target/arm: add support for multi-architecture gdb
[fw/openocd] / src / target / armv4_5.c
1 /***************************************************************************
2  *   Copyright (C) 2005 by Dominic Rath                                    *
3  *   Dominic.Rath@gmx.de                                                   *
4  *                                                                         *
5  *   Copyright (C) 2008 by Spencer Oliver                                  *
6  *   spen@spen-soft.co.uk                                                  *
7  *                                                                         *
8  *   Copyright (C) 2008 by Oyvind Harboe                                   *
9  *   oyvind.harboe@zylin.com                                               *
10  *                                                                         *
11  *   Copyright (C) 2018 by Liviu Ionescu                                   *
12  *   <ilg@livius.net>                                                      *
13  *                                                                         *
14  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify  *
15  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by  *
16  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or     *
17  *   (at your option) any later version.                                   *
18  *                                                                         *
19  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,       *
20  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of        *
21  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the         *
22  *   GNU General Public License for more details.                          *
23  *                                                                         *
24  *   You should have received a copy of the GNU General Public License     *
25  *   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. *
26  ***************************************************************************/
27
28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
29 #include "config.h"
30 #endif
31
32 #include "arm.h"
33 #include "armv4_5.h"
34 #include "arm_jtag.h"
35 #include "breakpoints.h"
36 #include "arm_disassembler.h"
37 #include <helper/binarybuffer.h>
38 #include "algorithm.h"
39 #include "register.h"
40 #include "semihosting_common.h"
41
42 /* offsets into armv4_5 core register cache */
43 enum {
44 /*      ARMV4_5_CPSR = 31, */
45         ARMV4_5_SPSR_FIQ = 32,
46         ARMV4_5_SPSR_IRQ = 33,
47         ARMV4_5_SPSR_SVC = 34,
48         ARMV4_5_SPSR_ABT = 35,
49         ARMV4_5_SPSR_UND = 36,
50         ARM_SPSR_MON = 41,
51 };
52
53 static const uint8_t arm_usr_indices[17] = {
54         0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, ARMV4_5_CPSR,
55 };
56
57 static const uint8_t arm_fiq_indices[8] = {
58         16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, ARMV4_5_SPSR_FIQ,
59 };
60
61 static const uint8_t arm_irq_indices[3] = {
62         23, 24, ARMV4_5_SPSR_IRQ,
63 };
64
65 static const uint8_t arm_svc_indices[3] = {
66         25, 26, ARMV4_5_SPSR_SVC,
67 };
68
69 static const uint8_t arm_abt_indices[3] = {
70         27, 28, ARMV4_5_SPSR_ABT,
71 };
72
73 static const uint8_t arm_und_indices[3] = {
74         29, 30, ARMV4_5_SPSR_UND,
75 };
76
77 static const uint8_t arm_mon_indices[3] = {
78         39, 40, ARM_SPSR_MON,
79 };
80
81 static const struct {
82         const char *name;
83         unsigned short psr;
84         /* For user and system modes, these list indices for all registers.
85          * otherwise they're just indices for the shadow registers and SPSR.
86          */
87         unsigned short n_indices;
88         const uint8_t *indices;
89 } arm_mode_data[] = {
90         /* Seven modes are standard from ARM7 on. "System" and "User" share
91          * the same registers; other modes shadow from 3 to 8 registers.
92          */
93         {
94                 .name = "User",
95                 .psr = ARM_MODE_USR,
96                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_usr_indices),
97                 .indices = arm_usr_indices,
98         },
99         {
100                 .name = "FIQ",
101                 .psr = ARM_MODE_FIQ,
102                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_fiq_indices),
103                 .indices = arm_fiq_indices,
104         },
105         {
106                 .name = "Supervisor",
107                 .psr = ARM_MODE_SVC,
108                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_svc_indices),
109                 .indices = arm_svc_indices,
110         },
111         {
112                 .name = "Abort",
113                 .psr = ARM_MODE_ABT,
114                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_abt_indices),
115                 .indices = arm_abt_indices,
116         },
117         {
118                 .name = "IRQ",
119                 .psr = ARM_MODE_IRQ,
120                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_irq_indices),
121                 .indices = arm_irq_indices,
122         },
123         {
124                 .name = "Undefined instruction",
125                 .psr = ARM_MODE_UND,
126                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_und_indices),
127                 .indices = arm_und_indices,
128         },
129         {
130                 .name = "System",
131                 .psr = ARM_MODE_SYS,
132                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_usr_indices),
133                 .indices = arm_usr_indices,
134         },
135         /* TrustZone "Security Extensions" add a secure monitor mode.
136          * This is distinct from a "debug monitor" which can support
137          * non-halting debug, in conjunction with some debuggers.
138          */
139         {
140                 .name = "Secure Monitor",
141                 .psr = ARM_MODE_MON,
142                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_mon_indices),
143                 .indices = arm_mon_indices,
144         },
145         {
146                 .name = "Secure Monitor ARM1176JZF-S",
147                 .psr = ARM_MODE_1176_MON,
148                 .n_indices = ARRAY_SIZE(arm_mon_indices),
149                 .indices = arm_mon_indices,
150         },
151
152         /* These special modes are currently only supported
153          * by ARMv6M and ARMv7M profiles */
154         {
155                 .name = "Thread",
156                 .psr = ARM_MODE_THREAD,
157         },
158         {
159                 .name = "Thread (User)",
160                 .psr = ARM_MODE_USER_THREAD,
161         },
162         {
163                 .name = "Handler",
164                 .psr = ARM_MODE_HANDLER,
165         },
166 };
167
168 /** Map PSR mode bits to the name of an ARM processor operating mode. */
169 const char *arm_mode_name(unsigned psr_mode)
170 {
171         for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(arm_mode_data); i++) {
172                 if (arm_mode_data[i].psr == psr_mode)
173                         return arm_mode_data[i].name;
174         }
175         LOG_ERROR("unrecognized psr mode: %#02x", psr_mode);
176         return "UNRECOGNIZED";
177 }
178
179 /** Return true iff the parameter denotes a valid ARM processor mode. */
180 bool is_arm_mode(unsigned psr_mode)
181 {
182         for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(arm_mode_data); i++) {
183                 if (arm_mode_data[i].psr == psr_mode)
184                         return true;
185         }
186         return false;
187 }
188
189 /** Map PSR mode bits to linear number indexing armv4_5_core_reg_map */
190 int arm_mode_to_number(enum arm_mode mode)
191 {
192         switch (mode) {
193                 case ARM_MODE_ANY:
194                 /* map MODE_ANY to user mode */
195                 case ARM_MODE_USR:
196                         return 0;
197                 case ARM_MODE_FIQ:
198                         return 1;
199                 case ARM_MODE_IRQ:
200                         return 2;
201                 case ARM_MODE_SVC:
202                         return 3;
203                 case ARM_MODE_ABT:
204                         return 4;
205                 case ARM_MODE_UND:
206                         return 5;
207                 case ARM_MODE_SYS:
208                         return 6;
209                 case ARM_MODE_MON:
210                 case ARM_MODE_1176_MON:
211                         return 7;
212                 default:
213                         LOG_ERROR("invalid mode value encountered %d", mode);
214                         return -1;
215         }
216 }
217
218 /** Map linear number indexing armv4_5_core_reg_map to PSR mode bits. */
219 enum arm_mode armv4_5_number_to_mode(int number)
220 {
221         switch (number) {
222                 case 0:
223                         return ARM_MODE_USR;
224                 case 1:
225                         return ARM_MODE_FIQ;
226                 case 2:
227                         return ARM_MODE_IRQ;
228                 case 3:
229                         return ARM_MODE_SVC;
230                 case 4:
231                         return ARM_MODE_ABT;
232                 case 5:
233                         return ARM_MODE_UND;
234                 case 6:
235                         return ARM_MODE_SYS;
236                 case 7:
237                         return ARM_MODE_MON;
238                 default:
239                         LOG_ERROR("mode index out of bounds %d", number);
240                         return ARM_MODE_ANY;
241         }
242 }
243
244 static const char *arm_state_strings[] = {
245         "ARM", "Thumb", "Jazelle", "ThumbEE",
246 };
247
248 /* Templates for ARM core registers.
249  *
250  * NOTE:  offsets in this table are coupled to the arm_mode_data
251  * table above, the armv4_5_core_reg_map array below, and also to
252  * the ARMV4_5_CPSR symbol (which should vanish after ARM11 updates).
