c4ddad5aea4d3d5f98b5bb5457cfa30fe52118ca
[external/binutils.git] / gdb / aarch64-linux-nat.c
1 /* Native-dependent code for GNU/Linux AArch64.
2
3    Copyright (C) 2011-2015 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 "aarch32-linux-nat.h"
33
34 #include "elf/external.h"
35 #include "elf/common.h"
36
37 #include <sys/ptrace.h>
38 #include <sys/utsname.h>
39 #include <asm/ptrace.h>
40
41 #include "gregset.h"
42
43 /* Defines ps_err_e, struct ps_prochandle.  */
44 #include "gdb_proc_service.h"
45
46 #ifndef TRAP_HWBKPT
47 #define TRAP_HWBKPT 0x0004
48 #endif
49
50 /* On GNU/Linux, threads are implemented as pseudo-processes, in which
51    case we may be tracing more than one process at a time.  In that
52    case, inferior_ptid will contain the main process ID and the
53    individual thread (process) ID.  get_thread_id () is used to get
54    the thread id if it's available, and the process id otherwise.  */
55
56 static int
57 get_thread_id (ptid_t ptid)
58 {
59   int tid = ptid_get_lwp (ptid);
60
61   if (0 == tid)
62     tid = ptid_get_pid (ptid);
63   return tid;
64 }
65
66 /* Macro definitions, data structures, and code for the hardware
67    breakpoint and hardware watchpoint support follow.  We use the
68    following abbreviations throughout the code:
69
70    hw - hardware
71    bp - breakpoint
72    wp - watchpoint  */
73
74 /* Maximum number of hardware breakpoint and watchpoint registers.
75    Neither of these values may exceed the width of dr_changed_t
76    measured in bits.  */
77
78 #define AARCH64_HBP_MAX_NUM 16
79 #define AARCH64_HWP_MAX_NUM 16
80
81 /* Alignment requirement in bytes for addresses written to
82    hardware breakpoint and watchpoint value registers.
83
84    A ptrace call attempting to set an address that does not meet the
85    alignment criteria will fail.  Limited support has been provided in
86    this port for unaligned watchpoints, such that from a GDB user
87    perspective, an unaligned watchpoint may be requested.
88
89    This is achieved by minimally enlarging the watched area to meet the
90    alignment requirement, and if necessary, splitting the watchpoint
91    over several hardware watchpoint registers.  */
92
93 #define AARCH64_HBP_ALIGNMENT 4
94 #define AARCH64_HWP_ALIGNMENT 8
95
96 /* The maximum length of a memory region that can be watched by one
97    hardware watchpoint register.  */
98
99 #define AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG 8
100
101 /* ptrace hardware breakpoint resource info is formatted as follows:
102
103    31             24             16               8              0
104    +---------------+--------------+---------------+---------------+
105    |   RESERVED    |   RESERVED   |   DEBUG_ARCH  |  NUM_SLOTS    |
106    +---------------+--------------+---------------+---------------+  */
107
108
109 /* Macros to extract fields from the hardware debug information word.  */
110 #define AARCH64_DEBUG_NUM_SLOTS(x) ((x) & 0xff)
111 #define AARCH64_DEBUG_ARCH(x) (((x) >> 8) & 0xff)
112
113 /* Macro for the expected version of the ARMv8-A debug architecture.  */
114 #define AARCH64_DEBUG_ARCH_V8 0x6
115
116 /* Number of hardware breakpoints/watchpoints the target supports.
117    They are initialized with values obtained via the ptrace calls
118    with NT_ARM_HW_BREAK and NT_ARM_HW_WATCH respectively.  */
119
120 static int aarch64_num_bp_regs;
121 static int aarch64_num_wp_regs;
122
123 /* Each bit of a variable of this type is used to indicate whether a
124    hardware breakpoint or watchpoint setting has been changed since
125    the last update.
126
127    Bit N corresponds to the Nth hardware breakpoint or watchpoint
128    setting which is managed in aarch64_debug_reg_state, where N is
129    valid between 0 and the total number of the hardware breakpoint or
130    watchpoint debug registers minus 1.
131
132    When bit N is 1, the corresponding breakpoint or watchpoint setting
133    has changed, and therefore the corresponding hardware debug
134    register needs to be updated via the ptrace interface.
135
136    In the per-thread arch-specific data area, we define two such
137    variables for per-thread hardware breakpoint and watchpoint
138    settings respectively.
139
140    This type is part of the mechanism which helps reduce the number of
141    ptrace calls to the kernel, i.e. avoid asking the kernel to write
142    to the debug registers with unchanged values.  */
143
144 typedef ULONGEST dr_changed_t;
145
146 /* Set each of the lower M bits of X to 1; assert X is wide enough.  */
147
148 #define DR_MARK_ALL_CHANGED(x, m)                                       \
149   do                                                                    \
150     {                                                                   \
151       gdb_assert (sizeof ((x)) * 8 >= (m));                             \
152       (x) = (((dr_changed_t)1 << (m)) - 1);                             \
153     } while (0)
154
155 #define DR_MARK_N_CHANGED(x, n)                                         \
156   do                                                                    \
157     {                                                                   \
158       (x) |= ((dr_changed_t)1 << (n));                                  \
159     } while (0)
160
161 #define DR_CLEAR_CHANGED(x)                                             \
162   do                                                                    \
163     {                                                                   \
164       (x) = 0;                                                          \
165     } while (0)
166
167 #define DR_HAS_CHANGED(x) ((x) != 0)
168 #define DR_N_HAS_CHANGED(x, n) ((x) & ((dr_changed_t)1 << (n)))
169
170 /* Structure for managing the hardware breakpoint/watchpoint resources.
171    DR_ADDR_* stores the address, DR_CTRL_* stores the control register
172    content, and DR_REF_COUNT_* counts the numbers of references to the
173    corresponding bp/wp, by which way the limited hardware resources
174    are not wasted on duplicated bp/wp settings (though so far gdb has
175    done a good job by not sending duplicated bp/wp requests).  */
176
177 struct aarch64_debug_reg_state
178 {
179   /* hardware breakpoint */
180   CORE_ADDR dr_addr_bp[AARCH64_HBP_MAX_NUM];
181   unsigned int dr_ctrl_bp[AARCH64_HBP_MAX_NUM];
182   unsigned int dr_ref_count_bp[AARCH64_HBP_MAX_NUM];
183
184   /* hardware watchpoint */
185   CORE_ADDR dr_addr_wp[AARCH64_HWP_MAX_NUM];
186   unsigned int dr_ctrl_wp[AARCH64_HWP_MAX_NUM];
187   unsigned int dr_ref_count_wp[AARCH64_HWP_MAX_NUM];
188 };
189
190 /* Per-process data.  We don't bind this to a per-inferior registry
191    because of targets like x86 GNU/Linux that need to keep track of
192    processes that aren't bound to any inferior (e.g., fork children,
193    checkpoints).  */
194
195 struct aarch64_process_info
196 {
197   /* Linked list.  */
198   struct aarch64_process_info *next;
199
200   /* The process identifier.  */
201   pid_t pid;
202
203   /* Copy of aarch64 hardware debug registers.  */
204   struct aarch64_debug_reg_state state;
205 };
206
207 static struct aarch64_process_info *aarch64_process_list = NULL;
208
209 /* Find process data for process PID.  */
210
211 static struct aarch64_process_info *
212 aarch64_find_process_pid (pid_t pid)
213 {
214   struct aarch64_process_info *proc;
215
216   for (proc = aarch64_process_list; proc; proc = proc->next)
217     if (proc->pid == pid)
218       return proc;
219
220   return NULL;
221 }
222
223 /* Add process data for process PID.  Returns newly allocated info
224    object.  */
225
226 static struct aarch64_process_info *
227 aarch64_add_process (pid_t pid)
228 {
229   struct aarch64_process_info *proc;
230
231   proc = xcalloc (1, sizeof (*proc));
232   proc->pid = pid;
233
234   proc->next = aarch64_process_list;
235   aarch64_process_list = proc;
236
237   return proc;
238 }
239
240 /* Get data specific info for process PID, creating it if necessary.
