Modify AArch64 Assembly and disassembly functions to be able to fail and report why.
[external/binutils.git] / gdb / aarch64-tdep.c
1 /* Common target dependent code for GDB on AArch64 systems.
2
3    Copyright (C) 2009-2018 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 "frame.h"
24 #include "inferior.h"
25 #include "gdbcmd.h"
26 #include "gdbcore.h"
27 #include "dis-asm.h"
28 #include "regcache.h"
29 #include "reggroups.h"
30 #include "value.h"
31 #include "arch-utils.h"
32 #include "osabi.h"
33 #include "frame-unwind.h"
34 #include "frame-base.h"
35 #include "trad-frame.h"
36 #include "objfiles.h"
37 #include "dwarf2-frame.h"
38 #include "gdbtypes.h"
39 #include "prologue-value.h"
40 #include "target-descriptions.h"
41 #include "user-regs.h"
42 #include "language.h"
43 #include "infcall.h"
44 #include "ax.h"
45 #include "ax-gdb.h"
46 #include "selftest.h"
47
48 #include "aarch64-tdep.h"
49
50 #include "elf-bfd.h"
51 #include "elf/aarch64.h"
52
53 #include "vec.h"
54
55 #include "record.h"
56 #include "record-full.h"
57 #include "arch/aarch64-insn.h"
58
59 #include "opcode/aarch64.h"
60 #include <algorithm>
61
62 #define submask(x) ((1L << ((x) + 1)) - 1)
63 #define bit(obj,st) (((obj) >> (st)) & 1)
64 #define bits(obj,st,fn) (((obj) >> (st)) & submask ((fn) - (st)))
65
66 /* Pseudo register base numbers.  */
67 #define AARCH64_Q0_REGNUM 0
68 #define AARCH64_D0_REGNUM (AARCH64_Q0_REGNUM + AARCH64_D_REGISTER_COUNT)
69 #define AARCH64_S0_REGNUM (AARCH64_D0_REGNUM + 32)
70 #define AARCH64_H0_REGNUM (AARCH64_S0_REGNUM + 32)
71 #define AARCH64_B0_REGNUM (AARCH64_H0_REGNUM + 32)
72
73 /* The standard register names, and all the valid aliases for them.  */
74 static const struct
75 {
76   const char *const name;
77   int regnum;
78 } aarch64_register_aliases[] =
79 {
80   /* 64-bit register names.  */
81   {"fp", AARCH64_FP_REGNUM},
82   {"lr", AARCH64_LR_REGNUM},
83   {"sp", AARCH64_SP_REGNUM},
84
85   /* 32-bit register names.  */
86   {"w0", AARCH64_X0_REGNUM + 0},
87   {"w1", AARCH64_X0_REGNUM + 1},
88   {"w2", AARCH64_X0_REGNUM + 2},
89   {"w3", AARCH64_X0_REGNUM + 3},
90   {"w4", AARCH64_X0_REGNUM + 4},
91   {"w5", AARCH64_X0_REGNUM + 5},
92   {"w6", AARCH64_X0_REGNUM + 6},
93   {"w7", AARCH64_X0_REGNUM + 7},
94   {"w8", AARCH64_X0_REGNUM + 8},
95   {"w9", AARCH64_X0_REGNUM + 9},
96   {"w10", AARCH64_X0_REGNUM + 10},
97   {"w11", AARCH64_X0_REGNUM + 11},
98   {"w12", AARCH64_X0_REGNUM + 12},
99   {"w13", AARCH64_X0_REGNUM + 13},
100   {"w14", AARCH64_X0_REGNUM + 14},
101   {"w15", AARCH64_X0_REGNUM + 15},
102   {"w16", AARCH64_X0_REGNUM + 16},
103   {"w17", AARCH64_X0_REGNUM + 17},
104   {"w18", AARCH64_X0_REGNUM + 18},
105   {"w19", AARCH64_X0_REGNUM + 19},
106   {"w20", AARCH64_X0_REGNUM + 20},
107   {"w21", AARCH64_X0_REGNUM + 21},
108   {"w22", AARCH64_X0_REGNUM + 22},
109   {"w23", AARCH64_X0_REGNUM + 23},
110   {"w24", AARCH64_X0_REGNUM + 24},
111   {"w25", AARCH64_X0_REGNUM + 25},
112   {"w26", AARCH64_X0_REGNUM + 26},
113   {"w27", AARCH64_X0_REGNUM + 27},
114   {"w28", AARCH64_X0_REGNUM + 28},
115   {"w29", AARCH64_X0_REGNUM + 29},
116   {"w30", AARCH64_X0_REGNUM + 30},
117
118   /*  specials */
119   {"ip0", AARCH64_X0_REGNUM + 16},
120   {"ip1", AARCH64_X0_REGNUM + 17}
121 };
122
123 /* The required core 'R' registers.  */
124 static const char *const aarch64_r_register_names[] =
125 {
126   /* These registers must appear in consecutive RAW register number
127      order and they must begin with AARCH64_X0_REGNUM! */
128   "x0", "x1", "x2", "x3",
129   "x4", "x5", "x6", "x7",
130   "x8", "x9", "x10", "x11",
131   "x12", "x13", "x14", "x15",
132   "x16", "x17", "x18", "x19",
133   "x20", "x21", "x22", "x23",
134   "x24", "x25", "x26", "x27",
135   "x28", "x29", "x30", "sp",
136   "pc", "cpsr"
137 };
138
139 /* The FP/SIMD 'V' registers.  */
140 static const char *const aarch64_v_register_names[] =
141 {
142   /* These registers must appear in consecutive RAW register number
143      order and they must begin with AARCH64_V0_REGNUM! */
144   "v0", "v1", "v2", "v3",
145   "v4", "v5", "v6", "v7",
146   "v8", "v9", "v10", "v11",
147   "v12", "v13", "v14", "v15",
148   "v16", "v17", "v18", "v19",
149   "v20", "v21", "v22", "v23",
150   "v24", "v25", "v26", "v27",
151   "v28", "v29", "v30", "v31",
152   "fpsr",
153   "fpcr"
154 };
155
156 /* AArch64 prologue cache structure.  */
157 struct aarch64_prologue_cache
158 {
159   /* The program counter at the start of the function.  It is used to
160      identify this frame as a prologue frame.  */
161   CORE_ADDR func;
162
163   /* The program counter at the time this frame was created; i.e. where
164      this function was called from.  It is used to identify this frame as a
165      stub frame.  */
166   CORE_ADDR prev_pc;
167
168   /* The stack pointer at the time this frame was created; i.e. the
169      caller's stack pointer when this function was called.  It is used
170      to identify this frame.  */
171   CORE_ADDR prev_sp;
172
173   /* Is the target available to read from?  */
174   int available_p;
175
176   /* The frame base for this frame is just prev_sp - frame size.
