2013-07-19 Hui Zhu <hui@codesourcery.com>
[external/binutils.git] / gdb / aarch64-linux-nat.c
1 /* Native-dependent code for GNU/Linux AArch64.
2
3    Copyright (C) 2011-2013 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 = TIDGET (ptid);
58
59   if (0 == tid)
60     tid = PIDGET (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   iov.iov_base = &regs;
316   iov.iov_len = sizeof (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
321   for (i = 0; i < count; i++)
322     {
323       regs.dbg_regs[i].addr = addr[i];
324       regs.dbg_regs[i].ctrl = ctrl[i];
325     }
326
327   if (ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid,
328               watchpoint ? NT_ARM_HW_WATCH : NT_ARM_HW_BREAK,
329               (void *) &iov))
330     error (_("Unexpected error setting hardware debug registers"));
331 }
332
333 struct aarch64_dr_update_callback_param
334 {
335   int is_watchpoint;
336   unsigned int idx;
337 };
338
339 /* Callback for iterate_over_lwps.  Records the
340    information about the change of one hardware breakpoint/watchpoint
341    setting for the thread LWP.
342    The information is passed in via PTR.
343    N.B.  The actual updating of hardware debug registers is not
344    carried out until the moment the thread is resumed.  */
345
346 static int
347 debug_reg_change_callback (struct lwp_info *lwp, void *ptr)
348 {
349   struct aarch64_dr_update_callback_param *param_p
350     = (struct aarch64_dr_update_callback_param *) ptr;
351   int pid = get_thread_id (lwp->ptid);
352   int idx = param_p->idx;
353   int is_watchpoint = param_p->is_watchpoint;
354   struct arch_lwp_info *info = lwp->arch_private;
355   dr_changed_t *dr_changed_ptr;
356   dr_changed_t dr_changed;
357
358   if (info == NULL)
359     info = lwp->arch_private = XCNEW (struct arch_lwp_info);
360
361   if (debug_hw_points)
362     {
363       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
364                           "debug_reg_change_callback: \n\tOn entry:\n");
365       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
366                           "\tpid%d, dr_changed_bp=0x%s, "
367                           "dr_changed_wp=0x%s\n",
368                           pid, phex (info->dr_changed_bp, 8),
369                           phex (info->dr_changed_wp, 8));
370     }
371
372   dr_changed_ptr = is_watchpoint ? &info->dr_changed_wp
373     : &info->dr_changed_bp;
374   dr_changed = *dr_changed_ptr;
375
376   gdb_assert (idx >= 0
377               && (idx <= (is_watchpoint ? aarch64_num_wp_regs
378                           : aarch64_num_bp_regs)));
379
380   /* The actual update is done later just before resuming the lwp,
381      we just mark that one register pair needs updating.  */
382   DR_MARK_N_CHANGED (dr_changed, idx);
383   *dr_changed_ptr = dr_changed;
384
385   /* If the lwp isn't stopped, force it to momentarily pause, so
386      we can update its debug registers.  */
387   if (!lwp->stopped)
388     linux_stop_lwp (lwp);
389
390   if (debug_hw_points)
391     {
392       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
393                           "\tOn exit:\n\tpid%d, dr_changed_bp=0x%s, "
394                           "dr_changed_wp=0x%s\n",
395                           pid, phex (info->dr_changed_bp, 8),
396                           phex (info->dr_changed_wp, 8));
397     }
398
399   /* Continue the iteration.  */
400   return 0;
401 }
402
403 /* Notify each thread that their IDXth breakpoint/watchpoint register
404    pair needs to be updated.  The message will be recorded in each
405    thread's arch-specific data area, the actual updating will be done
406    when the thread is resumed.  */
407
408 static void
409 aarch64_notify_debug_reg_change (const struct aarch64_debug_reg_state *state,
410                                  int is_watchpoint, unsigned int idx)
411 {
412   struct aarch64_dr_update_callback_param param;
413   ptid_t pid_ptid = pid_to_ptid (ptid_get_pid (inferior_ptid));
414
415   param.is_watchpoint = is_watchpoint;
416   param.idx = idx;
417
418   iterate_over_lwps (pid_ptid, debug_reg_change_callback, (void *) &param);
419 }
420
421 /* Print the values of the cached breakpoint/watchpoint registers.  */
422
423 static void
424 aarch64_show_debug_reg_state (struct aarch64_debug_reg_state *state,
425                               const char *func, CORE_ADDR addr,
426                               int len, int type)
427 {
428   int i;
429
430   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "%s", func);
431   if (addr || len)
432     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, " (addr=0x%08lx, len=%d, type=%s)",
433                         (unsigned long) addr, len,
434                         type == hw_write ? "hw-write-watchpoint"
435                         : (type == hw_read ? "hw-read-watchpoint"
436                            : (type == hw_access ? "hw-access-watchpoint"
437                               : (type == hw_execute ? "hw-breakpoint"
438                                  : "??unknown??"))));
439   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ":\n");
440
441   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\tBREAKPOINTs:\n");
442   for (i = 0; i < aarch64_num_bp_regs; i++)
443     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
444                         "\tBP%d: addr=0x%08lx, ctrl=0x%08x, ref.count=%d\n",
445                         i, state->dr_addr_bp[i],
446                         state->dr_ctrl_bp[i], state->dr_ref_count_bp[i]);
447
448   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\tWATCHPOINTs:\n");
449   for (i = 0; i < aarch64_num_wp_regs; i++)
450     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
451                         "\tWP%d: addr=0x%08lx, ctrl=0x%08x, ref.count=%d\n",
452                         i, state->dr_addr_wp[i],
453                         state->dr_ctrl_wp[i], state->dr_ref_count_wp[i]);
454 }
455
456 /* Fill GDB's register array with the general-purpose register values
457    from the current thread.  */
458
459 static void
460 fetch_gregs_from_thread (struct regcache *regcache)
461 {
462   int ret, regno, tid;
463   elf_gregset_t regs;
464   struct iovec iovec;
465
466   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
467
468   iovec.iov_base = &regs;
469   iovec.iov_len = sizeof (regs);
470
471   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
472   if (ret < 0)
473     perror_with_name (_("Unable to fetch general registers."));
474
475   for (regno = AARCH64_X0_REGNUM; regno <= AARCH64_CPSR_REGNUM; regno++)
476     regcache_raw_supply (regcache, regno,
477                          (char *) &regs[regno - AARCH64_X0_REGNUM]);
478 }
479