253  */
254 static const struct {
255         /* The name is used for e.g. the "regs" command. */
256         const char *name;
257
258         /* The {cookie, mode} tuple uniquely identifies one register.
259          * In a given mode, cookies 0..15 map to registers R0..R15,
260          * with R13..R15 usually called SP, LR, PC.
261          *
262          * MODE_ANY is used as *input* to the mapping, and indicates
263          * various special cases (sigh) and errors.
264          *
265          * Cookie 16 is (currently) confusing, since it indicates
266          * CPSR -or- SPSR depending on whether 'mode' is MODE_ANY.
267          * (Exception modes have both CPSR and SPSR registers ...)
268          */
269         unsigned cookie;
270         unsigned gdb_index;
271         enum arm_mode mode;
272 } arm_core_regs[] = {
273         /* IMPORTANT:  we guarantee that the first eight cached registers
274          * correspond to r0..r7, and the fifteenth to PC, so that callers
275          * don't need to map them.
276          */
277         { .name = "r0", .cookie = 0, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 0, },
278         { .name = "r1", .cookie = 1, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 1, },
279         { .name = "r2", .cookie = 2, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 2, },
280         { .name = "r3", .cookie = 3, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 3, },
281         { .name = "r4", .cookie = 4, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 4, },
282         { .name = "r5", .cookie = 5, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 5, },
283         { .name = "r6", .cookie = 6, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 6, },
284         { .name = "r7", .cookie = 7, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 7, },
285
286         /* NOTE: regs 8..12 might be shadowed by FIQ ... flagging
287          * them as MODE_ANY creates special cases.  (ANY means
288          * "not mapped" elsewhere; here it's "everything but FIQ".)
289          */
290         { .name = "r8", .cookie = 8, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 8, },
291         { .name = "r9", .cookie = 9, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 9, },
292         { .name = "r10", .cookie = 10, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 10, },
293         { .name = "r11", .cookie = 11, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 11, },
294         { .name = "r12", .cookie = 12, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 12, },
295
296         /* Historical GDB mapping of indices:
297          *  - 13-14 are sp and lr, but banked counterparts are used
298          *  - 16-24 are left for deprecated 8 FPA + 1 FPS
299          *  - 25 is the cpsr
300          */
301
302         /* NOTE all MODE_USR registers are equivalent to MODE_SYS ones */
303         { .name = "sp_usr", .cookie = 13, .mode = ARM_MODE_USR, .gdb_index = 26, },
304         { .name = "lr_usr", .cookie = 14, .mode = ARM_MODE_USR, .gdb_index = 27, },
305
306         /* guaranteed to be at index 15 */
307         { .name = "pc", .cookie = 15, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 15, },
308         { .name = "r8_fiq", .cookie = 8, .mode = ARM_MODE_FIQ, .gdb_index = 28, },
309         { .name = "r9_fiq", .cookie = 9, .mode = ARM_MODE_FIQ, .gdb_index = 29, },
310         { .name = "r10_fiq", .cookie = 10, .mode = ARM_MODE_FIQ, .gdb_index = 30, },
311         { .name = "r11_fiq", .cookie = 11, .mode = ARM_MODE_FIQ, .gdb_index = 31, },
312         { .name = "r12_fiq", .cookie = 12, .mode = ARM_MODE_FIQ, .gdb_index = 32, },
313
314         { .name = "sp_fiq", .cookie = 13, .mode = ARM_MODE_FIQ, .gdb_index = 33, },
315         { .name = "lr_fiq", .cookie = 14, .mode = ARM_MODE_FIQ, .gdb_index = 34, },
316
317         { .name = "sp_irq", .cookie = 13, .mode = ARM_MODE_IRQ, .gdb_index = 35, },
318         { .name = "lr_irq", .cookie = 14, .mode = ARM_MODE_IRQ, .gdb_index = 36, },
319
320         { .name = "sp_svc", .cookie = 13, .mode = ARM_MODE_SVC, .gdb_index = 37, },
321         { .name = "lr_svc", .cookie = 14, .mode = ARM_MODE_SVC, .gdb_index = 38, },
322
323         { .name = "sp_abt", .cookie = 13, .mode = ARM_MODE_ABT, .gdb_index = 39, },
324         { .name = "lr_abt", .cookie = 14, .mode = ARM_MODE_ABT, .gdb_index = 40, },
325
326         { .name = "sp_und", .cookie = 13, .mode = ARM_MODE_UND, .gdb_index = 41, },
327         { .name = "lr_und", .cookie = 14, .mode = ARM_MODE_UND, .gdb_index = 42, },
328
329         { .name = "cpsr", .cookie = 16, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 25, },
330         { .name = "spsr_fiq", .cookie = 16, .mode = ARM_MODE_FIQ, .gdb_index = 43, },
331         { .name = "spsr_irq", .cookie = 16, .mode = ARM_MODE_IRQ, .gdb_index = 44, },
332         { .name = "spsr_svc", .cookie = 16, .mode = ARM_MODE_SVC, .gdb_index = 45, },
333         { .name = "spsr_abt", .cookie = 16, .mode = ARM_MODE_ABT, .gdb_index = 46, },
334         { .name = "spsr_und", .cookie = 16, .mode = ARM_MODE_UND, .gdb_index = 47, },
335
336         /* These are only used for GDB target description, banked registers are accessed instead */
337         { .name = "sp", .cookie = 13, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 13, },
338         { .name = "lr", .cookie = 14, .mode = ARM_MODE_ANY, .gdb_index = 14, },
339
340         /* These exist only when the Security Extension (TrustZone) is present */
341         { .name = "sp_mon", .cookie = 13, .mode = ARM_MODE_MON, .gdb_index = 48, },
342         { .name = "lr_mon", .cookie = 14, .mode = ARM_MODE_MON, .gdb_index = 49, },
343         { .name = "spsr_mon", .cookie = 16, .mode = ARM_MODE_MON, .gdb_index = 50, },
344
345 };
346
347 static const struct {
348         unsigned int id;
349         const char *name;
350         uint32_t bits;
351         enum arm_mode mode;
352         enum reg_type type;
353         const char *group;
354         const char *feature;
355 } arm_vfp_v3_regs[] = {
356         { ARM_VFP_V3_D0,  "d0",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
357         { ARM_VFP_V3_D1,  "d1",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
358         { ARM_VFP_V3_D2,  "d2",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
359         { ARM_VFP_V3_D3,  "d3",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
360         { ARM_VFP_V3_D4,  "d4",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
361         { ARM_VFP_V3_D5,  "d5",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
362         { ARM_VFP_V3_D6,  "d6",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
363         { ARM_VFP_V3_D7,  "d7",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
364         { ARM_VFP_V3_D8,  "d8",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
365         { ARM_VFP_V3_D9,  "d9",  64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
366         { ARM_VFP_V3_D10, "d10", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
367         { ARM_VFP_V3_D11, "d11", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
368         { ARM_VFP_V3_D12, "d12", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
369         { ARM_VFP_V3_D13, "d13", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
370         { ARM_VFP_V3_D14, "d14", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
371         { ARM_VFP_V3_D15, "d15", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
372         { ARM_VFP_V3_D16, "d16", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
373         { ARM_VFP_V3_D17, "d17", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
374         { ARM_VFP_V3_D18, "d18", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
375         { ARM_VFP_V3_D19, "d19", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
376         { ARM_VFP_V3_D20, "d20", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
377         { ARM_VFP_V3_D21, "d21", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
378         { ARM_VFP_V3_D22, "d22", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
379         { ARM_VFP_V3_D23, "d23", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
380         { ARM_VFP_V3_D24, "d24", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
381         { ARM_VFP_V3_D25, "d25", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
382         { ARM_VFP_V3_D26, "d26", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
383         { ARM_VFP_V3_D27, "d27", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
384         { ARM_VFP_V3_D28, "d28", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
385         { ARM_VFP_V3_D29, "d29", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
386         { ARM_VFP_V3_D30, "d30", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
387         { ARM_VFP_V3_D31, "d31", 64, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_IEEE_DOUBLE, NULL, "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
388         { ARM_VFP_V3_FPSCR, "fpscr", 32, ARM_MODE_ANY, REG_TYPE_INT, "float", "org.gnu.gdb.arm.vfp"},
389 };
390
391 /* map core mode (USR, FIQ, ...) and register number to
392  * indices into the register cache
393  */
394 const int armv4_5_core_reg_map[8][17] = {
395         {       /* USR */
396                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 31
397         },
398         {       /* FIQ (8 shadows of USR, vs normal 3) */
399                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 15, 32
400         },
401         {       /* IRQ */
402                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 23, 24, 15, 33
403         },
404         {       /* SVC */
405                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 25, 26, 15, 34
406         },
407         {       /* ABT */
408                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 27, 28, 15, 35
409         },
410         {       /* UND */
411                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 29, 30, 15, 36
412         },
413         {       /* SYS (same registers as USR) */
414                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 31
415         },
416         {       /* MON */
417                 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 37, 38, 15, 39,
418         }
419 };
420
421 /**
422  * Configures host-side ARM records to reflect the specified CPSR.
