmsfloat = sign | exp | mant;
330   val.l = tmsfloat;
331   *ieeefloat = val.f;
332   return 1;
333 }
334
335 static int
336 print_two_operand (disassemble_info *info,
337                    unsigned long insn_word,
338                    struct instruction *insn)
339 {
340   char name[12];
341   char operand[2][13] =
342   {
343     {0},
344     {0}
345   };
346   float f_number;
347
348   if (insn->tm == NULL)
349     return 0;
350   strcpy (name, insn->tm->name);
351   if (insn->tm->opcode_modifier == AddressMode)
352     {
353       int src_op, dest_op;
354       /* Determine whether instruction is a store or a normal instruction.  */
355       if ((insn->tm->operand_types[1] & (Direct | Indirect))
356           == (Direct | Indirect))
357         {
358           src_op = 1;
359           dest_op = 0;
360         }
361       else
362         {
363           src_op = 0;
364           dest_op = 1;
365         }
366       /* Get the destination register.  */
367       if (insn->tm->operands == 2)
368         get_register_operand ((insn_word & 0x001F0000) >> 16, operand[dest_op]);
369       /* Get the source operand based on addressing mode.  */
370       switch (insn_word & AddressMode)
371         {
372         case AM_REGISTER:
373           /* Check for the NOP instruction before getting the operand.  */
374           if ((insn->tm->operand_types[0] & NotReq) == 0)
375             get_register_operand ((insn_word & 0x0000001F), operand[src_op]);
376           break;
377         case AM_DIRECT:
378           sprintf (operand[src_op], "@0x%lX", (insn_word & 0x0000FFFF));
379           break;
380         case AM_INDIRECT:
381           get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FFFF), 2, operand[src_op]);
382           break;
383         case AM_IMM:
384           /* Get the value of the immediate operand based on variable type.  */
385           switch (insn->tm->imm_arg_type)
386             {
387             case Imm_Float:
388               cnvt_tmsfloat_ieee ((insn_word & 0x0000FFFF), 2, &f_number);
389               sprintf (operand[src_op], "%2.2f", f_number);
390               break;
391             case Imm_SInt:
392               sprintf (operand[src_op], "%d", (short) (insn_word & 0x0000FFFF));
393               break;
394             case Imm_UInt:
395               sprintf (operand[src_op], "%lu", (insn_word & 0x0000FFFF));
396               break;
397             default:
398               return 0;
399             }
400           /* Handle special case for LDP instruction.  */
401           if ((insn_word & 0xFFFFFF00) == LDP_INSN)
402             {
403               strcpy (name, "ldp");
404               sprintf (operand[0], "0x%06lX", (insn_word & 0x000000FF) << 16);
405               operand[1][0] = '\0';
406             }
407         }
408     }
409   /* Handle case for stack and rotate instructions.  */
410   else if (insn->tm->operands == 1)
411     {
412       if (insn->tm->opcode_modifier == StackOp)
413         get_register_operand ((insn_word & 0x001F0000) >> 16, operand[0]);
414     }
415   /* Output instruction to stream.  */
416   info->fprintf_func (info->stream, "   %s %s%c%s", name,
417                       operand[0][0] ? operand[0] : "",
418                       operand[1][0] ? ',' : ' ',
419                       operand[1][0] ? operand[1] : "");
420   return 1;
421 }
422
423 static int
424 print_three_operand (disassemble_info *info,
425                      unsigned long insn_word,
426                      struct instruction *insn)
427 {
428   char operand[3][13] =
429   {
430     {0},
431     {0},
432     {0}
433   };
434
435   if (insn->tm == NULL)
436     return 0;
437   switch (insn_word & AddressMode)
438     {
439     case AM_REGISTER:
440       get_register_operand ((insn_word & 0x000000FF), operand[0]);
441       get_register_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, operand[1]);
442       break;
443     case AM_DIRECT:
444       get_register_operand ((insn_word & 0x000000FF), operand[0]);
445       get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[1]);
446       break;
447     case AM_INDIRECT:
448       get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[0]);
449       get_register_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, operand[1]);
450       break;
451     case AM_IMM:
452       get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[0]);
453       get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[1]);
454       break;
455     default:
456       return 0;
457     }
458   if (insn->tm->operands == 3)
459     get_register_operand ((insn_word & 0x001F0000) >> 16, operand[2]);
460   info->fprintf_func (info->stream, "   %s %s,%s%c%s", insn->tm->name,
461                       operand[0], operand[1],
462                       operand[2][0] ? ',' : ' ',