480 /* Store to the current thread the valid general-purpose register
481    values in the GDB's register array.  */
482
483 static void
484 store_gregs_to_thread (const struct regcache *regcache)
485 {
486   int ret, regno, tid;
487   elf_gregset_t regs;
488   struct iovec iovec;
489
490   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
491
492   iovec.iov_base = &regs;
493   iovec.iov_len = sizeof (regs);
494
495   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
496   if (ret < 0)
497     perror_with_name (_("Unable to fetch general registers."));
498
499   for (regno = AARCH64_X0_REGNUM; regno <= AARCH64_CPSR_REGNUM; regno++)
500     if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, regno))
501       regcache_raw_collect (regcache, regno,
502                             (char *) &regs[regno - AARCH64_X0_REGNUM]);
503
504   ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
505   if (ret < 0)
506     perror_with_name (_("Unable to store general registers."));
507 }
508
509 /* Fill GDB's register array with the fp/simd register values
510    from the current thread.  */
511
512 static void
513 fetch_fpregs_from_thread (struct regcache *regcache)
514 {
515   int ret, regno, tid;
516   elf_fpregset_t regs;
517   struct iovec iovec;
518
519   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
520
521   iovec.iov_base = &regs;
522   iovec.iov_len = sizeof (regs);
523
524   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
525   if (ret < 0)
526     perror_with_name (_("Unable to fetch FP/SIMD registers."));
527
528   for (regno = AARCH64_V0_REGNUM; regno <= AARCH64_V31_REGNUM; regno++)
529     regcache_raw_supply (regcache, regno,
530                          (char *) &regs.vregs[regno - AARCH64_V0_REGNUM]);
531
532   regcache_raw_supply (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM, (char *) &regs.fpsr);
533   regcache_raw_supply (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM, (char *) &regs.fpcr);
534 }
535
536 /* Store to the current thread the valid fp/simd register
537    values in the GDB's register array.  */
538
539 static void
540 store_fpregs_to_thread (const struct regcache *regcache)
541 {
542   int ret, regno, tid;
543   elf_fpregset_t regs;
544   struct iovec iovec;
545
546   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
547
548   iovec.iov_base = &regs;
549   iovec.iov_len = sizeof (regs);
550
551   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
552   if (ret < 0)
553     perror_with_name (_("Unable to fetch FP/SIMD registers."));
554
555   for (regno = AARCH64_V0_REGNUM; regno <= AARCH64_V31_REGNUM; regno++)
556     if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, regno))
557       regcache_raw_collect (regcache, regno,
558                             (char *) &regs.vregs[regno - AARCH64_V0_REGNUM]);
559
560   if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM))
561     regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM, (char *) &regs.fpsr);
562   if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM))
563     regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM, (char *) &regs.fpcr);
564
565   ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
566   if (ret < 0)
567     perror_with_name (_("Unable to store FP/SIMD registers."));
568 }
569
570 /* Implement the "to_fetch_register" target_ops method.  */
571
572 static void
573 aarch64_linux_fetch_inferior_registers (struct target_ops *ops,
574                                         struct regcache *regcache,
575                                         int regno)
576 {
577   if (regno == -1)
578     {
579       fetch_gregs_from_thread (regcache);
580       fetch_fpregs_from_thread (regcache);
581     }
582   else if (regno < AARCH64_V0_REGNUM)
583     fetch_gregs_from_thread (regcache);
584   else
585     fetch_fpregs_from_thread (regcache);
586 }
587
588 /* Implement the "to_store_register" target_ops method.  */
589
590 static void
591 aarch64_linux_store_inferior_registers (struct target_ops *ops,
592                                         struct regcache *regcache,
593                                         int regno)
594 {
595   if (regno == -1)
596     {
597       store_gregs_to_thread (regcache);
598       store_fpregs_to_thread (regcache);
599     }
600   else if (regno < AARCH64_V0_REGNUM)
601     store_gregs_to_thread (regcache);
602   else
603     store_fpregs_to_thread (regcache);
604 }
605
606 /* Fill register REGNO (if it is a general-purpose register) in
607    *GREGSETPS with the value in GDB's register array.  If REGNO is -1,
608    do this for all registers.  */
609
610 void
611 fill_gregset (const struct regcache *regcache,
612               gdb_gregset_t *gregsetp, int regno)
613 {
614   gdb_byte *gregs_buf = (gdb_byte *) gregsetp;
615   int i;
616
617   for (i = AARCH64_X0_REGNUM; i <= AARCH64_CPSR_REGNUM; i++)
618     if (regno == -1 || regno == i)
619       regcache_raw_collect (regcache, i,
620                             gregs_buf + X_REGISTER_SIZE
621                             * (i - AARCH64_X0_REGNUM));
622 }
623
624 /* Fill GDB's register array with the general-purpose register values
625    in *GREGSETP.  */
626
627 void
628 supply_gregset (struct regcache *regcache, const gdb_gregset_t *gregsetp)
629 {
630   aarch64_linux_supply_gregset (regcache, (const gdb_byte *) gregsetp);
631 }
632
633 /* Fill register REGNO (if it is a floating-point register) in
634    *FPREGSETP with the value in GDB's register array.  If REGNO is -1,
635    do this for all registers.  */
636
637 void
638 fill_fpregset (const struct regcache *regcache,
639                gdb_fpregset_t *fpregsetp, int regno)
640 {
641   gdb_byte *fpregs_buf = (gdb_byte *) fpregsetp;
642   int i;
643
644   for (i = AARCH64_V0_REGNUM; i <= AARCH64_V31_REGNUM; i++)
645     if (regno == -1 || regno == i)
646       regcache_raw_collect (regcache, i,
647                             fpregs_buf + V_REGISTER_SIZE
648                             * (i - AARCH64_V0_REGNUM));
649
650   if (regno == -1 || regno == AARCH64_FPSR_REGNUM)
651     regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM,
652                           fpregs_buf + V_REGISTER_SIZE * 32);
653
654   if (regno == -1 || regno == AARCH64_FPCR_REGNUM)
655     regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM,
656                           fpregs_buf + V_REGISTER_SIZE * 32 + 4);
657 }
658
659 /* Fill GDB's register array with the floating-point register values
660    in *FPREGSETP.  */
661
662 void
663 supply_fpregset (struct regcache *regcache, const gdb_fpregset_t *fpregsetp)
664 {
665   aarch64_linux_supply_fpregset (regcache, (const gdb_byte *) fpregsetp);
666 }
667
668 /* Called when resuming a thread.
