implement support for "enum class"
[platform/upstream/binutils.git] / gdb / aarch64-linux-nat.c
1 /* Native-dependent code for GNU/Linux AArch64.
2
3    Copyright (C) 2011-2014 Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by ARM Ltd.
5
6    This file is part of GDB.
7
8    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
11    (at your option) any later version.
12
13    This program is distributed in the hope that it will be useful,
14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16    GNU General Public License for more details.
17
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "defs.h"
22
23 #include "inferior.h"
24 #include "gdbcore.h"
25 #include "regcache.h"
26 #include "linux-nat.h"
27 #include "target-descriptions.h"
28 #include "auxv.h"
29 #include "gdbcmd.h"
30 #include "aarch64-tdep.h"
31 #include "aarch64-linux-tdep.h"
32 #include "elf/common.h"
33
34 #include <sys/ptrace.h>
35 #include <sys/utsname.h>
36
37 #include "gregset.h"
38
39 #include "features/aarch64.c"
40
41 /* Defines ps_err_e, struct ps_prochandle.  */
42 #include "gdb_proc_service.h"
43
44 #ifndef TRAP_HWBKPT
45 #define TRAP_HWBKPT 0x0004
46 #endif
47
48 /* On GNU/Linux, threads are implemented as pseudo-processes, in which
49    case we may be tracing more than one process at a time.  In that
50    case, inferior_ptid will contain the main process ID and the
51    individual thread (process) ID.  get_thread_id () is used to get
52    the thread id if it's available, and the process id otherwise.  */
53
54 static int
55 get_thread_id (ptid_t ptid)
56 {
57   int tid = ptid_get_lwp (ptid);
58
59   if (0 == tid)
60     tid = ptid_get_pid (ptid);
61   return tid;
62 }
63
64 /* Macro definitions, data structures, and code for the hardware
65    breakpoint and hardware watchpoint support follow.  We use the
66    following abbreviations throughout the code:
67
68    hw - hardware
69    bp - breakpoint
70    wp - watchpoint  */
71
72 /* Maximum number of hardware breakpoint and watchpoint registers.
73    Neither of these values may exceed the width of dr_changed_t
74    measured in bits.  */
75
76 #define AARCH64_HBP_MAX_NUM 16
77 #define AARCH64_HWP_MAX_NUM 16
78
79 /* Alignment requirement in bytes for addresses written to
80    hardware breakpoint and watchpoint value registers.
81
82    A ptrace call attempting to set an address that does not meet the
83    alignment criteria will fail.  Limited support has been provided in
84    this port for unaligned watchpoints, such that from a GDB user
85    perspective, an unaligned watchpoint may be requested.
86
87    This is achieved by minimally enlarging the watched area to meet the
88    alignment requirement, and if necessary, splitting the watchpoint
89    over several hardware watchpoint registers.  */
90
91 #define AARCH64_HBP_ALIGNMENT 4
92 #define AARCH64_HWP_ALIGNMENT 8
93
94 /* The maximum length of a memory region that can be watched by one
95    hardware watchpoint register.  */
96
97 #define AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG 8
98
99 /* ptrace hardware breakpoint resource info is formatted as follows:
100
101    31             24             16               8              0
102    +---------------+--------------+---------------+---------------+
103    |   RESERVED    |   RESERVED   |   DEBUG_ARCH  |  NUM_SLOTS    |
104    +---------------+--------------+---------------+---------------+  */
105
106
107 /* Macros to extract fields from the hardware debug information word.  */
108 #define AARCH64_DEBUG_NUM_SLOTS(x) ((x) & 0xff)
109 #define AARCH64_DEBUG_ARCH(x) (((x) >> 8) & 0xff)
110
111 /* Macro for the expected version of the ARMv8-A debug architecture.  */
112 #define AARCH64_DEBUG_ARCH_V8 0x6
113
114 /* Number of hardware breakpoints/watchpoints the target supports.
115    They are initialized with values obtained via the ptrace calls
116    with NT_ARM_HW_BREAK and NT_ARM_HW_WATCH respectively.  */
117
118 static int aarch64_num_bp_regs;
119 static int aarch64_num_wp_regs;
120
121 /* Debugging of hardware breakpoint/watchpoint support.  */
122
123 static int debug_hw_points;
124
125 /* Each bit of a variable of this type is used to indicate whether a
126    hardware breakpoint or watchpoint setting has been changed since
127    the last update.
128
129    Bit N corresponds to the Nth hardware breakpoint or watchpoint
130    setting which is managed in aarch64_debug_reg_state, where N is
131    valid between 0 and the total number of the hardware breakpoint or
132    watchpoint debug registers minus 1.
133
134    When bit N is 1, the corresponding breakpoint or watchpoint setting
135    has changed, and therefore the corresponding hardware debug
136    register needs to be updated via the ptrace interface.
137
138    In the per-thread arch-specific data area, we define two such
139    variables for per-thread hardware breakpoint and watchpoint
140    settings respectively.
141
142    This type is part of the mechanism which helps reduce the number of
143    ptrace calls to the kernel, i.e. avoid asking the kernel to write
144    to the debug registers with unchanged values.  */
145
146 typedef unsigned LONGEST dr_changed_t;
147
148 /* Set each of the lower M bits of X to 1; assert X is wide enough.  */
149
150 #define DR_MARK_ALL_CHANGED(x, m)                                       \
151   do                                                                    \
152     {                                                                   \
153       gdb_assert (sizeof ((x)) * 8 >= (m));                             \
154       (x) = (((dr_changed_t)1 << (m)) - 1);                             \
155     } while (0)
156
157 #define DR_MARK_N_CHANGED(x, n)                                         \
158   do                                                                    \
159     {                                                                   \
160       (x) |= ((dr_changed_t)1 << (n));                                  \
161     } while (0)
162
163 #define DR_CLEAR_CHANGED(x)                                             \
164   do                                                                    \
165     {                                                                   \
166       (x) = 0;                                                          \
167     } while (0)
168
169 #define DR_HAS_CHANGED(x) ((x) != 0)
170 #define DR_N_HAS_CHANGED(x, n) ((x) & ((dr_changed_t)1 << (n)))
171
172 /* Structure for managing the hardware breakpoint/watchpoint resources.
