[S390] addressing mode limits and psw address wrapping
[linux-3.10.git] / arch / s390 / include / asm / ptrace.h
1 /*
2  *  include/asm-s390/ptrace.h
3  *
4  *  S390 version
5  *    Copyright (C) 1999,2000 IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation
6  *    Author(s): Denis Joseph Barrow (djbarrow@de.ibm.com,barrow_dj@yahoo.com)
7  */
8
9 #ifndef _S390_PTRACE_H
10 #define _S390_PTRACE_H
11
12 /*
13  * Offsets in the user_regs_struct. They are used for the ptrace
14  * system call and in entry.S
15  */
16 #ifndef __s390x__
17
18 #define PT_PSWMASK  0x00
19 #define PT_PSWADDR  0x04
20 #define PT_GPR0     0x08
21 #define PT_GPR1     0x0C
22 #define PT_GPR2     0x10
23 #define PT_GPR3     0x14
24 #define PT_GPR4     0x18
25 #define PT_GPR5     0x1C
26 #define PT_GPR6     0x20
27 #define PT_GPR7     0x24
28 #define PT_GPR8     0x28
29 #define PT_GPR9     0x2C
30 #define PT_GPR10    0x30
31 #define PT_GPR11    0x34
32 #define PT_GPR12    0x38
33 #define PT_GPR13    0x3C
34 #define PT_GPR14    0x40
35 #define PT_GPR15    0x44
36 #define PT_ACR0     0x48
37 #define PT_ACR1     0x4C
38 #define PT_ACR2     0x50
39 #define PT_ACR3     0x54
40 #define PT_ACR4     0x58
41 #define PT_ACR5     0x5C
42 #define PT_ACR6     0x60
43 #define PT_ACR7     0x64
44 #define PT_ACR8     0x68
45 #define PT_ACR9     0x6C
46 #define PT_ACR10    0x70
47 #define PT_ACR11    0x74
48 #define PT_ACR12    0x78
49 #define PT_ACR13    0x7C
50 #define PT_ACR14    0x80
51 #define PT_ACR15    0x84
52 #define PT_ORIGGPR2 0x88
53 #define PT_FPC      0x90
54 /*
55  * A nasty fact of life that the ptrace api
56  * only supports passing of longs.
57  */
58 #define PT_FPR0_HI  0x98
59 #define PT_FPR0_LO  0x9C
60 #define PT_FPR1_HI  0xA0
61 #define PT_FPR1_LO  0xA4
62 #define PT_FPR2_HI  0xA8
63 #define PT_FPR2_LO  0xAC
64 #define PT_FPR3_HI  0xB0
65 #define PT_FPR3_LO  0xB4
66 #define PT_FPR4_HI  0xB8
67 #define PT_FPR4_LO  0xBC
68 #define PT_FPR5_HI  0xC0
69 #define PT_FPR5_LO  0xC4
70 #define PT_FPR6_HI  0xC8
71 #define PT_FPR6_LO  0xCC
72 #define PT_FPR7_HI  0xD0
73 #define PT_FPR7_LO  0xD4
74 #define PT_FPR8_HI  0xD8
75 #define PT_FPR8_LO  0XDC
76 #define PT_FPR9_HI  0xE0
77 #define PT_FPR9_LO  0xE4
78 #define PT_FPR10_HI 0xE8
79 #define PT_FPR10_LO 0xEC
80 #define PT_FPR11_HI 0xF0
81 #define PT_FPR11_LO 0xF4
82 #define PT_FPR12_HI 0xF8
83 #define PT_FPR12_LO 0xFC
84 #define PT_FPR13_HI 0x100
85 #define PT_FPR13_LO 0x104
86 #define PT_FPR14_HI 0x108
87 #define PT_FPR14_LO 0x10C
88 #define PT_FPR15_HI 0x110
89 #define PT_FPR15_LO 0x114
90 #define PT_CR_9     0x118
91 #define PT_CR_10    0x11C
92 #define PT_CR_11    0x120
93 #define PT_IEEE_IP  0x13C
94 #define PT_LASTOFF  PT_IEEE_IP
95 #define PT_ENDREGS  0x140-1
96
97 #define GPR_SIZE        4
98 #define CR_SIZE         4
99
100 #define STACK_FRAME_OVERHEAD    96      /* size of minimum stack frame */
101
102 #else /* __s390x__ */
103
104 #define PT_PSWMASK  0x00
105 #define PT_PSWADDR  0x08
106 #define PT_GPR0     0x10
107 #define PT_GPR1     0x18
108 #define PT_GPR2     0x20
109 #define PT_GPR3     0x28
110 #define PT_GPR4     0x30
111 #define PT_GPR5     0x38
112 #define PT_GPR6     0x40
113 #define PT_GPR7     0x48
114 #define PT_GPR8     0x50
115 #define PT_GPR9     0x58
116 #define PT_GPR10    0x60
117 #define PT_GPR11    0x68