241    Never returns NULL.  */
242
243 static struct aarch64_process_info *
244 aarch64_process_info_get (pid_t pid)
245 {
246   struct aarch64_process_info *proc;
247
248   proc = aarch64_find_process_pid (pid);
249   if (proc == NULL)
250     proc = aarch64_add_process (pid);
251
252   return proc;
253 }
254
255 /* Called whenever GDB is no longer debugging process PID.  It deletes
256    data structures that keep track of debug register state.  */
257
258 static void
259 aarch64_forget_process (pid_t pid)
260 {
261   struct aarch64_process_info *proc, **proc_link;
262
263   proc = aarch64_process_list;
264   proc_link = &aarch64_process_list;
265
266   while (proc != NULL)
267     {
268       if (proc->pid == pid)
269         {
270           *proc_link = proc->next;
271
272           xfree (proc);
273           return;
274         }
275
276       proc_link = &proc->next;
277       proc = *proc_link;
278     }
279 }
280
281 /* Get debug registers state for process PID.  */
282
283 static struct aarch64_debug_reg_state *
284 aarch64_get_debug_reg_state (pid_t pid)
285 {
286   return &aarch64_process_info_get (pid)->state;
287 }
288
289 /* Per-thread arch-specific data we want to keep.  */
290
291 struct arch_lwp_info
292 {
293   /* When bit N is 1, it indicates the Nth hardware breakpoint or
294      watchpoint register pair needs to be updated when the thread is
295      resumed; see aarch64_linux_prepare_to_resume.  */
296   dr_changed_t dr_changed_bp;
297   dr_changed_t dr_changed_wp;
298 };
299
300 /* Call ptrace to set the thread TID's hardware breakpoint/watchpoint
301    registers with data from *STATE.  */
302
303 static void
304 aarch64_linux_set_debug_regs (const struct aarch64_debug_reg_state *state,
305                               int tid, int watchpoint)
306 {
307   int i, count;
308   struct iovec iov;
309   struct user_hwdebug_state regs;
310   const CORE_ADDR *addr;
311   const unsigned int *ctrl;
312
313   memset (&regs, 0, sizeof (regs));
314   iov.iov_base = &regs;
315   count = watchpoint ? aarch64_num_wp_regs : aarch64_num_bp_regs;
316   addr = watchpoint ? state->dr_addr_wp : state->dr_addr_bp;
317   ctrl = watchpoint ? state->dr_ctrl_wp : state->dr_ctrl_bp;
318   if (count == 0)
319     return;
320   iov.iov_len = (offsetof (struct user_hwdebug_state, dbg_regs[count - 1])
321                  + sizeof (regs.dbg_regs [count - 1]));
322
323   for (i = 0; i < count; i++)
324     {
325       regs.dbg_regs[i].addr = addr[i];
326       regs.dbg_regs[i].ctrl = ctrl[i];
327     }
328
329   if (ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid,
330               watchpoint ? NT_ARM_HW_WATCH : NT_ARM_HW_BREAK,
331               (void *) &iov))
332     error (_("Unexpected error setting hardware debug registers"));
333 }
334
335 struct aarch64_dr_update_callback_param
336 {
337   int is_watchpoint;
338   unsigned int idx;
339 };
340
341 /* Callback for iterate_over_lwps.  Records the
342    information about the change of one hardware breakpoint/watchpoint
343    setting for the thread LWP.
344    The information is passed in via PTR.
345    N.B.  The actual updating of hardware debug registers is not
346    carried out until the moment the thread is resumed.  */
347
348 static int
349 debug_reg_change_callback (struct lwp_info *lwp, void *ptr)
350 {
351   struct aarch64_dr_update_callback_param *param_p
352     = (struct aarch64_dr_update_callback_param *) ptr;
353   int pid = get_thread_id (lwp->ptid);
354   int idx = param_p->idx;
355   int is_watchpoint = param_p->is_watchpoint;
356   struct arch_lwp_info *info = lwp->arch_private;
357   dr_changed_t *dr_changed_ptr;
358   dr_changed_t dr_changed;
359
360   if (info == NULL)
361     info = lwp->arch_private = XCNEW (struct arch_lwp_info);
362
363   if (show_debug_regs)
364     {
365       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
366                           "debug_reg_change_callback: \n\tOn entry:\n");
367       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
368                           "\tpid%d, dr_changed_bp=0x%s, "
369                           "dr_changed_wp=0x%s\n",
370                           pid, phex (info->dr_changed_bp, 8),
371                           phex (info->dr_changed_wp, 8));
372     }
373
374   dr_changed_ptr = is_watchpoint ? &info->dr_changed_wp
375     : &info->dr_changed_bp;
376   dr_changed = *dr_changed_ptr;
377
378   gdb_assert (idx >= 0
379               && (idx <= (is_watchpoint ? aarch64_num_wp_regs
380                           : aarch64_num_bp_regs)));
381
382   /* The actual update is done later just before resuming the lwp,
383      we just mark that one register pair needs updating.  */
384   DR_MARK_N_CHANGED (dr_changed, idx);
385   *dr_changed_ptr = dr_changed;
386
387   /* If the lwp isn't stopped, force it to momentarily pause, so
388      we can update its debug registers.  */
389   if (!lwp->stopped)
390     linux_stop_lwp (lwp);
391
392   if (show_debug_regs)
393     {
394       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
395                           "\tOn exit:\n\tpid%d, dr_changed_bp=0x%s, "
396                           "dr_changed_wp=0x%s\n",
397                           pid, phex (info->dr_changed_bp, 8),
398                           phex (info->dr_changed_wp, 8));
399     }
400
401   /* Continue the iteration.  */
402   return 0;
403 }
404
405 /* Notify each thread that their IDXth breakpoint/watchpoint register
406    pair needs to be updated.  The message will be recorded in each
407    thread's arch-specific data area, the actual updating will be done
408    when the thread is resumed.  */
409
410 static void
411 aarch64_notify_debug_reg_change (const struct aarch64_debug_reg_state *state,
412                                  int is_watchpoint, unsigned int idx)
413 {
414   struct aarch64_dr_update_callback_param param;
415   ptid_t pid_ptid = pid_to_ptid (ptid_get_pid (inferior_ptid));
416
417   param.is_watchpoint = is_watchpoint;
418   param.idx = idx;
419
420   iterate_over_lwps (pid_ptid, debug_reg_change_callback, (void *) &param);
421 }
422
423 /* Print the values of the cached breakpoint/watchpoint registers.  */
424
425 static void
426 aarch64_show_debug_reg_state (struct aarch64_debug_reg_state *state,
427                               const char *func, CORE_ADDR addr,
428                               int len, int type)
429 {
430   int i;
431
432   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "%s", func);
433   if (addr || len)
434     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, " (addr=0x%08lx, len=%d, type=%s)",
435                         (unsigned long) addr, len,
436                         type == hw_write ? "hw-write-watchpoint"
437                         : (type == hw_read ? "hw-read-watchpoint"
438                            : (type == hw_access ? "hw-access-watchpoint"
439                               : (type == hw_execute ? "hw-breakpoint"
440                                  : "??unknown??"))));
441   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ":\n");
442
443   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\tBREAKPOINTs:\n");
444   for (i = 0; i < aarch64_num_bp_regs; i++)
445     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
446                         "\tBP%d: addr=0x%08lx, ctrl=0x%08x, ref.count=%d\n",
447                         i, state->dr_addr_bp[i],
448                         state->dr_ctrl_bp[i], state->dr_ref_count_bp[i]);
449
450   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\tWATCHPOINTs:\n");