173    DR_ADDR_* stores the address, DR_CTRL_* stores the control register
174    content, and DR_REF_COUNT_* counts the numbers of references to the
175    corresponding bp/wp, by which way the limited hardware resources
176    are not wasted on duplicated bp/wp settings (though so far gdb has
177    done a good job by not sending duplicated bp/wp requests).  */
178
179 struct aarch64_debug_reg_state
180 {
181   /* hardware breakpoint */
182   CORE_ADDR dr_addr_bp[AARCH64_HBP_MAX_NUM];
183   unsigned int dr_ctrl_bp[AARCH64_HBP_MAX_NUM];
184   unsigned int dr_ref_count_bp[AARCH64_HBP_MAX_NUM];
185
186   /* hardware watchpoint */
187   CORE_ADDR dr_addr_wp[AARCH64_HWP_MAX_NUM];
188   unsigned int dr_ctrl_wp[AARCH64_HWP_MAX_NUM];
189   unsigned int dr_ref_count_wp[AARCH64_HWP_MAX_NUM];
190 };
191
192 /* Per-process data.  We don't bind this to a per-inferior registry
193    because of targets like x86 GNU/Linux that need to keep track of
194    processes that aren't bound to any inferior (e.g., fork children,
195    checkpoints).  */
196
197 struct aarch64_process_info
198 {
199   /* Linked list.  */
200   struct aarch64_process_info *next;
201
202   /* The process identifier.  */
203   pid_t pid;
204
205   /* Copy of aarch64 hardware debug registers.  */
206   struct aarch64_debug_reg_state state;
207 };
208
209 static struct aarch64_process_info *aarch64_process_list = NULL;
210
211 /* Find process data for process PID.  */
212
213 static struct aarch64_process_info *
214 aarch64_find_process_pid (pid_t pid)
215 {
216   struct aarch64_process_info *proc;
217
218   for (proc = aarch64_process_list; proc; proc = proc->next)
219     if (proc->pid == pid)
220       return proc;
221
222   return NULL;
223 }
224
225 /* Add process data for process PID.  Returns newly allocated info
226    object.  */
227
228 static struct aarch64_process_info *
229 aarch64_add_process (pid_t pid)
230 {
231   struct aarch64_process_info *proc;
232
233   proc = xcalloc (1, sizeof (*proc));
234   proc->pid = pid;
235
236   proc->next = aarch64_process_list;
237   aarch64_process_list = proc;
238
239   return proc;
240 }
241
242 /* Get data specific info for process PID, creating it if necessary.
243    Never returns NULL.  */
244
245 static struct aarch64_process_info *
246 aarch64_process_info_get (pid_t pid)
247 {
248   struct aarch64_process_info *proc;
249
250   proc = aarch64_find_process_pid (pid);
251   if (proc == NULL)
252     proc = aarch64_add_process (pid);
253
254   return proc;
255 }
256
257 /* Called whenever GDB is no longer debugging process PID.  It deletes
258    data structures that keep track of debug register state.  */
259
260 static void
261 aarch64_forget_process (pid_t pid)
262 {
263   struct aarch64_process_info *proc, **proc_link;
264
265   proc = aarch64_process_list;
266   proc_link = &aarch64_process_list;
267
268   while (proc != NULL)
269     {
270       if (proc->pid == pid)
271         {
272           *proc_link = proc->next;
273
274           xfree (proc);
275           return;
276         }
277
278       proc_link = &proc->next;
279       proc = *proc_link;
280     }
281 }
282
283 /* Get debug registers state for process PID.  */
284
285 static struct aarch64_debug_reg_state *
286 aarch64_get_debug_reg_state (pid_t pid)
287 {
288   return &aarch64_process_info_get (pid)->state;
289 }
290
291 /* Per-thread arch-specific data we want to keep.  */
292
293 struct arch_lwp_info
294 {
295   /* When bit N is 1, it indicates the Nth hardware breakpoint or
296      watchpoint register pair needs to be updated when the thread is
297      resumed; see aarch64_linux_prepare_to_resume.  */
298   dr_changed_t dr_changed_bp;
299   dr_changed_t dr_changed_wp;
300 };
301
302 /* Call ptrace to set the thread TID's hardware breakpoint/watchpoint
303    registers with data from *STATE.  */
304
305 static void
306 aarch64_linux_set_debug_regs (const struct aarch64_debug_reg_state *state,
307                               int tid, int watchpoint)
308 {
309   int i, count;
310   struct iovec iov;
311   struct user_hwdebug_state regs;
312   const CORE_ADDR *addr;
313   const unsigned int *ctrl;
314
315   memset (&regs, 0, sizeof (regs));
316   iov.iov_base = &regs;
317   count = watchpoint ? aarch64_num_wp_regs : aarch64_num_bp_regs;
318   addr = watchpoint ? state->dr_addr_wp : state->dr_addr_bp;
319   ctrl = watchpoint ? state->dr_ctrl_wp : state->dr_ctrl_bp;
320   if (count == 0)
321     return;
322   iov.iov_len = (offsetof (struct user_hwdebug_state, dbg_regs[count - 1])
323                  + sizeof (regs.dbg_regs [count - 1]));
324
325   for (i = 0; i < count; i++)
326     {
327       regs.dbg_regs[i].addr = addr[i];
328       regs.dbg_regs[i].ctrl = ctrl[i];
329     }
330
331   if (ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid,
332               watchpoint ? NT_ARM_HW_WATCH : NT_ARM_HW_BREAK,
333               (void *) &iov))
334     error (_("Unexpected error setting hardware debug registers"));
335 }
336
337 struct aarch64_dr_update_callback_param
338 {
339   int is_watchpoint;
340   unsigned int idx;
341 };
342
343 /* Callback for iterate_over_lwps.  Records the
344    information about the change of one hardware breakpoint/watchpoint
345    setting for the thread LWP.
