xref: /openbmc/qemu/target/ppc/gdbstub.c (revision 4d87fcdd)
1 /*
2  * PowerPC gdb server stub
3  *
4  * Copyright (c) 2003-2005 Fabrice Bellard
5  * Copyright (c) 2013 SUSE LINUX Products GmbH
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library 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 GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20 #include "qemu/osdep.h"
21 #include "cpu.h"
22 #include "exec/gdbstub.h"
23 #include "exec/helper-proto.h"
24 #include "internal.h"
25 
26 static int ppc_gdb_register_len_apple(int n)
27 {
28     switch (n) {
29     case 0 ... 31:
30         /* gprs */
31         return 8;
32     case 32 ... 63:
33         /* fprs */
34         return 8;
35     case 64 ... 95:
36         return 16;
37     case 64 + 32: /* nip */
38     case 65 + 32: /* msr */
39     case 67 + 32: /* lr */
40     case 68 + 32: /* ctr */
41     case 70 + 32: /* fpscr */
42         return 8;
43     case 66 + 32: /* cr */
44     case 69 + 32: /* xer */
45         return 4;
46     default:
47         return 0;
48     }
49 }
50 
51 static int ppc_gdb_register_len(int n)
52 {
53     switch (n) {
54     case 0 ... 31:
55         /* gprs */
56         return sizeof(target_ulong);
57     case 32 ... 63:
58         /* fprs */
59         if (gdb_has_xml) {
60             return 0;
61         }
62         return 8;
63     case 66:
64         /* cr */
65     case 69:
66         /* xer */
67         return 4;
68     case 64:
69         /* nip */
70     case 65:
71         /* msr */
72     case 67:
73         /* lr */
74     case 68:
75         /* ctr */
76         return sizeof(target_ulong);
77     case 70:
78         /* fpscr */
79         if (gdb_has_xml) {
80             return 0;
81         }
82         return sizeof(target_ulong);
83     default:
84         return 0;
85     }
86 }
87 
88 /*
89  * We need to present the registers to gdb in the "current" memory
90  * ordering.  For user-only mode we get this for free;
91  * TARGET_WORDS_BIGENDIAN is set to the proper ordering for the
92  * binary, and cannot be changed.  For system mode,
93  * TARGET_WORDS_BIGENDIAN is always set, and we must check the current
94  * mode of the chip to see if we're running in little-endian.
95  */
96 void ppc_maybe_bswap_register(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int len)
97 {
98 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
99     if (!msr_le) {
100         /* do nothing */
101     } else if (len == 4) {
102         bswap32s((uint32_t *)mem_buf);
103     } else if (len == 8) {
104         bswap64s((uint64_t *)mem_buf);
105     } else {
106         g_assert_not_reached();
107     }
108 #endif
109 }
110 
111 /*
112  * Old gdb always expects FP registers.  Newer (xml-aware) gdb only
113  * expects whatever the target description contains.  Due to a
114  * historical mishap the FP registers appear in between core integer
115  * regs and PC, MSR, CR, and so forth.  We hack round this by giving
116  * the FP regs zero size when talking to a newer gdb.
117  */
118 
119 int ppc_cpu_gdb_read_register(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
120 {
121     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
122     CPUPPCState *env = &cpu->env;
123     uint8_t *mem_buf;
124     int r = ppc_gdb_register_len(n);
125 
126     if (!r) {
127         return r;
128     }
129 
130     if (n < 32) {
131         /* gprs */
132         gdb_get_regl(buf, env->gpr[n]);
133     } else if (n < 64) {
134         /* fprs */
135         gdb_get_reg64(buf, *cpu_fpr_ptr(env, n - 32));
136     } else {
137         switch (n) {
138         case 64:
139             gdb_get_regl(buf, env->nip);
140             break;
141         case 65:
142             gdb_get_regl(buf, env->msr);
143             break;
144         case 66:
145             {
146                 uint32_t cr = 0;
147                 int i;
148                 for (i = 0; i < 8; i++) {
149                     cr |= env->crf[i] << (32 - ((i + 1) * 4));
150                 }
151                 gdb_get_reg32(buf, cr);
152                 break;
153             }
154         case 67:
155             gdb_get_regl(buf, env->lr);
156             break;
157         case 68:
158             gdb_get_regl(buf, env->ctr);
159             break;
160         case 69:
161             gdb_get_reg32(buf, env->xer);
162             break;
163         case 70:
164             gdb_get_reg32(buf, env->fpscr);
165             break;
166         }
167     }
168     mem_buf = buf->data + buf->len - r;
169     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
170     return r;
171 }
172 
173 int ppc_cpu_gdb_read_register_apple(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
174 {
175     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
176     CPUPPCState *env = &cpu->env;
177     uint8_t *mem_buf;
178     int r = ppc_gdb_register_len_apple(n);
179 