463                       operand[2][0] ? operand[2] : "");
464   return 1;
465 }
466
467 static int
468 print_par_insn (disassemble_info *info,
469                 unsigned long insn_word,
470                 struct instruction *insn)
471 {
472   size_t i, len;
473   char *name1, *name2;
474   char operand[2][3][13] =
475   {
476     {
477       {0},
478       {0},
479       {0}
480     },
481     {
482       {0},
483       {0},
484       {0}
485     }
486   };
487
488   if (insn->ptm == NULL)
489     return 0;
490   /* Parse out the names of each of the parallel instructions from the
491      q_insn1_insn2 format.  */
492   name1 = (char *) strdup (insn->ptm->name + 2);
493   name2 = "";
494   len = strlen (name1);
495   for (i = 0; i < len; i++)
496     {
497       if (name1[i] == '_')
498         {
499           name2 = &name1[i + 1];
500           name1[i] = '\0';
501           break;
502         }
503     }
504   /* Get the operands of the instruction based on the operand order.  */
505   switch (insn->ptm->oporder)
506     {
507     case OO_4op1:
508       get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[0][0]);
509       get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[1][1]);
510       get_register_operand ((insn_word >> 16) & 0x07, operand[1][0]);
511       get_register_operand ((insn_word >> 22) & 0x07, operand[0][1]);
512       break;
513     case OO_4op2:
514       get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[0][0]);
515       get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[1][0]);
516       get_register_operand ((insn_word >> 19) & 0x07, operand[1][1]);
517       get_register_operand ((insn_word >> 22) & 0x07, operand[0][1]);
518       break;
519     case OO_4op3:
520       get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[0][1]);
521       get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[1][1]);
522       get_register_operand ((insn_word >> 16) & 0x07, operand[1][0]);
523       get_register_operand ((insn_word >> 22) & 0x07, operand[0][0]);
524       break;
525     case OO_5op1:
526       get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[0][0]);
527       get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[1][1]);
528       get_register_operand ((insn_word >> 16) & 0x07, operand[1][0]);
529       get_register_operand ((insn_word >> 19) & 0x07, operand[0][1]);
530       get_register_operand ((insn_word >> 22) & 0x07, operand[0][2]);
531       break;
532     case OO_5op2:
533       get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[0][1]);
534       get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[1][1]);
535       get_register_operand ((insn_word >> 16) & 0x07, operand[1][0]);
536       get_register_operand ((insn_word >> 19) & 0x07, operand[0][0]);
537       get_register_operand ((insn_word >> 22) & 0x07, operand[0][2]);
538       break;
539     case OO_PField:
540       if (insn_word & 0x00800000)
541         get_register_operand (0x01, operand[0][2]);
542       else
543         get_register_operand (0x00, operand[0][2]);
544       if (insn_word & 0x00400000)
545         get_register_operand (0x03, operand[1][2]);
546       else
547         get_register_operand (0x02, operand[1][2]);
548       switch (insn_word & P_FIELD)
549         {
550         case 0x00000000:
551           get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[0][1]);
552           get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[0][0]);
553           get_register_operand ((insn_word >> 16) & 0x07, operand[1][1]);
554           get_register_operand ((insn_word >> 19) & 0x07, operand[1][0]);
555           break;
556         case 0x01000000:
557           get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[1][0]);
558           get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[0][0]);
559           get_register_operand ((insn_word >> 16) & 0x07, operand[1][1]);
560           get_register_operand ((insn_word >> 19) & 0x07, operand[0][1]);
561           break;
562         case 0x02000000:
563           get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[1][1]);
564           get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[1][0]);
565           get_register_operand ((insn_word >> 16) & 0x07, operand[0][1]);
566           get_register_operand ((insn_word >> 19) & 0x07, operand[0][0]);
567           break;
568         case 0x03000000:
569           get_indirect_operand ((insn_word & 0x000000FF), 1, operand[1][1]);
570           get_indirect_operand ((insn_word & 0x0000FF00) >> 8, 1, operand[0][0]);
571           get_register_operand ((insn_word >> 16) & 0x07, operand[1][0]);
572           get_register_operand ((insn_word >> 19) & 0x07, operand[0][1]);
573           break;
574         }
575       break;
576     default:
