xref: /openbmc/qemu/target/ppc/gdbstub.c (revision ebca80bb)
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 "gdbstub/helpers.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 66:
58         /* cr */
59     case 69:
60         /* xer */
61         return 4;
62     case 64:
63         /* nip */
64     case 65:
65         /* msr */
66     case 67:
67         /* lr */
68     case 68:
69         /* ctr */
70         return sizeof(target_ulong);
71     default:
72         return 0;
73     }
74 }
75 
76 /*
77  * We need to present the registers to gdb in the "current" memory
78  * ordering.  For user-only mode we get this for free;
79  * TARGET_BIG_ENDIAN is set to the proper ordering for the
80  * binary, and cannot be changed.  For system mode,
81  * TARGET_BIG_ENDIAN is always set, and we must check the current
82  * mode of the chip to see if we're running in little-endian.
83  */
84 void ppc_maybe_bswap_register(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int len)
85 {
86 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
87     if (!FIELD_EX64(env->msr, MSR, LE)) {
88         /* do nothing */
89     } else if (len == 4) {
90         bswap32s((uint32_t *)mem_buf);
91     } else if (len == 8) {
92         bswap64s((uint64_t *)mem_buf);
93     } else if (len == 16) {
94         bswap128s((Int128 *)mem_buf);
95     } else {
96         g_assert_not_reached();
97     }
98 #endif
99 }
100 
101 /*
102  * Old gdb always expects FP registers.  Newer (xml-aware) gdb only
103  * expects whatever the target description contains.  Due to a
104  * historical mishap the FP registers appear in between core integer
105  * regs and PC, MSR, CR, and so forth.  We hack round this by giving
106  * the FP regs zero size when talking to a newer gdb.
107  */
108 
109 int ppc_cpu_gdb_read_register(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
110 {
111     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
112     CPUPPCState *env = &cpu->env;
113     uint8_t *mem_buf;
114     int r = ppc_gdb_register_len(n);
115 
116     if (!r) {
117         return r;
118     }
119 
120     if (n < 32) {
121         /* gprs */
122         gdb_get_regl(buf, env->gpr[n]);
123     } else {
124         switch (n) {
125         case 64:
126             gdb_get_regl(buf, env->nip);
127             break;
128         case 65:
129             gdb_get_regl(buf, env->msr);
130             break;
131         case 66:
132             {
133                 uint32_t cr = ppc_get_cr(env);
134                 gdb_get_reg32(buf, cr);
135                 break;
136             }
137         case 67:
138             gdb_get_regl(buf, env->lr);
139             break;
140         case 68:
141             gdb_get_regl(buf, env->ctr);
142             break;
143         case 69:
144             gdb_get_reg32(buf, cpu_read_xer(env));
145             break;
146         }
147     }
148     mem_buf = buf->data + buf->len - r;
149     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
150     return r;
151 }
152 
153 int ppc_cpu_gdb_read_register_apple(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
154 {
155     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
156     CPUPPCState *env = &cpu->env;
157     uint8_t *mem_buf;
158     int r = ppc_gdb_register_len_apple(n);
159 
160     if (!r) {
161         return r;
162     }
163 
164     if (n < 32) {
165         /* gprs */
166         gdb_get_reg64(buf, env->gpr[n]);
167     } else if (n < 64) {
168         /* fprs */
169         gdb_get_reg64(buf, *cpu_fpr_ptr(env, n - 32));
170     } else if (n < 96) {
171         /* Altivec */
172         gdb_get_reg64(buf, n - 64);
173         gdb_get_reg64(buf, 0);
174     } else {
175         switch (n) {
176         case 64 + 32:
177             gdb_get_reg64(buf, env->nip);
178             break;
179         case 65 + 32:
180             gdb_get_reg64(buf, env->msr);
181             break;
182         case 66 + 32:
183             {
184                 uint32_t cr = ppc_get_cr(env);
185                 gdb_get_reg32(buf, cr);
186                 break;
187             }
188         case 67 + 32:
189             gdb_get_reg64(buf, env->lr);