423  * Later, code can use arm_reg_current() to map register numbers
424  * according to how they are exposed by this mode.
425  */
426 void arm_set_cpsr(struct arm *arm, uint32_t cpsr)
427 {
428         enum arm_mode mode = cpsr & 0x1f;
429         int num;
430
431         /* NOTE:  this may be called very early, before the register
432          * cache is set up.  We can't defend against many errors, in
433          * particular against CPSRs that aren't valid *here* ...
434          */
435         if (arm->cpsr) {
436                 buf_set_u32(arm->cpsr->value, 0, 32, cpsr);
437                 arm->cpsr->valid = 1;
438                 arm->cpsr->dirty = 0;
439         }
440
441         arm->core_mode = mode;
442
443         /* mode_to_number() warned; set up a somewhat-sane mapping */
444         num = arm_mode_to_number(mode);
445         if (num < 0) {
446                 mode = ARM_MODE_USR;
447                 num = 0;
448         }
449
450         arm->map = &armv4_5_core_reg_map[num][0];
451         arm->spsr = (mode == ARM_MODE_USR || mode == ARM_MODE_SYS)
452                 ? NULL
453                 : arm->core_cache->reg_list + arm->map[16];
454
455         /* Older ARMs won't have the J bit */
456         enum arm_state state;
457
458         if (cpsr & (1 << 5)) {  /* T */
459                 if (cpsr & (1 << 24)) { /* J */
460                         LOG_WARNING("ThumbEE -- incomplete support");
461                         state = ARM_STATE_THUMB_EE;
462                 } else
463                         state = ARM_STATE_THUMB;
464         } else {
465                 if (cpsr & (1 << 24)) { /* J */
466                         LOG_ERROR("Jazelle state handling is BROKEN!");
467                         state = ARM_STATE_JAZELLE;
468                 } else
469                         state = ARM_STATE_ARM;
470         }
471         arm->core_state = state;
472
473         LOG_DEBUG("set CPSR %#8.8x: %s mode, %s state", (unsigned) cpsr,
474                 arm_mode_name(mode),
475                 arm_state_strings[arm->core_state]);
476 }
477
478 /**
479  * Returns handle to the register currently mapped to a given number.
480  * Someone must have called arm_set_cpsr() before.
481  *
482  * \param arm This core's state and registers are used.
483  * \param regnum From 0..15 corresponding to R0..R14 and PC.
484  *      Note that R0..R7 don't require mapping; you may access those
485  *      as the first eight entries in the register cache.  Likewise
486  *      R15 (PC) doesn't need mapping; you may also access it directly.
487  *      However, R8..R14, and SPSR (arm->spsr) *must* be mapped.
488  *      CPSR (arm->cpsr) is also not mapped.
489  */
490 struct reg *arm_reg_current(struct arm *arm, unsigned regnum)
491 {
492         struct reg *r;
493
494         if (regnum > 16)
495                 return NULL;
496
497         if (!arm->map) {
498                 LOG_ERROR("Register map is not available yet, the target is not fully initialised");
499                 r = arm->core_cache->reg_list + regnum;
500         } else
501                 r = arm->core_cache->reg_list + arm->map[regnum];
502
503         /* e.g. invalid CPSR said "secure monitor" mode on a core
504          * that doesn't support it...
505          */
506         if (!r) {
507                 LOG_ERROR("Invalid CPSR mode");
508                 r = arm->core_cache->reg_list + regnum;
509         }
510
511         return r;
512 }
513
514 static const uint8_t arm_gdb_dummy_fp_value[12];
515
516 static struct reg_feature arm_gdb_dummy_fp_features = {
517         .name = "net.sourceforge.openocd.fake_fpa"
518 };
519
520 /**
521  * Dummy FPA registers are required to support GDB on ARM.
522  * Register packets require eight obsolete FPA register values.
523  * Modern ARM cores use Vector Floating Point (VFP), if they
524  * have any floating point support.  VFP is not FPA-compatible.
525  */
526 struct reg arm_gdb_dummy_fp_reg = {
527         .name = "GDB dummy FPA register",
528         .value = (uint8_t *) arm_gdb_dummy_fp_value,
529         .valid = 1,
530         .size = 96,
531         .exist = false,
532         .number = 16,
533         .feature = &arm_gdb_dummy_fp_features,
534         .group = "fake_fpa",
535 };
536
537 static const uint8_t arm_gdb_dummy_fps_value[4];
538
539 /**
540  * Dummy FPA status registers are required to support GDB on ARM.
541  * Register packets require an obsolete FPA status register.
542  */
543 struct reg arm_gdb_dummy_fps_reg = {
544         .name = "GDB dummy FPA status register",
545         .value = (uint8_t *) arm_gdb_dummy_fps_value,
546         .valid = 1,
547         .size = 32,
548         .exist = false,
549         .number = 24,
550         .feature = &arm_gdb_dummy_fp_features,
551         .group = "fake_fpa",
552 };
553
554 static void arm_gdb_dummy_init(void) __attribute__ ((constructor));
555
556 static void arm_gdb_dummy_init(void)
557 {
558         register_init_dummy(&arm_gdb_dummy_fp_reg);
559         register_init_dummy(&arm_gdb_dummy_fps_reg);
560 }
561
562 static int armv4_5_get_core_reg(struct reg *reg)
563 {
564         int retval;
565         struct arm_reg *reg_arch_info = reg->arch_info;
566         struct target *target = reg_arch_info->target;
567
568         if (target->state != TARGET_HALTED) {
569                 LOG_ERROR("Target not halted");
570                 return ERROR_TARGET_NOT_HALTED;
571         }
572
573         retval = reg_arch_info->arm->read_core_reg(target, reg,
574                         reg_arch_info->num, reg_arch_info->mode);
575         if (retval == ERROR_OK) {
576                 reg->valid = 1;
577                 reg->dirty = 0;
578         }
579
580         return retval;
581 }
582
583 static int armv4_5_set_core_reg(struct reg *reg, uint8_t *buf)
584 {
585         struct arm_reg *reg_arch_info = reg->arch_info;
586         struct target *target = reg_arch_info->target;
587         struct arm *armv4_5_target = target_to_arm(target);
588         uint32_t value = buf_get_u32(buf, 0, 32);
589
590         if (target->state != TARGET_HALTED) {
591                 LOG_ERROR("Target not halted");
592                 return ERROR_TARGET_NOT_HALTED;
593         }
594
595         /* Except for CPSR, the "reg" command exposes a writeback model
596          * for the register cache.
597          */
598         if (reg == armv4_5_target->cpsr) {
599                 arm_set_cpsr(armv4_5_target, value);
600
601                 /* Older cores need help to be in ARM mode during halt
602                  * mode debug, so we clear the J and T bits if we flush.
603                  * For newer cores (v6/v7a/v7r) we don't need that, but
604                  * it won't hurt since CPSR is always flushed anyway.