346    The information is passed in via PTR.
347    N.B.  The actual updating of hardware debug registers is not
348    carried out until the moment the thread is resumed.  */
349
350 static int
351 debug_reg_change_callback (struct lwp_info *lwp, void *ptr)
352 {
353   struct aarch64_dr_update_callback_param *param_p
354     = (struct aarch64_dr_update_callback_param *) ptr;
355   int pid = get_thread_id (lwp->ptid);
356   int idx = param_p->idx;
357   int is_watchpoint = param_p->is_watchpoint;
358   struct arch_lwp_info *info = lwp->arch_private;
359   dr_changed_t *dr_changed_ptr;
360   dr_changed_t dr_changed;
361
362   if (info == NULL)
363     info = lwp->arch_private = XCNEW (struct arch_lwp_info);
364
365   if (debug_hw_points)
366     {
367       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
368                           "debug_reg_change_callback: \n\tOn entry:\n");
369       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
370                           "\tpid%d, dr_changed_bp=0x%s, "
371                           "dr_changed_wp=0x%s\n",
372                           pid, phex (info->dr_changed_bp, 8),
373                           phex (info->dr_changed_wp, 8));
374     }
375
376   dr_changed_ptr = is_watchpoint ? &info->dr_changed_wp
377     : &info->dr_changed_bp;
378   dr_changed = *dr_changed_ptr;
379
380   gdb_assert (idx >= 0
381               && (idx <= (is_watchpoint ? aarch64_num_wp_regs
382                           : aarch64_num_bp_regs)));
383
384   /* The actual update is done later just before resuming the lwp,
385      we just mark that one register pair needs updating.  */
386   DR_MARK_N_CHANGED (dr_changed, idx);
387   *dr_changed_ptr = dr_changed;
388
389   /* If the lwp isn't stopped, force it to momentarily pause, so
390      we can update its debug registers.  */
391   if (!lwp->stopped)
392     linux_stop_lwp (lwp);
393
394   if (debug_hw_points)
395     {
396       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
397                           "\tOn exit:\n\tpid%d, dr_changed_bp=0x%s, "
398                           "dr_changed_wp=0x%s\n",
399                           pid, phex (info->dr_changed_bp, 8),
400                           phex (info->dr_changed_wp, 8));
401     }
402
403   /* Continue the iteration.  */
404   return 0;
405 }
406
407 /* Notify each thread that their IDXth breakpoint/watchpoint register
408    pair needs to be updated.  The message will be recorded in each
409    thread's arch-specific data area, the actual updating will be done
410    when the thread is resumed.  */
411
412 static void
413 aarch64_notify_debug_reg_change (const struct aarch64_debug_reg_state *state,
414                                  int is_watchpoint, unsigned int idx)
415 {
416   struct aarch64_dr_update_callback_param param;
417   ptid_t pid_ptid = pid_to_ptid (ptid_get_pid (inferior_ptid));
418
419   param.is_watchpoint = is_watchpoint;
420   param.idx = idx;
421
422   iterate_over_lwps (pid_ptid, debug_reg_change_callback, (void *) &param);
423 }
424
425 /* Print the values of the cached breakpoint/watchpoint registers.  */
426
427 static void
428 aarch64_show_debug_reg_state (struct aarch64_debug_reg_state *state,
429                               const char *func, CORE_ADDR addr,
430                               int len, int type)
431 {
432   int i;
433
434   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "%s", func);
435   if (addr || len)
436     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, " (addr=0x%08lx, len=%d, type=%s)",
437                         (unsigned long) addr, len,
438                         type == hw_write ? "hw-write-watchpoint"
439                         : (type == hw_read ? "hw-read-watchpoint"
440                            : (type == hw_access ? "hw-access-watchpoint"
441                               : (type == hw_execute ? "hw-breakpoint"
442                                  : "??unknown??"))));
443   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ":\n");
444
445   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\tBREAKPOINTs:\n");
446   for (i = 0; i < aarch64_num_bp_regs; i++)
447     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
448                         "\tBP%d: addr=0x%08lx, ctrl=0x%08x, ref.count=%d\n",
449                         i, state->dr_addr_bp[i],
450                         state->dr_ctrl_bp[i], state->dr_ref_count_bp[i]);
451
452   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\tWATCHPOINTs:\n");
453   for (i = 0; i < aarch64_num_wp_regs; i++)
454     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
455                         "\tWP%d: addr=0x%08lx, ctrl=0x%08x, ref.count=%d\n",
456                         i, state->dr_addr_wp[i],
457                         state->dr_ctrl_wp[i], state->dr_ref_count_wp[i]);
458 }
459
460 /* Fill GDB's register array with the general-purpose register values
461    from the current thread.  */
462
463 static void
464 fetch_gregs_from_thread (struct regcache *regcache)
465 {
466   int ret, regno, tid;
467   elf_gregset_t regs;
468   struct iovec iovec;
469
470   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
471
472   iovec.iov_base = &regs;
473   iovec.iov_len = sizeof (regs);
474
475   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
476   if (ret < 0)
477     perror_with_name (_("Unable to fetch general registers."));
478
479   for (regno = AARCH64_X0_REGNUM; regno <= AARCH64_CPSR_REGNUM; regno++)
480     regcache_raw_supply (regcache, regno,
481                          (char *) &regs[regno - AARCH64_X0_REGNUM]);
482 }
483
484 /* Store to the current thread the valid general-purpose register
485    values in the GDB's register array.  */
486
487 static void
488 store_gregs_to_thread (const struct regcache *regcache)
489 {
490   int ret, regno, tid;
491   elf_gregset_t regs;
492   struct iovec iovec;
493
494   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
495
496   iovec.iov_base = &regs;
497   iovec.iov_len = sizeof (regs);
498
499   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
500   if (ret < 0)
501     perror_with_name (_("Unable to fetch general registers."));
502
503   for (regno = AARCH64_X0_REGNUM; regno <= AARCH64_CPSR_REGNUM; regno++)
504     if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, regno))
505       regcache_raw_collect (regcache, regno,
506                             (char *) &regs[regno - AARCH64_X0_REGNUM]);
507
508   ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
509   if (ret < 0)
510     perror_with_name (_("Unable to store general registers."));
511 }
512
513 /* Fill GDB's register array with the fp/simd register values
514    from the current thread.  */
515
516 static void
517 fetch_fpregs_from_thread (struct regcache *regcache)
518 {
519   int ret, regno, tid;
520   elf_fpregset_t regs;
521   struct iovec iovec;
522
523   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
524
525   iovec.iov_base = &regs;
526   iovec.iov_len = sizeof (regs);
527
528   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
529   if (ret < 0)
530     perror_with_name (_("Unable to fetch FP/SIMD registers."));
531
532   for (regno = AARCH64_V0_REGNUM; regno <= AARCH64_V31_REGNUM; regno++)
533     regcache_raw_supply (regcache, regno,
534                          (char *) &regs.vregs[regno - AARCH64_V0_REGNUM]);
535
536   regcache_raw_supply (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM, (char *) &regs.fpsr);
537   regcache_raw_supply (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM, (char *) &regs.fpcr);
538 }
539
540 /* Store to the current thread the valid fp/simd register
541    values in the GDB's register array.  */
542
543 static void
544 store_fpregs_to_thread (const struct regcache *regcache)
545 {
546   int ret, regno, tid;
547   elf_fpregset_t regs;