669    The hardware debug registers are updated when there is any change.  */
670
671 static void
672 aarch64_linux_prepare_to_resume (struct lwp_info *lwp)
673 {
674   struct arch_lwp_info *info = lwp->arch_private;
675
676   /* NULL means this is the main thread still going through the shell,
677      or, no watchpoint has been set yet.  In that case, there's
678      nothing to do.  */
679   if (info == NULL)
680     return;
681
682   if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_bp)
683       || DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_wp))
684     {
685       int tid = GET_LWP (lwp->ptid);
686       struct aarch64_debug_reg_state *state
687         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (lwp->ptid));
688
689       if (debug_hw_points)
690         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "prepare_to_resume thread %d\n", tid);
691
692       /* Watchpoints.  */
693       if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_wp))
694         {
695           aarch64_linux_set_debug_regs (state, tid, 1);
696           DR_CLEAR_CHANGED (info->dr_changed_wp);
697         }
698
699       /* Breakpoints.  */
700       if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_bp))
701         {
702           aarch64_linux_set_debug_regs (state, tid, 0);
703           DR_CLEAR_CHANGED (info->dr_changed_bp);
704         }
705     }
706 }
707
708 static void
709 aarch64_linux_new_thread (struct lwp_info *lp)
710 {
711   struct arch_lwp_info *info = XCNEW (struct arch_lwp_info);
712
713   /* Mark that all the hardware breakpoint/watchpoint register pairs
714      for this thread need to be initialized.  */
715   DR_MARK_ALL_CHANGED (info->dr_changed_bp, aarch64_num_bp_regs);
716   DR_MARK_ALL_CHANGED (info->dr_changed_wp, aarch64_num_wp_regs);
717
718   lp->arch_private = info;
719 }
720
721 /* linux_nat_new_fork hook.   */
722
723 static void
724 aarch64_linux_new_fork (struct lwp_info *parent, pid_t child_pid)
725 {
726   pid_t parent_pid;
727   struct aarch64_debug_reg_state *parent_state;
728   struct aarch64_debug_reg_state *child_state;
729
730   /* NULL means no watchpoint has ever been set in the parent.  In
731      that case, there's nothing to do.  */
732   if (parent->arch_private == NULL)
733     return;
734
735   /* GDB core assumes the child inherits the watchpoints/hw
736      breakpoints of the parent, and will remove them all from the
737      forked off process.  Copy the debug registers mirrors into the
738      new process so that all breakpoints and watchpoints can be
739      removed together.  */
740
741   parent_pid = ptid_get_pid (parent->ptid);
742   parent_state = aarch64_get_debug_reg_state (parent_pid);
743   child_state = aarch64_get_debug_reg_state (child_pid);
744   *child_state = *parent_state;
745 }
746 \f
747
748 /* Called by libthread_db.  Returns a pointer to the thread local
749    storage (or its descriptor).  */
750
751 ps_err_e
752 ps_get_thread_area (const struct ps_prochandle *ph,
753                     lwpid_t lwpid, int idx, void **base)
754 {
755   struct iovec iovec;
756   uint64_t reg;
757
758   iovec.iov_base = &reg;
759   iovec.iov_len = sizeof (reg);
760
761   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, lwpid, NT_ARM_TLS, &iovec) != 0)
762     return PS_ERR;
763
764   /* IDX is the bias from the thread pointer to the beginning of the
765      thread descriptor.  It has to be subtracted due to implementation
766      quirks in libthread_db.  */
767   *base = (void *) (reg - idx);
768
769   return PS_OK;
770 }
771 \f
772
773 /* Get the hardware debug register capacity information.  */
774
775 static void
776 aarch64_linux_get_debug_reg_capacity (void)
777 {
778   int tid;
779   struct iovec iov;
780   struct user_hwdebug_state dreg_state;
781
782   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
783   iov.iov_base = &dreg_state;
784   iov.iov_len = sizeof (dreg_state);
785
786   /* Get hardware watchpoint register info.  */
787   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_HW_WATCH, &iov) == 0
788       && AARCH64_DEBUG_ARCH (dreg_state.dbg_info) == AARCH64_DEBUG_ARCH_V8)
789     {
790       aarch64_num_wp_regs = AARCH64_DEBUG_NUM_SLOTS (dreg_state.dbg_info);
791       if (aarch64_num_wp_regs > AARCH64_HWP_MAX_NUM)
792         {
793           warning (_("Unexpected number of hardware watchpoint registers"
794                      " reported by ptrace, got %d, expected %d."),
795                    aarch64_num_wp_regs, AARCH64_HWP_MAX_NUM);
796           aarch64_num_wp_regs = AARCH64_HWP_MAX_NUM;
797         }
798     }
799   else
800     {
801       warning (_("Unable to determine the number of hardware watchpoints"
802                  " available."));
