xref: /openbmc/qemu/target/ppc/gdbstub.c (revision ed75658a)
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     CPUPPCState *env = cpu_env(cs);
112     uint8_t *mem_buf;
113     int r = ppc_gdb_register_len(n);
114 
115     if (!r) {
116         return r;
117     }
118 
119     if (n < 32) {
120         /* gprs */
121         gdb_get_regl(buf, env->gpr[n]);
122     } else {
123         switch (n) {
124         case 64:
125             gdb_get_regl(buf, env->nip);
126             break;
127         case 65:
128             gdb_get_regl(buf, env->msr);
129             break;
130         case 66:
131             {
132                 uint32_t cr = ppc_get_cr(env);
133                 gdb_get_reg32(buf, cr);
134                 break;
135             }
136         case 67:
137             gdb_get_regl(buf, env->lr);
138             break;
139         case 68:
140             gdb_get_regl(buf, env->ctr);
141             break;
142         case 69:
143             gdb_get_reg32(buf, cpu_read_xer(env));
144             break;
145         }
146     }
147     mem_buf = buf->data + buf->len - r;
148     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
149     return r;
150 }
151 
152 int ppc_cpu_gdb_read_register_apple(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
153 {
154     CPUPPCState *env = cpu_env(cs);
155     uint8_t *mem_buf;
156     int r = ppc_gdb_register_len_apple(n);
157 
158     if (!r) {
159         return r;
160     }
161 
162     if (n < 32) {
163         /* gprs */
164         gdb_get_reg64(buf, env->gpr[n]);
165     } else if (n < 64) {
166         /* fprs */
167         gdb_get_reg64(buf, *cpu_fpr_ptr(env, n - 32));
168     } else if (n < 96) {
169         /* Altivec */
170         gdb_get_reg64(buf, n - 64);
171         gdb_get_reg64(buf, 0);
172     } else {
173         switch (n) {
174         case 64 + 32:
175             gdb_get_reg64(buf, env->nip);
176             break;
177         case 65 + 32:
178             gdb_get_reg64(buf, env->msr);
179             break;
180         case 66 + 32:
181             {
182                 uint32_t cr = ppc_get_cr(env);
183                 gdb_get_reg32(buf, cr);
184                 break;
185             }
186         case 67 + 32:
187             gdb_get_reg64(buf, env->lr);
188             break;
189         case 68 + 32:
190             gdb_get_reg64(buf, env->ctr);
191             break;
192         case 69 + 32:
193             gdb_get_reg32(buf, cpu_read_xer(env));
194             break;
195         case 70 + 32:
196             gdb_get_reg64(buf, env->fpscr);
197             break;
198         }
199     }
200     mem_buf = buf->data + buf->len - r;
201     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
202     return r;
203 }
204 
205 int ppc_cpu_gdb_write_register(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
206 {
207     CPUPPCState *env = cpu_env(cs);
208     int r = ppc_gdb_register_len(n);
209 
210     if (!r) {
211         return r;
212     }
213     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
214     if (n < 32) {
215         /* gprs */
216         env->gpr[n] = ldtul_p(mem_buf);
217     } else if (n < 64) {
218         /* fprs */
219         *cpu_fpr_ptr(env, n - 32) = ldq_p(mem_buf);
220     } else {
221         switch (n) {
222         case 64:
223             env->nip = ldtul_p(mem_buf);
224             break;
225         case 65:
226             ppc_store_msr(env, ldtul_p(mem_buf));
227             break;
228         case 66:
229             {
230                 uint32_t cr = ldl_p(mem_buf);
231                 ppc_set_cr(env, cr);
232                 break;
233             }
234         case 67:
235             env->lr = ldtul_p(mem_buf);
236             break;
237         case 68:
238             env->ctr = ldtul_p(mem_buf);
239             break;
240         case 69:
241             cpu_write_xer(env, ldl_p(mem_buf));
242             break;
243         case 70:
244             /* fpscr */
245             ppc_store_fpscr(env, ldtul_p(mem_buf));
246             break;
247         }
248     }
249     return r;
250 }
251 int ppc_cpu_gdb_write_register_apple(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
252 {
253     CPUPPCState *env = cpu_env(cs);
254     int r = ppc_gdb_register_len_apple(n);
255 
256     if (!r) {
257         return r;
258     }
259     ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, r);
260     if (n < 32) {
261         /* gprs */
262         env->gpr[n] = ldq_p(mem_buf);
263     } else if (n < 64) {
264         /* fprs */
265         *cpu_fpr_ptr(env, n - 32) = ldq_p(mem_buf);
266     } else {
267         switch (n) {
268         case 64 + 32:
269             env->nip = ldq_p(mem_buf);
270             break;
271         case 65 + 32:
272             ppc_store_msr(env, ldq_p(mem_buf));
273             break;
274         case 66 + 32:
275             {
276                 uint32_t cr = ldl_p(mem_buf);
277                 ppc_set_cr(env, cr);
278                 break;
279             }
280         case 67 + 32:
281             env->lr = ldq_p(mem_buf);
282             break;
283         case 68 + 32:
284             env->ctr = ldq_p(mem_buf);
285             break;
286         case 69 + 32:
287             cpu_write_xer(env, ldl_p(mem_buf));
288             break;
289         case 70 + 32:
290             /* fpscr */
291             ppc_store_fpscr(env, ldq_p(mem_buf));
292             break;
293         }
294     }
295     return r;
296 }
297 
298 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
299 static void gdb_gen_spr_feature(CPUState *cs)
300 {
301     PowerPCCPUClass *pcc = POWERPC_CPU_GET_CLASS(cs);
302     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
303     CPUPPCState *env = &cpu->env;
304     GDBFeatureBuilder builder;
305     unsigned int num_regs = 0;
306     int i;
307 
308     if (pcc->gdb_spr.xml) {
309         return;
310     }
311 
312     gdb_feature_builder_init(&builder, &pcc->gdb_spr,
313                              "org.qemu.power.spr", "power-spr.xml",
314                              cs->gdb_num_regs);
315 
316     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(env->spr_cb); i++) {
317         ppc_spr_t *spr = &env->spr_cb[i];
318 
319         if (!spr->name) {
320             continue;
321         }
322 
323         gdb_feature_builder_append_reg(&builder, g_ascii_strdown(spr->name, -1),
324                                        TARGET_LONG_BITS, num_regs,
325                                        "int", "spr");
326         /*
327          * GDB identifies registers based on the order they are
328          * presented in the XML. These ids will not match QEMU's
329          * representation (which follows the PowerISA).