451   for (i = 0; i < aarch64_num_wp_regs; i++)
452     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
453                         "\tWP%d: addr=0x%08lx, ctrl=0x%08x, ref.count=%d\n",
454                         i, state->dr_addr_wp[i],
455                         state->dr_ctrl_wp[i], state->dr_ref_count_wp[i]);
456 }
457
458 /* Fill GDB's register array with the general-purpose register values
459    from the current thread.  */
460
461 static void
462 fetch_gregs_from_thread (struct regcache *regcache)
463 {
464   int ret, tid;
465   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
466   elf_gregset_t regs;
467   struct iovec iovec;
468
469   /* Make sure REGS can hold all registers contents on both aarch64
470      and arm.  */
471   gdb_static_assert (sizeof (regs) >= 18 * 4);
472
473   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
474
475   iovec.iov_base = &regs;
476   if (gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->bits_per_word == 32)
477     iovec.iov_len = 18 * 4;
478   else
479     iovec.iov_len = sizeof (regs);
480
481   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
482   if (ret < 0)
483     perror_with_name (_("Unable to fetch general registers."));
484
485   if (gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->bits_per_word == 32)
486     aarch32_gp_regcache_supply (regcache, (uint32_t *) regs, 1);
487   else
488     {
489       int regno;
490
491       for (regno = AARCH64_X0_REGNUM; regno <= AARCH64_CPSR_REGNUM; regno++)
492         regcache_raw_supply (regcache, regno, &regs[regno - AARCH64_X0_REGNUM]);
493     }
494 }
495
496 /* Store to the current thread the valid general-purpose register
497    values in the GDB's register array.  */
498
499 static void
500 store_gregs_to_thread (const struct regcache *regcache)
501 {
502   int ret, tid;
503   elf_gregset_t regs;
504   struct iovec iovec;
505   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
506
507   /* Make sure REGS can hold all registers contents on both aarch64
508      and arm.  */
509   gdb_static_assert (sizeof (regs) >= 18 * 4);
510   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
511
512   iovec.iov_base = &regs;
513   if (gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->bits_per_word == 32)
514     iovec.iov_len = 18 * 4;
515   else
516     iovec.iov_len = sizeof (regs);
517
518   ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
519   if (ret < 0)
520     perror_with_name (_("Unable to fetch general registers."));
521
522   if (gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->bits_per_word == 32)
523     aarch32_gp_regcache_collect (regcache, (uint32_t *) regs, 1);
524   else
525     {
526       int regno;
527
528       for (regno = AARCH64_X0_REGNUM; regno <= AARCH64_CPSR_REGNUM; regno++)
529         if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, regno))
530           regcache_raw_collect (regcache, regno,
531                                 &regs[regno - AARCH64_X0_REGNUM]);
532     }
533
534   ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_PRSTATUS, &iovec);
535   if (ret < 0)
536     perror_with_name (_("Unable to store general registers."));
537 }
538
539 /* Fill GDB's register array with the fp/simd register values
540    from the current thread.  */
541
542 static void
543 fetch_fpregs_from_thread (struct regcache *regcache)
544 {
545   int ret, tid;
546   elf_fpregset_t regs;
547   struct iovec iovec;
548   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
549
550   /* Make sure REGS can hold all VFP registers contents on both aarch64
551      and arm.  */
552   gdb_static_assert (sizeof regs >= VFP_REGS_SIZE);
553
554   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
555
556   iovec.iov_base = &regs;
557
558   if (gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->bits_per_word == 32)
559     {
560       iovec.iov_len = VFP_REGS_SIZE;
561
562       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_VFP, &iovec);
563       if (ret < 0)
564         perror_with_name (_("Unable to fetch VFP registers."));
565
566       aarch32_vfp_regcache_supply (regcache, (gdb_byte *) &regs, 32);
567     }
568   else
569     {
570       int regno;
571
572       iovec.iov_len = sizeof (regs);
573
574       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
575       if (ret < 0)
576         perror_with_name (_("Unable to fetch vFP/SIMD registers."));
577
578       for (regno = AARCH64_V0_REGNUM; regno <= AARCH64_V31_REGNUM; regno++)
579         regcache_raw_supply (regcache, regno,
580                              &regs.vregs[regno - AARCH64_V0_REGNUM]);
581
582       regcache_raw_supply (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM, &regs.fpsr);
583       regcache_raw_supply (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM, &regs.fpcr);
584     }
585 }
586
587 /* Store to the current thread the valid fp/simd register
588    values in the GDB's register array.  */
589
590 static void
591 store_fpregs_to_thread (const struct regcache *regcache)
592 {
593   int ret, tid;
594   elf_fpregset_t regs;
595   struct iovec iovec;
596   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
597
598   /* Make sure REGS can hold all VFP registers contents on both aarch64
599      and arm.  */
600   gdb_static_assert (sizeof regs >= VFP_REGS_SIZE);
601   tid = get_thread_id (inferior_ptid);
602
603   iovec.iov_base = &regs;
604
605   if (gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->bits_per_word == 32)
606     {
607       iovec.iov_len = VFP_REGS_SIZE;
608
609       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_VFP, &iovec);
610       if (ret < 0)
611         perror_with_name (_("Unable to fetch VFP registers."));
612
613       aarch32_vfp_regcache_collect (regcache, (gdb_byte *) &regs, 32);
614     }
615   else
616     {
617       int regno;
618
619       iovec.iov_len = sizeof (regs);
620
621       ret = ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
622       if (ret < 0)
623         perror_with_name (_("Unable to fetch FP/SIMD registers."));
624
625       for (regno = AARCH64_V0_REGNUM; regno <= AARCH64_V31_REGNUM; regno++)
626         if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, regno))
627           regcache_raw_collect (regcache, regno,
628                                 (char *) &regs.vregs[regno - AARCH64_V0_REGNUM]);
629
630       if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM))
631         regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPSR_REGNUM,
632                               (char *) &regs.fpsr);
633       if (REG_VALID == regcache_register_status (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM))
634         regcache_raw_collect (regcache, AARCH64_FPCR_REGNUM,
635                               (char *) &regs.fpcr);
636     }
637
638   if (gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->bits_per_word == 32)
639     {
640       ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_ARM_VFP, &iovec);
641       if (ret < 0)
642         perror_with_name (_("Unable to store VFP registers."));
643     }
644   else
645     {
646       ret = ptrace (PTRACE_SETREGSET, tid, NT_FPREGSET, &iovec);
647       if (ret < 0)
648         perror_with_name (_("Unable to store FP/SIMD registers."));
649     }
650 }
651
652 /* Implement the "to_fetch_register" target_ops method.  */
653
654 static void
655 aarch64_linux_fetch_inferior_registers (struct target_ops *ops,
656                                         struct regcache *regcache,
657                                         int regno)