803       aarch64_num_wp_regs = 0;
804     }
805
806   /* Get hardware breakpoint register info.  */
807   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_HW_BREAK, &iov) == 0
808       && AARCH64_DEBUG_ARCH (dreg_state.dbg_info) == AARCH64_DEBUG_ARCH_V8)
809     {
810       aarch64_num_bp_regs = AARCH64_DEBUG_NUM_SLOTS (dreg_state.dbg_info);
811       if (aarch64_num_bp_regs > AARCH64_HBP_MAX_NUM)
812         {
813           warning (_("Unexpected number of hardware breakpoint registers"
814                      " reported by ptrace, got %d, expected %d."),
815                    aarch64_num_bp_regs, AARCH64_HBP_MAX_NUM);
816           aarch64_num_bp_regs = AARCH64_HBP_MAX_NUM;
817         }
818     }
819   else
820     {
821       warning (_("Unable to determine the number of hardware breakpoints"
822                  " available."));
823       aarch64_num_bp_regs = 0;
824     }
825 }
826
827 static void (*super_post_startup_inferior) (ptid_t ptid);
828
829 /* Implement the "to_post_startup_inferior" target_ops method.  */
830
831 static void
832 aarch64_linux_child_post_startup_inferior (ptid_t ptid)
833 {
834   aarch64_forget_process (ptid_get_pid (ptid));
835   aarch64_linux_get_debug_reg_capacity ();
836   super_post_startup_inferior (ptid);
837 }
838
839 /* Implement the "to_read_description" target_ops method.  */
840
841 static const struct target_desc *
842 aarch64_linux_read_description (struct target_ops *ops)
843 {
844   initialize_tdesc_aarch64 ();
845   return tdesc_aarch64;
846 }
847
848 /* Given the (potentially unaligned) watchpoint address in ADDR and
849    length in LEN, return the aligned address and aligned length in
850    *ALIGNED_ADDR_P and *ALIGNED_LEN_P, respectively.  The returned
851    aligned address and length will be valid values to write to the
852    hardware watchpoint value and control registers.
853
854    The given watchpoint may get truncated if more than one hardware
855    register is needed to cover the watched region.  *NEXT_ADDR_P
856    and *NEXT_LEN_P, if non-NULL, will return the address and length
857    of the remaining part of the watchpoint (which can be processed
858    by calling this routine again to generate another aligned address
859    and length pair.
860
861    See the comment above the function of the same name in
862    gdbserver/linux-aarch64-low.c for more information.  */
863
864 static void
865 aarch64_align_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, CORE_ADDR *aligned_addr_p,
866                           int *aligned_len_p, CORE_ADDR *next_addr_p,
867                           int *next_len_p)
868 {
869   int aligned_len;
870   unsigned int offset;
871   CORE_ADDR aligned_addr;
872   const unsigned int alignment = AARCH64_HWP_ALIGNMENT;
873   const unsigned int max_wp_len = AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG;
874
875   /* As assumed by the algorithm.  */
876   gdb_assert (alignment == max_wp_len);
877
878   if (len <= 0)
879     return;
880
881   /* Address to be put into the hardware watchpoint value register
882      must be aligned.  */
883   offset = addr & (alignment - 1);
884   aligned_addr = addr - offset;
885
886   gdb_assert (offset >= 0 && offset < alignment);
887   gdb_assert (aligned_addr >= 0 && aligned_addr <= addr);
888   gdb_assert (offset + len > 0);
889
890   if (offset + len >= max_wp_len)
891     {
892       /* Need more than one watchpoint registers; truncate it at the
893          alignment boundary.  */
894       aligned_len = max_wp_len;
895       len -= (max_wp_len - offset);
896       addr += (max_wp_len - offset);
897       gdb_assert ((addr & (alignment - 1)) == 0);
898     }
899   else
900     {
901       /* Find the smallest valid length that is large enough to
902          accommodate this watchpoint.  */
903       static const unsigned char
904         aligned_len_array[AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG] =
905         { 1, 2, 4, 4, 8, 8, 8, 8 };
906
907       aligned_len = aligned_len_array[offset + len - 1];
908       addr += len;
909       len = 0;
910     }
911
912   if (aligned_addr_p)
913     *aligned_addr_p = aligned_addr;
914   if (aligned_len_p)
915     *aligned_len_p = aligned_len;
916   if (next_addr_p)
917     *next_addr_p = addr;
918   if (next_len_p)
919     *next_len_p = len;
920 }
921
922 /* Returns the number of hardware watchpoints of type TYPE that we can
923    set.  Value is positive if we can set CNT watchpoints, zero if
924    setting watchpoints of type TYPE is not supported, and negative if
925    CNT is more than the maximum number of watchpoints of type TYPE
926    that we can support.  TYPE is one of bp_hardware_watchpoint,
927    bp_read_watchpoint, bp_write_watchpoint, or bp_hardware_breakpoint.
