ETM: remove old mid-level ETM handle
[fw/openocd] / src / target / arm_disassembler.c
index 56474bfcd0405b0240c2169d49973a7f58adddf9..ee087b1215372f044b79db41b003518b2102980e 100644 (file)
 #include "log.h"
 
 
+/*
+ * This disassembler supports two main functions for OpenOCD:
+ *
+ *  - Various "disassemble" commands.  OpenOCD can serve as a
+ *    machine-language debugger, without help from GDB.
+ *
+ *  - Single stepping.  Not all ARM cores support hardware single
+ *    stepping.  To work without that support, the debugger must
+ *    be able to decode instructions to find out where to put a
+ *    "next instruction" breakpoint.
+ *
+ * In addition, interpretation of ETM trace data needs some of the
+ * decoding mechanisms.
+ *
+ * At this writing (September 2009) neither function is complete.
+ *
+ *  - ARM decoding
+ *     * Old-style syntax (not UAL) is generally used
+ *     * VFP instructions are not understood (ARMv5 and later)
+ *       except as coprocessor 10/11 operations
+ *     * Most ARM instructions through ARMv6 are decoded, but some
+ *       of the post-ARMv4 opcodes may not be handled yet
+ *     * NEON instructions are not understood (ARMv7-A)
+ *
+ *  - Thumb/Thumb2 decoding
+ *     * UAL syntax should be consistently used
+ *     * Any Thumb2 instructions used in Cortex-M3 (ARMv7-M) should
+ *       be handled properly.  Accordingly, so should the subset
+ *       used in Cortex-M0/M1; and "original" 16-bit Thumb from
+ *       ARMv4T and ARMv5T.
+ *     * Conditional effects of Thumb2 "IT" (if-then) instructions
+ *       are not handled:  the affected instructions are not shown
+ *       with their now-conditional suffixes.
+ *     * Some ARMv6 and ARMv7-M Thumb2 instructions may not be
+ *       handled (minimally for coprocessor access).
+ *     * SIMD instructions, and some other Thumb2 instructions
+ *       from ARMv7-A, are not understood.
+ *
+ *  - ThumbEE decoding
+ *     * As a Thumb2 variant, the Thumb2 comments (above) apply.
+ *     * Opcodes changed by ThumbEE mode are not handled; these
+ *       instructions wrongly decode as LDM and STM.
+ *
+ *  - Jazelle decoding ...  no support whatsoever for Jazelle mode
+ *    or decoding.  ARM encourages use of the more generic ThumbEE
+ *    mode, instead of Jazelle mode, in current chips.
+ *
+ *  - Single-step/emulation ... spotty support, which is only weakly
+ *    tested.  Thumb2 is not supported.  (Arguably a full simulator
+ *    is not needed to support just single stepping.  Recognizing
+ *    branch vs non-branch instructions suffices, except when the
+ *    instruction faults and triggers a synchronous exception which
+ *    can be intercepted using other means.)
+ *
+ * ARM DDI 0406B "ARM Architecture Reference Manual, ARM v7-A and
+ * ARM v7-R edition" gives the most complete coverage of the various
+ * generations of ARM instructions.  At this writing it is publicly
+ * accessible to anyone willing to create an account at the ARM
+ * web site; see http://www.arm.com/documentation/ for information.
+ *
+ * ARM DDI 0403C "ARMv7-M Architecture Reference Manual" provides
+ * more details relevant to the Thumb2-only processors (such as
+ * the Cortex-M implementations).
+ */
+
 /* textual represenation of the condition field */
 /* ALways (default) is ommitted (empty string) */
-char *arm_condition_strings[] =
+static const char *arm_condition_strings[] =
 {
        "EQ", "NE", "CS", "CC", "MI", "PL", "VS", "VC", "HI", "LS", "GE", "LT", "GT", "LE", "", "NV"
 };
 
 /* make up for C's missing ROR */
-uint32_t ror(uint32_t value, int places)
+static uint32_t ror(uint32_t value, int places)
 {
        return (value >> places) | (value << (32 - places));
 }
 
-int evaluate_pld(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_pld(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        /* PLD */
-       if ((opcode & 0x0d70f0000) == 0x0550f000)
+       if ((opcode & 0x0d70f000) == 0x0550f000)
        {
                instruction->type = ARM_PLD;
 
@@ -62,7 +128,8 @@ int evaluate_pld(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instructi
        return -1;
 }
 
-int evaluate_swi(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_swi(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        instruction->type = ARM_SWI;
 