605                  */
606                 if (armv4_5_target->core_mode !=
607                         (enum arm_mode)(value & 0x1f)) {
608                         LOG_DEBUG("changing ARM core mode to '%s'",
609                                 arm_mode_name(value & 0x1f));
610                         value &= ~((1 << 24) | (1 << 5));
611                         uint8_t t[4];
612                         buf_set_u32(t, 0, 32, value);
613                         armv4_5_target->write_core_reg(target, reg,
614                                 16, ARM_MODE_ANY, t);
615                 }
616         } else {
617                 buf_set_u32(reg->value, 0, 32, value);
618                 if (reg->size == 64) {
619                         value = buf_get_u32(buf + 4, 0, 32);
620                         buf_set_u32(reg->value + 4, 0, 32, value);
621                 }
622                 reg->valid = 1;
623         }
624         reg->dirty = 1;
625
626         return ERROR_OK;
627 }
628
629 static const struct reg_arch_type arm_reg_type = {
630         .get = armv4_5_get_core_reg,
631         .set = armv4_5_set_core_reg,
632 };
633
634 struct reg_cache *arm_build_reg_cache(struct target *target, struct arm *arm)
635 {
636         int num_regs = ARRAY_SIZE(arm_core_regs);
637         int num_core_regs = num_regs;
638         if (arm->arm_vfp_version == ARM_VFP_V3)
639                 num_regs += ARRAY_SIZE(arm_vfp_v3_regs);
640
641         struct reg_cache *cache = malloc(sizeof(struct reg_cache));
642         struct reg *reg_list = calloc(num_regs, sizeof(struct reg));
643         struct arm_reg *reg_arch_info = calloc(num_regs, sizeof(struct arm_reg));
644         int i;
645
646         if (!cache || !reg_list || !reg_arch_info) {
647                 free(cache);
648                 free(reg_list);
649                 free(reg_arch_info);
650                 return NULL;
651         }
652
653         cache->name = "ARM registers";
654         cache->next = NULL;
655         cache->reg_list = reg_list;
656         cache->num_regs = 0;
657
658         for (i = 0; i < num_core_regs; i++) {
659                 /* Skip registers this core doesn't expose */
660                 if (arm_core_regs[i].mode == ARM_MODE_MON
661                         && arm->core_type != ARM_MODE_MON)
662                         continue;
663
664                 /* REVISIT handle Cortex-M, which only shadows R13/SP */
665
666                 reg_arch_info[i].num = arm_core_regs[i].cookie;
667                 reg_arch_info[i].mode = arm_core_regs[i].mode;
668                 reg_arch_info[i].target = target;
669                 reg_arch_info[i].arm = arm;
670
671                 reg_list[i].name = arm_core_regs[i].name;
672                 reg_list[i].number = arm_core_regs[i].gdb_index;
673                 reg_list[i].size = 32;
674                 reg_list[i].value = reg_arch_info[i].value;
675                 reg_list[i].type = &arm_reg_type;
676                 reg_list[i].arch_info = &reg_arch_info[i];
677                 reg_list[i].exist = true;
678
679                 /* This really depends on the calling convention in use */
680                 reg_list[i].caller_save = false;
681
682                 /* Registers data type, as used by GDB target description */
683                 reg_list[i].reg_data_type = malloc(sizeof(struct reg_data_type));
684                 switch (arm_core_regs[i].cookie) {
685                 case 13:
686                         reg_list[i].reg_data_type->type = REG_TYPE_DATA_PTR;
687                         break;
688                 case 14:
689                 case 15:
690                         reg_list[i].reg_data_type->type = REG_TYPE_CODE_PTR;
691                     break;
692                 default:
693                         reg_list[i].reg_data_type->type = REG_TYPE_UINT32;
694                     break;
695                 }
696
697                 /* let GDB shows banked registers only in "info all-reg" */
698                 reg_list[i].feature = malloc(sizeof(struct reg_feature));
699                 if (reg_list[i].number <= 15 || reg_list[i].number == 25) {
700                         reg_list[i].feature->name = "org.gnu.gdb.arm.core";
701                         reg_list[i].group = "general";
702                 } else {
703                         reg_list[i].feature->name = "net.sourceforge.openocd.banked";
704                         reg_list[i].group = "banked";
705                 }
706
707                 cache->num_regs++;
708         }
709
710         int j;
711         for (i = num_core_regs, j = 0; i < num_regs; i++, j++) {
712                 reg_arch_info[i].num = arm_vfp_v3_regs[j].id;
713                 reg_arch_info[i].mode = arm_vfp_v3_regs[j].mode;
714                 reg_arch_info[i].target = target;
715                 reg_arch_info[i].arm = arm;
716
717                 reg_list[i].name = arm_vfp_v3_regs[j].name;
718                 reg_list[i].number = arm_vfp_v3_regs[j].id;
719                 reg_list[i].size = arm_vfp_v3_regs[j].bits;
720                 reg_list[i].value = reg_arch_info[i].value;
721                 reg_list[i].type = &arm_reg_type;
722                 reg_list[i].arch_info = &reg_arch_info[i];
723                 reg_list[i].exist = true;
724
725                 reg_list[i].caller_save = false;
726
727                 reg_list[i].reg_data_type = malloc(sizeof(struct reg_data_type));
728                 reg_list[i].reg_data_type->type = arm_vfp_v3_regs[j].type;
729
730                 reg_list[i].feature = malloc(sizeof(struct reg_feature));
731                 reg_list[i].feature->name = arm_vfp_v3_regs[j].feature;
732
733                 reg_list[i].group = arm_vfp_v3_regs[j].group;
734
735                 cache->num_regs++;
736         }
737
738         arm->pc = reg_list + 15;
739         arm->cpsr = reg_list + ARMV4_5_CPSR;
740         arm->core_cache = cache;
741
742         return cache;
743 }
744
745 int arm_arch_state(struct target *target)
746 {
747         struct arm *arm = target_to_arm(target);
748
749         if (arm->common_magic != ARM_COMMON_MAGIC) {
750                 LOG_ERROR("BUG: called for a non-ARM target");
751                 return ERROR_FAIL;
752         }
753
754         /* avoid filling log waiting for fileio reply */
755         if (target->semihosting && target->semihosting->hit_fileio)
756                 return ERROR_OK;
757
758         LOG_USER("target halted in %s state due to %s, current mode: %s\n"
759                 "cpsr: 0x%8.8" PRIx32 " pc: 0x%8.8" PRIx32 "%s%s",
760                 arm_state_strings[arm->core_state],
761                 debug_reason_name(target),
762                 arm_mode_name(arm->core_mode),
763                 buf_get_u32(arm->cpsr->value, 0, 32),
764                 buf_get_u32(arm->pc->value, 0, 32),
765                 (target->semihosting && target->semihosting->is_active) ? ", semihosting" : "",
766                 (target->semihosting && target->semihosting->is_fileio) ? " fileio" : "");
767
768         return ERROR_OK;
769 }
770
771 #define ARMV4_5_CORE_REG_MODENUM(cache, mode, num) \
772         (cache->reg_list[armv4_5_core_reg_map[mode][num]])
773
774 COMMAND_HANDLER(handle_armv4_5_reg_command)
775 {
776         struct target *target = get_current_target(CMD_CTX);
777         struct arm *arm = target_to_arm(target);
778         struct reg *regs;
779
780         if (!is_arm(arm)) {
781                 command_print(CMD_CTX, "current target isn't an ARM");
782                 return ERROR_FAIL;
783         }
784
785         if (target->state != TARGET_HALTED) {
786                 command_print(CMD_CTX, "error: target must be halted for register accesses");
787                 return ERROR_FAIL;
788         }
789
790         if (arm->core_type != ARM_MODE_ANY) {
791                 command_print(CMD_CTX,
792                         "Microcontroller Profile not supported - use standard reg cmd");
793                 return ERROR_OK;
794         }
795
796         if (!is_arm_mode(arm->core_mode)) {
797                 LOG_ERROR("not a valid arm core mode - communication failure?");
798                 return ERROR_FAIL;
799         }
800
801         if (!arm->full_context) {
802                 command_print(CMD_CTX, "error: target doesn't support %s",
803                         CMD_NAME);
804                 return ERROR_FAIL;
805         }
806
807         regs = arm->core_cache->reg_list;
808
809         for (unsigned mode = 0; mode < ARRAY_SIZE(arm_mode_data); mode++) {
810                 const char *name;
811                 char *sep = "\n";
812                 char *shadow = "";
813
814                 /* label this bank of registers (or shadows) */
815                 switch (arm_mode_data[mode].psr) {
816                         case ARM_MODE_SYS:
817                                 continue;
818                         case ARM_MODE_USR:
819                                 name = "System and User";
820                                 sep = "";
821                                 break;
822                         case ARM_MODE_MON:
823                                 if (arm->core_type != ARM_MODE_MON)
824                                         continue;
825                         /* FALLTHROUGH */
826                         default:
827                                 name = arm_mode_data[mode].name;
828                                 shadow = "shadow ";
829                                 break;
830                 }