658 {
659   if (regno == -1)
660     {
661       fetch_gregs_from_thread (regcache);
662       fetch_fpregs_from_thread (regcache);
663     }
664   else if (regno < AARCH64_V0_REGNUM)
665     fetch_gregs_from_thread (regcache);
666   else
667     fetch_fpregs_from_thread (regcache);
668 }
669
670 /* Implement the "to_store_register" target_ops method.  */
671
672 static void
673 aarch64_linux_store_inferior_registers (struct target_ops *ops,
674                                         struct regcache *regcache,
675                                         int regno)
676 {
677   if (regno == -1)
678     {
679       store_gregs_to_thread (regcache);
680       store_fpregs_to_thread (regcache);
681     }
682   else if (regno < AARCH64_V0_REGNUM)
683     store_gregs_to_thread (regcache);
684   else
685     store_fpregs_to_thread (regcache);
686 }
687
688 /* Fill register REGNO (if it is a general-purpose register) in
689    *GREGSETPS with the value in GDB's register array.  If REGNO is -1,
690    do this for all registers.  */
691
692 void
693 fill_gregset (const struct regcache *regcache,
694               gdb_gregset_t *gregsetp, int regno)
695 {
696   regcache_collect_regset (&aarch64_linux_gregset, regcache,
697                            regno, (gdb_byte *) gregsetp,
698                            AARCH64_LINUX_SIZEOF_GREGSET);
699 }
700
701 /* Fill GDB's register array with the general-purpose register values
702    in *GREGSETP.  */
703
704 void
705 supply_gregset (struct regcache *regcache, const gdb_gregset_t *gregsetp)
706 {
707   regcache_supply_regset (&aarch64_linux_gregset, regcache, -1,
708                           (const gdb_byte *) gregsetp,
709                           AARCH64_LINUX_SIZEOF_GREGSET);
710 }
711
712 /* Fill register REGNO (if it is a floating-point register) in
713    *FPREGSETP with the value in GDB's register array.  If REGNO is -1,
714    do this for all registers.  */
715
716 void
717 fill_fpregset (const struct regcache *regcache,
718                gdb_fpregset_t *fpregsetp, int regno)
719 {
720   regcache_collect_regset (&aarch64_linux_fpregset, regcache,
721                            regno, (gdb_byte *) fpregsetp,
722                            AARCH64_LINUX_SIZEOF_FPREGSET);
723 }
724
725 /* Fill GDB's register array with the floating-point register values
726    in *FPREGSETP.  */
727
728 void
729 supply_fpregset (struct regcache *regcache, const gdb_fpregset_t *fpregsetp)
730 {
731   regcache_supply_regset (&aarch64_linux_fpregset, regcache, -1,
732                           (const gdb_byte *) fpregsetp,
733                           AARCH64_LINUX_SIZEOF_FPREGSET);
734 }
735
736 /* Called when resuming a thread.
737    The hardware debug registers are updated when there is any change.  */
738
739 static void
740 aarch64_linux_prepare_to_resume (struct lwp_info *lwp)
741 {
742   struct arch_lwp_info *info = lwp->arch_private;
743
744   /* NULL means this is the main thread still going through the shell,
745      or, no watchpoint has been set yet.  In that case, there's
746      nothing to do.  */
747   if (info == NULL)
748     return;
749
750   if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_bp)
751       || DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_wp))
752     {
753       int tid = ptid_get_lwp (lwp->ptid);
754       struct aarch64_debug_reg_state *state
755         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (lwp->ptid));
756
757       if (show_debug_regs)
758         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "prepare_to_resume thread %d\n", tid);
759
760       /* Watchpoints.  */
761       if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_wp))
762         {
763           aarch64_linux_set_debug_regs (state, tid, 1);
764           DR_CLEAR_CHANGED (info->dr_changed_wp);
765         }
766
767       /* Breakpoints.  */
768       if (DR_HAS_CHANGED (info->dr_changed_bp))
769         {
770           aarch64_linux_set_debug_regs (state, tid, 0);
771           DR_CLEAR_CHANGED (info->dr_changed_bp);
772         }
773     }
774 }
775
776 static void
777 aarch64_linux_new_thread (struct lwp_info *lp)
778 {
779   struct arch_lwp_info *info = XCNEW (struct arch_lwp_info);
780
781   /* Mark that all the hardware breakpoint/watchpoint register pairs
782      for this thread need to be initialized.  */
783   DR_MARK_ALL_CHANGED (info->dr_changed_bp, aarch64_num_bp_regs);
784   DR_MARK_ALL_CHANGED (info->dr_changed_wp, aarch64_num_wp_regs);
785
786   lp->arch_private = info;
787 }
788
789 /* linux_nat_new_fork hook.   */
790
791 static void
792 aarch64_linux_new_fork (struct lwp_info *parent, pid_t child_pid)
793 {
794   pid_t parent_pid;
795   struct aarch64_debug_reg_state *parent_state;
796   struct aarch64_debug_reg_state *child_state;
797
798   /* NULL means no watchpoint has ever been set in the parent.  In
799      that case, there's nothing to do.  */
800   if (parent->arch_private == NULL)
801     return;
802
803   /* GDB core assumes the child inherits the watchpoints/hw
804      breakpoints of the parent, and will remove them all from the
805      forked off process.  Copy the debug registers mirrors into the
806      new process so that all breakpoints and watchpoints can be
807      removed together.  */
808
809   parent_pid = ptid_get_pid (parent->ptid);
810   parent_state = aarch64_get_debug_reg_state (parent_pid);
811   child_state = aarch64_get_debug_reg_state (child_pid);
812   *child_state = *parent_state;
813 }
814 \f
815
816 /* Called by libthread_db.  Returns a pointer to the thread local
817    storage (or its descriptor).  */
818
819 ps_err_e
820 ps_get_thread_area (const struct ps_prochandle *ph,
821                     lwpid_t lwpid, int idx, void **base)
822 {
823   struct iovec iovec;
824   uint64_t reg;
825
826   iovec.iov_base = &reg;
827   iovec.iov_len = sizeof (reg);
828
829   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, lwpid, NT_ARM_TLS, &iovec) != 0)
830     return PS_ERR;
831
832   /* IDX is the bias from the thread pointer to the beginning of the
833      thread descriptor.  It has to be subtracted due to implementation
834      quirks in libthread_db.  */
835   *base = (void *) (reg - idx);
836
837   return PS_OK;
838 }
839 \f
840
841 /* Get the hardware debug register capacity information from the
842    inferior represented by PTID.  */
843
844 static void
845 aarch64_linux_get_debug_reg_capacity (ptid_t ptid)
846 {
847   int tid;
848   struct iovec iov;
849   struct user_hwdebug_state dreg_state;
850
851   tid = get_thread_id (ptid);
852   iov.iov_base = &dreg_state;
853   iov.iov_len = sizeof (dreg_state);
854
855   /* Get hardware watchpoint register info.  */
856   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_HW_WATCH, &iov) == 0
857       && AARCH64_DEBUG_ARCH (dreg_state.dbg_info) == AARCH64_DEBUG_ARCH_V8)
858     {
859       aarch64_num_wp_regs = AARCH64_DEBUG_NUM_SLOTS (dreg_state.dbg_info);
860       if (aarch64_num_wp_regs > AARCH64_HWP_MAX_NUM)
861         {
862           warning (_("Unexpected number of hardware watchpoint registers"
863                      " reported by ptrace, got %d, expected %d."),
864                    aarch64_num_wp_regs, AARCH64_HWP_MAX_NUM);
865           aarch64_num_wp_regs = AARCH64_HWP_MAX_NUM;
866         }
867     }
868   else
869     {
870       warning (_("Unable to determine the number of hardware watchpoints"
871                  " available."));
872       aarch64_num_wp_regs = 0;
873     }
874
875   /* Get hardware breakpoint register info.  */