548   struct iovec iovec;
549
550   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
551
552   iovec.iov_base = &regs;
553   iovec.iov_len = sizeof (regs);
554
555   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
556   if (ret < 0)
557     perror_with_name (_("Unable to fetch FP/SIMD registers."));
558
559   for (regno = AARCH64_V0_REGNUM; regno <= AARCH64_V31_REGNUM; regno++)
560     if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, regno))
561       regcache_raw_collect (regcache, regno,
562                             (char *) &regs.vregs[regno - AARCH64_V0_REGNUM]);
563
564   if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM))
565     regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM, (char *) &regs.fpsr);
566   if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM))
567     regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM, (char *) &regs.fpcr);
568
569   ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
570   if (ret < 0)
571     perror_with_name (_("Unable to store FP/SIMD registers."));
572 }
573
574 /* Implement the "to_fetch_register" target_ops method.  */
575
576 static void
577 aarch64_linux_fetch_inferior_registers (struct target_ops *ops,
578                                         struct regcache *regcache,
579                                         int regno)
580 {
581   if (regno == -1)
582     {
583       fetch_gregs_from_thread (regcache);
584       fetch_fpregs_from_thread (regcache);
585     }
586   else if (regno < AARCH64_V0_REGNUM)
587     fetch_gregs_from_thread (regcache);
588   else
589     fetch_fpregs_from_thread (regcache);
590 }
591
592 /* Implement the "to_store_register" target_ops method.  */
593
594 static void
595 aarch64_linux_store_inferior_registers (struct target_ops *ops,
596                                         struct regcache *regcache,
597                                         int regno)
598 {
599   if (regno == -1)
600     {
601       store_gregs_to_thread (regcache);
602       store_fpregs_to_thread (regcache);
603     }
604   else if (regno < AARCH64_V0_REGNUM)
605     store_gregs_to_thread (regcache);
606   else
607     store_fpregs_to_thread (regcache);
608 }
609
610 /* Fill register REGNO (if it is a general-purpose register) in
611    *GREGSETPS with the value in GDB's register array.  If REGNO is -1,
612    do this for all registers.  */
613
614 void
615 fill_gregset (const struct regcache *regcache,
616               gdb_gregset_t *gregsetp, int regno)
617 {
618   gdb_byte *gregs_buf = (gdb_byte *) gregsetp;
619   int i;
620
621   for (i = AARCH64_X0_REGNUM; i <= AARCH64_CPSR_REGNUM; i++)
622     if (regno == -1 || regno == i)
623       regcache_raw_collect (regcache, i,
624                             gregs_buf + X_REGISTER_SIZE
625                             * (i - AARCH64_X0_REGNUM));
626 }
627
628 /* Fill GDB's register array with the general-purpose register values
629    in *GREGSETP.  */
630
631 void
632 supply_gregset (struct regcache *regcache, const gdb_gregset_t *gregsetp)
633 {
634   aarch64_linux_supply_gregset (regcache, (const gdb_byte *) gregsetp);
635 }
636
637 /* Fill register REGNO (if it is a floating-point register) in
638    *FPREGSETP with the value in GDB's register array.  If REGNO is -1,
639    do this for all registers.  */
640
641 void
642 fill_fpregset (const struct regcache *regcache,
643                gdb_fpregset_t *fpregsetp, int regno)
644 {
645   gdb_byte *fpregs_buf = (gdb_byte *) fpregsetp;
646   int i;
647
648   for (i = AARCH64_V0_REGNUM; i <= AARCH64_V31_REGNUM; i++)
649     if (regno == -1 || regno == i)
650       regcache_raw_collect (regcache, i,
651                             fpregs_buf + V_REGISTER_SIZE
652                             * (i - AARCH64_V0_REGNUM));
653
654   if (regno == -1 || regno == AARCH64_FPSR_REGNUM)
655     regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM,
656                           fpregs_buf + V_REGISTER_SIZE * 32);
657
658   if (regno == -1 || regno == AARCH64_FPCR_REGNUM)
659     regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM,
660                           fpregs_buf + V_REGISTER_SIZE * 32 + 4);
661 }
662
663 /* Fill GDB's register array with the floating-point register values
664    in *FPREGSETP.  */
665
666 void
667 supply_fpregset (struct regcache *regcache, const gdb_fpregset_t *fpregsetp)
668 {
669   aarch64_linux_supply_fpregset (regcache, (const gdb_byte *) fpregsetp);
670 }
671
672 /* Called when resuming a thread.
673    The hardware debug registers are updated when there is any change.  */
674
675 static void
676 aarch64_linux_prepare_to_resume (struct lwp_info *lwp)
677 {
678   struct arch_lwp_info *info = lwp->arch_private;
679
680   /* NULL means this is the main thread still going through the shell,
681      or, no watchpoint has been set yet.  In that case, there's
682      nothing to do.  */
683   if (info == NULL)
684     return;
685
686   if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_bp)
687       || DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_wp))
688     {
689       int tid = ptid_get_lwp (lwp->ptid);
690       struct aarch64_debug_reg_state *state
691         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (lwp->ptid));
692
693       if (debug_hw_points)
694         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "prepare_to_resume thread %d\n", tid);
695
696       /* Watchpoints.  */
697       if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_wp))
698         {
699           aarch64_linux_set_debug_regs (state, tid, 1);
700           DR_CLEAR_CHANGED (info->dr_changed_wp);
701         }
702
703       /* Breakpoints.  */
704       if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_bp))
705         {
706           aarch64_linux_set_debug_regs (state, tid, 0);
707           DR_CLEAR_CHANGED (info->dr_changed_bp);
708         }
709     }
710 }
711
712 static void
713 aarch64_linux_new_thread (struct lwp_info *lp)
714 {
715   struct arch_lwp_info *info = XCNEW (struct arch_lwp_info);
716
717   /* Mark that all the hardware breakpoint/watchpoint register pairs
718      for this thread need to be initialized.  */
719   DR_MARK_ALL_CHANGED (info->dr_changed_bp, aarch64_num_bp_regs);
720   DR_MARK_ALL_CHANGED (info->dr_changed_wp, aarch64_num_wp_regs);
721
722   lp->arch_private = info;
723 }
724
725 /* linux_nat_new_fork hook.   */
726
727 static void
728 aarch64_linux_new_fork (struct lwp_info *parent, pid_t child_pid)
729 {
730   pid_t parent_pid;
731   struct aarch64_debug_reg_state *parent_state;
732   struct aarch64_debug_reg_state *child_state;
733
734   /* NULL means no watchpoint has ever been set in the parent.  In
735      that case, there's nothing to do.  */
736   if (parent->arch_private == NULL)
737     return;
738
739   /* GDB core assumes the child inherits the watchpoints/hw
740      breakpoints of the parent, and will remove them all from the
741      forked off process.  Copy the debug registers mirrors into the
742      new process so that all breakpoints and watchpoints can be
743      removed together.  */
744
745   parent_pid = ptid_get_pid (parent->ptid);
746   parent_state = aarch64_get_debug_reg_state (parent_pid);
747   child_state = aarch64_get_debug_reg_state (child_pid);
748   *child_state = *parent_state;
749 }
750 \f
751
752 /* Called by libthread_db.  Returns a pointer to the thread local
753    storage (or its descriptor).  */
754
755 ps_err_e
756 ps_get_thread_area (const struct ps_prochandle *ph,
757                     lwpid_t lwpid, int idx, void **base)
758 {
759   struct iovec iovec;
760   uint64_t reg;
761
762   iovec.iov_base = &reg;
763   iovec.iov_len = sizeof (reg);
764
765   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, lwpid, NT_ARM_TLS, &iovec) != 0)
766     return PS_ERR;
767