831                 command_print(CMD_CTX, "%s%s mode %sregisters",
832                         sep, name, shadow);
833
834                 /* display N rows of up to 4 registers each */
835                 for (unsigned i = 0; i < arm_mode_data[mode].n_indices; ) {
836                         char output[80];
837                         int output_len = 0;
838
839                         for (unsigned j = 0; j < 4; j++, i++) {
840                                 uint32_t value;
841                                 struct reg *reg = regs;
842
843                                 if (i >= arm_mode_data[mode].n_indices)
844                                         break;
845
846                                 reg += arm_mode_data[mode].indices[i];
847
848                                 /* REVISIT be smarter about faults... */
849                                 if (!reg->valid)
850                                         arm->full_context(target);
851
852                                 value = buf_get_u32(reg->value, 0, 32);
853                                 output_len += snprintf(output + output_len,
854                                                 sizeof(output) - output_len,
855                                                 "%8s: %8.8" PRIx32 " ",
856                                                 reg->name, value);
857                         }
858                         command_print(CMD_CTX, "%s", output);
859                 }
860         }
861
862         return ERROR_OK;
863 }
864
865 COMMAND_HANDLER(handle_armv4_5_core_state_command)
866 {
867         struct target *target = get_current_target(CMD_CTX);
868         struct arm *arm = target_to_arm(target);
869
870         if (!is_arm(arm)) {
871                 command_print(CMD_CTX, "current target isn't an ARM");
872                 return ERROR_FAIL;
873         }
874
875         if (arm->core_type == ARM_MODE_THREAD) {
876                 /* armv7m not supported */
877                 command_print(CMD_CTX, "Unsupported Command");
878                 return ERROR_OK;
879         }
880
881         if (CMD_ARGC > 0) {
882                 if (strcmp(CMD_ARGV[0], "arm") == 0)
883                         arm->core_state = ARM_STATE_ARM;
884                 if (strcmp(CMD_ARGV[0], "thumb") == 0)
885                         arm->core_state = ARM_STATE_THUMB;
886         }
887
888         command_print(CMD_CTX, "core state: %s", arm_state_strings[arm->core_state]);
889
890         return ERROR_OK;
891 }
892
893 COMMAND_HANDLER(handle_arm_disassemble_command)
894 {
895         int retval = ERROR_OK;
896         struct target *target = get_current_target(CMD_CTX);
897
898         if (target == NULL) {
899                 LOG_ERROR("No target selected");
900                 return ERROR_FAIL;
901         }
902
903         struct arm *arm = target_to_arm(target);
904         target_addr_t address;
905         int count = 1;
906         int thumb = 0;
907
908         if (!is_arm(arm)) {
909                 command_print(CMD_CTX, "current target isn't an ARM");
910                 return ERROR_FAIL;
911         }
912
913         if (arm->core_type == ARM_MODE_THREAD) {
914                 /* armv7m is always thumb mode */
915                 thumb = 1;
916         }
917
918         switch (CMD_ARGC) {
919                 case 3:
920                         if (strcmp(CMD_ARGV[2], "thumb") != 0)
921                                 goto usage;
922                         thumb = 1;
923                 /* FALL THROUGH */
924                 case 2:
925                         COMMAND_PARSE_NUMBER(int, CMD_ARGV[1], count);
926                 /* FALL THROUGH */
927                 case 1:
928                         COMMAND_PARSE_ADDRESS(CMD_ARGV[0], address);
929                         if (address & 0x01) {
930                                 if (!thumb) {
931                                         command_print(CMD_CTX, "Disassemble as Thumb");
932                                         thumb = 1;
933                                 }
934                                 address &= ~1;
935                         }
936                         break;
937                 default:
938 usage:
939                         count = 0;
940                         retval = ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
941         }
942
943         while (count-- > 0) {
944                 struct arm_instruction cur_instruction;
945
946                 if (thumb) {
947                         /* Always use Thumb2 disassembly for best handling
948                          * of 32-bit BL/BLX, and to work with newer cores
949                          * (some ARMv6, all ARMv7) that use Thumb2.
950                          */
951                         retval = thumb2_opcode(target, address,
952                                         &cur_instruction);
953                         if (retval != ERROR_OK)
954                                 break;
955                 } else {
956                         uint32_t opcode;
957
958                         retval = target_read_u32(target, address, &opcode);
959                         if (retval != ERROR_OK)
960                                 break;
961                         retval = arm_evaluate_opcode(opcode, address,
962                                         &cur_instruction) != ERROR_OK;
963                         if (retval != ERROR_OK)
964                                 break;
965                 }
966                 command_print(CMD_CTX, "%s", cur_instruction.text);
967                 address += cur_instruction.instruction_size;
968         }
969
970         return retval;
971 }
972
973 static int jim_mcrmrc(Jim_Interp *interp, int argc, Jim_Obj * const *argv)
974 {
975         struct command_context *context;
976         struct target *target;
977         struct arm *arm;
978         int retval;
979
980         context = current_command_context(interp);
981         assert(context != NULL);
982
983         target = get_current_target(context);
984         if (target == NULL) {
985                 LOG_ERROR("%s: no current target", __func__);
986                 return JIM_ERR;
987         }
988         if (!target_was_examined(target)) {
989                 LOG_ERROR("%s: not yet examined", target_name(target));
990                 return JIM_ERR;
991         }
992         arm = target_to_arm(target);
993         if (!is_arm(arm)) {
994                 LOG_ERROR("%s: not an ARM", target_name(target));
995                 return JIM_ERR;
996         }
997
998         if ((argc < 6) || (argc > 7)) {
999                 /* FIXME use the command name to verify # params... */
1000                 LOG_ERROR("%s: wrong number of arguments", __func__);
1001                 return JIM_ERR;
1002         }
1003
1004         int cpnum;
1005         uint32_t op1;
1006         uint32_t op2;
1007         uint32_t CRn;
1008         uint32_t CRm;
1009         uint32_t value;
1010         long l;
1011
1012         /* NOTE:  parameter sequence matches ARM instruction set usage:
1013          *      MCR     pNUM, op1, rX, CRn, CRm, op2    ; write CP from rX
1014          *      MRC     pNUM, op1, rX, CRn, CRm, op2    ; read CP into rX
1015          * The "rX" is necessarily omitted; it uses Tcl mechanisms.
1016          */
1017         retval = Jim_GetLong(interp, argv[1], &l);
1018         if (retval != JIM_OK)
1019                 return retval;
1020         if (l & ~0xf) {
1021                 LOG_ERROR("%s: %s %d out of range", __func__,
1022                         "coprocessor", (int) l);
1023                 return JIM_ERR;
1024         }
1025         cpnum = l;
1026
1027         retval = Jim_GetLong(interp, argv[2], &l);
1028         if (retval != JIM_OK)
1029                 return retval;
1030         if (l & ~0x7) {
1031                 LOG_ERROR("%s: %s %d out of range", __func__,
1032                         "op1", (int) l);
1033                 return JIM_ERR;
1034         }
1035         op1 = l;
1036
1037         retval = Jim_GetLong(interp, argv[3], &l);
1038         if (retval != JIM_OK)
1039                 return retval;
1040         if (l & ~0xf) {
1041                 LOG_ERROR("%s: %s %d out of range", __func__,
1042                         "CRn", (int) l);
1043                 return JIM_ERR;
1044         }
1045         CRn = l;
1046
1047         retval = Jim_GetLong(interp, argv[4], &l);
1048         if (retval != JIM_OK)
1049                 return retval;
1050         if (l & ~0xf) {
1051                 LOG_ERROR("%s: %s %d out of range", __func__,
1052                         "CRm", (int) l);
1053                 return JIM_ERR;
1054         }
1055         CRm = l;
1056
1057         retval = Jim_GetLong(interp, argv[5], &l);
1058         if (retval != JIM_OK)
1059                 return retval;
1060         if (l & ~0x7) {
1061                 LOG_ERROR("%s: %s %d out of range", __func__,
1062                         "op2", (int) l);
1063                 return JIM_ERR;
1064         }
1065         op2 = l;
1066
1067         value = 0;
1068
1069         /* FIXME don't assume "mrc" vs "mcr" from the number of params;
1070          * that could easily be a typo!  Check both...
1071          *
1072          * FIXME change the call syntax here ... simplest to just pass
1073          * the MRC() or MCR() instruction to be executed.  That will also
1074          * let us support the "mrc2" and "mcr2" opcodes (toggling one bit)
1075          * if that's ever needed.