577       return 0;
578     }
579   info->fprintf_func (info->stream, "   %s %s,%s%c%s", name1,
580                       operand[0][0], operand[0][1],
581                       operand[0][2][0] ? ',' : ' ',
582                       operand[0][2][0] ? operand[0][2] : "");
583   info->fprintf_func (info->stream, "\n\t\t\t|| %s %s,%s%c%s", name2,
584                       operand[1][0], operand[1][1],
585                       operand[1][2][0] ? ',' : ' ',
586                       operand[1][2][0] ? operand[1][2] : "");
587   free (name1);
588   return 1;
589 }
590
591 static int
592 print_branch (disassemble_info *info,
593               unsigned long insn_word,
594               struct instruction *insn)
595 {
596   char operand[2][13] =
597   {
598     {0},
599     {0}
600   };
601   unsigned long address;
602   int print_label = 0;
603
604   if (insn->tm == NULL)
605     return 0;
606   /* Get the operands for 24-bit immediate jumps.  */
607   if (insn->tm->operand_types[0] & Imm24)
608     {
609       address = insn_word & 0x00FFFFFF;
610       sprintf (operand[0], "0x%lX", address);
611       print_label = 1;
612     }
613   /* Get the operand for the trap instruction.  */
614   else if (insn->tm->operand_types[0] & IVector)
615     {
616       address = insn_word & 0x0000001F;
617       sprintf (operand[0], "0x%lX", address);
618     }
619   else
620     {
621       address = insn_word & 0x0000FFFF;
622       /* Get the operands for the DB instructions.  */
623       if (insn->tm->operands == 2)
624         {
625           get_register_operand (((insn_word & 0x01C00000) >> 22) + REG_AR0, operand[0]);
626           if (insn_word & PCRel)
627             {
628               sprintf (operand[1], "%d", (short) address);
629               print_label = 1;
630             }
631           else
632             get_register_operand (insn_word & 0x0000001F, operand[1]);
633         }
634       /* Get the operands for the standard branches.  */
635       else if (insn->tm->operands == 1)
636         {
637           if (insn_word & PCRel)
638             {
639               address = (short) address;
640               sprintf (operand[0], "%ld", address);
641               print_label = 1;
642             }
643           else
644             get_register_operand (insn_word & 0x0000001F, operand[0]);
645         }
646     }
647   info->fprintf_func (info->stream, "   %s %s%c%s", insn->tm->name,
648                       operand[0][0] ? operand[0] : "",
649                       operand[1][0] ? ',' : ' ',
650                       operand[1][0] ? operand[1] : "");
651   /* Print destination of branch in relation to current symbol.  */
652   if (print_label && info->symbols)
653     {
654       asymbol *sym = *info->symbols;
655
656       if ((insn->tm->opcode_modifier == PCRel) && (insn_word & PCRel))
657         {
658           address = (_pc + 1 + (short) address) - ((sym->section->vma + sym->value) / 4);
659           /* Check for delayed instruction, if so adjust destination.  */
660           if (insn_word & 0x00200000)
661             address += 2;
662         }
663       else
664         {
665           address -= ((sym->section->vma + sym->value) / 4);
666         }
667       if (address == 0)
668         info->fprintf_func (info->stream, " <%s>", sym->name);
669       else
670         info->fprintf_func (info->stream, " <%s %c %d>", sym->name,
671                             ((short) address < 0) ? '-' : '+',
672                             abs (address));
673     }
674   return 1;
675 }
676
677 int
678 print_insn_tic30 (bfd_vma pc, disassemble_info *info)
679 {
680   unsigned long insn_word;
681   struct instruction insn = { 0, NULL, NULL };
682   bfd_vma bufaddr = pc - info->buffer_vma;
683
684   /* Obtain the current instruction word from the buffer.  */
685   insn_word = (*(info->buffer + bufaddr) << 24) | (*(info->buffer + bufaddr + 1) << 16) |
686     (*(info->buffer + bufaddr + 2) << 8) | *(info->buffer + bufaddr + 3);
687   _pc = pc / 4;
688   /* Get the instruction refered to by the current instruction word
689      and print it out based on its type.  */
690   if (!get_tic30_instruction (insn_word, &insn))
691     return -1;
692   switch (GET_TYPE (insn_word))
693     {
694     case TWO_OPERAND_1:
695     case TWO_OPERAND_2:
696       if (!print_two_operand (info, insn_word, &insn))
697         return -1;
698       break;
699     case THREE_OPERAND:
700       if (!print_three_operand (info, insn_word, &insn))
701         return -1;
702       break;
703     case PAR_STORE:
704     case MUL_ADDS:
705       if (!print_par_insn (info, insn_word, &insn))
706         return -1;
707       break;
708     case BRANCHES:
709       if (!print_branch (info, insn_word, &insn))
710         return -1;
711       break;
712     }
713   return 4;
714 }