@@ -73,7 +140,8 @@ int evaluate_swi(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instructi
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_blx_imm(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_blx_imm(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        int offset;
        uint32_t immediate;
@@ -105,7 +173,8 @@ int evaluate_blx_imm(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instr
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_b_bl(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_b_bl(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t L;
        uint32_t immediate;
@@ -142,7 +211,8 @@ int evaluate_b_bl(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruct
 
 /* Coprocessor load/store and double register transfers */
 /* both normal and extended instruction space (condition field b1111) */
-int evaluate_ldc_stc_mcrr_mrrc(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_ldc_stc_mcrr_mrrc(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t cp_num = (opcode & 0xf00) >> 8;
 
@@ -222,9 +292,10 @@ int evaluate_ldc_stc_mcrr_mrrc(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instructio
 /* Coprocessor data processing instructions */
 /* Coprocessor register transfer instructions */
 /* both normal and extended instruction space (condition field b1111) */
-int evaluate_cdp_mcr_mrc(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_cdp_mcr_mrc(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
-       char* cond;
+       const char *cond;
        char* mnemonic;
        uint8_t cp_num, opcode_1, CRd_Rd, CRn, CRm, opcode_2;
 
@@ -271,7 +342,8 @@ int evaluate_cdp_mcr_mrc(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *i
 }
 
 /* Load/store instructions */
-int evaluate_load_store(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_load_store(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t I, P, U, B, W, L;
        uint8_t Rn, Rd;
@@ -455,7 +527,7 @@ static int evaluate_extend(uint32_t opcode, uint32_t address, char *cp)
        case 2:
                type = "B";
                break;
-       case 3:
+       default:
                type = "H";
                break;
        }
@@ -470,7 +542,7 @@ static int evaluate_extend(uint32_t opcode, uint32_t address, char *cp)
        case 2:
                rot = ", ROR #16";
                break;
-       case 3:
+       default:
                rot = ", ROR #24";
                break;
        }
@@ -756,7 +828,8 @@ undef:
 }
 
 /* Miscellaneous load/store instructions */
-int evaluate_misc_load_store(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_misc_load_store(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t P, U, I, W, L, S, H;
        uint8_t Rn, Rd;
@@ -883,7 +956,8 @@ int evaluate_misc_load_store(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_
 }
 
 /* Load/store multiples instructions */
-int evaluate_ldm_stm(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_ldm_stm(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t P, U, S, W, L, Rn;
        uint32_t register_list;
@@ -971,7 +1045,8 @@ int evaluate_ldm_stm(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instr
 }
 
 /* Multiplies, extra load/stores */
-int evaluate_mul_and_extra_ld_st(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_mul_and_extra_ld_st(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        /* Multiply (accumulate) (long) and Swap/swap byte */
        if ((opcode & 0x000000f0) == 0x00000090)
@@ -1062,7 +1137,8 @@ int evaluate_mul_and_extra_ld_st(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruct
        return evaluate_misc_load_store(opcode, address, instruction);
 }
 
-int evaluate_mrs_msr(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_mrs_msr(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        int R = (opcode & 0x00400000) >> 22;
        char *PSR = (R) ? "SPSR" : "CPSR";
@@ -1116,7 +1192,8 @@ int evaluate_mrs_msr(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instr
 }
 
 /* Miscellaneous instructions */
-int evaluate_misc_instr(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_misc_instr(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        /* MRS/MSR */
        if ((opcode & 0x000000f0) == 0x00000000)
@@ -1306,7 +1383,8 @@ int evaluate_misc_instr(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *in
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_data_proc(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_data_proc(uint32_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t I, op, S, Rn, Rd;
        char *mnemonic = NULL;
@@ -1665,7 +1743,8 @@ int arm_evaluate_opcode(uint32_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *in
        return -1;
 }
 