1076          */
1077         if (argc == 7) {
1078                 retval = Jim_GetLong(interp, argv[6], &l);
1079                 if (retval != JIM_OK)
1080                         return retval;
1081                 value = l;
1082
1083                 /* NOTE: parameters reordered! */
1084                 /* ARMV4_5_MCR(cpnum, op1, 0, CRn, CRm, op2) */
1085                 retval = arm->mcr(target, cpnum, op1, op2, CRn, CRm, value);
1086                 if (retval != ERROR_OK)
1087                         return JIM_ERR;
1088         } else {
1089                 /* NOTE: parameters reordered! */
1090                 /* ARMV4_5_MRC(cpnum, op1, 0, CRn, CRm, op2) */
1091                 retval = arm->mrc(target, cpnum, op1, op2, CRn, CRm, &value);
1092                 if (retval != ERROR_OK)
1093                         return JIM_ERR;
1094
1095                 Jim_SetResult(interp, Jim_NewIntObj(interp, value));
1096         }
1097
1098         return JIM_OK;
1099 }
1100
1101 extern __COMMAND_HANDLER(handle_common_semihosting_command);
1102 extern __COMMAND_HANDLER(handle_common_semihosting_fileio_command);
1103 extern __COMMAND_HANDLER(handle_common_semihosting_resumable_exit_command);
1104 extern __COMMAND_HANDLER(handle_common_semihosting_cmdline);
1105
1106 static const struct command_registration arm_exec_command_handlers[] = {
1107         {
1108                 .name = "reg",
1109                 .handler = handle_armv4_5_reg_command,
1110                 .mode = COMMAND_EXEC,
1111                 .help = "display ARM core registers",
1112                 .usage = "",
1113         },
1114         {
1115                 .name = "core_state",
1116                 .handler = handle_armv4_5_core_state_command,
1117                 .mode = COMMAND_EXEC,
1118                 .usage = "['arm'|'thumb']",
1119                 .help = "display/change ARM core state",
1120         },
1121         {
1122                 .name = "disassemble",
1123                 .handler = handle_arm_disassemble_command,
1124                 .mode = COMMAND_EXEC,
1125                 .usage = "address [count ['thumb']]",
1126                 .help = "disassemble instructions ",
1127         },
1128         {
1129                 .name = "mcr",
1130                 .mode = COMMAND_EXEC,
1131                 .jim_handler = &jim_mcrmrc,
1132                 .help = "write coprocessor register",
1133                 .usage = "cpnum op1 CRn CRm op2 value",
1134         },
1135         {
1136                 .name = "mrc",
1137                 .jim_handler = &jim_mcrmrc,
1138                 .help = "read coprocessor register",
1139                 .usage = "cpnum op1 CRn CRm op2",
1140         },
1141         {
1142                 "semihosting",
1143                 .handler = handle_common_semihosting_command,
1144                 .mode = COMMAND_EXEC,
1145                 .usage = "['enable'|'disable']",
1146                 .help = "activate support for semihosting operations",
1147         },
1148         {
1149                 "semihosting_cmdline",
1150                 .handler = handle_common_semihosting_cmdline,
1151                 .mode = COMMAND_EXEC,
1152                 .usage = "arguments",
1153                 .help = "command line arguments to be passed to program",
1154         },
1155         {
1156                 "semihosting_fileio",
1157                 .handler = handle_common_semihosting_fileio_command,
1158                 .mode = COMMAND_EXEC,
1159                 .usage = "['enable'|'disable']",
1160                 .help = "activate support for semihosting fileio operations",
1161         },
1162         {
1163                 "semihosting_resexit",
1164                 .handler = handle_common_semihosting_resumable_exit_command,
1165                 .mode = COMMAND_EXEC,
1166                 .usage = "['enable'|'disable']",
1167                 .help = "activate support for semihosting resumable exit",
1168         },
1169         COMMAND_REGISTRATION_DONE
1170 };
1171 const struct command_registration arm_command_handlers[] = {
1172         {
1173                 .name = "arm",
1174                 .mode = COMMAND_ANY,
1175                 .help = "ARM command group",
1176                 .usage = "",
1177                 .chain = arm_exec_command_handlers,
1178         },
1179         COMMAND_REGISTRATION_DONE
1180 };
1181
1182 /*
1183  * gdb for arm targets (e.g. arm-none-eabi-gdb) supports several variants
1184  * of arm architecture. You can list them using the autocompletion of gdb
1185  * command prompt by typing "set architecture " and then press TAB key.
1186  * The default, selected automatically, is "arm".
1187  * Let's use the default value, here, to make gdb-multiarch behave in the
1188  * same way as a gdb for arm. This can be changed later on. User can still
1189  * set the specific architecture variant with the gdb command.
1190  */
1191 const char *arm_get_gdb_arch(struct target *target)
1192 {
1193         return "arm";
1194 }
1195
1196 int arm_get_gdb_reg_list(struct target *target,
1197         struct reg **reg_list[], int *reg_list_size,
1198         enum target_register_class reg_class)
1199 {
1200         struct arm *arm = target_to_arm(target);
1201         unsigned int i;
1202
1203         if (!is_arm_mode(arm->core_mode)) {
1204                 LOG_ERROR("not a valid arm core mode - communication failure?");
1205                 return ERROR_FAIL;
1206         }
1207
1208         switch (reg_class) {
1209         case REG_CLASS_GENERAL:
1210                 *reg_list_size = 26;
1211                 *reg_list = malloc(sizeof(struct reg *) * (*reg_list_size));
1212
1213                 for (i = 0; i < 16; i++)
1214                                 (*reg_list)[i] = arm_reg_current(arm, i);
1215
1216                 /* For GDB compatibility, take FPA registers size into account and zero-fill it*/
1217                 for (i = 16; i < 24; i++)
1218                                 (*reg_list)[i] = &arm_gdb_dummy_fp_reg;
1219                 (*reg_list)[24] = &arm_gdb_dummy_fps_reg;
1220
1221                 (*reg_list)[25] = arm->cpsr;
1222
1223                 return ERROR_OK;
1224                 break;
1225
1226         case REG_CLASS_ALL:
1227                 *reg_list_size = (arm->core_type != ARM_MODE_MON ? 48 : 51);
1228                 unsigned int list_size_core = *reg_list_size;
1229                 if (arm->arm_vfp_version == ARM_VFP_V3)
1230                         *reg_list_size += 33;
1231
1232                 *reg_list = malloc(sizeof(struct reg *) * (*reg_list_size));
1233
1234                 for (i = 0; i < 16; i++)
1235                                 (*reg_list)[i] = arm_reg_current(arm, i);
1236
1237                 for (i = 13; i < ARRAY_SIZE(arm_core_regs); i++) {
1238                                 int reg_index = arm->core_cache->reg_list[i].number;
1239                                 if (!(arm_core_regs[i].mode == ARM_MODE_MON
1240                                                 && arm->core_type != ARM_MODE_MON))
1241                                         (*reg_list)[reg_index] = &(arm->core_cache->reg_list[i]);
1242                 }
1243
1244                 /* When we supply the target description, there is no need for fake FPA */
1245                 for (i = 16; i < 24; i++) {
1246                                 (*reg_list)[i] = &arm_gdb_dummy_fp_reg;
1247                                 (*reg_list)[i]->size = 0;
1248                 }
1249                 (*reg_list)[24] = &arm_gdb_dummy_fps_reg;
1250                 (*reg_list)[24]->size = 0;
1251
1252                 if (arm->arm_vfp_version == ARM_VFP_V3) {
1253                         unsigned int num_core_regs = ARRAY_SIZE(arm_core_regs);
1254                         for (i = 0; i < 33; i++)
1255                                 (*reg_list)[list_size_core + i] = &(arm->core_cache->reg_list[num_core_regs + i]);
1256                 }
1257
1258                 return ERROR_OK;
1259                 break;
1260
1261         default:
1262                 LOG_ERROR("not a valid register class type in query.");
1263                 return ERROR_FAIL;
1264                 break;
1265         }
1266 }
1267
1268 /* wait for execution to complete and check exit point */
1269 static int armv4_5_run_algorithm_completion(struct target *target,
1270         uint32_t exit_point,
1271         int timeout_ms,
1272         void *arch_info)
1273 {
1274         int retval;
1275         struct arm *arm = target_to_arm(target);
1276
1277         retval = target_wait_state(target, TARGET_HALTED, timeout_ms);
1278         if (retval != ERROR_OK)
1279                 return retval;
1280         if (target->state != TARGET_HALTED) {
1281                 retval = target_halt(target);
1282                 if (retval != ERROR_OK)
1283                         return retval;
1284                 retval = target_wait_state(target, TARGET_HALTED, 500);
1285                 if (retval != ERROR_OK)
1286                         return retval;
1287                 return ERROR_TARGET_TIMEOUT;
1288         }
1289
1290         /* fast exit: ARMv5+ code can use BKPT */
1291         if (exit_point && buf_get_u32(arm->pc->value, 0, 32) != exit_point) {
1292                 LOG_WARNING(
1293                         "target reentered debug state, but not at the desired exit point: 0x%4.4" PRIx32 "",
1294                         buf_get_u32(arm->pc->value, 0, 32));
1295                 return ERROR_TARGET_TIMEOUT;
1296         }
1297
1298         return ERROR_OK;
1299 }
1300
1301 int armv4_5_run_algorithm_inner(struct target *target,
1302         int num_mem_params, struct mem_param *mem_params,
1303         int num_reg_params, struct reg_param *reg_params,
1304         uint32_t entry_point, uint32_t exit_point,
1305         int timeout_ms, void *arch_info,
1306         int (*run_it)(struct target *target, uint32_t exit_point,
1307         int timeout_ms, void *arch_info))
1308 {
1309         struct arm *arm = target_to_arm(target);
1310         struct arm_algorithm *arm_algorithm_info = arch_info;
1311         enum arm_state core_state = arm->core_state;
1312         uint32_t context[17];
1313         uint32_t cpsr;
1314         int exit_breakpoint_size = 0;
1315         int i;
1316         int retval = ERROR_OK;
1317
1318         LOG_DEBUG("Running algorithm");
1319
1320         if (arm_algorithm_info->common_magic != ARM_COMMON_MAGIC) {
1321                 LOG_ERROR("current target isn't an ARMV4/5 target");
1322                 return ERROR_TARGET_INVALID;
1323         }
1324
1325         if (target->state != TARGET_HALTED) {
1326                 LOG_WARNING("target not halted");
1327                 return ERROR_TARGET_NOT_HALTED;
1328         }
1329
1330         if (!is_arm_mode(arm->core_mode)) {
1331                 LOG_ERROR("not a valid arm core mode - communication failure?");
1332                 return ERROR_FAIL;
1333         }
1334
1335         /* armv5 and later can terminate with BKPT instruction; less overhead */
1336         if (!exit_point && arm->is_armv4) {
1337                 LOG_ERROR("ARMv4 target needs HW breakpoint location");
1338                 return ERROR_FAIL;
1339         }
1340
1341         /* save r0..pc, cpsr-or-spsr, and then cpsr-for-sure;
1342          * they'll be restored later.