768   /* IDX is the bias from the thread pointer to the beginning of the
769      thread descriptor.  It has to be subtracted due to implementation
770      quirks in libthread_db.  */
771   *base = (void *) (reg - idx);
772
773   return PS_OK;
774 }
775 \f
776
777 /* Get the hardware debug register capacity information.  */
778
779 static void
780 aarch64_linux_get_debug_reg_capacity (void)
781 {
782   int tid;
783   struct iovec iov;
784   struct user_hwdebug_state dreg_state;
785
786   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
787   iov.iov_base = &dreg_state;
788   iov.iov_len = sizeof (dreg_state);
789
790   /* Get hardware watchpoint register info.  */
791   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_HW_WATCH, &iov) == 0
792       && AARCH64_DEBUG_ARCH (dreg_state.dbg_info) == AARCH64_DEBUG_ARCH_V8)
793     {
794       aarch64_num_wp_regs = AARCH64_DEBUG_NUM_SLOTS (dreg_state.dbg_info);
795       if (aarch64_num_wp_regs > AARCH64_HWP_MAX_NUM)
796         {
797           warning (_("Unexpected number of hardware watchpoint registers"
798                      " reported by ptrace, got %d, expected %d."),
799                    aarch64_num_wp_regs, AARCH64_HWP_MAX_NUM);
800           aarch64_num_wp_regs = AARCH64_HWP_MAX_NUM;
801         }
802     }
803   else
804     {
805       warning (_("Unable to determine the number of hardware watchpoints"
806                  " available."));
807       aarch64_num_wp_regs = 0;
808     }
809
810   /* Get hardware breakpoint register info.  */
811   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_HW_BREAK, &iov) == 0
812       && AARCH64_DEBUG_ARCH (dreg_state.dbg_info) == AARCH64_DEBUG_ARCH_V8)
813     {
814       aarch64_num_bp_regs = AARCH64_DEBUG_NUM_SLOTS (dreg_state.dbg_info);
815       if (aarch64_num_bp_regs > AARCH64_HBP_MAX_NUM)
816         {
817           warning (_("Unexpected number of hardware breakpoint registers"
818                      " reported by ptrace, got %d, expected %d."),
819                    aarch64_num_bp_regs, AARCH64_HBP_MAX_NUM);
820           aarch64_num_bp_regs = AARCH64_HBP_MAX_NUM;
821         }
822     }
823   else
824     {
825       warning (_("Unable to determine the number of hardware breakpoints"
826                  " available."));
827       aarch64_num_bp_regs = 0;
828     }
829 }
830
831 static void (*super_post_startup_inferior) (struct target_ops *self,
832                                             ptid_t ptid);
833
834 /* Implement the "to_post_startup_inferior" target_ops method.  */
835
836 static void
837 aarch64_linux_child_post_startup_inferior (struct target_ops *self,
838                                            ptid_t ptid)
839 {
840   aarch64_forget_process (ptid_get_pid (ptid));
841   aarch64_linux_get_debug_reg_capacity ();
842   super_post_startup_inferior (self, ptid);
843 }
844
845 /* Implement the "to_read_description" target_ops method.  */
846
847 static const struct target_desc *
848 aarch64_linux_read_description (struct target_ops *ops)
849 {
850   initialize_tdesc_aarch64 ();
851   return tdesc_aarch64;
852 }
853
854 /* Given the (potentially unaligned) watchpoint address in ADDR and
855    length in LEN, return the aligned address and aligned length in
856    *ALIGNED_ADDR_P and *ALIGNED_LEN_P, respectively.  The returned
857    aligned address and length will be valid values to write to the
858    hardware watchpoint value and control registers.
859
860    The given watchpoint may get truncated if more than one hardware
861    register is needed to cover the watched region.  *NEXT_ADDR_P
862    and *NEXT_LEN_P, if non-NULL, will return the address and length
863    of the remaining part of the watchpoint (which can be processed
864    by calling this routine again to generate another aligned address
865    and length pair.
866
867    See the comment above the function of the same name in
868    gdbserver/linux-aarch64-low.c for more information.  */
869
870 static void
871 aarch64_align_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, CORE_ADDR *aligned_addr_p,
872                           int *aligned_len_p, CORE_ADDR *next_addr_p,
873                           int *next_len_p)
874 {
875   int aligned_len;
876   unsigned int offset;
877   CORE_ADDR aligned_addr;
878   const unsigned int alignment = AARCH64_HWP_ALIGNMENT;
879   const unsigned int max_wp_len = AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG;
880
881   /* As assumed by the algorithm.  */
882   gdb_assert (alignment == max_wp_len);
883
884   if (len <= 0)
885     return;
886
887   /* Address to be put into the hardware watchpoint value register
888      must be aligned.  */
889   offset = addr & (alignment - 1);
890   aligned_addr = addr - offset;
891
892   gdb_assert (offset >= 0 && offset < alignment);
893   gdb_assert (aligned_addr >= 0 && aligned_addr <= addr);
894   gdb_assert (offset + len > 0);
895
896   if (offset + len >= max_wp_len)
897     {
898       /* Need more than one watchpoint registers; truncate it at the
899          alignment boundary.  */
900       aligned_len = max_wp_len;
901       len -= (max_wp_len - offset);
902       addr += (max_wp_len - offset);
903       gdb_assert ((addr & (alignment - 1)) == 0);
904     }
905   else
906     {
907       /* Find the smallest valid length that is large enough to
908          accommodate this watchpoint.  */
909       static const unsigned char
910         aligned_len_array[AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG] =
911         { 1, 2, 4, 4, 8, 8, 8, 8 };
912
913       aligned_len = aligned_len_array[offset + len - 1];
914       addr += len;
915       len = 0;
916     }
917
918   if (aligned_addr_p)
919     *aligned_addr_p = aligned_addr;
920   if (aligned_len_p)
921     *aligned_len_p = aligned_len;
922   if (next_addr_p)
923     *next_addr_p = addr;
924   if (next_len_p)
925     *next_len_p = len;
926 }
927
928 /* Returns the number of hardware watchpoints of type TYPE that we can
929    set.  Value is positive if we can set CNT watchpoints, zero if
930    setting watchpoints of type TYPE is not supported, and negative if
931    CNT is more than the maximum number of watchpoints of type TYPE
932    that we can support.  TYPE is one of bp_hardware_watchpoint,
933    bp_read_watchpoint, bp_write_watchpoint, or bp_hardware_breakpoint.
934    CNT is the number of such watchpoints used so far (including this
935    one).  OTHERTYPE is non-zero if other types of watchpoints are
936    currently enabled.
937
938    We always return 1 here because we don't have enough information
939    about possible overlap of addresses that they want to watch.  As an
940    extreme example, consider the case where all the watchpoints watch
941    the same address and the same region length: then we can handle a
942    virtually unlimited number of watchpoints, due to debug register
943    sharing implemented via reference counts.  */
944
945 static int
946 aarch64_linux_can_use_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
947                                      int type, int cnt, int othertype)
948 {
949   return 1;
950 }
951
952 /* ptrace expects control registers to be formatted as follows:
953
954    31                             13          5      3      1     0
955    +--------------------------------+----------+------+------+----+
956    |         RESERVED (SBZ)         |  LENGTH  | TYPE | PRIV | EN |
957    +--------------------------------+----------+------+------+----+
958
959    The TYPE field is ignored for breakpoints.  */
960
961 #define DR_CONTROL_ENABLED(ctrl)        (((ctrl) & 0x1) == 1)
962 #define DR_CONTROL_LENGTH(ctrl)         (((ctrl) >> 5) & 0xff)
963
964 /* Utility function that returns the length in bytes of a watchpoint
965    according to the content of a hardware debug control register CTRL.