118 #define PT_GPR12    0x70
119 #define PT_GPR13    0x78
120 #define PT_GPR14    0x80
121 #define PT_GPR15    0x88
122 #define PT_ACR0     0x90
123 #define PT_ACR1     0x94
124 #define PT_ACR2     0x98
125 #define PT_ACR3     0x9C
126 #define PT_ACR4     0xA0
127 #define PT_ACR5     0xA4
128 #define PT_ACR6     0xA8
129 #define PT_ACR7     0xAC
130 #define PT_ACR8     0xB0
131 #define PT_ACR9     0xB4
132 #define PT_ACR10    0xB8
133 #define PT_ACR11    0xBC
134 #define PT_ACR12    0xC0
135 #define PT_ACR13    0xC4
136 #define PT_ACR14    0xC8
137 #define PT_ACR15    0xCC
138 #define PT_ORIGGPR2 0xD0
139 #define PT_FPC      0xD8
140 #define PT_FPR0     0xE0
141 #define PT_FPR1     0xE8
142 #define PT_FPR2     0xF0
143 #define PT_FPR3     0xF8
144 #define PT_FPR4     0x100
145 #define PT_FPR5     0x108
146 #define PT_FPR6     0x110
147 #define PT_FPR7     0x118
148 #define PT_FPR8     0x120
149 #define PT_FPR9     0x128
150 #define PT_FPR10    0x130
151 #define PT_FPR11    0x138
152 #define PT_FPR12    0x140
153 #define PT_FPR13    0x148
154 #define PT_FPR14    0x150
155 #define PT_FPR15    0x158
156 #define PT_CR_9     0x160
157 #define PT_CR_10    0x168
158 #define PT_CR_11    0x170
159 #define PT_IEEE_IP  0x1A8
160 #define PT_LASTOFF  PT_IEEE_IP
161 #define PT_ENDREGS  0x1B0-1
162
163 #define GPR_SIZE        8
164 #define CR_SIZE         8
165
166 #define STACK_FRAME_OVERHEAD    160      /* size of minimum stack frame */
167
168 #endif /* __s390x__ */
169
170 #define NUM_GPRS        16
171 #define NUM_FPRS        16
172 #define NUM_CRS         16
173 #define NUM_ACRS        16
174
175 #define NUM_CR_WORDS    3
176
177 #define FPR_SIZE        8
178 #define FPC_SIZE        4
179 #define FPC_PAD_SIZE    4 /* gcc insists on aligning the fpregs */
180 #define ACR_SIZE        4
181
182
183 #define PTRACE_OLDSETOPTIONS         21
184
185 #ifndef __ASSEMBLY__
186 #include <linux/stddef.h>
187 #include <linux/types.h>
188
189 typedef union
190 {
191         float   f;
192         double  d;
193         __u64   ui;
194         struct
195         {
196                 __u32 hi;
197                 __u32 lo;
198         } fp;
199 } freg_t;
200
201 typedef struct
202 {
203         __u32   fpc;
204         freg_t  fprs[NUM_FPRS];              
205 } s390_fp_regs;
206
207 #define FPC_EXCEPTION_MASK      0xF8000000
208 #define FPC_FLAGS_MASK          0x00F80000
209 #define FPC_DXC_MASK            0x0000FF00
210 #define FPC_RM_MASK             0x00000003
211 #define FPC_VALID_MASK          0xF8F8FF03
212
213 /* this typedef defines how a Program Status Word looks like */
214 typedef struct 
215 {
216         unsigned long mask;
217         unsigned long addr;
218 } __attribute__ ((aligned(8))) psw_t;
219
220 typedef struct
221 {
222         __u32   mask;
223         __u32   addr;
224 } __attribute__ ((aligned(8))) psw_compat_t;
225
226 #ifndef __s390x__
227
228 #define PSW_MASK_PER            0x40000000UL
229 #define PSW_MASK_DAT            0x04000000UL
230 #define PSW_MASK_IO             0x02000000UL
231 #define PSW_MASK_EXT            0x01000000UL
232 #define PSW_MASK_KEY            0x00F00000UL
233 #define PSW_MASK_MCHECK         0x00040000UL
234 #define PSW_MASK_WAIT           0x00020000UL
235 #define PSW_MASK_PSTATE         0x00010000UL
236 #define PSW_MASK_ASC            0x0000C000UL