180     if (!r) {
181         return r;
182     }
183 
184     if (n < 32) {
185         /* gprs */
186         gdb_get_reg64(buf, env->gpr[n]);
187     } else if (n < 64) {
188         /* fprs */
189         gdb_get_reg64(buf, *cpu_fpr_ptr(env, n - 32));
190     } else if (n < 96) {
191         /* Altivec */
192         gdb_get_reg64(buf, n - 64);
193         gdb_get_reg64(buf, 0);
194     } else {
195         switch (n) {
196         case 64 + 32:
197             gdb_get_reg64(buf, env->nip);
198             break;
199         case 65 + 32:
200             gdb_get_reg64(buf, env->msr);
201             break;
202         case 66 + 32:
203             {
204                 uint32_t cr = 0;
205                 int i;
206                 for (i = 0; i < 8; i++) {
207                     cr |= env->crf[i] << (32 - ((i + 1) * 4));
208                 }
209                 gdb_get_reg32(buf, cr);
210                 break;
211             }
212         case 67 + 32:
213             gdb_get_reg64(buf, env->lr);
214             break;
215         case 68 + 32:
216             gdb_get_reg64(buf, env->ctr);
217             break;
218         case 69 + 32:
219             gdb_get_reg32(buf, env->xer);
220             break;
221         case 70 + 32:
222             gdb_get_reg64(buf, env->fpscr);
223             break;
224         }
225     }
226     mem_buf = buf->data + buf->len - r;
227     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
228     return r;
229 }
230 
231 int ppc_cpu_gdb_write_register(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
232 {
233     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
234     CPUPPCState *env = &cpu->env;
235     int r = ppc_gdb_register_len(n);
236 
237     if (!r) {
238         return r;
239     }
240     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
241     if (n < 32) {
242         /* gprs */
243         env->gpr[n] = ldtul_p(mem_buf);
244     } else if (n < 64) {
245         /* fprs */
246         *cpu_fpr_ptr(env, n - 32) = ldq_p(mem_buf);
247     } else {
248         switch (n) {
249         case 64:
250             env->nip = ldtul_p(mem_buf);
251             break;
252         case 65:
253             ppc_store_msr(env, ldtul_p(mem_buf));
254             break;
255         case 66:
256             {
257                 uint32_t cr = ldl_p(mem_buf);
258                 int i;
259                 for (i = 0; i < 8; i++) {
260                     env->crf[i] = (cr >> (32 - ((i + 1) * 4))) & 0xF;
261                 }
262                 break;
263             }
264         case 67:
265             env->lr = ldtul_p(mem_buf);
266             break;
267         case 68:
268             env->ctr = ldtul_p(mem_buf);
269             break;
270         case 69:
271             env->xer = ldl_p(mem_buf);
272             break;
273         case 70:
274             /* fpscr */
275             store_fpscr(env, ldtul_p(mem_buf), 0xffffffff);
276             break;
277         }
278     }
279     return r;
280 }
281 int ppc_cpu_gdb_write_register_apple(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
282 {
283     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
284     CPUPPCState *env = &cpu->env;
285     int r = ppc_gdb_register_len_apple(n);
286 
287     if (!r) {
288         return r;
289     }
290     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
291     if (n < 32) {
292         /* gprs */
293         env->gpr[n] = ldq_p(mem_buf);
294     } else if (n < 64) {
295         /* fprs */
296         *cpu_fpr_ptr(env, n - 32) = ldq_p(mem_buf);
297     } else {
298         switch (n) {
299         case 64 + 32:
300             env->nip = ldq_p(mem_buf);
301             break;
302         case 65 + 32:
303             ppc_store_msr(env, ldq_p(mem_buf));
304             break;
305         case 66 + 32:
306             {
307                 uint32_t cr = ldl_p(mem_buf);
308                 int i;
309                 for (i = 0; i < 8; i++) {
310                     env->crf[i] = (cr >> (32 - ((i + 1) * 4))) & 0xF;
311                 }
312                 break;
313             }
314         case 67 + 32:
315             env->lr = ldq_p(mem_buf);
316             break;
317         case 68 + 32:
318             env->ctr = ldq_p(mem_buf);
319             break;
320         case 69 + 32:
321             env->xer = ldl_p(mem_buf);
322             break;
323         case 70 + 32:
324             /* fpscr */
325             store_fpscr(env, ldq_p(mem_buf), 0xffffffff);
326             break;
327         }
328     }
329     return r;
330 }
331 
332 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
333 void ppc_gdb_gen_spr_xml(PowerPCCPU *cpu)
334 {
335     PowerPCCPUClass *pcc = POWERPC_CPU_GET_CLASS(cpu);
336     CPUPPCState *env = &cpu->env;
337     GString *xml;
338     char *spr_name;
339     unsigned int num_regs = 0;
340     int i;
341 