177      FRAMESIZE is the distance from the frame pointer to the
178      initial stack pointer.  */
179   int framesize;
180
181   /* The register used to hold the frame pointer for this frame.  */
182   int framereg;
183
184   /* Saved register offsets.  */
185   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
186 };
187
188 static void
189 show_aarch64_debug (struct ui_file *file, int from_tty,
190                     struct cmd_list_element *c, const char *value)
191 {
192   fprintf_filtered (file, _("AArch64 debugging is %s.\n"), value);
193 }
194
195 namespace {
196
197 /* Abstract instruction reader.  */
198
199 class abstract_instruction_reader
200 {
201 public:
202   /* Read in one instruction.  */
203   virtual ULONGEST read (CORE_ADDR memaddr, int len,
204                          enum bfd_endian byte_order) = 0;
205 };
206
207 /* Instruction reader from real target.  */
208
209 class instruction_reader : public abstract_instruction_reader
210 {
211  public:
212   ULONGEST read (CORE_ADDR memaddr, int len, enum bfd_endian byte_order)
213     override
214   {
215     return read_code_unsigned_integer (memaddr, len, byte_order);
216   }
217 };
218
219 } // namespace
220
221 /* Analyze a prologue, looking for a recognizable stack frame
222    and frame pointer.  Scan until we encounter a store that could
223    clobber the stack frame unexpectedly, or an unknown instruction.  */
224
225 static CORE_ADDR
226 aarch64_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch,
227                           CORE_ADDR start, CORE_ADDR limit,
228                           struct aarch64_prologue_cache *cache,
229                           abstract_instruction_reader& reader)
230 {
231   enum bfd_endian byte_order_for_code = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
232   int i;
233   /* Track X registers and D registers in prologue.  */
234   pv_t regs[AARCH64_X_REGISTER_COUNT + AARCH64_D_REGISTER_COUNT];
235
236   for (i = 0; i < AARCH64_X_REGISTER_COUNT + AARCH64_D_REGISTER_COUNT; i++)
237     regs[i] = pv_register (i, 0);
238   pv_area stack (AARCH64_SP_REGNUM, gdbarch_addr_bit (gdbarch));
239
240   for (; start < limit; start += 4)
241     {
242       uint32_t insn;
243       aarch64_inst inst;
244
245       insn = reader.read (start, 4, byte_order_for_code);
246
247       if (aarch64_decode_insn (insn, &inst, 1, NULL) != 0)
248         break;
249
250       if (inst.opcode->iclass == addsub_imm
251           && (inst.opcode->op == OP_ADD
252               || strcmp ("sub", inst.opcode->name) == 0))
253         {
254           unsigned rd = inst.operands[0].reg.regno;
255           unsigned rn = inst.operands[1].reg.regno;
256
257           gdb_assert (aarch64_num_of_operands (inst.opcode) == 3);
258           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rd_SP);
259           gdb_assert (inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_Rn_SP);
260           gdb_assert (inst.operands[2].type == AARCH64_OPND_AIMM);
261
262           if (inst.opcode->op == OP_ADD)
263             {
264               regs[rd] = pv_add_constant (regs[rn],
265                                           inst.operands[2].imm.value);
266             }
267           else
268             {
269               regs[rd] = pv_add_constant (regs[rn],
270                                           -inst.operands[2].imm.value);
271             }
272         }
273       else if (inst.opcode->iclass == pcreladdr
274                && inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_ADDR_ADRP)
275         {
276           gdb_assert (aarch64_num_of_operands (inst.opcode) == 2);
277           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rd);
278
279           regs[inst.operands[0].reg.regno] = pv_unknown ();
280         }
281       else if (inst.opcode->iclass == branch_imm)
282         {
283           /* Stop analysis on branch.  */
284           break;
285         }
286       else if (inst.opcode->iclass == condbranch)
287         {
288           /* Stop analysis on branch.  */
289           break;
290         }
291       else if (inst.opcode->iclass == branch_reg)
292         {
293           /* Stop analysis on branch.  */
294           break;
295         }
296       else if (inst.opcode->iclass == compbranch)
297         {
298           /* Stop analysis on branch.  */
299           break;
300         }
301       else if (inst.opcode->op == OP_MOVZ)
302         {
303           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rd);
304           regs[inst.operands[0].reg.regno] = pv_unknown ();
305         }
306       else if (inst.opcode->iclass == log_shift
307                && strcmp (inst.opcode->name, "orr") == 0)
308         {
309           unsigned rd = inst.operands[0].reg.regno;
310           unsigned rn = inst.operands[1].reg.regno;
311           unsigned rm = inst.operands[2].reg.regno;
312
313           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rd);
314           gdb_assert (inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_Rn);
315           gdb_assert (inst.operands[2].type == AARCH64_OPND_Rm_SFT);
316
317           if (inst.operands[2].shifter.amount == 0
318               && rn == AARCH64_SP_REGNUM)
319             regs[rd] = regs[rm];
320           else
321             {
322               if (aarch64_debug)
323                 {
324                   debug_printf ("aarch64: prologue analysis gave up "
325                                 "addr=%s opcode=0x%x (orr x register)\n",
326                                 core_addr_to_string_nz (start), insn);
327                 }
328               break;
329             }
330         }