928    CNT is the number of such watchpoints used so far (including this
929    one).  OTHERTYPE is non-zero if other types of watchpoints are
930    currently enabled.
931
932    We always return 1 here because we don't have enough information
933    about possible overlap of addresses that they want to watch.  As an
934    extreme example, consider the case where all the watchpoints watch
935    the same address and the same region length: then we can handle a
936    virtually unlimited number of watchpoints, due to debug register
937    sharing implemented via reference counts.  */
938
939 static int
940 aarch64_linux_can_use_hw_breakpoint (int type, int cnt, int othertype)
941 {
942   return 1;
943 }
944
945 /* ptrace expects control registers to be formatted as follows:
946
947    31                             13          5      3      1     0
948    +--------------------------------+----------+------+------+----+
949    |         RESERVED (SBZ)         |  LENGTH  | TYPE | PRIV | EN |
950    +--------------------------------+----------+------+------+----+
951
952    The TYPE field is ignored for breakpoints.  */
953
954 #define DR_CONTROL_ENABLED(ctrl)        (((ctrl) & 0x1) == 1)
955 #define DR_CONTROL_LENGTH(ctrl)         (((ctrl) >> 5) & 0xff)
956
957 /* Utility function that returns the length in bytes of a watchpoint
958    according to the content of a hardware debug control register CTRL.
959    Note that the kernel currently only supports the following Byte
960    Address Select (BAS) values: 0x1, 0x3, 0xf and 0xff, which means
961    that for a hardware watchpoint, its valid length can only be 1
962    byte, 2 bytes, 4 bytes or 8 bytes.  */
963
964 static inline unsigned int
965 aarch64_watchpoint_length (unsigned int ctrl)
966 {
967   switch (DR_CONTROL_LENGTH (ctrl))
968     {
969     case 0x01:
970       return 1;
971     case 0x03:
972       return 2;
973     case 0x0f:
974       return 4;
975     case 0xff:
976       return 8;
977     default:
978       return 0;
979     }
980 }
981
982 /* Given the hardware breakpoint or watchpoint type TYPE and its
983    length LEN, return the expected encoding for a hardware
984    breakpoint/watchpoint control register.  */
985
986 static unsigned int
987 aarch64_point_encode_ctrl_reg (int type, int len)
988 {
989   unsigned int ctrl, ttype;
990
991   /* type */
992   switch (type)
993     {
994     case hw_write:
995       ttype = 2;
996       break;
997     case hw_read:
998       ttype = 1;
999       break;
1000     case hw_access:
1001       ttype = 3;
1002       break;
1003     case hw_execute:
1004       ttype = 0;
1005       break;
1006     default:
1007       perror_with_name (_("Unrecognized breakpoint/watchpoint type"));
1008     }
1009   ctrl = ttype << 3;
1010
1011   /* length bitmask */
1012   ctrl |= ((1 << len) - 1) << 5;
1013   /* enabled at el0 */
1014   ctrl |= (2 << 1) | 1;
1015
1016   return ctrl;
1017 }
1018
1019 /* Addresses to be written to the hardware breakpoint and watchpoint
1020    value registers need to be aligned; the alignment is 4-byte and
1021    8-type respectively.  Linux kernel rejects any non-aligned address
1022    it receives from the related ptrace call.  Furthermore, the kernel
1023    currently only supports the following Byte Address Select (BAS)
1024    values: 0x1, 0x3, 0xf and 0xff, which means that for a hardware
1025    watchpoint to be accepted by the kernel (via ptrace call), its
1026    valid length can only be 1 byte, 2 bytes, 4 bytes or 8 bytes.
1027    Despite these limitations, the unaligned watchpoint is supported in
1028    this port.
1029
1030    Return 0 for any non-compliant ADDR and/or LEN; return 1 otherwise.  */
1031
1032 static int
1033 aarch64_point_is_aligned (int is_watchpoint, CORE_ADDR addr, int len)
1034 {
1035   unsigned int alignment = is_watchpoint ? AARCH64_HWP_ALIGNMENT
1036     : AARCH64_HBP_ALIGNMENT;
1037
1038   if (addr & (alignment - 1))
1039     return 0;
1040
1041   if (len != 8 && len != 4 && len != 2 && len != 1)
1042     return 0;
1043
1044   return 1;
1045 }
1046
1047 /* Record the insertion of one breakpoint/watchpoint, as represented
1048    by ADDR and CTRL, in the cached debug register state area *STATE.  */
1049
1050 static int
1051 aarch64_dr_state_insert_one_point (struct aarch64_debug_reg_state *state,
1052                                    int type, CORE_ADDR addr, int len)
1053 {
1054   int i, idx, num_regs, is_watchpoint;
1055   unsigned int ctrl, *dr_ctrl_p, *dr_ref_count;
1056   CORE_ADDR *dr_addr_p;
1057
1058   /* Set up state pointers.  */
1059   is_watchpoint = (type != hw_execute);
1060   gdb_assert (aarch64_point_is_aligned (is_watchpoint, addr, len));
1061   if (is_watchpoint)
1062     {
1063       num_regs = aarch64_num_wp_regs;
1064       dr_addr_p = state->dr_addr_wp;
1065       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_wp;
1066       dr_ref_count = state->dr_ref_count_wp;
1067     }
1068   else
1069     {
1070       num_regs = aarch64_num_bp_regs;
1071       dr_addr_p = state->dr_addr_bp;
1072       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_bp;
1073       dr_ref_count = state->dr_ref_count_bp;
1074     }
1075
1076   ctrl = aarch64_point_encode_ctrl_reg (type, len);
1077
1078   /* Find an existing or free register in our cache.  */
1079   idx = -1;
1080   for (i = 0; i < num_regs; ++i)
1081     {
1082       if ((dr_ctrl_p[i] & 1) == 0)
1083         {
1084           gdb_assert (dr_ref_count[i] == 0);
1085           idx = i;
1086           /* no break; continue hunting for an existing one.  */
1087         }
1088       else if (dr_addr_p[i] == addr && dr_ctrl_p[i] == ctrl)
1089         {
1090           gdb_assert (dr_ref_count[i] != 0);
1091           idx = i;
1092           break;
1093         }
1094     }
1095
1096   /* No space.  */
1097   if (idx == -1)
1098     return -1;
1099
1100   /* Update our cache.  */
1101   if ((dr_ctrl_p[idx] & 1) == 0)
1102     {
1103       /* new entry */
