opcodes/hppa-dis.c

   1 /* Disassembler for the PA-RISC. Somewhat derived from sparc-pinsn.c.
   2    Copyright 1989, 1990, 1992, 1993 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4    Contributed by the Center for Software Science at the
   5    University of Utah ([email protected]).
   6
   7 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10 (at your option) any later version.
  11
  12 This program 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
  15 GNU General Public License for more details.
  16
  17 You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 along with this program; if not, write to the Free Software
  19 Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
  20
  21 #include <ansidecl.h>
  22 #include "sysdep.h"
  23 #include "dis-asm.h"
  24 #include "opcode/hppa.h"
  25
  26 /* Initializer for an array of names of registers.
  27    There should be NUM_REGS strings in this initializer.  */
  28
  29 #define REGISTER_NAMES  \
  30  {"flags", "r1", "rp", "r3", "r4", "r5", "r6", "r7", "r8", "r9",        \
  31   "r10", "r11", "r12", "r13", "r14", "r15", "r16", "r17", "r18", "r19", \
  32   "r20", "r21", "r22", "arg3", "arg2", "arg1", "arg0", "dp", "ret0", "ret1", \
  33   "sp", "r31", "sar", "pcoqh", "pcsqh", "pcoqt", "pcsqt", \
  34   "eiem", "iir", "isr", "ior", "ipsw", "goto", "sr4", "sr0", "sr1", "sr2", \
  35   "sr3", "sr5", "sr6", "sr7", "cr0", "cr8", "cr9", "ccr", "cr12", "cr13", \
  36   "cr24", "cr25", "cr26", "mpsfu_high", "mpsfu_low", "mpsfu_ovflo", "pad", \
  37   "fpsr", "fpe1", "fpe2", "fpe3", "fpe4", "fpe5", "fpe6", "fpe7", \
  38   "fp4", "fp5", "fp6", "fp7", "fp8", \
  39   "fp9", "fp10", "fp11", "fp12", "fp13", "fp14", "fp15", \
  40   "fp16", "fp17", "fp18", "fp19", "fp20", "fp21", "fp22", "fp23", \
  41   "fp24", "fp25", "fp26", "fp27", "fp28", "fp29", "fp30", "fp31"}
  42
  43 static const char *const reg_names[] = REGISTER_NAMES;
  44
  45 typedef unsigned int CORE_ADDR;
  46
  47 /* Get at various relevent fields of an instruction word. */
  48
  49 #define MASK_5 0x1f
  50 #define MASK_11 0x7ff
  51 #define MASK_14 0x3fff
  52 #define MASK_21 0x1fffff
  53
  54 /* This macro gets bit fields using HP's numbering (MSB = 0) */
  55
  56 #define GET_FIELD(X, FROM, TO) \
  57   ((X) >> (31 - (TO)) & ((1 << ((TO) - (FROM) + 1)) - 1))
  58
  59 /* Some of these have been converted to 2-d arrays because they
  60    consume less storage this way.  If the maintenance becomes a
  61    problem, convert them back to const 1-d pointer arrays.  */
  62 static const char control_reg[][6] = {
  63   "rctr", "cr1", "cr2", "cr3", "cr4", "cr5", "cr6", "cr7",
  64   "pidr1", "pidr2", "ccr", "sar", "pidr3", "pidr4",
  65   "iva", "eiem", "itmr", "pcsq", "pcoq", "iir", "isr",
  66   "ior", "ipsw", "eirr", "tr0", "tr1", "tr2", "tr3",
  67   "tr4", "tr5", "tr6", "tr7"
  68 };
  69
  70 static const char compare_cond_names[][5] = {
  71   "", ",=", ",<", ",<=", ",<<", ",<<=", ",sv",
  72   ",od", ",tr", ",<>", ",>=", ",>", ",>>=",
  73   ",>>", ",nsv", ",ev"
  74 };
  75 static const char add_cond_names[][5] = {
  76   "", ",=", ",<", ",<=", ",nuv", ",znv", ",sv",
  77   ",od", ",tr", ",<>", ",>=", ",>", ",uv",
  78   ",vnz", ",nsv", ",ev"
  79 };
  80 static const char *const logical_cond_names[] = {
  81   "", ",=", ",<", ",<=", 0, 0, 0, ",od",
  82   ",tr", ",<>", ",>=", ",>", 0, 0, 0, ",ev"};
  83 static const char *const unit_cond_names[] = {
  84   "", 0, ",sbz", ",shz", ",sdc", 0, ",sbc", ",shc",
  85   ",tr", 0, ",nbz", ",nhz", ",ndc", 0, ",nbc", ",nhc"
  86 };
  87 static const char shift_cond_names[][4] = {
  88   "", ",=", ",<", ",od", ",tr", ",<>", ",>=", ",ev"
  89 };
  90 static const char index_compl_names[][4] = {"", ",m", ",s", ",sm"};
  91 static const char short_ldst_compl_names[][4] = {"", ",ma", "", ",mb"};
  92 static const char *const short_bytes_compl_names[] = {
  93   "", ",b,m", ",e", ",e,m"
  94 };
  95 static const char *const float_format_names[] = {",sgl", ",dbl", "", ",quad"};
  96 static const char float_comp_names[][8] =
  97 {