331       else if (inst.opcode->op == OP_STUR)
332         {
333           unsigned rt = inst.operands[0].reg.regno;
334           unsigned rn = inst.operands[1].addr.base_regno;
335           int is64
336             = (aarch64_get_qualifier_esize (inst.operands[0].qualifier) == 8);
337
338           gdb_assert (aarch64_num_of_operands (inst.opcode) == 2);
339           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rt);
340           gdb_assert (inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_ADDR_SIMM9);
341           gdb_assert (!inst.operands[1].addr.offset.is_reg);
342
343           stack.store (pv_add_constant (regs[rn],
344                                         inst.operands[1].addr.offset.imm),
345                        is64 ? 8 : 4, regs[rt]);
346         }
347       else if ((inst.opcode->iclass == ldstpair_off
348                 || (inst.opcode->iclass == ldstpair_indexed
349                     && inst.operands[2].addr.preind))
350                && strcmp ("stp", inst.opcode->name) == 0)
351         {
352           /* STP with addressing mode Pre-indexed and Base register.  */
353           unsigned rt1;
354           unsigned rt2;
355           unsigned rn = inst.operands[2].addr.base_regno;
356           int32_t imm = inst.operands[2].addr.offset.imm;
357
358           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rt
359                       || inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Ft);
360           gdb_assert (inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_Rt2
361                       || inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_Ft2);
362           gdb_assert (inst.operands[2].type == AARCH64_OPND_ADDR_SIMM7);
363           gdb_assert (!inst.operands[2].addr.offset.is_reg);
364
365           /* If recording this store would invalidate the store area
366              (perhaps because rn is not known) then we should abandon
367              further prologue analysis.  */
368           if (stack.store_would_trash (pv_add_constant (regs[rn], imm)))
369             break;
370
371           if (stack.store_would_trash (pv_add_constant (regs[rn], imm + 8)))
372             break;
373
374           rt1 = inst.operands[0].reg.regno;
375           rt2 = inst.operands[1].reg.regno;
376           if (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Ft)
377             {
378               /* Only bottom 64-bit of each V register (D register) need
379                  to be preserved.  */
380               gdb_assert (inst.operands[0].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_S_D);
381               rt1 += AARCH64_X_REGISTER_COUNT;
382               rt2 += AARCH64_X_REGISTER_COUNT;
383             }
384
385           stack.store (pv_add_constant (regs[rn], imm), 8,
386                        regs[rt1]);
387           stack.store (pv_add_constant (regs[rn], imm + 8), 8,
388                        regs[rt2]);
389
390           if (inst.operands[2].addr.writeback)
391             regs[rn] = pv_add_constant (regs[rn], imm);
392
393         }
394       else if ((inst.opcode->iclass == ldst_imm9 /* Signed immediate.  */
395                 || (inst.opcode->iclass == ldst_pos /* Unsigned immediate.  */
396                     && (inst.opcode->op == OP_STR_POS
397                         || inst.opcode->op == OP_STRF_POS)))
398                && inst.operands[1].addr.base_regno == AARCH64_SP_REGNUM
399                && strcmp ("str", inst.opcode->name) == 0)
400         {
401           /* STR (immediate) */
402           unsigned int rt = inst.operands[0].reg.regno;
403           int32_t imm = inst.operands[1].addr.offset.imm;
404           unsigned int rn = inst.operands[1].addr.base_regno;
405           bool is64
406             = (aarch64_get_qualifier_esize (inst.operands[0].qualifier) == 8);
407           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rt
408                       || inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Ft);
409
410           if (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Ft)
411             {
412               /* Only bottom 64-bit of each V register (D register) need
413                  to be preserved.  */
414               gdb_assert (inst.operands[0].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_S_D);
415               rt += AARCH64_X_REGISTER_COUNT;
416             }
417
418           stack.store (pv_add_constant (regs[rn], imm),
419                        is64 ? 8 : 4, regs[rt]);
420           if (inst.operands[1].addr.writeback)
421             regs[rn] = pv_add_constant (regs[rn], imm);
422         }
423       else if (inst.opcode->iclass == testbranch)
424         {
425           /* Stop analysis on branch.  */
426           break;
427         }
428       else
429         {
430           if (aarch64_debug)
431             {
432               debug_printf ("aarch64: prologue analysis gave up addr=%s"
433                             " opcode=0x%x\n",
434                             core_addr_to_string_nz (start), insn);
435             }
436           break;
437         }
438     }
439
440   if (cache == NULL)
441     return start;
442
443   if (pv_is_register (regs[AARCH64_FP_REGNUM], AARCH64_SP_REGNUM))
444     {
445       /* Frame pointer is fp.  Frame size is constant.  */
446       cache->framereg = AARCH64_FP_REGNUM;
447       cache->framesize = -regs[AARCH64_FP_REGNUM].k;
448     }
449   else if (pv_is_register (regs[AARCH64_SP_REGNUM], AARCH64_SP_REGNUM))
450     {
451       /* Try the stack pointer.  */
452       cache->framesize = -regs[AARCH64_SP_REGNUM].k;
453       cache->framereg = AARCH64_SP_REGNUM;
454     }
455   else