1104       dr_addr_p[idx] = addr;
1105       dr_ctrl_p[idx] = ctrl;
1106       dr_ref_count[idx] = 1;
1107       /* Notify the change.  */
1108       aarch64_notify_debug_reg_change (state, is_watchpoint, idx);
1109     }
1110   else
1111     {
1112       /* existing entry */
1113       dr_ref_count[idx]++;
1114     }
1115
1116   return 0;
1117 }
1118
1119 /* Record the removal of one breakpoint/watchpoint, as represented by
1120    ADDR and CTRL, in the cached debug register state area *STATE.  */
1121
1122 static int
1123 aarch64_dr_state_remove_one_point (struct aarch64_debug_reg_state *state,
1124                                    int type, CORE_ADDR addr, int len)
1125 {
1126   int i, num_regs, is_watchpoint;
1127   unsigned int ctrl, *dr_ctrl_p, *dr_ref_count;
1128   CORE_ADDR *dr_addr_p;
1129
1130   /* Set up state pointers.  */
1131   is_watchpoint = (type != hw_execute);
1132   gdb_assert (aarch64_point_is_aligned (is_watchpoint, addr, len));
1133   if (is_watchpoint)
1134     {
1135       num_regs = aarch64_num_wp_regs;
1136       dr_addr_p = state->dr_addr_wp;
1137       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_wp;
1138       dr_ref_count = state->dr_ref_count_wp;
1139     }
1140   else
1141     {
1142       num_regs = aarch64_num_bp_regs;
1143       dr_addr_p = state->dr_addr_bp;
1144       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_bp;
1145       dr_ref_count = state->dr_ref_count_bp;
1146     }
1147
1148   ctrl = aarch64_point_encode_ctrl_reg (type, len);
1149
1150   /* Find the entry that matches the ADDR and CTRL.  */
1151   for (i = 0; i < num_regs; ++i)
1152     if (dr_addr_p[i] == addr && dr_ctrl_p[i] == ctrl)
1153       {
1154         gdb_assert (dr_ref_count[i] != 0);
1155         break;
1156       }
1157
1158   /* Not found.  */
1159   if (i == num_regs)
1160     return -1;
1161
1162   /* Clear our cache.  */
1163   if (--dr_ref_count[i] == 0)
1164     {
1165       /* Clear the enable bit.  */
1166       ctrl &= ~1;
1167       dr_addr_p[i] = 0;
1168       dr_ctrl_p[i] = ctrl;
1169       /* Notify the change.  */
1170       aarch64_notify_debug_reg_change (state, is_watchpoint, i);
1171     }
1172
1173   return 0;
1174 }
1175
1176 /* Implement insertion and removal of a single breakpoint.  */
1177
1178 static int
1179 aarch64_handle_breakpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len, int is_insert)
1180 {
1181   struct aarch64_debug_reg_state *state;
1182
1183   /* The hardware breakpoint on AArch64 should always be 4-byte
1184      aligned.  */
1185   if (!aarch64_point_is_aligned (0 /* is_watchpoint */ , addr, len))
1186     return -1;
1187
1188   state = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1189
1190   if (is_insert)
1191     return aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, addr, len);
1192   else
1193     return aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, addr, len);
1194 }
1195
1196 /* Insert a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
1197    Return 0 on success, -1 on failure.  */
1198
1199 static int
1200 aarch64_linux_insert_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
1201                                     struct bp_target_info *bp_tgt)
1202 {
1203   int ret;
1204   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
1205   const int len = 4;
1206   const int type = hw_execute;
1207
1208   if (debug_hw_points)
1209     fprintf_unfiltered
1210       (gdb_stdlog,
1211        "insert_hw_breakpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d))\n",
1212        (unsigned long) addr, len);
1213
1214   ret = aarch64_handle_breakpoint (type, addr, len, 1 /* is_insert */);
1215
1216   if (debug_hw_points > 1)
1217     {
1218       struct aarch64_debug_reg_state *state
1219         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1220
1221       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1222                                     "insert_hw_watchpoint", addr, len, type);
1223     }
1224
1225   return ret;
1226 }
1227
1228 /* Remove a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
1229    Return 0 on success, -1 on failure.  */
1230
1231 static int
1232 aarch64_linux_remove_hw_breakpoint (struct gdbarch *gdbarch,
1233                                     struct bp_target_info *bp_tgt)
1234 {
1235   int ret;
1236   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
1237   const int len = 4;
1238   const int type = hw_execute;
1239
1240   if (debug_hw_points)
1241     fprintf_unfiltered
1242       (gdb_stdlog, "remove_hw_breakpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d))\n",
1243        (unsigned long) addr, len);
1244
1245   ret = aarch64_handle_breakpoint (type, addr, len, 0 /* is_insert */);
1246
1247   if (debug_hw_points > 1)
1248     {
1249       struct aarch64_debug_reg_state *state
1250         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1251
1252       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1253                                     "remove_hw_watchpoint", addr, len, type);
1254     }
1255
1256   return ret;
1257 }
1258
1259 /* This is essentially the same as aarch64_handle_breakpoint, apart
1260    from that it is an aligned watchpoint to be handled.  */
1261
1262 static int
1263 aarch64_handle_aligned_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len,
1264                                    int is_insert)
1265 {
1266   struct aarch64_debug_reg_state *state
1267     = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1268
1269   if (is_insert)
1270     return aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, addr, len);
1271   else
1272     return aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, addr, len);
1273 }
1274
1275 /* Insert/remove unaligned watchpoint by calling
1276    aarch64_align_watchpoint repeatedly until the whole watched region,
1277    as represented by ADDR and LEN, has been properly aligned and ready
1278    to be written to one or more hardware watchpoint registers.