237 #define PSW_MASK_CC             0x00003000UL
238 #define PSW_MASK_PM             0x00000F00UL
239 #define PSW_MASK_EA             0x00000000UL
240 #define PSW_MASK_BA             0x00000000UL
241
242 #define PSW_ADDR_AMODE          0x80000000UL
243 #define PSW_ADDR_INSN           0x7FFFFFFFUL
244
245 #define PSW_BASE_BITS           0x00080000UL
246 #define PSW_DEFAULT_KEY         (((unsigned long) PAGE_DEFAULT_ACC) << 20)
247
248 #define PSW_ASC_PRIMARY         0x00000000UL
249 #define PSW_ASC_ACCREG          0x00004000UL
250 #define PSW_ASC_SECONDARY       0x00008000UL
251 #define PSW_ASC_HOME            0x0000C000UL
252
253 #else /* __s390x__ */
254
255 #define PSW_MASK_PER            0x4000000000000000UL
256 #define PSW_MASK_DAT            0x0400000000000000UL
257 #define PSW_MASK_IO             0x0200000000000000UL
258 #define PSW_MASK_EXT            0x0100000000000000UL
259 #define PSW_MASK_KEY            0x00F0000000000000UL
260 #define PSW_MASK_MCHECK         0x0004000000000000UL
261 #define PSW_MASK_WAIT           0x0002000000000000UL
262 #define PSW_MASK_PSTATE         0x0001000000000000UL
263 #define PSW_MASK_ASC            0x0000C00000000000UL
264 #define PSW_MASK_CC             0x0000300000000000UL
265 #define PSW_MASK_PM             0x00000F0000000000UL
266 #define PSW_MASK_EA             0x0000000100000000UL
267 #define PSW_MASK_BA             0x0000000080000000UL
268
269 #define PSW_ADDR_AMODE          0x0000000000000000UL
270 #define PSW_ADDR_INSN           0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL
271
272 #define PSW_BASE_BITS           0x0000000180000000UL
273 #define PSW_BASE32_BITS         0x0000000080000000UL
274 #define PSW_DEFAULT_KEY         (((unsigned long) PAGE_DEFAULT_ACC) << 52)
275
276 #define PSW_ASC_PRIMARY         0x0000000000000000UL
277 #define PSW_ASC_ACCREG          0x0000400000000000UL
278 #define PSW_ASC_SECONDARY       0x0000800000000000UL
279 #define PSW_ASC_HOME            0x0000C00000000000UL
280
281 #endif /* __s390x__ */
282
283 #ifdef __KERNEL__
284 extern long psw_kernel_bits;
285 extern long psw_user_bits;
286 #ifdef CONFIG_64BIT
287 extern long psw_user32_bits;
288 #endif
289 #endif
290
291 /* This macro merges a NEW PSW mask specified by the user into
292    the currently active PSW mask CURRENT, modifying only those
293    bits in CURRENT that the user may be allowed to change: this
294    is the condition code and the program mask bits.  */
295 #define PSW_MASK_MERGE(CURRENT,NEW) \
296         (((CURRENT) & ~(PSW_MASK_CC|PSW_MASK_PM)) | \
297          ((NEW) & (PSW_MASK_CC|PSW_MASK_PM)))
298
299 /*
300  * The s390_regs structure is used to define the elf_gregset_t.
301  */
302 typedef struct
303 {
304         psw_t psw;
305         unsigned long gprs[NUM_GPRS];
306         unsigned int  acrs[NUM_ACRS];
307         unsigned long orig_gpr2;
308 } s390_regs;
309
310 typedef struct
311 {
312         psw_compat_t    psw;
313         __u32           gprs[NUM_GPRS];
314         __u32           acrs[NUM_ACRS];
315         __u32           orig_gpr2;
316 } s390_compat_regs;
317
318 typedef struct
319 {
320         __u32           gprs_high[NUM_GPRS];
321 } s390_compat_regs_high;
322
323 #ifdef __KERNEL__
324
325 /*
326  * The pt_regs struct defines the way the registers are stored on
327  * the stack during a system call.