190             break;
191         case 68 + 32:
192             gdb_get_reg64(buf, env->ctr);
193             break;
194         case 69 + 32:
195             gdb_get_reg32(buf, cpu_read_xer(env));
196             break;
197         case 70 + 32:
198             gdb_get_reg64(buf, env->fpscr);
199             break;
200         }
201     }
202     mem_buf = buf->data + buf->len - r;
203     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
204     return r;
205 }
206 
207 int ppc_cpu_gdb_write_register(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
208 {
209     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
210     CPUPPCState *env = &cpu->env;
211     int r = ppc_gdb_register_len(n);
212 
213     if (!r) {
214         return r;
215     }
216     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
217     if (n < 32) {
218         /* gprs */
219         env->gpr[n] = ldtul_p(mem_buf);
220     } else if (n < 64) {
221         /* fprs */
222         *cpu_fpr_ptr(env, n - 32) = ldq_p(mem_buf);
223     } else {
224         switch (n) {
225         case 64:
226             env->nip = ldtul_p(mem_buf);
227             break;
228         case 65:
229             ppc_store_msr(env, ldtul_p(mem_buf));
230             break;
231         case 66:
232             {
233                 uint32_t cr = ldl_p(mem_buf);
234                 ppc_set_cr(env, cr);
235                 break;
236             }
237         case 67:
238             env->lr = ldtul_p(mem_buf);
239             break;
240         case 68:
241             env->ctr = ldtul_p(mem_buf);
242             break;
243         case 69:
244             cpu_write_xer(env, ldl_p(mem_buf));
245             break;
246         case 70:
247             /* fpscr */
248             ppc_store_fpscr(env, ldtul_p(mem_buf));
249             break;
250         }
251     }
252     return r;
253 }
254 int ppc_cpu_gdb_write_register_apple(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
255 {
256     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
257     CPUPPCState *env = &cpu->env;
258     int r = ppc_gdb_register_len_apple(n);
259 
260     if (!r) {
261         return r;
262     }
263     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
264     if (n < 32) {
265         /* gprs */
266         env->gpr[n] = ldq_p(mem_buf);
267     } else if (n < 64) {
268         /* fprs */
269         *cpu_fpr_ptr(env, n - 32) = ldq_p(mem_buf);
270     } else {
271         switch (n) {
272         case 64 + 32:
273             env->nip = ldq_p(mem_buf);
274             break;
275         case 65 + 32:
276             ppc_store_msr(env, ldq_p(mem_buf));
277             break;
278         case 66 + 32:
279             {
280                 uint32_t cr = ldl_p(mem_buf);
281                 ppc_set_cr(env, cr);
282                 break;
283             }
284         case 67 + 32:
285             env->lr = ldq_p(mem_buf);
286             break;
287         case 68 + 32:
288             env->ctr = ldq_p(mem_buf);
289             break;
290         case 69 + 32:
291             cpu_write_xer(env, ldl_p(mem_buf));
292             break;
293         case 70 + 32:
294             /* fpscr */
295             ppc_store_fpscr(env, ldq_p(mem_buf));
296             break;
297         }
298     }
299     return r;
300 }
301 
302 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
303 void ppc_gdb_gen_spr_xml(PowerPCCPU *cpu)
304 {
305     PowerPCCPUClass *pcc = POWERPC_CPU_GET_CLASS(cpu);
306     CPUPPCState *env = &cpu->env;
307     GString *xml;
308     char *spr_name;
309     unsigned int num_regs = 0;
310     int i;
311 
312     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(env->spr_cb); i++) {
313         ppc_spr_t *spr = &env->spr_cb[i];
314 
315         if (!spr->name) {
316             continue;
317         }
318 
319         /*
320          * GDB identifies registers based on the order they are
321          * presented in the XML. These ids will not match QEMU's
322          * representation (which follows the PowerISA).
323          *
324          * Store the position of the current register description so
325          * we can make the correspondence later.