966    Note that the kernel currently only supports the following Byte
967    Address Select (BAS) values: 0x1, 0x3, 0xf and 0xff, which means
968    that for a hardware watchpoint, its valid length can only be 1
969    byte, 2 bytes, 4 bytes or 8 bytes.  */
970
971 static inline unsigned int
972 aarch64_watchpoint_length (unsigned int ctrl)
973 {
974   switch (DR_CONTROL_LENGTH (ctrl))
975     {
976     case 0x01:
977       return 1;
978     case 0x03:
979       return 2;
980     case 0x0f:
981       return 4;
982     case 0xff:
983       return 8;
984     default:
985       return 0;
986     }
987 }
988
989 /* Given the hardware breakpoint or watchpoint type TYPE and its
990    length LEN, return the expected encoding for a hardware
991    breakpoint/watchpoint control register.  */
992
993 static unsigned int
994 aarch64_point_encode_ctrl_reg (int type, int len)
995 {
996   unsigned int ctrl, ttype;
997
998   /* type */
999   switch (type)
1000     {
1001     case hw_write:
1002       ttype = 2;
1003       break;
1004     case hw_read:
1005       ttype = 1;
1006       break;
1007     case hw_access:
1008       ttype = 3;
1009       break;
1010     case hw_execute:
1011       ttype = 0;
1012       break;
1013     default:
1014       perror_with_name (_("Unrecognized breakpoint/watchpoint type"));
1015     }
1016   ctrl = ttype << 3;
1017
1018   /* length bitmask */
1019   ctrl |= ((1 << len) - 1) << 5;
1020   /* enabled at el0 */
1021   ctrl |= (2 << 1) | 1;
1022
1023   return ctrl;
1024 }
1025
1026 /* Addresses to be written to the hardware breakpoint and watchpoint
1027    value registers need to be aligned; the alignment is 4-byte and
1028    8-type respectively.  Linux kernel rejects any non-aligned address
1029    it receives from the related ptrace call.  Furthermore, the kernel
1030    currently only supports the following Byte Address Select (BAS)
1031    values: 0x1, 0x3, 0xf and 0xff, which means that for a hardware
1032    watchpoint to be accepted by the kernel (via ptrace call), its
1033    valid length can only be 1 byte, 2 bytes, 4 bytes or 8 bytes.
1034    Despite these limitations, the unaligned watchpoint is supported in
1035    this port.
1036
1037    Return 0 for any non-compliant ADDR and/or LEN; return 1 otherwise.  */
1038
1039 static int
1040 aarch64_point_is_aligned (int is_watchpoint, CORE_ADDR addr, int len)
1041 {
1042   unsigned int alignment = is_watchpoint ? AARCH64_HWP_ALIGNMENT
1043     : AARCH64_HBP_ALIGNMENT;
1044
1045   if (addr & (alignment - 1))
1046     return 0;
1047
1048   if (len != 8 && len != 4 && len != 2 && len != 1)
1049     return 0;
1050
1051   return 1;
1052 }
1053
1054 /* Record the insertion of one breakpoint/watchpoint, as represented
1055    by ADDR and CTRL, in the cached debug register state area *STATE.  */
1056
1057 static int
1058 aarch64_dr_state_insert_one_point (struct aarch64_debug_reg_state *state,
1059                                    int type, CORE_ADDR addr, int len)
1060 {
1061   int i, idx, num_regs, is_watchpoint;
1062   unsigned int ctrl, *dr_ctrl_p, *dr_ref_count;
1063   CORE_ADDR *dr_addr_p;
1064
1065   /* Set up state pointers.  */
1066   is_watchpoint = (type != hw_execute);
1067   gdb_assert (aarch64_point_is_aligned (is_watchpoint, addr, len));
1068   if (is_watchpoint)
1069     {
1070       num_regs = aarch64_num_wp_regs;
1071       dr_addr_p = state->dr_addr_wp;
1072       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_wp;
1073       dr_ref_count = state->dr_ref_count_wp;
1074     }
1075   else
1076     {
1077       num_regs = aarch64_num_bp_regs;
1078       dr_addr_p = state->dr_addr_bp;
1079       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_bp;
1080       dr_ref_count = state->dr_ref_count_bp;
1081     }
1082
1083   ctrl = aarch64_point_encode_ctrl_reg (type, len);
1084
1085   /* Find an existing or free register in our cache.  */
1086   idx = -1;
1087   for (i = 0; i < num_regs; ++i)
1088     {
1089       if ((dr_ctrl_p[i] & 1) == 0)
1090         {
1091           gdb_assert (dr_ref_count[i] == 0);
1092           idx = i;
1093           /* no break; continue hunting for an existing one.  */
1094         }
1095       else if (dr_addr_p[i] == addr && dr_ctrl_p[i] == ctrl)
1096         {
1097           gdb_assert (dr_ref_count[i] != 0);
1098           idx = i;
1099           break;
1100         }
1101     }
1102
1103   /* No space.  */
1104   if (idx == -1)
1105     return -1;
1106
1107   /* Update our cache.  */
1108   if ((dr_ctrl_p[idx] & 1) == 0)
1109     {
1110       /* new entry */
1111       dr_addr_p[idx] = addr;
1112       dr_ctrl_p[idx] = ctrl;
1113       dr_ref_count[idx] = 1;
1114       /* Notify the change.  */
1115       aarch64_notify_debug_reg_change (state, is_watchpoint, idx);
1116     }
1117   else
1118     {
1119       /* existing entry */
1120       dr_ref_count[idx]++;
1121     }
1122
1123   return 0;
1124 }
1125
1126 /* Record the removal of one breakpoint/watchpoint, as represented by
1127    ADDR and CTRL, in the cached debug register state area *STATE.  */
1128
1129 static int
1130 aarch64_dr_state_remove_one_point (struct aarch64_debug_reg_state *state,
1131                                    int type, CORE_ADDR addr, int len)
1132 {
1133   int i, num_regs, is_watchpoint;
1134   unsigned int ctrl, *dr_ctrl_p, *dr_ref_count;
1135   CORE_ADDR *dr_addr_p;
1136
1137   /* Set up state pointers.  */
1138   is_watchpoint = (type != hw_execute);
1139   gdb_assert (aarch64_point_is_aligned (is_watchpoint, addr, len));
1140   if (is_watchpoint)
1141     {
1142       num_regs = aarch64_num_wp_regs;
1143       dr_addr_p = state->dr_addr_wp;
1144       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_wp;
1145       dr_ref_count = state->dr_ref_count_wp;
1146     }
1147   else
1148     {
1149       num_regs = aarch64_num_bp_regs;
1150       dr_addr_p = state->dr_addr_bp;
1151       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_bp;
1152       dr_ref_count = state->dr_ref_count_bp;
1153     }
1154
1155   ctrl = aarch64_point_encode_ctrl_reg (type, len);
1156
1157   /* Find the entry that matches the ADDR and CTRL.  */
1158   for (i = 0; i < num_regs; ++i)
1159     if (dr_addr_p[i] == addr && dr_ctrl_p[i] == ctrl)
1160       {
1161         gdb_assert (dr_ref_count[i] != 0);
1162         break;
1163       }
1164
1165   /* Not found.  */
1166   if (i == num_regs)
1167     return -1;
1168
1169   /* Clear our cache.  */
1170   if (--dr_ref_count[i] == 0)
1171     {
1172       /* Clear the enable bit.  */
1173       ctrl &= ~1;
1174       dr_addr_p[i] = 0;
1175       dr_ctrl_p[i] = ctrl;
1176       /* Notify the change.  */
1177       aarch64_notify_debug_reg_change (state, is_watchpoint, i);
1178     }
1179
1180   return 0;
1181 }
1182
1183 /* Implement insertion and removal of a single breakpoint.  */
1184
1185 static int
1186 aarch64_handle_breakpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len, int is_insert)
1187 {