328  */
329 struct pt_regs 
330 {
331         unsigned long args[1];
332         psw_t psw;
333         unsigned long gprs[NUM_GPRS];
334         unsigned long orig_gpr2;
335         unsigned int svc_code;
336 };
337
338 /*
339  * Program event recording (PER) register set.
340  */
341 struct per_regs {
342         unsigned long control;          /* PER control bits */
343         unsigned long start;            /* PER starting address */
344         unsigned long end;              /* PER ending address */
345 };
346
347 /*
348  * PER event contains information about the cause of the last PER exception.
349  */
350 struct per_event {
351         unsigned short cause;           /* PER code, ATMID and AI */
352         unsigned long address;          /* PER address */
353         unsigned char paid;             /* PER access identification */
354 };
355
356 /*
357  * Simplified per_info structure used to decode the ptrace user space ABI.
358  */
359 struct per_struct_kernel {
360         unsigned long cr9;              /* PER control bits */
361         unsigned long cr10;             /* PER starting address */
362         unsigned long cr11;             /* PER ending address */
363         unsigned long bits;             /* Obsolete software bits */
364         unsigned long starting_addr;    /* User specified start address */
365         unsigned long ending_addr;      /* User specified end address */
366         unsigned short perc_atmid;      /* PER trap ATMID */
367         unsigned long address;          /* PER trap instruction address */
368         unsigned char access_id;        /* PER trap access identification */
369 };
370
371 #define PER_EVENT_MASK                  0xE9000000UL
372
373 #define PER_EVENT_BRANCH                0x80000000UL
374 #define PER_EVENT_IFETCH                0x40000000UL
375 #define PER_EVENT_STORE                 0x20000000UL
376 #define PER_EVENT_STORE_REAL            0x08000000UL
377 #define PER_EVENT_NULLIFICATION         0x01000000UL
378
379 #define PER_CONTROL_MASK                0x00a00000UL
380
381 #define PER_CONTROL_BRANCH_ADDRESS      0x00800000UL
382 #define PER_CONTROL_ALTERATION          0x00200000UL
383
384 #endif
385
386 /*
387  * Now for the user space program event recording (trace) definitions.
388  * The following structures are used only for the ptrace interface, don't
389  * touch or even look at it if you don't want to modify the user-space
390  * ptrace interface. In particular stay away from it for in-kernel PER.
391  */
392 typedef struct
393 {
394         unsigned long cr[NUM_CR_WORDS];
395 } per_cr_words;
396
397 #define PER_EM_MASK 0xE8000000UL
398
399 typedef struct
400 {
401 #ifdef __s390x__
402         unsigned                       : 32;
403 #endif /* __s390x__ */
404         unsigned em_branching          : 1;
405         unsigned em_instruction_fetch  : 1;
406         /*
407          * Switching on storage alteration automatically fixes
408          * the storage alteration event bit in the users std.
409          */
410         unsigned em_storage_alteration : 1;
411         unsigned em_gpr_alt_unused     : 1;
412         unsigned em_store_real_address : 1;
413         unsigned                       : 3;
414         unsigned branch_addr_ctl       : 1;
415         unsigned                       : 1;
416         unsigned storage_alt_space_ctl : 1;
417         unsigned                       : 21;
418         unsigned long starting_addr;
419         unsigned long ending_addr;
420 } per_cr_bits;
421
422 typedef struct
423 {
424         unsigned short perc_atmid;
425         unsigned long address;
426         unsigned char access_id;
427 } per_lowcore_words;
428
429 typedef struct
430 {
431         unsigned perc_branching          : 1;
432         unsigned perc_instruction_fetch  : 1;
433         unsigned perc_storage_alteration : 1;
434         unsigned perc_gpr_alt_unused     : 1;
435         unsigned perc_store_real_address : 1;
436         unsigned                         : 3;
437         unsigned atmid_psw_bit_31        : 1;
438         unsigned atmid_validity_bit      : 1;
439         unsigned atmid_psw_bit_32        : 1;
440         unsigned atmid_psw_bit_5         : 1;
441         unsigned atmid_psw_bit_16        : 1;
442         unsigned atmid_psw_bit_17        : 1;
443         unsigned si                      : 2;
444         unsigned long address;
445         unsigned                         : 4;
446         unsigned access_id               : 4;
447 } per_lowcore_bits;
448
449 typedef struct
450 {
451         union {
452                 per_cr_words   words;
453                 per_cr_bits    bits;
454         } control_regs;
455         /*
456          * Use these flags instead of setting em_instruction_fetch
457          * directly they are used so that single stepping can be
458          * switched on & off while not affecting other tracing
459          */
460         unsigned  single_step       : 1;
461         unsigned  instruction_fetch : 1;
462         unsigned                    : 30;
463         /*
464          * These addresses are copied into cr10 & cr11 if single
465          * stepping is switched off
466          */
467         unsigned long starting_addr;
468         unsigned long ending_addr;
469         union {
470                 per_lowcore_words words;
471                 per_lowcore_bits  bits;
472         } lowcore; 
473 } per_struct;
474
475 typedef struct
476 {
477         unsigned int  len;
478         unsigned long kernel_addr;
479         unsigned long process_addr;
480 } ptrace_area;
481
482 /*
483  * S/390 specific non posix ptrace requests. I chose unusual values so
484  * they are unlikely to clash with future ptrace definitions.