  98   ",false?", ",false", ",?", ",!<=>", ",=", ",=t", ",?=", ",!<>",
  99   ",!?>=", ",<", ",?<", ",!>=", ",!?>", ",<=", ",?<=", ",!>",
 100   ",!?<=", ",>", ",?>", ",!<=", ",!?<", ",>=", ",?>=", ",!<",
 101   ",!?=", ",<>", ",!=", ",!=t", ",!?", ",<=>", ",true?", ",true"
 102 };
 103
 104 /* For a bunch of different instructions form an index into a
 105    completer name table. */
 106 #define GET_COMPL(insn) (GET_FIELD (insn, 26, 26) | \
 107                          GET_FIELD (insn, 18, 18) << 1)
 108
 109 #define GET_COND(insn) (GET_FIELD ((insn), 16, 18) + \
 110                         (GET_FIELD ((insn), 19, 19) ? 8 : 0))
 111
 112 /* Utility function to print registers.  Put these first, so gcc's function
 113    inlining can do its stuff.  */
 114
 115 #define fputs_filtered(STR,F)   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s", STR)
 116
 117 static void
 118 fput_reg (reg, info)
 119      unsigned reg;
 120      disassemble_info *info;
 121 {
 122   (*info->fprintf_func) (info->stream, reg ? reg_names[reg] : "r0");
 123 }
 124
 125 static void
 126 fput_reg_r (reg, info)
 127      unsigned reg;
 128      disassemble_info *info;
 129 {
 130   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%sR", reg ? reg_names[reg] : "r0");
 131 }
 132
 133 static void
 134 fput_creg (reg, info)
 135      unsigned reg;
 136      disassemble_info *info;
 137 {
 138   (*info->fprintf_func) (info->stream, control_reg[reg]);
 139 }
 140
 141 /* print constants with sign */
 142
 143 static void
 144 fput_const (num, info)
 145      unsigned num;
 146      disassemble_info *info;
 147 {
 148   if ((int)num < 0)
 149     (*info->fprintf_func) (info->stream, "-%x", -(int)num);
 150   else
 151     (*info->fprintf_func) (info->stream, "%x", num);
 152 }
 153
 154 /* Routines to extract various sized constants out of hppa
 155    instructions. */
 156
 157 /* This assumes that no garbage lies outside of the lower bits of
 158    value. */
 159
 160 static int
 161 sign_extend (val, bits)
 162      unsigned val, bits;
 163 {
 164   return (int)(val >> (bits - 1) ? (-1 << bits) | val : val);
 165 }
 166
 167 /* For many immediate values the sign bit is the low bit! */
 168
 169 static int
 170 low_sign_extend (val, bits)
 171      unsigned val, bits;
 172 {
 173   return (int)((val & 0x1 ? (-1 << (bits - 1)) : 0) | val >> 1);
 174 }
 175 /* extract the immediate field from a ld{bhw}s instruction */
 176
 177 #if 0 /* not used */
 178 static unsigned
 179 get_field (val, from, to)
 180      unsigned val, from, to;
 181 {
 182   val = val >> (31 - to);
 183   return val & ((1 << (32 - from)) - 1);
 184 }
 185
 186 static unsigned
 187 set_field (val, from, to, new_val)
 188      unsigned *val, from, to, new_val;
 189 {
 190   unsigned mask = ~((1 << (to - from + 1)) << (31 - from));
 191   return *val = (*val & mask) | (new_val << (31 - from));
 192 }
 193 #endif
 194
 195 /* extract a 3-bit space register number from a be, ble, mtsp or mfsp */
 196 static int
 197 extract_3 (word)
 198      unsigned word;
 199 {
 200   return GET_FIELD (word, 18, 18) << 2 | GET_FIELD (word, 16, 17);
 201 }
 202
 203 static int
 204 extract_5_load (word)
 205      unsigned word;
 206 {
 207   return low_sign_extend (word >> 16 & MASK_5, 5);
 208 }
 209
 210 /* extract the immediate field from a st{bhw}s instruction */
 211 static int
 212 extract_5_store (word)
 213      unsigned word;
 214 {
 215   return low_sign_extend (word & MASK_5, 5);
 216 }
 217
 218 /* extract the immediate field from a break instruction */
 219 static unsigned
 220 extract_5r_store (word)
 221      unsigned word;
 222 {
 223   return (word & MASK_5);
 224 }
 225
 226 /* extract the immediate field from a {sr}sm instruction */
 227 static unsigned
 228 extract_5R_store (word)
 229      unsigned word;
 230 {
 231   return (word >> 16 & MASK_5);
 232 }
 233
 234 /* extract the immediate field from a bb instruction */
 235 static unsigned
 236 extract_5Q_store (word)
 237      unsigned word;
 238 {
 239   return (word >> 21 & MASK_5);
 240 }
 241
 242 /* extract an 11 bit immediate field */