1188   struct aarch64_debug_reg_state *state;
1189
1190   /* The hardware breakpoint on AArch64 should always be 4-byte
1191      aligned.  */
1192   if (!aarch64_point_is_aligned (0 /* is_watchpoint */ , addr, len))
1193     return -1;
1194
1195   state = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1196
1197   if (is_insert)
1198     return aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, addr, len);
1199   else
1200     return aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, addr, len);
1201 }
1202
1203 /* Insert a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
1204    Return 0 on success, -1 on failure.  */
1205
1206 static int
1207 aarch64_linux_insert_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
1208                                     struct gdbarch *gdbarch,
1209                                     struct bp_target_info *bp_tgt)
1210 {
1211   int ret;
1212   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
1213   const int len = 4;
1214   const int type = hw_execute;
1215
1216   if (debug_hw_points)
1217     fprintf_unfiltered
1218       (gdb_stdlog,
1219        "insert_hw_breakpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d))\n",
1220        (unsigned long) addr, len);
1221
1222   ret = aarch64_handle_breakpoint (type, addr, len, 1 /* is_insert */);
1223
1224   if (debug_hw_points > 1)
1225     {
1226       struct aarch64_debug_reg_state *state
1227         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1228
1229       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1230                                     "insert_hw_watchpoint", addr, len, type);
1231     }
1232
1233   return ret;
1234 }
1235
1236 /* Remove a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
1237    Return 0 on success, -1 on failure.  */
1238
1239 static int
1240 aarch64_linux_remove_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
1241                                     struct gdbarch *gdbarch,
1242                                     struct bp_target_info *bp_tgt)
1243 {
1244   int ret;
1245   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
1246   const int len = 4;
1247   const int type = hw_execute;
1248
1249   if (debug_hw_points)
1250     fprintf_unfiltered
1251       (gdb_stdlog, "remove_hw_breakpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d))\n",
1252        (unsigned long) addr, len);
1253
1254   ret = aarch64_handle_breakpoint (type, addr, len, 0 /* is_insert */);
1255
1256   if (debug_hw_points > 1)
1257     {
1258       struct aarch64_debug_reg_state *state
1259         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1260
1261       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1262                                     "remove_hw_watchpoint", addr, len, type);
1263     }
1264
1265   return ret;
1266 }
1267
1268 /* This is essentially the same as aarch64_handle_breakpoint, apart
1269    from that it is an aligned watchpoint to be handled.  */
1270
1271 static int
1272 aarch64_handle_aligned_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len,
1273                                    int is_insert)
1274 {
1275   struct aarch64_debug_reg_state *state
1276     = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1277
1278   if (is_insert)
1279     return aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, addr, len);
1280   else
1281     return aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, addr, len);
1282 }
1283
1284 /* Insert/remove unaligned watchpoint by calling
1285    aarch64_align_watchpoint repeatedly until the whole watched region,
1286    as represented by ADDR and LEN, has been properly aligned and ready
1287    to be written to one or more hardware watchpoint registers.
1288    IS_INSERT indicates whether this is an insertion or a deletion.
1289    Return 0 if succeed.  */
1290
1291 static int
1292 aarch64_handle_unaligned_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len,
1293                                      int is_insert)
1294 {
1295   struct aarch64_debug_reg_state *state
1296     = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1297
1298   while (len > 0)
1299     {
1300       CORE_ADDR aligned_addr;
1301       int aligned_len, ret;
1302
1303       aarch64_align_watchpoint (addr, len, &aligned_addr, &aligned_len,
1304                                 &addr, &len);
1305
1306       if (is_insert)
1307         ret = aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, aligned_addr,
1308                                                  aligned_len);
1309       else
1310         ret = aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, aligned_addr,
1311                                                  aligned_len);
1312
1313       if (debug_hw_points)
1314         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1315 "handle_unaligned_watchpoint: is_insert: %d\n"
1316 "                             aligned_addr: 0x%08lx, aligned_len: %d\n"
1317 "                                next_addr: 0x%08lx,    next_len: %d\n",
1318                  is_insert, aligned_addr, aligned_len, addr, len);
1319
1320       if (ret != 0)
1321         return ret;
1322     }
1323
1324   return 0;
1325 }
1326
1327 /* Implements insertion and removal of a single watchpoint.  */
1328
1329 static int
1330 aarch64_handle_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len, int is_insert)
1331 {
1332   if (aarch64_point_is_aligned (1 /* is_watchpoint */ , addr, len))
1333     return aarch64_handle_aligned_watchpoint (type, addr, len, is_insert);
1334   else
1335     return aarch64_handle_unaligned_watchpoint (type, addr, len, is_insert);
1336 }
1337
1338 /* Implement the "to_insert_watchpoint" target_ops method.
1339
1340    Insert a watchpoint to watch a memory region which starts at
1341    address ADDR and whose length is LEN bytes.  Watch memory accesses
1342    of the type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
1343
1344 static int
1345 aarch64_linux_insert_watchpoint (struct target_ops *self,
1346                                  CORE_ADDR addr, int len, int type,
1347                                  struct expression *cond)
1348 {
1349   int ret;
1350
1351   if (debug_hw_points)
1352     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1353                         "insert_watchpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d)\n",
1354                         (unsigned long) addr, len);
1355
1356   gdb_assert (type != hw_execute);
1357
1358   ret = aarch64_handle_watchpoint (type, addr, len, 1 /* is_insert */);
1359
1360   if (debug_hw_points > 1)
1361     {
1362       struct aarch64_debug_reg_state *state
1363         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1364
1365       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1366                                     "insert_watchpoint", addr, len, type);
1367     }
1368
1369   return ret;
1370 }
1371
1372 /* Implement the "to_remove_watchpoint" target_ops method.