1279    IS_INSERT indicates whether this is an insertion or a deletion.
1280    Return 0 if succeed.  */
1281
1282 static int
1283 aarch64_handle_unaligned_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len,
1284                                      int is_insert)
1285 {
1286   struct aarch64_debug_reg_state *state
1287     = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1288
1289   while (len > 0)
1290     {
1291       CORE_ADDR aligned_addr;
1292       int aligned_len, ret;
1293
1294       aarch64_align_watchpoint (addr, len, &aligned_addr, &aligned_len,
1295                                 &addr, &len);
1296
1297       if (is_insert)
1298         ret = aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, aligned_addr,
1299                                                  aligned_len);
1300       else
1301         ret = aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, aligned_addr,
1302                                                  aligned_len);
1303
1304       if (debug_hw_points)
1305         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1306 "handle_unaligned_watchpoint: is_insert: %d\n"
1307 "                             aligned_addr: 0x%08lx, aligned_len: %d\n"
1308 "                                next_addr: 0x%08lx,    next_len: %d\n",
1309                  is_insert, aligned_addr, aligned_len, addr, len);
1310
1311       if (ret != 0)
1312         return ret;
1313     }
1314
1315   return 0;
1316 }
1317
1318 /* Implements insertion and removal of a single watchpoint.  */
1319
1320 static int
1321 aarch64_handle_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len, int is_insert)
1322 {
1323   if (aarch64_point_is_aligned (1 /* is_watchpoint */ , addr, len))
1324     return aarch64_handle_aligned_watchpoint (type, addr, len, is_insert);
1325   else
1326     return aarch64_handle_unaligned_watchpoint (type, addr, len, is_insert);
1327 }
1328
1329 /* Implement the "to_insert_watchpoint" target_ops method.
1330
1331    Insert a watchpoint to watch a memory region which starts at
1332    address ADDR and whose length is LEN bytes.  Watch memory accesses
1333    of the type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
1334
1335 static int
1336 aarch64_linux_insert_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, int type,
1337                                  struct expression *cond)
1338 {
1339   int ret;
1340
1341   if (debug_hw_points)
1342     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1343                         "insert_watchpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d)\n",
1344                         (unsigned long) addr, len);
1345
1346   gdb_assert (type != hw_execute);
1347
1348   ret = aarch64_handle_watchpoint (type, addr, len, 1 /* is_insert */);
1349
1350   if (debug_hw_points > 1)
1351     {
1352       struct aarch64_debug_reg_state *state
1353         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1354
1355       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1356                                     "insert_watchpoint", addr, len, type);
1357     }
1358
1359   return ret;
1360 }
1361
1362 /* Implement the "to_remove_watchpoint" target_ops method.
1363    Remove a watchpoint that watched the memory region which starts at
1364    address ADDR, whose length is LEN bytes, and for accesses of the
1365    type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
1366
1367 static int
1368 aarch64_linux_remove_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, int type,
1369                                  struct expression *cond)
1370 {
1371   int ret;
1372
1373   if (debug_hw_points)
1374     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1375                         "remove_watchpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d)\n",
1376                         (unsigned long) addr, len);
1377
1378   gdb_assert (type != hw_execute);
1379
1380   ret = aarch64_handle_watchpoint (type, addr, len, 0 /* is_insert */);
1381
1382   if (debug_hw_points > 1)
1383     {
1384       struct aarch64_debug_reg_state *state
1385         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1386
1387       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1388                                     "remove_watchpoint", addr, len, type);
1389     }
1390
1391   return ret;
1392 }
1393
1394 /* Implement the "to_region_ok_for_hw_watchpoint" target_ops method.  */
1395
1396 static int
1397 aarch64_linux_region_ok_for_hw_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len)
1398 {
1399   CORE_ADDR aligned_addr;
1400
1401   /* Can not set watchpoints for zero or negative lengths.  */
1402   if (len <= 0)
1403     return 0;
1404
1405   /* Must have hardware watchpoint debug register(s).  */
1406   if (aarch64_num_wp_regs == 0)
1407     return 0;
1408
1409   /* We support unaligned watchpoint address and arbitrary length,
1410      as long as the size of the whole watched area after alignment
1411      doesn't exceed size of the total area that all watchpoint debug
1412      registers can watch cooperatively.
1413
1414      This is a very relaxed rule, but unfortunately there are
1415      limitations, e.g. false-positive hits, due to limited support of
1416      hardware debug registers in the kernel.  See comment above
1417      aarch64_align_watchpoint for more information.  */
1418
1419   aligned_addr = addr & ~(AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG - 1);
1420   if (aligned_addr + aarch64_num_wp_regs * AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG
1421       < addr + len)
1422     return 0;
1423
1424   /* All tests passed so we are likely to be able to set the watchpoint.