342     if (pcc->gdb_spr_xml) {
343         return;
344     }
345 
346     xml = g_string_new("<?xml version=\"1.0\"?>");
347     g_string_append(xml, "<!DOCTYPE target SYSTEM \"gdb-target.dtd\">");
348     g_string_append(xml, "<feature name=\"org.qemu.power.spr\">");
349 
350     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(env->spr_cb); i++) {
351         ppc_spr_t *spr = &env->spr_cb[i];
352 
353         if (!spr->name) {
354             continue;
355         }
356 
357         spr_name = g_ascii_strdown(spr->name, -1);
358         g_string_append_printf(xml, "<reg name=\"%s\"", spr_name);
359         g_free(spr_name);
360 
361         g_string_append_printf(xml, " bitsize=\"%d\"", TARGET_LONG_BITS);
362         g_string_append(xml, " group=\"spr\"/>");
363 
364         /*
365          * GDB identifies registers based on the order they are
366          * presented in the XML. These ids will not match QEMU's
367          * representation (which follows the PowerISA).
368          *
369          * Store the position of the current register description so
370          * we can make the correspondence later.
371          */
372         spr->gdb_id = num_regs;
373         num_regs++;
374     }
375 
376     g_string_append(xml, "</feature>");
377 
378     pcc->gdb_num_sprs = num_regs;
379     pcc->gdb_spr_xml = g_string_free(xml, false);
380 }
381 
382 const char *ppc_gdb_get_dynamic_xml(CPUState *cs, const char *xml_name)
383 {
384     PowerPCCPUClass *pcc = POWERPC_CPU_GET_CLASS(cs);
385 
386     if (strcmp(xml_name, "power-spr.xml") == 0) {
387         return pcc->gdb_spr_xml;
388     }
389     return NULL;
390 }
391 #endif
392 
393 static bool avr_need_swap(CPUPPCState *env)
394 {
395 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
396     return msr_le;
397 #else
398     return !msr_le;
399 #endif
400 }
401 
402 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
403 static int gdb_find_spr_idx(CPUPPCState *env, int n)
404 {
405     int i;
406 
407     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(env->spr_cb); i++) {
408         ppc_spr_t *spr = &env->spr_cb[i];
409 
410         if (spr->name && spr->gdb_id == n) {
411             return i;
412         }
413     }
414     return -1;
415 }
416 
417 static int gdb_get_spr_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
418 {
419     int reg;
420     int len;
421 
422     reg = gdb_find_spr_idx(env, n);
423     if (reg < 0) {
424         return 0;
425     }
426 
427     len = TARGET_LONG_SIZE;
428     gdb_get_regl(buf, env->spr[reg]);
429     ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, len), len);
430     return len;
431 }
432 
433 static int gdb_set_spr_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
434 {
435     int reg;
436     int len;
437 
438     reg = gdb_find_spr_idx(env, n);
439     if (reg < 0) {
440         return 0;
441     }
442 
443     len = TARGET_LONG_SIZE;
444     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, len);
445     env->spr[reg] = ldn_p(mem_buf, len);
446 
447     return len;
448 }
449 #endif
450 
451 static int gdb_get_float_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
452 {
453     uint8_t *mem_buf;
454     if (n < 32) {
455         gdb_get_reg64(buf, *cpu_fpr_ptr(env, n));
456         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 8);
457         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
458         return 8;
459     }
460     if (n == 32) {
461         gdb_get_reg32(buf, env->fpscr);
462         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
463         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
464         return 4;
465     }
466     return 0;
467 }
468 
469 static int gdb_set_float_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
470 {
471     if (n < 32) {
472         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
473         *cpu_fpr_ptr(env, n) = ldq_p(mem_buf);
474         return 8;
475     }
476     if (n == 32) {
477         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
478         store_fpscr(env, ldl_p(mem_buf), 0xffffffff);
479         return 4;
480     }
481     return 0;
482 }
483 
484 static int gdb_get_avr_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
485 {
486     uint8_t *mem_buf;
487 
488     if (n < 32) {
489         ppc_avr_t *avr = cpu_avr_ptr(env, n);
490         if (!avr_need_swap(env)) {
491             gdb_get_reg128(buf, avr->u64[0] , avr->u64[1]);
492         } else {
493             gdb_get_reg128(buf, avr->u64[1] , avr->u64[0]);
494         }
495         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 16);
496         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
497         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf + 8, 8);
498         return 16;
499     }
500     if (n == 32) {
501         gdb_get_reg32(buf, helper_mfvscr(env));