326          */
327         spr->gdb_id = num_regs;
328         num_regs++;
329     }
330 
331     if (pcc->gdb_spr_xml) {
332         return;
333     }
334 
335     xml = g_string_new("<?xml version=\"1.0\"?>");
336     g_string_append(xml, "<!DOCTYPE target SYSTEM \"gdb-target.dtd\">");
337     g_string_append(xml, "<feature name=\"org.qemu.power.spr\">");
338 
339     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(env->spr_cb); i++) {
340         ppc_spr_t *spr = &env->spr_cb[i];
341 
342         if (!spr->name) {
343             continue;
344         }
345 
346         spr_name = g_ascii_strdown(spr->name, -1);
347         g_string_append_printf(xml, "<reg name=\"%s\"", spr_name);
348         g_free(spr_name);
349 
350         g_string_append_printf(xml, " bitsize=\"%d\"", TARGET_LONG_BITS);
351         g_string_append(xml, " group=\"spr\"/>");
352     }
353 
354     g_string_append(xml, "</feature>");
355 
356     pcc->gdb_num_sprs = num_regs;
357     pcc->gdb_spr_xml = g_string_free(xml, false);
358 }
359 
360 const char *ppc_gdb_get_dynamic_xml(CPUState *cs, const char *xml_name)
361 {
362     PowerPCCPUClass *pcc = POWERPC_CPU_GET_CLASS(cs);
363 
364     if (strcmp(xml_name, "power-spr.xml") == 0) {
365         return pcc->gdb_spr_xml;
366     }
367     return NULL;
368 }
369 #endif
370 
371 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
372 static int gdb_find_spr_idx(CPUPPCState *env, int n)
373 {
374     int i;
375 
376     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(env->spr_cb); i++) {
377         ppc_spr_t *spr = &env->spr_cb[i];
378 
379         if (spr->name && spr->gdb_id == n) {
380             return i;
381         }
382     }
383     return -1;
384 }
385 
386 static int gdb_get_spr_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
387 {
388     int reg;
389     int len;
390 
391     reg = gdb_find_spr_idx(env, n);
392     if (reg < 0) {
393         return 0;
394     }
395 
396     len = TARGET_LONG_SIZE;
397     gdb_get_regl(buf, env->spr[reg]);
398     ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, len), len);
399     return len;
400 }
401 
402 static int gdb_set_spr_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
403 {
404     int reg;
405     int len;
406 
407     reg = gdb_find_spr_idx(env, n);
408     if (reg < 0) {
409         return 0;
410     }
411 
412     len = TARGET_LONG_SIZE;
413     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, len);
414     env->spr[reg] = ldn_p(mem_buf, len);
415 
416     return len;
417 }
418 #endif
419 
420 static int gdb_get_float_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
421 {
422     uint8_t *mem_buf;
423     if (n < 32) {
424         gdb_get_reg64(buf, *cpu_fpr_ptr(env, n));
425         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 8);
426         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
427         return 8;
428     }
429     if (n == 32) {
430         gdb_get_reg32(buf, env->fpscr);
431         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
432         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
433         return 4;
434     }
435     return 0;
436 }
437 
438 static int gdb_set_float_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
439 {
440     if (n < 32) {
441         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
442         *cpu_fpr_ptr(env, n) = ldq_p(mem_buf);
443         return 8;
444     }
445     if (n == 32) {
446         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
447         ppc_store_fpscr(env, ldl_p(mem_buf));
448         return 4;
449     }
450     return 0;
451 }
452 
453 static int gdb_get_avr_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
454 {
455     uint8_t *mem_buf;
456 
457     if (n < 32) {
458         ppc_avr_t *avr = cpu_avr_ptr(env, n);
459         gdb_get_reg128(buf, avr->VsrD(0), avr->VsrD(1));
460         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 16);
461         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 16);
462         return 16;
463     }
464     if (n == 32) {
465         gdb_get_reg32(buf, ppc_get_vscr(env));
466         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
467         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
468         return 4;
469     }
470     if (n == 33) {
471         gdb_get_reg32(buf, (uint32_t)env->spr[SPR_VRSAVE]);