330          *
331          * Store the position of the current register description so
332          * we can make the correspondence later.
333          */
334         spr->gdb_id = num_regs;
335         num_regs++;
336     }
337 
338     gdb_feature_builder_end(&builder);
339 }
340 #endif
341 
342 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
343 static int gdb_find_spr_idx(CPUPPCState *env, int n)
344 {
345     int i;
346 
347     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(env->spr_cb); i++) {
348         ppc_spr_t *spr = &env->spr_cb[i];
349 
350         if (spr->name && spr->gdb_id == n) {
351             return i;
352         }
353     }
354     return -1;
355 }
356 
357 static int gdb_get_spr_reg(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
358 {
359     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
360     CPUPPCState *env = &cpu->env;
361     int reg;
362     int len;
363 
364     reg = gdb_find_spr_idx(env, n);
365     if (reg < 0) {
366         return 0;
367     }
368 
369     len = TARGET_LONG_SIZE;
370 
371     /* Handle those SPRs that are not part of the env->spr[] array */
372     target_ulong val;
373     switch (reg) {
374 #if defined(TARGET_PPC64)
375     case SPR_CFAR:
376         val = env->cfar;
377         break;
378 #endif
379     case SPR_HDEC:
380         val = cpu_ppc_load_hdecr(env);
381         break;
382     case SPR_TBL:
383         val = cpu_ppc_load_tbl(env);
384         break;
385     case SPR_TBU:
386         val = cpu_ppc_load_tbu(env);
387         break;
388     case SPR_DECR:
389         val = cpu_ppc_load_decr(env);
390         break;
391     default:
392         val = env->spr[reg];
393     }
394     gdb_get_regl(buf, val);
395 
396     ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, len), len);
397     return len;
398 }
399 
400 static int gdb_set_spr_reg(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
401 {
402     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
403     CPUPPCState *env = &cpu->env;
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 
415     /* Handle those SPRs that are not part of the env->spr[] array */
416     target_ulong val = ldn_p(mem_buf, len);
417     switch (reg) {
418 #if defined(TARGET_PPC64)
419     case SPR_CFAR:
420         env->cfar = val;
421         break;
422 #endif
423     default:
424         env->spr[reg] = val;
425     }
426 
427     return len;
428 }
429 #endif
430 
431 static int gdb_get_float_reg(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
432 {
433     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
434     CPUPPCState *env = &cpu->env;
435     uint8_t *mem_buf;
436     if (n < 32) {
437         gdb_get_reg64(buf, *cpu_fpr_ptr(env, n));
438         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 8);
439         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
440         return 8;
441     }
442     if (n == 32) {
443         gdb_get_reg32(buf, env->fpscr);
444         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
445         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
446         return 4;
447     }
448     return 0;
449 }
450 
451 static int gdb_set_float_reg(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
452 {
453     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
454     CPUPPCState *env = &cpu->env;
455 
456     if (n < 32) {
457         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
458         *cpu_fpr_ptr(env, n) = ldq_p(mem_buf);
459         return 8;
460     }
461     if (n == 32) {
462         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
463         ppc_store_fpscr(env, ldl_p(mem_buf));
464         return 4;
465     }
466     return 0;
467 }
468 
469 static int gdb_get_avr_reg(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
470 {
471     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
472     CPUPPCState *env = &cpu->env;
473     uint8_t *mem_buf;
474 
475     if (n < 32) {
476         ppc_avr_t *avr = cpu_avr_ptr(env, n);
477         gdb_get_reg128(buf, avr->VsrD(0), avr->VsrD(1));
478         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 16);
479         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 16);
480         return 16;
481     }
482     if (n == 32) {
483         gdb_get_reg32(buf, ppc_get_vscr(env));
484         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
485         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
486         return 4;
487     }
488     if (n == 33) {
489         gdb_get_reg32(buf, (uint32_t)env->spr[SPR_VRSAVE]);
490         mem_buf = gdb_get_reg_ptr(buf, 4);
491         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
492         return 4;
493     }
494     return 0;
495 }
496 
497 static int gdb_set_avr_reg(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