456     {
457       /* We're just out of luck.  We don't know where the frame is.  */
458       cache->framereg = -1;
459       cache->framesize = 0;
460     }
461
462   for (i = 0; i < AARCH64_X_REGISTER_COUNT; i++)
463     {
464       CORE_ADDR offset;
465
466       if (stack.find_reg (gdbarch, i, &offset))
467         cache->saved_regs[i].addr = offset;
468     }
469
470   for (i = 0; i < AARCH64_D_REGISTER_COUNT; i++)
471     {
472       int regnum = gdbarch_num_regs (gdbarch);
473       CORE_ADDR offset;
474
475       if (stack.find_reg (gdbarch, i + AARCH64_X_REGISTER_COUNT,
476                           &offset))
477         cache->saved_regs[i + regnum + AARCH64_D0_REGNUM].addr = offset;
478     }
479
480   return start;
481 }
482
483 static CORE_ADDR
484 aarch64_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch,
485                           CORE_ADDR start, CORE_ADDR limit,
486                           struct aarch64_prologue_cache *cache)
487 {
488   instruction_reader reader;
489
490   return aarch64_analyze_prologue (gdbarch, start, limit, cache,
491                                    reader);
492 }
493
494 #if GDB_SELF_TEST
495
496 namespace selftests {
497
498 /* Instruction reader from manually cooked instruction sequences.  */
499
500 class instruction_reader_test : public abstract_instruction_reader
501 {
502 public:
503   template<size_t SIZE>
504   explicit instruction_reader_test (const uint32_t (&insns)[SIZE])
505   : m_insns (insns), m_insns_size (SIZE)
506   {}
507
508   ULONGEST read (CORE_ADDR memaddr, int len, enum bfd_endian byte_order)
509     override
510   {
511     SELF_CHECK (len == 4);
512     SELF_CHECK (memaddr % 4 == 0);
513     SELF_CHECK (memaddr / 4 < m_insns_size);
514
515     return m_insns[memaddr / 4];
516   }
517
518 private:
519   const uint32_t *m_insns;
520   size_t m_insns_size;
521 };
522
523 static void
524 aarch64_analyze_prologue_test (void)
525 {
526   struct gdbarch_info info;
527
528   gdbarch_info_init (&info);
529   info.bfd_arch_info = bfd_scan_arch ("aarch64");
530
531   struct gdbarch *gdbarch = gdbarch_find_by_info (info);
532   SELF_CHECK (gdbarch != NULL);
533
534   /* Test the simple prologue in which frame pointer is used.  */
535   {
536     struct aarch64_prologue_cache cache;
537     cache.saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (gdbarch);
538
539     static const uint32_t insns[] = {
540       0xa9af7bfd, /* stp     x29, x30, [sp,#-272]! */
541       0x910003fd, /* mov     x29, sp */
542       0x97ffffe6, /* bl      0x400580 */
543     };
544     instruction_reader_test reader (insns);
545
546     CORE_ADDR end = aarch64_analyze_prologue (gdbarch, 0, 128, &cache, reader);
547     SELF_CHECK (end == 4 * 2);
548
549     SELF_CHECK (cache.framereg == AARCH64_FP_REGNUM);
550     SELF_CHECK (cache.framesize == 272);
551
552     for (int i = 0; i < AARCH64_X_REGISTER_COUNT; i++)
553       {
554         if (i == AARCH64_FP_REGNUM)
555           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -272);
556         else if (i == AARCH64_LR_REGNUM)
557           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -264);
558         else
559           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -1);
560       }
561
562     for (int i = 0; i < AARCH64_D_REGISTER_COUNT; i++)
563       {
564         int regnum = gdbarch_num_regs (gdbarch);
565
566         SELF_CHECK (cache.saved_regs[i + regnum + AARCH64_D0_REGNUM].addr
567                     == -1);
568       }
569   }
570
571   /* Test a prologue in which STR is used and frame pointer is not
572      used.  */
573   {
574     struct aarch64_prologue_cache cache;
575     cache.saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (gdbarch);
576
577     static const uint32_t insns[] = {
578       0xf81d0ff3, /* str        x19, [sp, #-48]! */
579       0xb9002fe0, /* str        w0, [sp, #44] */
580       0xf90013e1, /* str        x1, [sp, #32]*/
581       0xfd000fe0, /* str        d0, [sp, #24] */
582       0xaa0203f3, /* mov        x19, x2 */
583       0xf94013e0, /* ldr        x0, [sp, #32] */
584     };
585     instruction_reader_test reader (insns);
586
587     CORE_ADDR end = aarch64_analyze_prologue (gdbarch, 0, 128, &cache, reader);
588
589     SELF_CHECK (end == 4 * 5);
590
591     SELF_CHECK (cache.framereg == AARCH64_SP_REGNUM);
592     SELF_CHECK (cache.framesize == 48);
593
594     for (int i = 0; i < AARCH64_X_REGISTER_COUNT; i++)
595       {
596         if (i == 1)
597           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -16);
598         else if (i == 19)
599           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -48);
600         else
601           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -1);
602       }
603
604     for (int i = 0; i < AARCH64_D_REGISTER_COUNT; i++)
605       {
606         int regnum = gdbarch_num_regs (gdbarch);
607
608         if (i == 0)
609           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i + regnum + AARCH64_D0_REGNUM].addr
610                       == -24);
611         else
612           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i + regnum + AARCH64_D0_REGNUM].addr
613                       == -1);
614       }
615   }
616 }
617 } // namespace selftests
618 #endif /* GDB_SELF_TEST */
619
620 /* Implement the "skip_prologue" gdbarch method.  */
621
622 static CORE_ADDR
623 aarch64_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
624 {
625   CORE_ADDR func_addr, limit_pc;
626
627   /* See if we can determine the end of the prologue via the symbol
628      table.  If so, then return either PC, or the PC after the
629      prologue, whichever is greater.  */