502         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
503         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
504         return 4;
505     }
506     if (n == 33) {
507         gdb_get_reg32(buf, (uint32_t)env->spr[SPR_VRSAVE]);
508         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
509         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
510         return 4;
511     }
512     return 0;
513 }
514 
515 static int gdb_set_avr_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
516 {
517     if (n < 32) {
518         ppc_avr_t *avr = cpu_avr_ptr(env, n);
519         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
520         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf + 8, 8);
521         if (!avr_need_swap(env)) {
522             avr->u64[0] = ldq_p(mem_buf);
523             avr->u64[1] = ldq_p(mem_buf + 8);
524         } else {
525             avr->u64[1] = ldq_p(mem_buf);
526             avr->u64[0] = ldq_p(mem_buf + 8);
527         }
528         return 16;
529     }
530     if (n == 32) {
531         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
532         helper_mtvscr(env, ldl_p(mem_buf));
533         return 4;
534     }
535     if (n == 33) {
536         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
537         env->spr[SPR_VRSAVE] = (target_ulong)ldl_p(mem_buf);
538         return 4;
539     }
540     return 0;
541 }
542 
543 static int gdb_get_spe_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
544 {
545     if (n < 32) {
546 #if defined(TARGET_PPC64)
547         gdb_get_reg32(buf, env->gpr[n] >> 32);
548         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 4), 4);
549 #else
550         gdb_get_reg32(buf, env->gprh[n]);
551 #endif
552         return 4;
553     }
554     if (n == 32) {
555         gdb_get_reg64(buf, env->spe_acc);
556         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 8), 8);
557         return 8;
558     }
559     if (n == 33) {
560         gdb_get_reg32(buf, env->spe_fscr);
561         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 4), 4);
562         return 4;
563     }
564     return 0;
565 }
566 
567 static int gdb_set_spe_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
568 {
569     if (n < 32) {
570 #if defined(TARGET_PPC64)
571         target_ulong lo = (uint32_t)env->gpr[n];
572         target_ulong hi;
573 
574         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
575 
576         hi = (target_ulong)ldl_p(mem_buf) << 32;
577         env->gpr[n] = lo | hi;
578 #else
579         env->gprh[n] = ldl_p(mem_buf);
580 #endif
581         return 4;
582     }
583     if (n == 32) {
584         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
585         env->spe_acc = ldq_p(mem_buf);
586         return 8;
587     }
588     if (n == 33) {
589         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
590         env->spe_fscr = ldl_p(mem_buf);
591         return 4;
592     }
593     return 0;
594 }
595 
596 static int gdb_get_vsx_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
597 {
598     if (n < 32) {
599         gdb_get_reg64(buf, *cpu_vsrl_ptr(env, n));
600         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 8), 8);
601         return 8;
602     }
603     return 0;
604 }
605 
606 static int gdb_set_vsx_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
607 {
608     if (n < 32) {
609         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
610         *cpu_vsrl_ptr(env, n) = ldq_p(mem_buf);
611         return 8;
612     }
613     return 0;
614 }
615 
616 gchar *ppc_gdb_arch_name(CPUState *cs)
617 {
618 #if defined(TARGET_PPC64)
619     return g_strdup("powerpc:common64");
620 #else
621     return g_strdup("powerpc:common");
622 #endif
623 }
624 
625 void ppc_gdb_init(CPUState *cs, PowerPCCPUClass *pcc)
626 {
627     if (pcc->insns_flags & PPC_FLOAT) {
628         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_float_reg, gdb_set_float_reg,
629                                  33, "power-fpu.xml", 0);
630     }
631     if (pcc->insns_flags & PPC_ALTIVEC) {
632         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_avr_reg, gdb_set_avr_reg,
633                                  34, "power-altivec.xml", 0);
634     }
635     if (pcc->insns_flags & PPC_SPE) {
636         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_spe_reg, gdb_set_spe_reg,
637                                  34, "power-spe.xml", 0);
638     }
639     if (pcc->insns_flags2 & PPC2_VSX) {
640         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_vsx_reg, gdb_set_vsx_reg,
641                                  32, "power-vsx.xml", 0);
642     }
643 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
644     gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_spr_reg, gdb_set_spr_reg,
645                              pcc->gdb_num_sprs, "power-spr.xml", 0);
646 #endif
647 }
648