498 {
499     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
500     CPUPPCState *env = &cpu->env;
501 
502     if (n < 32) {
503         ppc_avr_t *avr = cpu_avr_ptr(env, n);
504         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 16);
505         avr->VsrD(0) = ldq_p(mem_buf);
506         avr->VsrD(1) = ldq_p(mem_buf + 8);
507         return 16;
508     }
509     if (n == 32) {
510         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
511         ppc_store_vscr(env, ldl_p(mem_buf));
512         return 4;
513     }
514     if (n == 33) {
515         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
516         env->spr[SPR_VRSAVE] = (target_ulong)ldl_p(mem_buf);
517         return 4;
518     }
519     return 0;
520 }
521 
522 static int gdb_get_spe_reg(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
523 {
524     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
525     CPUPPCState *env = &cpu->env;
526 
527     if (n < 32) {
528 #if defined(TARGET_PPC64)
529         gdb_get_reg32(buf, env->gpr[n] >> 32);
530         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 4), 4);
531 #else
532         gdb_get_reg32(buf, env->gprh[n]);
533 #endif
534         return 4;
535     }
536     if (n == 32) {
537         gdb_get_reg64(buf, env->spe_acc);
538         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 8), 8);
539         return 8;
540     }
541     if (n == 33) {
542         gdb_get_reg32(buf, env->spe_fscr);
543         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 4), 4);
544         return 4;
545     }
546     return 0;
547 }
548 
549 static int gdb_set_spe_reg(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
550 {
551     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
552     CPUPPCState *env = &cpu->env;
553 
554     if (n < 32) {
555 #if defined(TARGET_PPC64)
556         target_ulong lo = (uint32_t)env->gpr[n];
557         target_ulong hi;
558 
559         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
560 
561         hi = (target_ulong)ldl_p(mem_buf) << 32;
562         env->gpr[n] = lo | hi;
563 #else
564         env->gprh[n] = ldl_p(mem_buf);
565 #endif
566         return 4;
567     }
568     if (n == 32) {
569         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
570         env->spe_acc = ldq_p(mem_buf);
571         return 8;
572     }
573     if (n == 33) {
574         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 4);
575         env->spe_fscr = ldl_p(mem_buf);
576         return 4;
577     }
578     return 0;
579 }
580 
581 static int gdb_get_vsx_reg(CPUState *cs, GByteArray *buf, int n)
582 {
583     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
584     CPUPPCState *env = &cpu->env;
585 
586     if (n < 32) {
587         gdb_get_reg64(buf, *cpu_vsrl_ptr(env, n));
588         ppc_maybe_bswap_register(env, gdb_get_reg_ptr(buf, 8), 8);
589         return 8;
590     }
591     return 0;
592 }
593 
594 static int gdb_set_vsx_reg(CPUState *cs, uint8_t *mem_buf, int n)
595 {
596     PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
597     CPUPPCState *env = &cpu->env;
598 
599     if (n < 32) {
600         ppc_maybe_bswap_register(env, mem_buf, 8);
601         *cpu_vsrl_ptr(env, n) = ldq_p(mem_buf);
602         return 8;
603     }
604     return 0;
605 }
606 
607 const gchar *ppc_gdb_arch_name(CPUState *cs)
608 {
609 #if defined(TARGET_PPC64)
610     return "powerpc:common64";
611 #else
612     return "powerpc:common";
613 #endif
614 }
615 
616 void ppc_gdb_init(CPUState *cs, PowerPCCPUClass *pcc)
617 {
618     if (pcc->insns_flags & PPC_FLOAT) {
619         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_float_reg, gdb_set_float_reg,
620                                  gdb_find_static_feature("power-fpu.xml"), 0);
621     }
622     if (pcc->insns_flags & PPC_ALTIVEC) {
623         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_avr_reg, gdb_set_avr_reg,
624                                  gdb_find_static_feature("power-altivec.xml"),
625                                  0);
626     }
627     if (pcc->insns_flags & PPC_SPE) {
628         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_spe_reg, gdb_set_spe_reg,
629                                  gdb_find_static_feature("power-spe.xml"), 0);
630     }
631     if (pcc->insns_flags2 & PPC2_VSX) {
632         gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_vsx_reg, gdb_set_vsx_reg,
633                                  gdb_find_static_feature("power-vsx.xml"), 0);
634     }
635 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
636     gdb_gen_spr_feature(cs);
637     gdb_register_coprocessor(cs, gdb_get_spr_reg, gdb_set_spr_reg,
638                              &pcc->gdb_spr, 0);
639 #endif
640 }
641