876   if (ptrace (PTRACE_GETREGSET, tid, NT_ARM_HW_BREAK, &iov) == 0
877       && AARCH64_DEBUG_ARCH (dreg_state.dbg_info) == AARCH64_DEBUG_ARCH_V8)
878     {
879       aarch64_num_bp_regs = AARCH64_DEBUG_NUM_SLOTS (dreg_state.dbg_info);
880       if (aarch64_num_bp_regs > AARCH64_HBP_MAX_NUM)
881         {
882           warning (_("Unexpected number of hardware breakpoint registers"
883                      " reported by ptrace, got %d, expected %d."),
884                    aarch64_num_bp_regs, AARCH64_HBP_MAX_NUM);
885           aarch64_num_bp_regs = AARCH64_HBP_MAX_NUM;
886         }
887     }
888   else
889     {
890       warning (_("Unable to determine the number of hardware breakpoints"
891                  " available."));
892       aarch64_num_bp_regs = 0;
893     }
894 }
895
896 static void (*super_post_startup_inferior) (struct target_ops *self,
897                                             ptid_t ptid);
898
899 /* Implement the "to_post_startup_inferior" target_ops method.  */
900
901 static void
902 aarch64_linux_child_post_startup_inferior (struct target_ops *self,
903                                            ptid_t ptid)
904 {
905   aarch64_forget_process (ptid_get_pid (ptid));
906   aarch64_linux_get_debug_reg_capacity (ptid);
907   super_post_startup_inferior (self, ptid);
908 }
909
910 extern struct target_desc *tdesc_arm_with_vfpv3;
911 extern struct target_desc *tdesc_arm_with_neon;
912
913 /* Implement the "to_read_description" target_ops method.  */
914
915 static const struct target_desc *
916 aarch64_linux_read_description (struct target_ops *ops)
917 {
918   CORE_ADDR at_phent;
919
920   if (target_auxv_search (ops, AT_PHENT, &at_phent) == 1)
921     {
922       if (at_phent == sizeof (Elf64_External_Phdr))
923         return tdesc_aarch64;
924       else
925         {
926           CORE_ADDR arm_hwcap = 0;
927
928           if (target_auxv_search (ops, AT_HWCAP, &arm_hwcap) != 1)
929             return ops->beneath->to_read_description (ops->beneath);
930
931 #ifndef COMPAT_HWCAP_VFP
932 #define COMPAT_HWCAP_VFP        (1 << 6)
933 #endif
934 #ifndef COMPAT_HWCAP_NEON
935 #define COMPAT_HWCAP_NEON       (1 << 12)
936 #endif
937 #ifndef COMPAT_HWCAP_VFPv3
938 #define COMPAT_HWCAP_VFPv3      (1 << 13)
939 #endif
940
941           if (arm_hwcap & COMPAT_HWCAP_VFP)
942             {
943               char *buf;
944               const struct target_desc *result = NULL;
945
946               if (arm_hwcap & COMPAT_HWCAP_NEON)
947                 result = tdesc_arm_with_neon;
948               else if (arm_hwcap & COMPAT_HWCAP_VFPv3)
949                 result = tdesc_arm_with_vfpv3;
950
951               return result;
952             }
953
954           return NULL;
955         }
956     }
957
958   return tdesc_aarch64;
959 }
960
961 /* Given the (potentially unaligned) watchpoint address in ADDR and
962    length in LEN, return the aligned address and aligned length in
963    *ALIGNED_ADDR_P and *ALIGNED_LEN_P, respectively.  The returned
964    aligned address and length will be valid values to write to the
965    hardware watchpoint value and control registers.
966
967    The given watchpoint may get truncated if more than one hardware
968    register is needed to cover the watched region.  *NEXT_ADDR_P
969    and *NEXT_LEN_P, if non-NULL, will return the address and length
970    of the remaining part of the watchpoint (which can be processed
971    by calling this routine again to generate another aligned address
972    and length pair.
973
974    See the comment above the function of the same name in
975    gdbserver/linux-aarch64-low.c for more information.  */
976
977 static void
978 aarch64_align_watchpoint (CORE_ADDR addr, int len, CORE_ADDR *aligned_addr_p,
979                           int *aligned_len_p, CORE_ADDR *next_addr_p,
980                           int *next_len_p)
981 {
982   int aligned_len;
983   unsigned int offset;
984   CORE_ADDR aligned_addr;
985   const unsigned int alignment = AARCH64_HWP_ALIGNMENT;
986   const unsigned int max_wp_len = AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG;
987
988   /* As assumed by the algorithm.  */
989   gdb_assert (alignment == max_wp_len);
990
991   if (len <= 0)
992     return;
993
994   /* Address to be put into the hardware watchpoint value register
995      must be aligned.  */
996   offset = addr & (alignment - 1);
997   aligned_addr = addr - offset;
998
999   gdb_assert (offset >= 0 && offset < alignment);
1000   gdb_assert (aligned_addr >= 0 && aligned_addr <= addr);
1001   gdb_assert (offset + len > 0);
1002
1003   if (offset + len >= max_wp_len)
1004     {
1005       /* Need more than one watchpoint registers; truncate it at the
1006          alignment boundary.  */
1007       aligned_len = max_wp_len;
1008       len -= (max_wp_len - offset);
1009       addr += (max_wp_len - offset);
1010       gdb_assert ((addr & (alignment - 1)) == 0);
1011     }
1012   else
1013     {
1014       /* Find the smallest valid length that is large enough to
1015          accommodate this watchpoint.  */
1016       static const unsigned char
1017         aligned_len_array[AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG] =
1018         { 1, 2, 4, 4, 8, 8, 8, 8 };
1019
1020       aligned_len = aligned_len_array[offset + len - 1];
1021       addr += len;
1022       len = 0;
1023     }
1024
1025   if (aligned_addr_p)
1026     *aligned_addr_p = aligned_addr;
1027   if (aligned_len_p)
1028     *aligned_len_p = aligned_len;
1029   if (next_addr_p)
1030     *next_addr_p = addr;
1031   if (next_len_p)
1032     *next_len_p = len;
1033 }
1034
1035 /* Returns the number of hardware watchpoints of type TYPE that we can
1036    set.  Value is positive if we can set CNT watchpoints, zero if
1037    setting watchpoints of type TYPE is not supported, and negative if
1038    CNT is more than the maximum number of watchpoints of type TYPE
1039    that we can support.  TYPE is one of bp_hardware_watchpoint,
1040    bp_read_watchpoint, bp_write_watchpoint, or bp_hardware_breakpoint.
1041    CNT is the number of such watchpoints used so far (including this
1042    one).  OTHERTYPE is non-zero if other types of watchpoints are
1043    currently enabled.
1044
1045    We always return 1 here because we don't have enough information
1046    about possible overlap of addresses that they want to watch.  As an
1047    extreme example, consider the case where all the watchpoints watch
1048    the same address and the same region length: then we can handle a
1049    virtually unlimited number of watchpoints, due to debug register
1050    sharing implemented via reference counts.  */
1051
1052 static int
1053 aarch64_linux_can_use_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
1054                                      int type, int cnt, int othertype)
1055 {
1056   return 1;
1057 }
1058
1059 /* ptrace expects control registers to be formatted as follows:
1060
1061    31                             13          5      3      1     0
1062    +--------------------------------+----------+------+------+----+
1063    |         RESERVED (SBZ)         |  LENGTH  | TYPE | PRIV | EN |
1064    +--------------------------------+----------+------+------+----+
1065
1066    The TYPE field is ignored for breakpoints.  */
1067
1068 #define DR_CONTROL_ENABLED(ctrl)        (((ctrl) & 0x1) == 1)
1069 #define DR_CONTROL_LENGTH(ctrl)         (((ctrl) >> 5) & 0xff)
1070
1071 /* Utility function that returns the length in bytes of a watchpoint
1072    according to the content of a hardware debug control register CTRL.