630   if (find_pc_partial_function (pc, NULL, &func_addr, NULL))
631     {
632       CORE_ADDR post_prologue_pc
633         = skip_prologue_using_sal (gdbarch, func_addr);
634
635       if (post_prologue_pc != 0)
636         return std::max (pc, post_prologue_pc);
637     }
638
639   /* Can't determine prologue from the symbol table, need to examine
640      instructions.  */
641
642   /* Find an upper limit on the function prologue using the debug
643      information.  If the debug information could not be used to
644      provide that bound, then use an arbitrary large number as the
645      upper bound.  */
646   limit_pc = skip_prologue_using_sal (gdbarch, pc);
647   if (limit_pc == 0)
648     limit_pc = pc + 128;        /* Magic.  */
649
650   /* Try disassembling prologue.  */
651   return aarch64_analyze_prologue (gdbarch, pc, limit_pc, NULL);
652 }
653
654 /* Scan the function prologue for THIS_FRAME and populate the prologue
655    cache CACHE.  */
656
657 static void
658 aarch64_scan_prologue (struct frame_info *this_frame,
659                        struct aarch64_prologue_cache *cache)
660 {
661   CORE_ADDR block_addr = get_frame_address_in_block (this_frame);
662   CORE_ADDR prologue_start;
663   CORE_ADDR prologue_end;
664   CORE_ADDR prev_pc = get_frame_pc (this_frame);
665   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
666
667   cache->prev_pc = prev_pc;
668
669   /* Assume we do not find a frame.  */
670   cache->framereg = -1;
671   cache->framesize = 0;
672
673   if (find_pc_partial_function (block_addr, NULL, &prologue_start,
674                                 &prologue_end))
675     {
676       struct symtab_and_line sal = find_pc_line (prologue_start, 0);
677
678       if (sal.line == 0)
679         {
680           /* No line info so use the current PC.  */
681           prologue_end = prev_pc;
682         }
683       else if (sal.end < prologue_end)
684         {
685           /* The next line begins after the function end.  */
686           prologue_end = sal.end;
687         }
688
689       prologue_end = std::min (prologue_end, prev_pc);
690       aarch64_analyze_prologue (gdbarch, prologue_start, prologue_end, cache);
691     }
692   else
693     {
694       CORE_ADDR frame_loc;
695
696       frame_loc = get_frame_register_unsigned (this_frame, AARCH64_FP_REGNUM);
697       if (frame_loc == 0)
698         return;
699
700       cache->framereg = AARCH64_FP_REGNUM;
701       cache->framesize = 16;
702       cache->saved_regs[29].addr = 0;
703       cache->saved_regs[30].addr = 8;
704     }
705 }
706
707 /* Fill in *CACHE with information about the prologue of *THIS_FRAME.  This
708    function may throw an exception if the inferior's registers or memory is
709    not available.  */
710
711 static void
712 aarch64_make_prologue_cache_1 (struct frame_info *this_frame,
713                                struct aarch64_prologue_cache *cache)
714 {
715   CORE_ADDR unwound_fp;
716   int reg;
717
718   aarch64_scan_prologue (this_frame, cache);
719
720   if (cache->framereg == -1)
721     return;
722
723   unwound_fp = get_frame_register_unsigned (this_frame, cache->framereg);
724   if (unwound_fp == 0)
725     return;
726
727   cache->prev_sp = unwound_fp + cache->framesize;
728
729   /* Calculate actual addresses of saved registers using offsets
730      determined by aarch64_analyze_prologue.  */
731   for (reg = 0; reg < gdbarch_num_regs (get_frame_arch (this_frame)); reg++)
732     if (trad_frame_addr_p (cache->saved_regs, reg))
733       cache->saved_regs[reg].addr += cache->prev_sp;
734
735   cache->func = get_frame_func (this_frame);
736
737   cache->available_p = 1;
738 }
739
740 /* Allocate and fill in *THIS_CACHE with information about the prologue of
741    *THIS_FRAME.  Do not do this is if *THIS_CACHE was already allocated.
742    Return a pointer to the current aarch64_prologue_cache in
743    *THIS_CACHE.  */
744
745 static struct aarch64_prologue_cache *
746 aarch64_make_prologue_cache (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
747 {
748   struct aarch64_prologue_cache *cache;
749
750   if (*this_cache != NULL)
751     return (struct aarch64_prologue_cache *) *this_cache;
752
753   cache = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct aarch64_prologue_cache);
754   cache->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
755   *this_cache = cache;
756
757   TRY
758     {
759       aarch64_make_prologue_cache_1 (this_frame, cache);
760     }
761   CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
762     {
763       if (ex.error != NOT_AVAILABLE_ERROR)
764         throw_exception (ex);
765     }
766   END_CATCH
767
768   return cache;
769 }
770
771 /* Implement the "stop_reason" frame_unwind method.  */
772
773 static enum unwind_stop_reason
774 aarch64_prologue_frame_unwind_stop_reason (struct frame_info *this_frame,
775                                            void **this_cache)
776 {
777   struct aarch64_prologue_cache *cache
778     = aarch64_make_prologue_cache (this_frame, this_cache);
779
780   if (!cache->available_p)
781     return UNWIND_UNAVAILABLE;
782
783   /* Halt the backtrace at "_start".  */
784   if (cache->prev_pc <= gdbarch_tdep (get_frame_arch (this_frame))->lowest_pc)
785     return UNWIND_OUTERMOST;
786
787   /* We've hit a wall, stop.  */
788   if (cache->prev_sp == 0)
789     return UNWIND_OUTERMOST;
790
791   return UNWIND_NO_REASON;
792 }
793
794 /* Our frame ID for a normal frame is the current function's starting
795    PC and the caller's SP when we were called.  */
796
797 static void
798 aarch64_prologue_this_id (struct frame_info *this_frame,