-int evaluate_b_bl_blx_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_b_bl_blx_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t offset = opcode & 0x7ff;
        uint32_t opc = (opcode >> 11) & 0x3;
@@ -1689,6 +1768,7 @@ int evaluate_b_bl_blx_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t
                case 1:
                        instruction->type = ARM_BLX;
                        mnemonic = "BLX";
+                       target_address &= 0xfffffffc;
                        break;
                /* BL/BLX prefix */
                case 2:
@@ -1718,7 +1798,8 @@ int evaluate_b_bl_blx_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_add_sub_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_add_sub_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t Rd = (opcode >> 0) & 0x7;
        uint8_t Rn = (opcode >> 3) & 0x7;
@@ -1763,7 +1844,8 @@ int evaluate_add_sub_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_shift_imm_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_shift_imm_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t Rd = (opcode >> 0) & 0x7;
        uint8_t Rm = (opcode >> 3) & 0x7;
@@ -1808,7 +1890,8 @@ int evaluate_shift_imm_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_data_proc_imm_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_data_proc_imm_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t imm = opcode & 0xff;
        uint8_t Rd = (opcode >> 8) & 0x7;
@@ -1850,7 +1933,8 @@ int evaluate_data_proc_imm_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruct
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_data_proc_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_data_proc_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t high_reg, op, Rm, Rd,H1,H2;
        char *mnemonic = NULL;
@@ -2035,7 +2119,8 @@ static inline uint32_t thumb_alignpc4(uint32_t addr)
        return (addr + 4) & ~3;
 }
 
-int evaluate_load_literal_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_load_literal_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t immediate;
        uint8_t Rd = (opcode >> 8) & 0x7;
@@ -2059,7 +2144,8 @@ int evaluate_load_literal_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instructi
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_load_store_reg_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_load_store_reg_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint8_t Rd = (opcode >> 0) & 0x7;
        uint8_t Rn = (opcode >> 3) & 0x7;
@@ -2116,7 +2202,8 @@ int evaluate_load_store_reg_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruc
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_load_store_imm_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_load_store_imm_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t offset = (opcode >> 6) & 0x1f;
        uint8_t Rd = (opcode >> 0) & 0x7;
@@ -2162,7 +2249,8 @@ int evaluate_load_store_imm_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruc
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_load_store_stack_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_load_store_stack_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t offset = opcode  & 0xff;
        uint8_t Rd = (opcode >> 8) & 0x7;
@@ -2193,7 +2281,8 @@ int evaluate_load_store_stack_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instr
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_add_sp_pc_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_add_sp_pc_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t imm = opcode  & 0xff;
        uint8_t Rd = (opcode >> 8) & 0x7;
@@ -2226,7 +2315,8 @@ int evaluate_add_sp_pc_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_adjust_stack_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_adjust_stack_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t imm = opcode  & 0x7f;
        uint8_t opc = opcode & (1 << 7);
@@ -2256,7 +2346,8 @@ int evaluate_adjust_stack_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instructi
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_breakpoint_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_breakpoint_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t imm = opcode  & 0xff;
 
@@ -2269,7 +2360,8 @@ int evaluate_breakpoint_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_load_store_multiple_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_load_store_multiple_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t reg_list = opcode  & 0xff;
        uint32_t L = opcode & (1 << 11);
@@ -2282,6 +2374,10 @@ int evaluate_load_store_multiple_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_in
        char ptr_name[7] = "";
        int i;
 
+       /* REVISIT:  in ThumbEE mode, there are no LDM or STM instructions.
+        * The STMIA and LDMIA opcodes are used for other instructions.
+        */
+
        if ((opcode & 0xf000) == 0xc000)
        { /* generic load/store multiple */
                char *wback = "!";
@@ -2342,7 +2438,8 @@ int evaluate_load_store_multiple_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_in
        return ERROR_OK;
 }
 
-int evaluate_cond_branch_thumb(uint16_t opcode, uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
+static int evaluate_cond_branch_thumb(uint16_t opcode,
+               uint32_t address, arm_instruction_t *instruction)
 {
        uint32_t offset = opcode  & 0xff;
        uint8_t cond = (opcode >> 8) & 0xf;
@@ -2832,6 +2929,12 @@ static int t2ev_misc(uint32_t opcode, uint32_t address,
        const char *mnemonic;
 
        switch ((opcode >> 4) & 0x0f) {
+       case 0:
+               mnemonic = "LEAVEX";
+               break;
+       case 1:
+               mnemonic = "ENTERX";
+               break;
        case 2:
                mnemonic = "CLREX";
                break;
@@ -2885,6 +2988,9 @@ static int t2ev_b_misc(uint32_t opcode, uint32_t address,
                return t2ev_hint(opcode, address, instruction, cp);
        case 0x3b:
                return t2ev_misc(opcode, address, instruction, cp);
+       case 0x3c:
+               sprintf(cp, "BXJ\tr%d", (int) (opcode >> 16) & 0x0f);
+               return ERROR_OK;
        case 0x3e:
        case 0x3f:
                sprintf(cp, "MRS\tr%d, %s", (int) (opcode >> 8) & 0x0f,