1073    Note that the kernel currently only supports the following Byte
1074    Address Select (BAS) values: 0x1, 0x3, 0xf and 0xff, which means
1075    that for a hardware watchpoint, its valid length can only be 1
1076    byte, 2 bytes, 4 bytes or 8 bytes.  */
1077
1078 static inline unsigned int
1079 aarch64_watchpoint_length (unsigned int ctrl)
1080 {
1081   switch (DR_CONTROL_LENGTH (ctrl))
1082     {
1083     case 0x01:
1084       return 1;
1085     case 0x03:
1086       return 2;
1087     case 0x0f:
1088       return 4;
1089     case 0xff:
1090       return 8;
1091     default:
1092       return 0;
1093     }
1094 }
1095
1096 /* Given the hardware breakpoint or watchpoint type TYPE and its
1097    length LEN, return the expected encoding for a hardware
1098    breakpoint/watchpoint control register.  */
1099
1100 static unsigned int
1101 aarch64_point_encode_ctrl_reg (int type, int len)
1102 {
1103   unsigned int ctrl, ttype;
1104
1105   /* type */
1106   switch (type)
1107     {
1108     case hw_write:
1109       ttype = 2;
1110       break;
1111     case hw_read:
1112       ttype = 1;
1113       break;
1114     case hw_access:
1115       ttype = 3;
1116       break;
1117     case hw_execute:
1118       ttype = 0;
1119       break;
1120     default:
1121       perror_with_name (_("Unrecognized breakpoint/watchpoint type"));
1122     }
1123   ctrl = ttype << 3;
1124
1125   /* length bitmask */
1126   ctrl |= ((1 << len) - 1) << 5;
1127   /* enabled at el0 */
1128   ctrl |= (2 << 1) | 1;
1129
1130   return ctrl;
1131 }
1132
1133 /* Addresses to be written to the hardware breakpoint and watchpoint
1134    value registers need to be aligned; the alignment is 4-byte and
1135    8-type respectively.  Linux kernel rejects any non-aligned address
1136    it receives from the related ptrace call.  Furthermore, the kernel
1137    currently only supports the following Byte Address Select (BAS)
1138    values: 0x1, 0x3, 0xf and 0xff, which means that for a hardware
1139    watchpoint to be accepted by the kernel (via ptrace call), its
1140    valid length can only be 1 byte, 2 bytes, 4 bytes or 8 bytes.
1141    Despite these limitations, the unaligned watchpoint is supported in
1142    this port.
1143
1144    Return 0 for any non-compliant ADDR and/or LEN; return 1 otherwise.  */
1145
1146 static int
1147 aarch64_point_is_aligned (int is_watchpoint, CORE_ADDR addr, int len)
1148 {
1149   unsigned int alignment = is_watchpoint ? AARCH64_HWP_ALIGNMENT
1150     : AARCH64_HBP_ALIGNMENT;
1151
1152   if (addr & (alignment - 1))
1153     return 0;
1154
1155   if (len != 8 && len != 4 && len != 2 && len != 1)
1156     return 0;
1157
1158   return 1;
1159 }
1160
1161 /* Record the insertion of one breakpoint/watchpoint, as represented
1162    by ADDR and CTRL, in the cached debug register state area *STATE.  */
1163
1164 static int
1165 aarch64_dr_state_insert_one_point (struct aarch64_debug_reg_state *state,
1166                                    int type, CORE_ADDR addr, int len)
1167 {
1168   int i, idx, num_regs, is_watchpoint;
1169   unsigned int ctrl, *dr_ctrl_p, *dr_ref_count;
1170   CORE_ADDR *dr_addr_p;
1171
1172   /* Set up state pointers.  */
1173   is_watchpoint = (type != hw_execute);
1174   gdb_assert (aarch64_point_is_aligned (is_watchpoint, addr, len));
1175   if (is_watchpoint)
1176     {
1177       num_regs = aarch64_num_wp_regs;
1178       dr_addr_p = state->dr_addr_wp;
1179       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_wp;
1180       dr_ref_count = state->dr_ref_count_wp;
1181     }
1182   else
1183     {
1184       num_regs = aarch64_num_bp_regs;
1185       dr_addr_p = state->dr_addr_bp;
1186       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_bp;
1187       dr_ref_count = state->dr_ref_count_bp;
1188     }
1189
1190   ctrl = aarch64_point_encode_ctrl_reg (type, len);
1191
1192   /* Find an existing or free register in our cache.  */
1193   idx = -1;
1194   for (i = 0; i < num_regs; ++i)
1195     {
1196       if ((dr_ctrl_p[i] & 1) == 0)
1197         {
1198           gdb_assert (dr_ref_count[i] == 0);
1199           idx = i;
1200           /* no break; continue hunting for an existing one.  */
1201         }
1202       else if (dr_addr_p[i] == addr && dr_ctrl_p[i] == ctrl)
1203         {
1204           gdb_assert (dr_ref_count[i] != 0);
1205           idx = i;
1206           break;
1207         }
1208     }
1209
1210   /* No space.  */
1211   if (idx == -1)
1212     return -1;
1213
1214   /* Update our cache.  */
1215   if ((dr_ctrl_p[idx] & 1) == 0)
1216     {
1217       /* new entry */
1218       dr_addr_p[idx] = addr;
1219       dr_ctrl_p[idx] = ctrl;
1220       dr_ref_count[idx] = 1;
1221       /* Notify the change.  */
1222       aarch64_notify_debug_reg_change (state, is_watchpoint, idx);
1223     }
1224   else
1225     {
1226       /* existing entry */
1227       dr_ref_count[idx]++;
1228     }
1229
1230   return 0;
1231 }
1232
1233 /* Record the removal of one breakpoint/watchpoint, as represented by
1234    ADDR and CTRL, in the cached debug register state area *STATE.  */
1235
1236 static int
1237 aarch64_dr_state_remove_one_point (struct aarch64_debug_reg_state *state,
1238                                    int type, CORE_ADDR addr, int len)
1239 {
1240   int i, num_regs, is_watchpoint;
1241   unsigned int ctrl, *dr_ctrl_p, *dr_ref_count;
1242   CORE_ADDR *dr_addr_p;
1243
1244   /* Set up state pointers.  */
1245   is_watchpoint = (type != hw_execute);
1246   gdb_assert (aarch64_point_is_aligned (is_watchpoint, addr, len));
1247   if (is_watchpoint)
1248     {
1249       num_regs = aarch64_num_wp_regs;
1250       dr_addr_p = state->dr_addr_wp;
1251       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_wp;
1252       dr_ref_count = state->dr_ref_count_wp;
1253     }
1254   else
1255     {
1256       num_regs = aarch64_num_bp_regs;
1257       dr_addr_p = state->dr_addr_bp;
1258       dr_ctrl_p = state->dr_ctrl_bp;
1259       dr_ref_count = state->dr_ref_count_bp;
1260     }
1261
1262   ctrl = aarch64_point_encode_ctrl_reg (type, len);
1263
1264   /* Find the entry that matches the ADDR and CTRL.  */
1265   for (i = 0; i < num_regs; ++i)
1266     if (dr_addr_p[i] == addr && dr_ctrl_p[i] == ctrl)
1267       {
1268         gdb_assert (dr_ref_count[i] != 0);
1269         break;
1270       }
1271
1272   /* Not found.  */
1273   if (i == num_regs)
1274     return -1;
1275
1276   /* Clear our cache.  */
1277   if (--dr_ref_count[i] == 0)
1278     {
1279       /* Clear the enable bit.  */
1280       ctrl &= ~1;
1281       dr_addr_p[i] = 0;
1282       dr_ctrl_p[i] = ctrl;
1283       /* Notify the change.  */
1284       aarch64_notify_debug_reg_change (state, is_watchpoint, i);
1285     }
1286
1287   return 0;
1288 }
1289
1290 /* Implement insertion and removal of a single breakpoint.  */
1291
1292 static int
1293 aarch64_handle_breakpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len, int is_insert)
1294 {
1295   struct aarch64_debug_reg_state *state;
1296
1297   /* The hardware breakpoint on AArch64 should always be 4-byte
1298      aligned.  */
1299   if (!aarch64_point_is_aligned (0 /* is_watchpoint */ , addr, len))
1300     return -1;
1301
1302   state = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1303
1304   if (is_insert)
1305     return aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, addr, len);
1306   else
1307     return aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, addr, len);
1308 }
1309
1310 /* Insert a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->reqstd_address.