 243 static int
 244 extract_11 (word)
 245      unsigned word;
 246 {
 247   return low_sign_extend (word & MASK_11, 11);
 248 }
 249
 250 /* extract a 14 bit immediate field */
 251 static int
 252 extract_14 (word)
 253      unsigned word;
 254 {
 255   return low_sign_extend (word & MASK_14, 14);
 256 }
 257
 258 #if 0
 259 /* deposit a 14 bit constant in a word */
 260 static unsigned
 261 deposit_14 (opnd, word)
 262      int opnd;
 263      unsigned word;
 264 {
 265   unsigned sign = (opnd < 0 ? 1 : 0);
 266
 267   return word | ((unsigned)opnd << 1 & MASK_14)  | sign;
 268 }
 269 #endif
 270
 271 /* extract a 21 bit constant */
 272
 273 static int
 274 extract_21 (word)
 275      unsigned word;
 276 {
 277   int val;
 278
 279   word &= MASK_21;
 280   word <<= 11;
 281   val = GET_FIELD (word, 20, 20);
 282   val <<= 11;
 283   val |= GET_FIELD (word, 9, 19);
 284   val <<= 2;
 285   val |= GET_FIELD (word, 5, 6);
 286   val <<= 5;
 287   val |= GET_FIELD (word, 0, 4);
 288   val <<= 2;
 289   val |= GET_FIELD (word, 7, 8);
 290   return sign_extend (val, 21) << 11;
 291 }
 292
 293 #if 0
 294 /* deposit a 21 bit constant in a word. Although 21 bit constants are
 295    usually the top 21 bits of a 32 bit constant, we assume that only
 296    the low 21 bits of opnd are relevant */
 297
 298 static unsigned
 299 deposit_21 (opnd, word)
 300      unsigned opnd, word;
 301 {
 302   unsigned val = 0;
 303
 304   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 14, 11 + 18);
 305   val <<= 2;
 306   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 12, 11 + 13);
 307   val <<= 2;
 308   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 19, 11 + 20);
 309   val <<= 11;
 310   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 1, 11 + 11);
 311   val <<= 1;
 312   val |= GET_FIELD (opnd, 11 + 0, 11 + 0);
 313   return word | val;
 314 }
 315 #endif
 316
 317 /* extract a 12 bit constant from branch instructions */
 318
 319 static int
 320 extract_12 (word)
 321      unsigned word;
 322 {
 323   return sign_extend (GET_FIELD (word, 19, 28) |
 324                       GET_FIELD (word, 29, 29) << 10 |
 325                       (word & 0x1) << 11, 12) << 2;
 326 }
 327
 328 /* extract a 17 bit constant from branch instructions, returning the
 329    19 bit signed value. */
 330
 331 static int
 332 extract_17 (word)
 333      unsigned word;
 334 {
 335   return sign_extend (GET_FIELD (word, 19, 28) |
 336                       GET_FIELD (word, 29, 29) << 10 |
 337                       GET_FIELD (word, 11, 15) << 11 |
 338                       (word & 0x1) << 16, 17) << 2;
 339 }
 340
 341 /* Print one instruction.  */
 342 int
 343 print_insn_hppa (memaddr, info)
 344      bfd_vma memaddr;
 345      disassemble_info *info;
 346 {
 347   unsigned int insn, i, op;
 348   FILE *stream = info->stream;
 349
 350   {
 351     int status =
 352       (*info->read_memory_func) (memaddr, (bfd_byte*) &insn, sizeof (insn),
 353                                  info);
 354     if (status != 0)
 355       {
 356         (*info->memory_error_func) (status, memaddr, info);
 357         return -1;
 358       }
 359   }
 360
 361   for (i = 0; i < NUMOPCODES; ++i)
 362     {
 363       const struct pa_opcode *opcode = &pa_opcodes[i];
 364       if ((insn & opcode->mask) == opcode->match)
 365         {
 366           register const char *s;
 367
 368           (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s", opcode->name);
 369
 370           if (!strchr ("cCY<?!@-+&U>~nZFIMad", opcode->args[0]))
 371             (*info->fprintf_func) (info->stream, " ");
 372           for (s = opcode->args; *s != '\0'; ++s)
 373             {
 374               switch (*s)
 375                 {
 376                 case 'x':
 377                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
 378                   break;
 379                 case 'X':
 380                   if (GET_FIELD (insn, 25, 25))
 381                       fput_reg_r (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
 382                   else