799                           void **this_cache, struct frame_id *this_id)
800 {
801   struct aarch64_prologue_cache *cache
802     = aarch64_make_prologue_cache (this_frame, this_cache);
803
804   if (!cache->available_p)
805     *this_id = frame_id_build_unavailable_stack (cache->func);
806   else
807     *this_id = frame_id_build (cache->prev_sp, cache->func);
808 }
809
810 /* Implement the "prev_register" frame_unwind method.  */
811
812 static struct value *
813 aarch64_prologue_prev_register (struct frame_info *this_frame,
814                                 void **this_cache, int prev_regnum)
815 {
816   struct aarch64_prologue_cache *cache
817     = aarch64_make_prologue_cache (this_frame, this_cache);
818
819   /* If we are asked to unwind the PC, then we need to return the LR
820      instead.  The prologue may save PC, but it will point into this
821      frame's prologue, not the next frame's resume location.  */
822   if (prev_regnum == AARCH64_PC_REGNUM)
823     {
824       CORE_ADDR lr;
825
826       lr = frame_unwind_register_unsigned (this_frame, AARCH64_LR_REGNUM);
827       return frame_unwind_got_constant (this_frame, prev_regnum, lr);
828     }
829
830   /* SP is generally not saved to the stack, but this frame is
831      identified by the next frame's stack pointer at the time of the
832      call.  The value was already reconstructed into PREV_SP.  */
833   /*
834          +----------+  ^
835          | saved lr |  |
836       +->| saved fp |--+
837       |  |          |
838       |  |          |     <- Previous SP
839       |  +----------+
840       |  | saved lr |
841       +--| saved fp |<- FP
842          |          |
843          |          |<- SP
844          +----------+  */
845   if (prev_regnum == AARCH64_SP_REGNUM)
846     return frame_unwind_got_constant (this_frame, prev_regnum,
847                                       cache->prev_sp);
848
849   return trad_frame_get_prev_register (this_frame, cache->saved_regs,
850                                        prev_regnum);
851 }
852
853 /* AArch64 prologue unwinder.  */
854 struct frame_unwind aarch64_prologue_unwind =
855 {
856   NORMAL_FRAME,
857   aarch64_prologue_frame_unwind_stop_reason,
858   aarch64_prologue_this_id,
859   aarch64_prologue_prev_register,
860   NULL,
861   default_frame_sniffer
862 };
863
864 /* Allocate and fill in *THIS_CACHE with information about the prologue of
865    *THIS_FRAME.  Do not do this is if *THIS_CACHE was already allocated.
866    Return a pointer to the current aarch64_prologue_cache in
867    *THIS_CACHE.  */
868
869 static struct aarch64_prologue_cache *
870 aarch64_make_stub_cache (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
871 {
872   struct aarch64_prologue_cache *cache;
873
874   if (*this_cache != NULL)
875     return (struct aarch64_prologue_cache *) *this_cache;
876
877   cache = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct aarch64_prologue_cache);
878   cache->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
879   *this_cache = cache;
880
881   TRY
882     {
883       cache->prev_sp = get_frame_register_unsigned (this_frame,
884                                                     AARCH64_SP_REGNUM);
885       cache->prev_pc = get_frame_pc (this_frame);
886       cache->available_p = 1;
887     }
888   CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
889     {
890       if (ex.error != NOT_AVAILABLE_ERROR)
891         throw_exception (ex);
892     }
893   END_CATCH
894
895   return cache;
896 }
897
898 /* Implement the "stop_reason" frame_unwind method.  */
899
900 static enum unwind_stop_reason
901 aarch64_stub_frame_unwind_stop_reason (struct frame_info *this_frame,
902                                        void **this_cache)
903 {
904   struct aarch64_prologue_cache *cache
905     = aarch64_make_stub_cache (this_frame, this_cache);
906
907   if (!cache->available_p)
908     return UNWIND_UNAVAILABLE;
909
910   return UNWIND_NO_REASON;
911 }
912
913 /* Our frame ID for a stub frame is the current SP and LR.  */
914
915 static void
916 aarch64_stub_this_id (struct frame_info *this_frame,
917                       void **this_cache, struct frame_id *this_id)
918 {
919   struct aarch64_prologue_cache *cache
920     = aarch64_make_stub_cache (this_frame, this_cache);
921
922   if (cache->available_p)
923     *this_id = frame_id_build (cache->prev_sp, cache->prev_pc);
924   else
925     *this_id = frame_id_build_unavailable_stack (cache->prev_pc);
926 }
927
928 /* Implement the "sniffer" frame_unwind method.  */
929
930 static int
931 aarch64_stub_unwind_sniffer (const struct frame_unwind *self,
932                              struct frame_info *this_frame,
933                              void **this_prologue_cache)
934 {
935   CORE_ADDR addr_in_block;
936   gdb_byte dummy[4];
937
938   addr_in_block = get_frame_address_in_block (this_frame);
939   if (in_plt_section (addr_in_block)
940       /* We also use the stub winder if the target memory is unreadable
941          to avoid having the prologue unwinder trying to read it.  */
942       || target_read_memory (get_frame_pc (this_frame), dummy, 4) != 0)
943     return 1;
944
945   return 0;
946 }
947
948 /* AArch64 stub unwinder.  */
949 struct frame_unwind aarch64_stub_unwind =
950 {
951   NORMAL_FRAME,
952   aarch64_stub_frame_unwind_stop_reason,
953   aarch64_stub_this_id,
954   aarch64_prologue_prev_register,
955   NULL,
956   aarch64_stub_unwind_sniffer
957 };
958
959 /* Return the frame base address of *THIS_FRAME.  */
960
961 static CORE_ADDR
962 aarch64_normal_frame_base (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
963 {
964   struct aarch64_prologue_cache *cache