1311    Return 0 on success, -1 on failure.  */
1312
1313 static int
1314 aarch64_linux_insert_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
1315                                     struct gdbarch *gdbarch,
1316                                     struct bp_target_info *bp_tgt)
1317 {
1318   int ret;
1319   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address = bp_tgt->reqstd_address;
1320   const int len = 4;
1321   const int type = hw_execute;
1322
1323   if (show_debug_regs)
1324     fprintf_unfiltered
1325       (gdb_stdlog,
1326        "insert_hw_breakpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d))\n",
1327        (unsigned long) addr, len);
1328
1329   ret = aarch64_handle_breakpoint (type, addr, len, 1 /* is_insert */);
1330
1331   if (show_debug_regs)
1332     {
1333       struct aarch64_debug_reg_state *state
1334         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1335
1336       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1337                                     "insert_hw_breakpoint", addr, len, type);
1338     }
1339
1340   return ret;
1341 }
1342
1343 /* Remove a hardware-assisted breakpoint at BP_TGT->placed_address.
1344    Return 0 on success, -1 on failure.  */
1345
1346 static int
1347 aarch64_linux_remove_hw_breakpoint (struct target_ops *self,
1348                                     struct gdbarch *gdbarch,
1349                                     struct bp_target_info *bp_tgt)
1350 {
1351   int ret;
1352   CORE_ADDR addr = bp_tgt->placed_address;
1353   const int len = 4;
1354   const int type = hw_execute;
1355
1356   if (show_debug_regs)
1357     fprintf_unfiltered
1358       (gdb_stdlog, "remove_hw_breakpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d))\n",
1359        (unsigned long) addr, len);
1360
1361   ret = aarch64_handle_breakpoint (type, addr, len, 0 /* is_insert */);
1362
1363   if (show_debug_regs)
1364     {
1365       struct aarch64_debug_reg_state *state
1366         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1367
1368       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1369                                     "remove_hw_watchpoint", addr, len, type);
1370     }
1371
1372   return ret;
1373 }
1374
1375 /* This is essentially the same as aarch64_handle_breakpoint, apart
1376    from that it is an aligned watchpoint to be handled.  */
1377
1378 static int
1379 aarch64_handle_aligned_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len,
1380                                    int is_insert)
1381 {
1382   struct aarch64_debug_reg_state *state
1383     = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1384
1385   if (is_insert)
1386     return aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, addr, len);
1387   else
1388     return aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, addr, len);
1389 }
1390
1391 /* Insert/remove unaligned watchpoint by calling
1392    aarch64_align_watchpoint repeatedly until the whole watched region,
1393    as represented by ADDR and LEN, has been properly aligned and ready
1394    to be written to one or more hardware watchpoint registers.
1395    IS_INSERT indicates whether this is an insertion or a deletion.
1396    Return 0 if succeed.  */
1397
1398 static int
1399 aarch64_handle_unaligned_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len,
1400                                      int is_insert)
1401 {
1402   struct aarch64_debug_reg_state *state
1403     = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1404
1405   while (len > 0)
1406     {
1407       CORE_ADDR aligned_addr;
1408       int aligned_len, ret;
1409
1410       aarch64_align_watchpoint (addr, len, &aligned_addr, &aligned_len,
1411                                 &addr, &len);
1412
1413       if (is_insert)
1414         ret = aarch64_dr_state_insert_one_point (state, type, aligned_addr,
1415                                                  aligned_len);
1416       else
1417         ret = aarch64_dr_state_remove_one_point (state, type, aligned_addr,
1418                                                  aligned_len);
1419
1420       if (show_debug_regs)
1421         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1422 "handle_unaligned_watchpoint: is_insert: %d\n"
1423 "                             aligned_addr: 0x%08lx, aligned_len: %d\n"
1424 "                                next_addr: 0x%08lx,    next_len: %d\n",
1425                  is_insert, aligned_addr, aligned_len, addr, len);
1426
1427       if (ret != 0)
1428         return ret;
1429     }
1430
1431   return 0;
1432 }
1433
1434 /* Implements insertion and removal of a single watchpoint.  */
1435
1436 static int
1437 aarch64_handle_watchpoint (int type, CORE_ADDR addr, int len, int is_insert)
1438 {
1439   if (aarch64_point_is_aligned (1 /* is_watchpoint */ , addr, len))
1440     return aarch64_handle_aligned_watchpoint (type, addr, len, is_insert);
1441   else
1442     return aarch64_handle_unaligned_watchpoint (type, addr, len, is_insert);
1443 }
1444
1445 /* Implement the "to_insert_watchpoint" target_ops method.
1446
1447    Insert a watchpoint to watch a memory region which starts at
1448    address ADDR and whose length is LEN bytes.  Watch memory accesses
1449    of the type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
1450
1451 static int
1452 aarch64_linux_insert_watchpoint (struct target_ops *self,
1453                                  CORE_ADDR addr, int len, int type,
1454                                  struct expression *cond)
1455 {
1456   int ret;
1457
1458   if (show_debug_regs)
1459     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1460                         "insert_watchpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d)\n",
1461                         (unsigned long) addr, len);
1462
1463   gdb_assert (type != hw_execute);
1464
1465   ret = aarch64_handle_watchpoint (type, addr, len, 1 /* is_insert */);
1466
1467   if (show_debug_regs)
1468     {
1469       struct aarch64_debug_reg_state *state
1470         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1471
1472       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1473                                     "insert_watchpoint", addr, len, type);
1474     }
1475
1476   return ret;
1477 }
1478
1479 /* Implement the "to_remove_watchpoint" target_ops method.