 383                       fput_reg (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
 384                   break;
 385                 case 'b':
 386                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
 387                   break;
 388                 case '^':
 389                   fput_creg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
 390                   break;
 391                 case 'E':
 392                   if (GET_FIELD (insn, 25, 25))
 393                       fput_reg_r (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
 394                   else
 395                       fput_reg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
 396                   break;
 397                 case 't':
 398                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
 399                   break;
 400                 case 'v':
 401                   if (GET_FIELD (insn, 25, 25))
 402                       fput_reg_r (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
 403                   else
 404                       fput_reg (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
 405                   break;
 406                 case '4':
 407                   fput_creg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
 408                   break;
 409                 case '6':
 410                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
 411                   break;
 412                 case '7':
 413                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 27, 31), info);
 414                   break;
 415                 case '8':
 416                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 16, 20), info);
 417                   break;
 418                 case '9':
 419                   fput_reg (GET_FIELD (insn, 21, 25), info);
 420                   break;
 421                 case '5':
 422                   fput_const (extract_5_load (insn), info);
 423                   break;
 424                 case 's':
 425                   fprintf_filtered (stream, "sr%d", GET_FIELD (insn, 16, 17));
 426                   break;
 427                 case 'S':
 428                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "sr%d", extract_3 (insn));
 429                   break;
 430                 case 'c':
 431                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
 432                                     index_compl_names[GET_COMPL (insn)]);
 433                   break;
 434                 case 'C':
 435                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
 436                                     short_ldst_compl_names[GET_COMPL (insn)]);
 437                   break;
 438                 case 'Y':
 439                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
 440                                     short_bytes_compl_names[GET_COMPL (insn)]);
 441                   break;
 442                 /* these four conditions are for the set of instructions
 443                    which distinguish true/false conditions by opcode rather
 444                    than by the 'f' bit (sigh): comb, comib, addb, addib */
 445                 case '<':
 446                   fputs_filtered (compare_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18)],
 447                                   info);
 448                   break;
 449                 case '?':
 450                   fputs_filtered (compare_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18) + 8],
 451                                   info);
 452                   break;
 453                 case '@':
 454                   fputs_filtered (add_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18) + 8],
 455                                   info);
 456                   break;
 457                 case 'a':
 458                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s",
 459                                     compare_cond_names[GET_COND (insn)]);
 460                   break;
 461                 case 'd':