965     = aarch64_make_prologue_cache (this_frame, this_cache);
966
967   return cache->prev_sp - cache->framesize;
968 }
969
970 /* AArch64 default frame base information.  */
971 struct frame_base aarch64_normal_base =
972 {
973   &aarch64_prologue_unwind,
974   aarch64_normal_frame_base,
975   aarch64_normal_frame_base,
976   aarch64_normal_frame_base
977 };
978
979 /* Assuming THIS_FRAME is a dummy, return the frame ID of that
980    dummy frame.  The frame ID's base needs to match the TOS value
981    saved by save_dummy_frame_tos () and returned from
982    aarch64_push_dummy_call, and the PC needs to match the dummy
983    frame's breakpoint.  */
984
985 static struct frame_id
986 aarch64_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
987 {
988   return frame_id_build (get_frame_register_unsigned (this_frame,
989                                                       AARCH64_SP_REGNUM),
990                          get_frame_pc (this_frame));
991 }
992
993 /* Implement the "unwind_pc" gdbarch method.  */
994
995 static CORE_ADDR
996 aarch64_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
997 {
998   CORE_ADDR pc
999     = frame_unwind_register_unsigned (this_frame, AARCH64_PC_REGNUM);
1000
1001   return pc;
1002 }
1003
1004 /* Implement the "unwind_sp" gdbarch method.  */
1005
1006 static CORE_ADDR
1007 aarch64_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
1008 {
1009   return frame_unwind_register_unsigned (this_frame, AARCH64_SP_REGNUM);
1010 }
1011
1012 /* Return the value of the REGNUM register in the previous frame of
1013    *THIS_FRAME.  */
1014
1015 static struct value *
1016 aarch64_dwarf2_prev_register (struct frame_info *this_frame,
1017                               void **this_cache, int regnum)
1018 {
1019   CORE_ADDR lr;
1020
1021   switch (regnum)
1022     {
1023     case AARCH64_PC_REGNUM:
1024       lr = frame_unwind_register_unsigned (this_frame, AARCH64_LR_REGNUM);
1025       return frame_unwind_got_constant (this_frame, regnum, lr);
1026
1027     default:
1028       internal_error (__FILE__, __LINE__,
1029                       _("Unexpected register %d"), regnum);
1030     }
1031 }
1032
1033 /* Implement the "init_reg" dwarf2_frame_ops method.  */
1034
1035 static void
1036 aarch64_dwarf2_frame_init_reg (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
1037                                struct dwarf2_frame_state_reg *reg,
1038                                struct frame_info *this_frame)
1039 {
1040   switch (regnum)
1041     {
1042     case AARCH64_PC_REGNUM:
1043       reg->how = DWARF2_FRAME_REG_FN;
1044       reg->loc.fn = aarch64_dwarf2_prev_register;
1045       break;
1046     case AARCH64_SP_REGNUM:
1047       reg->how = DWARF2_FRAME_REG_CFA;
1048       break;
1049     }
1050 }
1051
1052 /* When arguments must be pushed onto the stack, they go on in reverse
1053    order.  The code below implements a FILO (stack) to do this.  */
1054
1055 typedef struct
1056 {
1057   /* Value to pass on stack.  It can be NULL if this item is for stack
1058      padding.  */
1059   const gdb_byte *data;
1060
1061   /* Size in bytes of value to pass on stack.  */
1062   int len;
1063 } stack_item_t;
1064
1065 DEF_VEC_O (stack_item_t);
1066
1067 /* Return the alignment (in bytes) of the given type.  */
1068
1069 static int
1070 aarch64_type_align (struct type *t)
1071 {
1072   int n;
1073   int align;
1074   int falign;
1075
1076   t = check_typedef (t);
1077   switch (TYPE_CODE (t))
1078     {
1079     default:
1080       /* Should never happen.  */
1081       internal_error (__FILE__, __LINE__, _("unknown type alignment"));
1082       return 4;
1083
1084     case TYPE_CODE_PTR:
1085     case TYPE_CODE_ENUM:
1086     case TYPE_CODE_INT:
1087     case TYPE_CODE_FLT:
1088     case TYPE_CODE_SET:
1089     case TYPE_CODE_RANGE:
1090     case TYPE_CODE_BITSTRING:
1091     case TYPE_CODE_REF:
1092     case TYPE_CODE_RVALUE_REF:
1093     case TYPE_CODE_CHAR:
1094     case TYPE_CODE_BOOL:
1095       return TYPE_LENGTH (t);
1096
1097     case TYPE_CODE_ARRAY:
1098       if (TYPE_VECTOR (t))
1099         {
1100           /* Use the natural alignment for vector types (the same for
1101              scalar type), but the maximum alignment is 128-bit.  */
1102           if (TYPE_LENGTH (t) > 16)
1103             return 16;
1104           else
1105             return TYPE_LENGTH (t);
1106         }
1107       else
1108         return aarch64_type_align (TYPE_TARGET_TYPE (t));
1109     case TYPE_CODE_COMPLEX:
1110       return aarch64_type_align (TYPE_TARGET_TYPE (t));
1111
1112     case TYPE_CODE_STRUCT:
1113     case TYPE_CODE_UNION:
1114       align = 1;
1115       for (n = 0; n < TYPE_NFIELDS (t); n++)
1116         {
1117           falign = aarch64_type_align (TYPE_FIELD_TYPE (t, n));
1118           if (falign > align)
1119             align = falign;
1120         }
1121       return align;
1122     }
1123 }
1124
1125 /* Return 1 if *TY is a homogeneous floating-point aggregate or
1126    homogeneous short-vector aggregate as defined in the AAPCS64 ABI
1127    document; otherwise return 0.  */
1128
1129 static int
1130 is_hfa_or_hva (struct type *ty)
1131 {
1132   switch (TYPE_CODE (ty))
1133     {
1134     case TYPE_CODE_ARRAY:
1135       {
1136         struct type *target_ty = TYPE_TARGET_TYPE (ty);
1137
1138         if (TYPE_VECTOR (ty))
1139           return 0;
1140
1141         if (TYPE_LENGTH (ty) <= 4 /* HFA or HVA has at most 4 members.  */
1142             && (TYPE_CODE (target_ty) == TYPE_CODE_FLT /* HFA */
1143                 || (TYPE_CODE (target_ty) == TYPE_CODE_ARRAY /* HVA */
1144                     && TYPE_VECTOR (target_ty))))
1145           return 1;