485  */
486 #define PTRACE_PEEKUSR_AREA           0x5000
487 #define PTRACE_POKEUSR_AREA           0x5001
488 #define PTRACE_PEEKTEXT_AREA          0x5002
489 #define PTRACE_PEEKDATA_AREA          0x5003
490 #define PTRACE_POKETEXT_AREA          0x5004
491 #define PTRACE_POKEDATA_AREA          0x5005
492 #define PTRACE_GET_LAST_BREAK         0x5006
493 #define PTRACE_PEEK_SYSTEM_CALL       0x5007
494 #define PTRACE_POKE_SYSTEM_CALL       0x5008
495
496 /*
497  * PT_PROT definition is loosely based on hppa bsd definition in
498  * gdb/hppab-nat.c
499  */
500 #define PTRACE_PROT                       21
501
502 typedef enum
503 {
504         ptprot_set_access_watchpoint,
505         ptprot_set_write_watchpoint,
506         ptprot_disable_watchpoint
507 } ptprot_flags;
508
509 typedef struct
510 {
511         unsigned long lowaddr;
512         unsigned long hiaddr;
513         ptprot_flags prot;
514 } ptprot_area;                     
515
516 /* Sequence of bytes for breakpoint illegal instruction.  */
517 #define S390_BREAKPOINT     {0x0,0x1}
518 #define S390_BREAKPOINT_U16 ((__u16)0x0001)
519 #define S390_SYSCALL_OPCODE ((__u16)0x0a00)
520 #define S390_SYSCALL_SIZE   2
521
522 /*
523  * The user_regs_struct defines the way the user registers are
524  * store on the stack for signal handling.
525  */
526 struct user_regs_struct
527 {
528         psw_t psw;
529         unsigned long gprs[NUM_GPRS];
530         unsigned int  acrs[NUM_ACRS];
531         unsigned long orig_gpr2;
532         s390_fp_regs fp_regs;
533         /*
534          * These per registers are in here so that gdb can modify them
535          * itself as there is no "official" ptrace interface for hardware
536          * watchpoints. This is the way intel does it.
537          */
538         per_struct per_info;
539         unsigned long ieee_instruction_pointer; /* obsolete, always 0 */
540 };
541
542 #ifdef __KERNEL__
543 /*
544  * These are defined as per linux/ptrace.h, which see.
545  */
546 #define arch_has_single_step()  (1)
547
548 #define user_mode(regs) (((regs)->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) != 0)
549 #define instruction_pointer(regs) ((regs)->psw.addr & PSW_ADDR_INSN)
550 #define user_stack_pointer(regs)((regs)->gprs[15])
551 #define regs_return_value(regs)((regs)->gprs[2])
552 #define profile_pc(regs) instruction_pointer(regs)
553
554 int regs_query_register_offset(const char *name);
555 const char *regs_query_register_name(unsigned int offset);
556 unsigned long regs_get_register(struct pt_regs *regs, unsigned int offset);
557 unsigned long regs_get_kernel_stack_nth(struct pt_regs *regs, unsigned int n);
558
559 static inline unsigned long kernel_stack_pointer(struct pt_regs *regs)
560 {
561         return regs->gprs[15] & PSW_ADDR_INSN;
562 }
563
564 #endif /* __KERNEL__ */
565 #endif /* __ASSEMBLY__ */
566
567 #endif /* _S390_PTRACE_H */