 462                 case '!':
 463                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s",
 464                                     add_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18)]);
 465                   break;
 466
 467                 case '&':
 468                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
 469                                     logical_cond_names[GET_COND (insn)]);
 470                   break;
 471                 case 'U':
 472                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
 473                                     unit_cond_names[GET_COND (insn)]);
 474                   break;
 475                 case '>':
 476                 case '~':
 477                   (*info->fprintf_func)
 478                     (info->stream, "%s",
 479                      shift_cond_names[GET_FIELD (insn, 16, 18)]);
 480
 481                   /* If the next character in args is 'n', it will handle
 482                      putting out the space.  */
 483                   if (s[1] != 'n')
 484                     (*info->fprintf_func) (info->stream, " ");
 485                   break;
 486                 case 'V':
 487                   fput_const (extract_5_store (insn), info);
 488                   break;
 489                 case 'R':
 490                   fput_const (extract_5R_store (insn), info);
 491                   break;
 492                 case 'Q':
 493                   fput_const (extract_5Q_store (insn), info);
 494                   break;
 495                 case 'i':
 496                   fput_const (extract_11 (insn), info);
 497                   break;
 498                 case 'j':
 499                   fput_const (extract_14 (insn), info);
 500                   break;
 501                 case 'k':
 502                   fput_const (extract_21 (insn), info);
 503                   break;
 504                 case 'n':
 505                   if (insn & 0x2)
 506                     (*info->fprintf_func) (info->stream, ",n ");
 507                   else
 508                     (*info->fprintf_func) (info->stream, " ");
 509                   break;
 510                 case 'w':
 511                   (*info->print_address_func) (memaddr + 8 + extract_12 (insn),
 512                                                info);
 513                   break;
 514                 case 'W':
 515                   /* don't interpret an address if it's an external branch
 516                      instruction. */
 517                   op = GET_FIELD (insn, 0, 5);
 518                   if (op != 0x38 /* be */ && op != 0x39 /* ble */)
 519                     (*info->print_address_func) ((memaddr + 8
 520                                                   + extract_17 (insn)),
 521                                                  info);
 522                   else
 523                     fput_const (extract_17 (insn), info);
 524                   break;
 525                 case 'p':
 526                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%d",
 527                                     31 - GET_FIELD (insn, 22, 26));
 528                   break;
 529                 case 'P':
 530                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%d",
 531                                     GET_FIELD (insn, 22, 26));
 532                   break;
 533                 case 'T':
 534                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%d",
 535                                     32 - GET_FIELD (insn, 27, 31));
 536                   break;
 537                 case 'A':
 538                   fput_const (GET_FIELD (insn, 6, 18), info);
 539                   break;
 540                 case 'Z':
 541                   if (GET_FIELD (insn, 26, 26))
 542                     (*info->fprintf_func) (info->stream, ",m ");
 543                   else
 544                     (*info->fprintf_func) (info->stream, " ");
 545                   break;
 546                 case 'D':
 547                   fput_const (GET_FIELD (insn, 6, 31), info);