472         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
473         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
474         return 4;
475     }
476     return 0;
477 }
478 
479 static int gdb_set_avr_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
480 {
481     if (n < 32) {
482         ppc_avr_t *avr = cpu_avr_ptr(env, n);
483         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 16);
484         avr->VsrD(0) = ldq_p(mem_buf);
485         avr->VsrD(1) = ldq_p(mem_buf + 8);
486         return 16;
487     }
488     if (n == 32) {
489         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
490         ppc_store_vscr(env, ldl_p(mem_buf));
491         return 4;
492     }
493     if (n == 33) {
494         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
495         env->spr[SPR_VRSAVE] = (target_ulong)ldl_p(mem_buf);
496         return 4;
497     }
498     return 0;
499 }
500 
501 static int gdb_get_spe_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
502 {
503     if (n < 32) {
504 #if defined(TARGET_PPC64)
505         gdb_get_reg32(buf, env->gpr[n] >> 32);
506         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 4), 4);
507 #else
508         gdb_get_reg32(buf, env->gprh[n]);
509 #endif
510         return 4;
511     }
512     if (n == 32) {
513         gdb_get_reg64(buf, env->spe_acc);
514         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 8), 8);
515         return 8;
516     }
517     if (n == 33) {
518         gdb_get_reg32(buf, env->spe_fscr);
519         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 4), 4);
520         return 4;
521     }
522     return 0;
523 }
524 
525 static int gdb_set_spe_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
526 {
527     if (n < 32) {
528 #if defined(TARGET_PPC64)
529         target_ulong lo = (uint32_t)env->gpr[n];
530         target_ulong hi;
531 
532         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
533 
534         hi = (target_ulong)ldl_p(mem_buf) << 32;
535         env->gpr[n] = lo | hi;
536 #else
537         env->gprh[n] = ldl_p(mem_buf);
538 #endif
539         return 4;
540     }
541     if (n == 32) {
542         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
543         env->spe_acc = ldq_p(mem_buf);
544         return 8;
545     }
546     if (n == 33) {
547         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
548         env->spe_fscr = ldl_p(mem_buf);
549         return 4;
550     }
551     return 0;
552 }
553 
554 static int gdb_get_vsx_reg(CPUPPCState *env, GByteArray *buf, int n)
555 {
556     if (n < 32) {
557         gdb_get_reg64(buf, *cpu_vsrl_ptr(env, n));
558         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 8), 8);
559         return 8;
560     }
561     return 0;
562 }
563 
564 static int gdb_set_vsx_reg(CPUPPCState *env, uint8_t *mem_buf, int n)
565 {
566     if (n < 32) {
567         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
568         *cpu_vsrl_ptr(env, n) = ldq_p(mem_buf);
569         return 8;
570     }
571     return 0;
572 }
573 
574 const gchar *ppc_gdb_arch_name(CPUState *cs)
575 {
576 #if defined(TARGET_PPC64)
577     return "powerpc:common64";
578 #else
579     return "powerpc:common";
580 #endif
581 }
582 
583 void ppc_gdb_init(CPUState *cs, PowerPCCPUClass *pcc)
584 {
585     if (pcc->insns_flags & PPC_FLOAT) {
586         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_float_reg, gdb_set_float_reg,
587                                  33, "power-fpu.xml", 0);
588     }
589     if (pcc->insns_flags & PPC_ALTIVEC) {
590         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_avr_reg, gdb_set_avr_reg,
591                                  34, "power-altivec.xml", 0);
592     }
593     if (pcc->insns_flags & PPC_SPE) {
594         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_spe_reg, gdb_set_spe_reg,
595                                  34, "power-spe.xml", 0);
596     }
597     if (pcc->insns_flags2 & PPC2_VSX) {
598         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_vsx_reg, gdb_set_vsx_reg,
599                                  32, "power-vsx.xml", 0);
600     }
601 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
602     gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_spr_reg, gdb_set_spr_reg,
603                              pcc->gdb_num_sprs, "power-spr.xml", 0);
604 #endif
605 }
606