1373    Remove a watchpoint that watched the memory region which starts at
1374    address ADDR, whose length is LEN bytes, and for accesses of the
1375    type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
1376
1377 static int
1378 aarch64_linux_remove_watchpoint (struct target_ops *self,
1379                                  CORE_ADDR addr, int len, int type,
1380                                  struct expression *cond)
1381 {
1382   int ret;
1383
1384   if (debug_hw_points)
1385     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1386                         "remove_watchpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d)\n",
1387                         (unsigned long) addr, len);
1388
1389   gdb_assert (type != hw_execute);
1390
1391   ret = aarch64_handle_watchpoint (type, addr, len, 0 /* is_insert */);
1392
1393   if (debug_hw_points > 1)
1394     {
1395       struct aarch64_debug_reg_state *state
1396         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1397
1398       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1399                                     "remove_watchpoint", addr, len, type);
1400     }
1401
1402   return ret;
1403 }
1404
1405 /* Implement the "to_region_ok_for_hw_watchpoint" target_ops method.  */
1406
1407 static int
1408 aarch64_linux_region_ok_for_hw_watchpoint (struct target_ops *self,
1409                                            CORE_ADDR addr, int len)
1410 {
1411   CORE_ADDR aligned_addr;
1412
1413   /* Can not set watchpoints for zero or negative lengths.  */
1414   if (len <= 0)
1415     return 0;
1416
1417   /* Must have hardware watchpoint debug register(s).  */
1418   if (aarch64_num_wp_regs == 0)
1419     return 0;
1420
1421   /* We support unaligned watchpoint address and arbitrary length,
1422      as long as the size of the whole watched area after alignment
1423      doesn't exceed size of the total area that all watchpoint debug
1424      registers can watch cooperatively.
1425
1426      This is a very relaxed rule, but unfortunately there are
1427      limitations, e.g. false-positive hits, due to limited support of
1428      hardware debug registers in the kernel.  See comment above
1429      aarch64_align_watchpoint for more information.  */
1430
1431   aligned_addr = addr & ~(AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG - 1);
1432   if (aligned_addr + aarch64_num_wp_regs * AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG
1433       < addr + len)
1434     return 0;
1435
1436   /* All tests passed so we are likely to be able to set the watchpoint.
1437      The reason that it is 'likely' rather than 'must' is because
1438      we don't check the current usage of the watchpoint registers, and
1439      there may not be enough registers available for this watchpoint.
1440      Ideally we should check the cached debug register state, however
1441      the checking is costly.  */
1442   return 1;
1443 }
1444
1445 /* Implement the "to_stopped_data_address" target_ops method.  */
1446
1447 static int
1448 aarch64_linux_stopped_data_address (struct target_ops *target,
1449                                     CORE_ADDR *addr_p)
1450 {
1451   siginfo_t siginfo;
1452   int i, tid;
1453   struct aarch64_debug_reg_state *state;
1454
1455   if (!linux_nat_get_siginfo (inferior_ptid, &siginfo))
1456     return 0;
1457
1458   /* This must be a hardware breakpoint.  */
1459   if (siginfo.si_signo != SIGTRAP
1460       || (siginfo.si_code & 0xffff) != TRAP_HWBKPT)
1461     return 0;
1462
1463   /* Check if the address matches any watched address.  */
1464   state = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1465   for (i = aarch64_num_wp_regs - 1; i >= 0; --i)
1466     {
1467       const unsigned int len = aarch64_watchpoint_length (state->dr_ctrl_wp[i]);
1468       const CORE_ADDR addr_trap = (CORE_ADDR) siginfo.si_addr;
1469       const CORE_ADDR addr_watch = state->dr_addr_wp[i];
1470
1471       if (state->dr_ref_count_wp[i]
1472           && DR_CONTROL_ENABLED (state->dr_ctrl_wp[i])
1473           && addr_trap >= addr_watch
1474           && addr_trap < addr_watch + len)
1475         {
1476           *addr_p = addr_trap;
1477           return 1;
1478         }
1479     }
1480
1481   return 0;
1482 }
1483
1484 /* Implement the "to_stopped_by_watchpoint" target_ops method.  */
1485
1486 static int
1487 aarch64_linux_stopped_by_watchpoint (struct target_ops *ops)
1488 {
1489   CORE_ADDR addr;
1490
1491   return aarch64_linux_stopped_data_address (ops, &addr);
1492 }
1493
1494 /* Implement the "to_watchpoint_addr_within_range" target_ops method.  */
1495
1496 static int
1497 aarch64_linux_watchpoint_addr_within_range (struct target_ops *target,
1498                                             CORE_ADDR addr,
1499                                             CORE_ADDR start, int length)
1500 {
1501   return start <= addr && start + length - 1 >= addr;
1502 }
1503
1504 /* Define AArch64 maintenance commands.  */
1505
1506 static void
1507 add_show_debug_regs_command (void)
1508 {
1509   /* A maintenance command to enable printing the internal DRi mirror
1510      variables.  */
1511   add_setshow_boolean_cmd ("show-debug-regs", class_maintenance,
1512                            &debug_hw_points, _("\
1513 Set whether to show variables that mirror the AArch64 debug registers."), _("\
1514 Show whether to show variables that mirror the AArch64 debug registers."), _("\
1515 Use \"on\" to enable, \"off\" to disable.\n\
1516 If enabled, the debug registers values are shown when GDB inserts\n\
1517 or removes a hardware breakpoint or watchpoint, and when the inferior\n\
1518 triggers a breakpoint or watchpoint."),
1519                            NULL,
1520                            NULL,
1521                            &maintenance_set_cmdlist,
1522                            &maintenance_show_cmdlist);
1523 }
1524
1525 /* -Wmissing-prototypes.  */
1526 void _initialize_aarch64_linux_nat (void);
1527
1528 void
1529 _initialize_aarch64_linux_nat (void)
1530 {
1531   struct target_ops *t;
1532
1533   /* Fill in the generic GNU/Linux methods.  */
1534   t = linux_target ();
1535
1536   add_show_debug_regs_command ();
1537
1538   /* Add our register access methods.  */
1539   t->to_fetch_registers = aarch64_linux_fetch_inferior_registers;
1540   t->to_store_registers = aarch64_linux_store_inferior_registers;
1541
1542   t->to_read_description = aarch64_linux_read_description;
1543
1544   t->to_can_use_hw_breakpoint = aarch64_linux_can_use_hw_breakpoint;
1545   t->to_insert_hw_breakpoint = aarch64_linux_insert_hw_breakpoint;
1546   t->to_remove_hw_breakpoint = aarch64_linux_remove_hw_breakpoint;
1547   t->to_region_ok_for_hw_watchpoint =
1548     aarch64_linux_region_ok_for_hw_watchpoint;
1549   t->to_insert_watchpoint = aarch64_linux_insert_watchpoint;
1550   t->to_remove_watchpoint = aarch64_linux_remove_watchpoint;
1551   t->to_stopped_by_watchpoint = aarch64_linux_stopped_by_watchpoint;
1552   t->to_stopped_data_address = aarch64_linux_stopped_data_address;
1553   t->to_watchpoint_addr_within_range =
1554     aarch64_linux_watchpoint_addr_within_range;
1555
1556   /* Override the GNU/Linux inferior startup hook.  */
1557   super_post_startup_inferior = t->to_post_startup_inferior;
1558   t->to_post_startup_inferior = aarch64_linux_child_post_startup_inferior;
1559
1560   /* Register the target.  */
1561   linux_nat_add_target (t);
1562   linux_nat_set_new_thread (t, aarch64_linux_new_thread);
1563   linux_nat_set_new_fork (t, aarch64_linux_new_fork);
1564   linux_nat_set_forget_process (t, aarch64_forget_process);
1565   linux_nat_set_prepare_to_resume (t, aarch64_linux_prepare_to_resume);
1566 }