1425      The reason that it is 'likely' rather than 'must' is because
1426      we don't check the current usage of the watchpoint registers, and
1427      there may not be enough registers available for this watchpoint.
1428      Ideally we should check the cached debug register state, however
1429      the checking is costly.  */
1430   return 1;
1431 }
1432
1433 /* Implement the "to_stopped_data_address" target_ops method.  */
1434
1435 static int
1436 aarch64_linux_stopped_data_address (struct target_ops *target,
1437                                     CORE_ADDR *addr_p)
1438 {
1439   siginfo_t siginfo;
1440   int i, tid;
1441   struct aarch64_debug_reg_state *state;
1442
1443   if (!linux_nat_get_siginfo (inferior_ptid, &siginfo))
1444     return 0;
1445
1446   /* This must be a hardware breakpoint.  */
1447   if (siginfo.si_signo != SIGTRAP
1448       || (siginfo.si_code & 0xffff) != TRAP_HWBKPT)
1449     return 0;
1450
1451   /* Check if the address matches any watched address.  */
1452   state = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1453   for (i = aarch64_num_wp_regs - 1; i >= 0; --i)
1454     {
1455       const unsigned int len = aarch64_watchpoint_length (state->dr_ctrl_wp[i]);
1456       const CORE_ADDR addr_trap = (CORE_ADDR) siginfo.si_addr;
1457       const CORE_ADDR addr_watch = state->dr_addr_wp[i];
1458
1459       if (state->dr_ref_count_wp[i]
1460           && DR_CONTROL_ENABLED (state->dr_ctrl_wp[i])
1461           && addr_trap >= addr_watch
1462           && addr_trap < addr_watch + len)
1463         {
1464           *addr_p = addr_trap;
1465           return 1;
1466         }
1467     }
1468
1469   return 0;
1470 }
1471
1472 /* Implement the "to_stopped_by_watchpoint" target_ops method.  */
1473
1474 static int
1475 aarch64_linux_stopped_by_watchpoint (void)
1476 {
1477   CORE_ADDR addr;
1478
1479   return aarch64_linux_stopped_data_address (&current_target, &addr);
1480 }
1481
1482 /* Implement the "to_watchpoint_addr_within_range" target_ops method.  */
1483
1484 static int
1485 aarch64_linux_watchpoint_addr_within_range (struct target_ops *target,
1486                                             CORE_ADDR addr,
1487                                             CORE_ADDR start, int length)
1488 {
1489   return start <= addr && start + length - 1 >= addr;
1490 }
1491
1492 /* Define AArch64 maintenance commands.  */
1493
1494 static void
1495 add_show_debug_regs_command (void)
1496 {
1497   /* A maintenance command to enable printing the internal DRi mirror
1498      variables.  */
1499   add_setshow_boolean_cmd ("show-debug-regs", class_maintenance,
1500                            &debug_hw_points, _("\
1501 Set whether to show variables that mirror the AArch64 debug registers."), _("\
1502 Show whether to show variables that mirror the AArch64 debug registers."), _("\
1503 Use \"on\" to enable, \"off\" to disable.\n\
1504 If enabled, the debug registers values are shown when GDB inserts\n\
1505 or removes a hardware breakpoint or watchpoint, and when the inferior\n\
1506 triggers a breakpoint or watchpoint."),
1507                            NULL,
1508                            NULL,
1509                            &maintenance_set_cmdlist,
1510                            &maintenance_show_cmdlist);
1511 }
1512
1513 /* -Wmissing-prototypes.  */
1514 void _initialize_aarch64_linux_nat (void);
1515
1516 void
1517 _initialize_aarch64_linux_nat (void)
1518 {
1519   struct target_ops *t;
1520
1521   /* Fill in the generic GNU/Linux methods.  */
1522   t = linux_target ();
1523
1524   add_show_debug_regs_command ();
1525
1526   /* Add our register access methods.  */
1527   t->to_fetch_registers = aarch64_linux_fetch_inferior_registers;
1528   t->to_store_registers = aarch64_linux_store_inferior_registers;
1529
1530   t->to_read_description = aarch64_linux_read_description;
1531
1532   t->to_can_use_hw_breakpoint = aarch64_linux_can_use_hw_breakpoint;
1533   t->to_insert_hw_breakpoint = aarch64_linux_insert_hw_breakpoint;
1534   t->to_remove_hw_breakpoint = aarch64_linux_remove_hw_breakpoint;
1535   t->to_region_ok_for_hw_watchpoint =
1536     aarch64_linux_region_ok_for_hw_watchpoint;
1537   t->to_insert_watchpoint = aarch64_linux_insert_watchpoint;
1538   t->to_remove_watchpoint = aarch64_linux_remove_watchpoint;
1539   t->to_stopped_by_watchpoint = aarch64_linux_stopped_by_watchpoint;
1540   t->to_stopped_data_address = aarch64_linux_stopped_data_address;
1541   t->to_watchpoint_addr_within_range =
1542     aarch64_linux_watchpoint_addr_within_range;
1543
1544   /* Override the GNU/Linux inferior startup hook.  */
1545   super_post_startup_inferior = t->to_post_startup_inferior;
1546   t->to_post_startup_inferior = aarch64_linux_child_post_startup_inferior;
1547
1548   /* Register the target.  */
1549   linux_nat_add_target (t);
1550   linux_nat_set_new_thread (t, aarch64_linux_new_thread);
1551   linux_nat_set_new_fork (t, aarch64_linux_new_fork);
1552   linux_nat_set_forget_process (t, aarch64_forget_process);
1553   linux_nat_set_prepare_to_resume (t, aarch64_linux_prepare_to_resume);
1554 }