1480    Remove a watchpoint that watched the memory region which starts at
1481    address ADDR, whose length is LEN bytes, and for accesses of the
1482    type TYPE.  Return 0 on success, -1 on failure.  */
1483
1484 static int
1485 aarch64_linux_remove_watchpoint (struct target_ops *self,
1486                                  CORE_ADDR addr, int len, int type,
1487                                  struct expression *cond)
1488 {
1489   int ret;
1490
1491   if (show_debug_regs)
1492     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1493                         "remove_watchpoint on entry (addr=0x%08lx, len=%d)\n",
1494                         (unsigned long) addr, len);
1495
1496   gdb_assert (type != hw_execute);
1497
1498   ret = aarch64_handle_watchpoint (type, addr, len, 0 /* is_insert */);
1499
1500   if (show_debug_regs)
1501     {
1502       struct aarch64_debug_reg_state *state
1503         = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1504
1505       aarch64_show_debug_reg_state (state,
1506                                     "remove_watchpoint", addr, len, type);
1507     }
1508
1509   return ret;
1510 }
1511
1512 /* Implement the "to_region_ok_for_hw_watchpoint" target_ops method.  */
1513
1514 static int
1515 aarch64_linux_region_ok_for_hw_watchpoint (struct target_ops *self,
1516                                            CORE_ADDR addr, int len)
1517 {
1518   CORE_ADDR aligned_addr;
1519
1520   /* Can not set watchpoints for zero or negative lengths.  */
1521   if (len <= 0)
1522     return 0;
1523
1524   /* Must have hardware watchpoint debug register(s).  */
1525   if (aarch64_num_wp_regs == 0)
1526     return 0;
1527
1528   /* We support unaligned watchpoint address and arbitrary length,
1529      as long as the size of the whole watched area after alignment
1530      doesn't exceed size of the total area that all watchpoint debug
1531      registers can watch cooperatively.
1532
1533      This is a very relaxed rule, but unfortunately there are
1534      limitations, e.g. false-positive hits, due to limited support of
1535      hardware debug registers in the kernel.  See comment above
1536      aarch64_align_watchpoint for more information.  */
1537
1538   aligned_addr = addr & ~(AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG - 1);
1539   if (aligned_addr + aarch64_num_wp_regs * AARCH64_HWP_MAX_LEN_PER_REG
1540       < addr + len)
1541     return 0;
1542
1543   /* All tests passed so we are likely to be able to set the watchpoint.
1544      The reason that it is 'likely' rather than 'must' is because
1545      we don't check the current usage of the watchpoint registers, and
1546      there may not be enough registers available for this watchpoint.
1547      Ideally we should check the cached debug register state, however
1548      the checking is costly.  */
1549   return 1;
1550 }
1551
1552 /* Implement the "to_stopped_data_address" target_ops method.  */
1553
1554 static int
1555 aarch64_linux_stopped_data_address (struct target_ops *target,
1556                                     CORE_ADDR *addr_p)
1557 {
1558   siginfo_t siginfo;
1559   int i, tid;
1560   struct aarch64_debug_reg_state *state;
1561
1562   if (!linux_nat_get_siginfo (inferior_ptid, &siginfo))
1563     return 0;
1564
1565   /* This must be a hardware breakpoint.  */
1566   if (siginfo.si_signo != SIGTRAP
1567       || (siginfo.si_code & 0xffff) != TRAP_HWBKPT)
1568     return 0;
1569
1570   /* Check if the address matches any watched address.  */
1571   state = aarch64_get_debug_reg_state (ptid_get_pid (inferior_ptid));
1572   for (i = aarch64_num_wp_regs - 1; i >= 0; --i)
1573     {
1574       const unsigned int len = aarch64_watchpoint_length (state->dr_ctrl_wp[i]);
1575       const CORE_ADDR addr_trap = (CORE_ADDR) siginfo.si_addr;
1576       const CORE_ADDR addr_watch = state->dr_addr_wp[i];
1577
1578       if (state->dr_ref_count_wp[i]
1579           && DR_CONTROL_ENABLED (state->dr_ctrl_wp[i])
1580           && addr_trap >= addr_watch
1581           && addr_trap < addr_watch + len)
1582         {
1583           *addr_p = addr_trap;
1584           return 1;
1585         }
1586     }
1587
1588   return 0;
1589 }
1590
1591 /* Implement the "to_stopped_by_watchpoint" target_ops method.  */
1592
1593 static int
1594 aarch64_linux_stopped_by_watchpoint (struct target_ops *ops)
1595 {
1596   CORE_ADDR addr;
1597
1598   return aarch64_linux_stopped_data_address (ops, &addr);
1599 }
1600
1601 /* Implement the "to_watchpoint_addr_within_range" target_ops method.  */
1602
1603 static int
1604 aarch64_linux_watchpoint_addr_within_range (struct target_ops *target,
1605                                             CORE_ADDR addr,
1606                                             CORE_ADDR start, int length)
1607 {
1608   return start <= addr && start + length - 1 >= addr;
1609 }
1610
1611 /* Define AArch64 maintenance commands.  */
1612
1613 static void
1614 add_show_debug_regs_command (void)
1615 {
1616   /* A maintenance command to enable printing the internal DRi mirror
1617      variables.  */
1618   add_setshow_boolean_cmd ("show-debug-regs", class_maintenance,
1619                            &show_debug_regs, _("\
1620 Set whether to show variables that mirror the AArch64 debug registers."), _("\
1621 Show whether to show variables that mirror the AArch64 debug registers."), _("\
1622 Use \"on\" to enable, \"off\" to disable.\n\
1623 If enabled, the debug registers values are shown when GDB inserts\n\
1624 or removes a hardware breakpoint or watchpoint, and when the inferior\n\
1625 triggers a breakpoint or watchpoint."),
1626                            NULL,
1627                            NULL,
1628                            &maintenance_set_cmdlist,
1629                            &maintenance_show_cmdlist);
1630 }
1631
1632 /* -Wmissing-prototypes.  */
1633 void _initialize_aarch64_linux_nat (void);
1634
1635 void
1636 _initialize_aarch64_linux_nat (void)
1637 {
1638   struct target_ops *t;
1639
1640   /* Fill in the generic GNU/Linux methods.  */
1641   t = linux_target ();
1642
1643   add_show_debug_regs_command ();
1644
1645   /* Add our register access methods.  */
1646   t->to_fetch_registers = aarch64_linux_fetch_inferior_registers;
1647   t->to_store_registers = aarch64_linux_store_inferior_registers;
1648
1649   t->to_read_description = aarch64_linux_read_description;
1650
1651   t->to_can_use_hw_breakpoint = aarch64_linux_can_use_hw_breakpoint;
1652   t->to_insert_hw_breakpoint = aarch64_linux_insert_hw_breakpoint;
1653   t->to_remove_hw_breakpoint = aarch64_linux_remove_hw_breakpoint;
1654   t->to_region_ok_for_hw_watchpoint =
1655     aarch64_linux_region_ok_for_hw_watchpoint;
1656   t->to_insert_watchpoint = aarch64_linux_insert_watchpoint;
1657   t->to_remove_watchpoint = aarch64_linux_remove_watchpoint;
1658   t->to_stopped_by_watchpoint = aarch64_linux_stopped_by_watchpoint;
1659   t->to_stopped_data_address = aarch64_linux_stopped_data_address;
1660   t->to_watchpoint_addr_within_range =
1661     aarch64_linux_watchpoint_addr_within_range;
1662
1663   /* Override the GNU/Linux inferior startup hook.  */
1664   super_post_startup_inferior = t->to_post_startup_inferior;
1665   t->to_post_startup_inferior = aarch64_linux_child_post_startup_inferior;
1666
1667   /* Register the target.  */
1668   linux_nat_add_target (t);
1669   linux_nat_set_new_thread (t, aarch64_linux_new_thread);
1670   linux_nat_set_new_fork (t, aarch64_linux_new_fork);
1671   linux_nat_set_forget_process (t, aarch64_forget_process);
1672   linux_nat_set_prepare_to_resume (t, aarch64_linux_prepare_to_resume);
1673 }