 548                   break;
 549                 case 'f':
 550                   (*info->fprintf_func) (info->stream, ",%d", GET_FIELD (insn, 23, 25));
 551                   break;
 552                 case 'O':
 553                   fput_const ((GET_FIELD (insn, 6,20) << 5 |
 554                                GET_FIELD (insn, 27, 31)), info);
 555                   break;
 556                 case 'o':
 557                   fput_const (GET_FIELD (insn, 6, 20), info);
 558                   break;
 559                 case '2':
 560                   fput_const ((GET_FIELD (insn, 6, 22) << 5 |
 561                                GET_FIELD (insn, 27, 31)), info);
 562                   break;
 563                 case '1':
 564                   fput_const ((GET_FIELD (insn, 11, 20) << 5 |
 565                                GET_FIELD (insn, 27, 31)), info);
 566                   break;
 567                 case '0':
 568                   fput_const ((GET_FIELD (insn, 16, 20) << 5 |
 569                                GET_FIELD (insn, 27, 31)), info);
 570                   break;
 571                 case 'u':
 572                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%d", GET_FIELD (insn, 23, 25));
 573                   break;
 574                 case 'F':
 575                   /* if no destination completer, need a space here */
 576                   if (GET_FIELD (insn, 21, 22) == 1)
 577                     fputs_filtered (float_format_names[GET_FIELD (insn, 19, 20)],
 578                                     info);
 579                   else
 580                     (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
 581                                       float_format_names[GET_FIELD
 582                                                          (insn, 19, 20)]);
 583                   break;
 584                 case 'G':
 585                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%s ",
 586                                     float_format_names[GET_FIELD (insn,
 587                                                                   17, 18)]);
 588                   break;
 589                 case 'H':
 590                     fputs_filtered (float_format_names[GET_FIELD
 591                                                       (insn, 26, 26)], info);
 592                   break;
 593                 case 'I':
 594                   /* if no destination completer, need a space here */
 595                   if (GET_FIELD (insn, 21, 22) == 1)
 596                     fputs_filtered (float_format_names[GET_FIELD (insn, 20, 20)],
 597                                     info);
 598                   else
 599                     fprintf_filtered (stream, "%s ",
 600                                       float_format_names[GET_FIELD
 601                                                          (insn, 20, 20)]);
 602                   break;
 603                 case 'J':
 604                   if (GET_FIELD (insn, 24, 24))
 605                       fput_reg_r (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
 606                   else
 607                       fput_reg (GET_FIELD (insn, 6, 10), info);
 608
 609                   break;
 610                 case 'K':
 611                   if (GET_FIELD (insn, 19, 19))
 612                       fput_reg_r (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
 613                   else
 614                       fput_reg (GET_FIELD (insn, 11, 15), info);
 615                   break;
 616                 case 'M':
 617                   fputs_filtered (float_comp_names[GET_FIELD (insn, 27, 31)],
 618                                   info);
 619                   break;
 620                 default:
 621                   (*info->fprintf_func) (info->stream, "%c", *s);
 622                   break;
 623                 }
 624             }
 625           return sizeof(insn);
 626         }
 627     }
 628   (*info->fprintf_func) (info->stream, "#%8x", insn);
 629   return sizeof(insn);
 630 }