1343          */
1344         for (i = 0; i <= 16; i++) {
1345                 struct reg *r;
1346
1347                 r = &ARMV4_5_CORE_REG_MODE(arm->core_cache,
1348                                 arm_algorithm_info->core_mode, i);
1349                 if (!r->valid)
1350                         arm->read_core_reg(target, r, i,
1351                                 arm_algorithm_info->core_mode);
1352                 context[i] = buf_get_u32(r->value, 0, 32);
1353         }
1354         cpsr = buf_get_u32(arm->cpsr->value, 0, 32);
1355
1356         for (i = 0; i < num_mem_params; i++) {
1357                 retval = target_write_buffer(target, mem_params[i].address, mem_params[i].size,
1358                                 mem_params[i].value);
1359                 if (retval != ERROR_OK)
1360                         return retval;
1361         }
1362
1363         for (i = 0; i < num_reg_params; i++) {
1364                 struct reg *reg = register_get_by_name(arm->core_cache, reg_params[i].reg_name, 0);
1365                 if (!reg) {
1366                         LOG_ERROR("BUG: register '%s' not found", reg_params[i].reg_name);
1367                         return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
1368                 }
1369
1370                 if (reg->size != reg_params[i].size) {
1371                         LOG_ERROR("BUG: register '%s' size doesn't match reg_params[i].size",
1372                                 reg_params[i].reg_name);
1373                         return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
1374                 }
1375
1376                 retval = armv4_5_set_core_reg(reg, reg_params[i].value);
1377                 if (retval != ERROR_OK)
1378                         return retval;
1379         }
1380
1381         arm->core_state = arm_algorithm_info->core_state;
1382         if (arm->core_state == ARM_STATE_ARM)
1383                 exit_breakpoint_size = 4;
1384         else if (arm->core_state == ARM_STATE_THUMB)
1385                 exit_breakpoint_size = 2;
1386         else {
1387                 LOG_ERROR("BUG: can't execute algorithms when not in ARM or Thumb state");
1388                 return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
1389         }
1390
1391         if (arm_algorithm_info->core_mode != ARM_MODE_ANY) {
1392                 LOG_DEBUG("setting core_mode: 0x%2.2x",
1393                         arm_algorithm_info->core_mode);
1394                 buf_set_u32(arm->cpsr->value, 0, 5,
1395                         arm_algorithm_info->core_mode);
1396                 arm->cpsr->dirty = 1;
1397                 arm->cpsr->valid = 1;
1398         }
1399
1400         /* terminate using a hardware or (ARMv5+) software breakpoint */
1401         if (exit_point) {
1402                 retval = breakpoint_add(target, exit_point,
1403                                 exit_breakpoint_size, BKPT_HARD);
1404                 if (retval != ERROR_OK) {
1405                         LOG_ERROR("can't add HW breakpoint to terminate algorithm");
1406                         return ERROR_TARGET_FAILURE;
1407                 }
1408         }
1409
1410         retval = target_resume(target, 0, entry_point, 1, 1);
1411         if (retval != ERROR_OK)
1412                 return retval;
1413         retval = run_it(target, exit_point, timeout_ms, arch_info);
1414
1415         if (exit_point)
1416                 breakpoint_remove(target, exit_point);
1417
1418         if (retval != ERROR_OK)
1419                 return retval;
1420
1421         for (i = 0; i < num_mem_params; i++) {
1422                 if (mem_params[i].direction != PARAM_OUT) {
1423                         int retvaltemp = target_read_buffer(target, mem_params[i].address,
1424                                         mem_params[i].size,
1425                                         mem_params[i].value);
1426                         if (retvaltemp != ERROR_OK)
1427                                 retval = retvaltemp;
1428                 }
1429         }
1430
1431         for (i = 0; i < num_reg_params; i++) {
1432                 if (reg_params[i].direction != PARAM_OUT) {
1433
1434                         struct reg *reg = register_get_by_name(arm->core_cache,
1435                                         reg_params[i].reg_name,
1436                                         0);
1437                         if (!reg) {
1438                                 LOG_ERROR("BUG: register '%s' not found", reg_params[i].reg_name);
1439                                 retval = ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
1440                                 continue;
1441                         }
1442
1443                         if (reg->size != reg_params[i].size) {
1444                                 LOG_ERROR(
1445                                         "BUG: register '%s' size doesn't match reg_params[i].size",
1446                                         reg_params[i].reg_name);
1447                                 retval = ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
1448                                 continue;
1449                         }
1450
1451                         buf_set_u32(reg_params[i].value, 0, 32, buf_get_u32(reg->value, 0, 32));
1452                 }
1453         }
1454
1455         /* restore everything we saved before (17 or 18 registers) */
1456         for (i = 0; i <= 16; i++) {
1457                 uint32_t regvalue;
1458                 regvalue = buf_get_u32(ARMV4_5_CORE_REG_MODE(arm->core_cache,
1459                                 arm_algorithm_info->core_mode, i).value, 0, 32);
1460                 if (regvalue != context[i]) {
1461                         LOG_DEBUG("restoring register %s with value 0x%8.8" PRIx32 "",
1462                                 ARMV4_5_CORE_REG_MODE(arm->core_cache,
1463                                 arm_algorithm_info->core_mode, i).name, context[i]);
1464                         buf_set_u32(ARMV4_5_CORE_REG_MODE(arm->core_cache,
1465                                 arm_algorithm_info->core_mode, i).value, 0, 32, context[i]);
1466                         ARMV4_5_CORE_REG_MODE(arm->core_cache, arm_algorithm_info->core_mode,
1467                                 i).valid = 1;
1468                         ARMV4_5_CORE_REG_MODE(arm->core_cache, arm_algorithm_info->core_mode,
1469                                 i).dirty = 1;
1470                 }
1471         }
1472
1473         arm_set_cpsr(arm, cpsr);
1474         arm->cpsr->dirty = 1;
1475
1476         arm->core_state = core_state;
1477
1478         return retval;
1479 }
1480
1481 int armv4_5_run_algorithm(struct target *target,
1482         int num_mem_params,
1483         struct mem_param *mem_params,
1484         int num_reg_params,
1485         struct reg_param *reg_params,
1486         target_addr_t entry_point,
1487         target_addr_t exit_point,
1488         int timeout_ms,
1489         void *arch_info)
1490 {
1491         return armv4_5_run_algorithm_inner(target,
1492                         num_mem_params,
1493                         mem_params,
1494                         num_reg_params,
1495                         reg_params,
1496                         (uint32_t)entry_point,
1497                         (uint32_t)exit_point,
1498                         timeout_ms,
1499                         arch_info,
1500                         armv4_5_run_algorithm_completion);
1501 }
1502
1503 /**
1504  * Runs ARM code in the target to calculate a CRC32 checksum.
1505  *
1506  */
1507 int arm_checksum_memory(struct target *target,
1508         target_addr_t address, uint32_t count, uint32_t *checksum)
1509 {
1510         struct working_area *crc_algorithm;
1511         struct arm_algorithm arm_algo;
1512         struct arm *arm = target_to_arm(target);
1513         struct reg_param reg_params[2];
1514         int retval;
1515         uint32_t i;
1516         uint32_t exit_var = 0;
1517
1518         static const uint8_t arm_crc_code_le[] = {
1519 #include "../../contrib/loaders/checksum/armv4_5_crc.inc"
1520         };
1521
1522         assert(sizeof(arm_crc_code_le) % 4 == 0);
1523
1524         retval = target_alloc_working_area(target,
1525                         sizeof(arm_crc_code_le), &crc_algorithm);
1526         if (retval != ERROR_OK)
1527                 return retval;
1528
1529         /* convert code into a buffer in target endianness */
1530         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(arm_crc_code_le) / 4; i++) {
1531                 retval = target_write_u32(target,
1532                                 crc_algorithm->address + i * sizeof(uint32_t),
1533                                 le_to_h_u32(&arm_crc_code_le[i * 4]));
1534                 if (retval != ERROR_OK)
1535                         goto cleanup;
1536         }
1537
1538         arm_algo.common_magic = ARM_COMMON_MAGIC;
1539         arm_algo.core_mode = ARM_MODE_SVC;
1540         arm_algo.core_state = ARM_STATE_ARM;
1541
1542         init_reg_param(&reg_params[0], "r0", 32, PARAM_IN_OUT);
1543         init_reg_param(&reg_params[1], "r1", 32, PARAM_OUT);
1544
1545         buf_set_u32(reg_params[0].value, 0, 32, address);
1546         buf_set_u32(reg_params[1].value, 0, 32, count);
1547
1548         /* 20 second timeout/megabyte */
1549         int timeout = 20000 * (1 + (count / (1024 * 1024)));
1550
1551         /* armv4 must exit using a hardware breakpoint */
1552         if (arm->is_armv4)
1553                 exit_var = crc_algorithm->address + sizeof(arm_crc_code_le) - 8;
1554
1555         retval = target_run_algorithm(target, 0, NULL, 2, reg_params,
1556                         crc_algorithm->address,
1557                         exit_var,
1558                         timeout, &arm_algo);
1559
1560         if (retval == ERROR_OK)
1561                 *checksum = buf_get_u32(reg_params[0].value, 0, 32);
1562         else
1563                 LOG_ERROR("error executing ARM crc algorithm");
1564
1565         destroy_reg_param(&reg_params[0]);
1566         destroy_reg_param(&reg_params[1]);
1567
1568 cleanup:
1569         target_free_working_area(target, crc_algorithm);
1570
1571         return retval;
1572 }
1573
1574 /**
1575  * Runs ARM code in the target to check whether a memory block holds
1576  * all ones.  NOR flash which has been erased, and thus may be written,
1577  * holds all ones.
1578  *
1579  */
1580 int arm_blank_check_memory(struct target *target,
1581         struct target_memory_check_block *blocks, int num_blocks, uint8_t erased_value)
1582 {
1583         struct working_area *check_algorithm;
1584         struct reg_param reg_params[3];
1585         struct arm_algorithm arm_algo;
1586         struct arm *arm = target_to_arm(target);
1587         int retval;
1588         uint32_t i;
1589         uint32_t exit_var = 0;
1590
1591         static const uint8_t check_code_le[] = {
1592 #include "../../contrib/loaders/erase_check/armv4_5_erase_check.inc"
1593         };
1594
1595         assert(sizeof(check_code_le) % 4 == 0);
1596
1597         if (erased_value != 0xff) {
1598                 LOG_ERROR("Erase value 0x%02" PRIx8 " not yet supported for ARMv4/v5 targets",
1599                         erased_value);
1600                 return ERROR_FAIL;
1601         }
1602
1603         /* make sure we have a working area */
1604         retval = target_alloc_working_area(target,
1605                         sizeof(check_code_le), &check_algorithm);
1606         if (retval != ERROR_OK)
1607                 return retval;
1608
1609         /* convert code into a buffer in target endianness */
1610         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(check_code_le) / 4; i++) {
1611                 retval = target_write_u32(target,
1612                                 check_algorithm->address
1613                                 + i * sizeof(uint32_t),
1614                                 le_to_h_u32(&check_code_le[i * 4]));
1615                 if (retval != ERROR_OK)
1616                         goto cleanup;
1617         }
1618
1619         arm_algo.common_magic = ARM_COMMON_MAGIC;
1620         arm_algo.core_mode = ARM_MODE_SVC;
1621         arm_algo.core_state = ARM_STATE_ARM;
1622
1623         init_reg_param(&reg_params[0], "r0", 32, PARAM_OUT);
1624         buf_set_u32(reg_params[0].value, 0, 32, blocks[0].address);
1625
1626         init_reg_param(&reg_params[1], "r1", 32, PARAM_OUT);
1627         buf_set_u32(reg_params[1].value, 0, 32, blocks[0].size);
1628
1629         init_reg_param(&reg_params[2], "r2", 32, PARAM_IN_OUT);
1630         buf_set_u32(reg_params[2].value, 0, 32, erased_value);
1631
1632         /* armv4 must exit using a hardware breakpoint */
1633         if (arm->is_armv4)
1634                 exit_var = check_algorithm->address + sizeof(check_code_le) - 4;
1635
1636         retval = target_run_algorithm(target, 0, NULL, 3, reg_params,
1637                         check_algorithm->address,
1638                         exit_var,
1639                         10000, &arm_algo);
1640
1641         if (retval == ERROR_OK)
1642                 blocks[0].result = buf_get_u32(reg_params[2].value, 0, 32);
1643
1644         destroy_reg_param(&reg_params[0]);
1645         destroy_reg_param(&reg_params[1]);
1646         destroy_reg_param(&reg_params[2]);
1647
1648 cleanup:
1649         target_free_working_area(target, check_algorithm);
1650
1651         if (retval != ERROR_OK)
1652                 return retval;
1653
1654         return 1;       /* only one block has been checked */
1655 }
1656
1657 static int arm_full_context(struct target *target)
1658 {
1659         struct arm *arm = target_to_arm(target);
1660         unsigned num_regs = arm->core_cache->num_regs;
1661         struct reg *reg = arm->core_cache->reg_list;
1662         int retval = ERROR_OK;
1663
1664         for (; num_regs && retval == ERROR_OK; num_regs--, reg++) {
1665                 if (reg->valid)
1666                         continue;
1667                 retval = armv4_5_get_core_reg(reg);
1668         }
1669         return retval;
1670 }
1671
1672 static int arm_default_mrc(struct target *target, int cpnum,
1673         uint32_t op1, uint32_t op2,
1674         uint32_t CRn, uint32_t CRm,
1675         uint32_t *value)
1676 {
1677         LOG_ERROR("%s doesn't implement MRC", target_type_name(target));
1678         return ERROR_FAIL;
1679 }
1680
1681 static int arm_default_mcr(struct target *target, int cpnum,
1682         uint32_t op1, uint32_t op2,
1683         uint32_t CRn, uint32_t CRm,
1684         uint32_t value)
1685 {
1686         LOG_ERROR("%s doesn't implement MCR", target_type_name(target));
1687         return ERROR_FAIL;
1688 }
1689
1690 int arm_init_arch_info(struct target *target, struct arm *arm)
1691 {
1692         target->arch_info = arm;
1693         arm->target = target;
1694
1695         arm->common_magic = ARM_COMMON_MAGIC;
1696
1697         /* core_type may be overridden by subtype logic */
1698         if (arm->core_type != ARM_MODE_THREAD) {
1699                 arm->core_type = ARM_MODE_ANY;
1700                 arm_set_cpsr(arm, ARM_MODE_USR);
1701         }
1702
1703         /* default full_context() has no core-specific optimizations */
1704         if (!arm->full_context && arm->read_core_reg)
1705                 arm->full_context = arm_full_context;
1706
1707         if (!arm->mrc)
1708                 arm->mrc = arm_default_mrc;
1709         if (!arm->mcr)
1710                 arm->mcr = arm_default_mcr;
1711
1712         return ERROR_OK;
1713 }