1146         break;
1147       }
1148
1149     case TYPE_CODE_UNION:
1150     case TYPE_CODE_STRUCT:
1151       {
1152         /* HFA or HVA has at most four members.  */
1153         if (TYPE_NFIELDS (ty) > 0 && TYPE_NFIELDS (ty) <= 4)
1154           {
1155             struct type *member0_type;
1156
1157             member0_type = check_typedef (TYPE_FIELD_TYPE (ty, 0));
1158             if (TYPE_CODE (member0_type) == TYPE_CODE_FLT
1159                 || (TYPE_CODE (member0_type) == TYPE_CODE_ARRAY
1160                     && TYPE_VECTOR (member0_type)))
1161               {
1162                 int i;
1163
1164                 for (i = 0; i < TYPE_NFIELDS (ty); i++)
1165                   {
1166                     struct type *member1_type;
1167
1168                     member1_type = check_typedef (TYPE_FIELD_TYPE (ty, i));
1169                     if (TYPE_CODE (member0_type) != TYPE_CODE (member1_type)
1170                         || (TYPE_LENGTH (member0_type)
1171                             != TYPE_LENGTH (member1_type)))
1172                       return 0;
1173                   }
1174                 return 1;
1175               }
1176           }
1177         return 0;
1178       }
1179
1180     default:
1181       break;
1182     }
1183
1184   return 0;
1185 }
1186
1187 /* AArch64 function call information structure.  */
1188 struct aarch64_call_info
1189 {
1190   /* the current argument number.  */
1191   unsigned argnum;
1192
1193   /* The next general purpose register number, equivalent to NGRN as
1194      described in the AArch64 Procedure Call Standard.  */
1195   unsigned ngrn;
1196
1197   /* The next SIMD and floating point register number, equivalent to
1198      NSRN as described in the AArch64 Procedure Call Standard.  */
1199   unsigned nsrn;
1200
1201   /* The next stacked argument address, equivalent to NSAA as
1202      described in the AArch64 Procedure Call Standard.  */
1203   unsigned nsaa;
1204
1205   /* Stack item vector.  */
1206   VEC(stack_item_t) *si;
1207 };
1208
1209 /* Pass a value in a sequence of consecutive X registers.  The caller
1210    is responsbile for ensuring sufficient registers are available.  */
1211
1212 static void
1213 pass_in_x (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
1214            struct aarch64_call_info *info, struct type *type,
1215            struct value *arg)
1216 {
1217   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1218   int len = TYPE_LENGTH (type);
1219   enum type_code typecode = TYPE_CODE (type);
1220   int regnum = AARCH64_X0_REGNUM + info->ngrn;
1221   const bfd_byte *buf = value_contents (arg);
1222
1223   info->argnum++;
1224
1225   while (len > 0)
1226     {
1227       int partial_len = len < X_REGISTER_SIZE ? len : X_REGISTER_SIZE;
1228       CORE_ADDR regval = extract_unsigned_integer (buf, partial_len,
1229                                                    byte_order);
1230
1231
1232       /* Adjust sub-word struct/union args when big-endian.  */
1233       if (byte_order == BFD_ENDIAN_BIG
1234           && partial_len < X_REGISTER_SIZE
1235           && (typecode == TYPE_CODE_STRUCT || typecode == TYPE_CODE_UNION))
1236         regval <<= ((X_REGISTER_SIZE - partial_len) * TARGET_CHAR_BIT);
1237
1238       if (aarch64_debug)
1239         {
1240           debug_printf ("arg %d in %s = 0x%s\n", info->argnum,
1241                         gdbarch_register_name (gdbarch, regnum),
1242                         phex (regval, X_REGISTER_SIZE));
1243         }
1244       regcache_cooked_write_unsigned (regcache, regnum, regval);
1245       len -= partial_len;
1246       buf += partial_len;
1247       regnum++;
1248     }
1249 }
1250
1251 /* Attempt to marshall a value in a V register.  Return 1 if
1252    successful, or 0 if insufficient registers are available.  This
1253    function, unlike the equivalent pass_in_x() function does not
1254    handle arguments spread across multiple registers.  */
1255
1256 static int
1257 pass_in_v (struct gdbarch *gdbarch,
1258            struct regcache *regcache,
1259            struct aarch64_call_info *info,
1260            int len, const bfd_byte *buf)
1261 {
1262   if (info->nsrn < 8)
1263     {
1264       int regnum = AARCH64_V0_REGNUM + info->nsrn;
1265       gdb_byte reg[V_REGISTER_SIZE];
1266
1267       info->argnum++;
1268       info->nsrn++;
1269
1270       memset (reg, 0, sizeof (reg));
1271       /* PCS C.1, the argument is allocated to the least significant
1272          bits of V register.  */
1273       memcpy (reg, buf, len);
1274       regcache_cooked_write (regcache, regnum, reg);
1275
1276       if (aarch64_debug)
1277         {
1278           debug_printf ("arg %d in %s\n", info->argnum,
1279                         gdbarch_register_name (gdbarch, regnum));
1280         }
1281       return 1;
1282     }
1283   info->nsrn = 8;
1284   return 0;
1285 }
1286
1287 /* Marshall an argument onto the stack.  */
1288
1289 static void
1290 pass_on_stack (struct aarch64_call_info *info, struct type *type,
1291                struct value *arg)
1292 {
1293   const bfd_byte *buf = value_contents (arg);
1294   int len = TYPE_LENGTH (type);
1295   int align;
1296   stack_item_t item;
1297
1298   info->argnum++;
1299
1300   align = aarch64_type_align (type);
1301
1302   /* PCS C.17 Stack should be aligned to the larger of 8 bytes or the
1303      Natural alignment of the argument's type.  */
1304   align = align_up (align, 8);
1305
1306   /* The AArch64 PCS requires at most doubleword alignment.  */
1307   if (align > 16)
1308     align = 16;
1309
1310   if (aarch64_debug)
1311     {
1312       debug_printf ("arg %d len=%d @ sp + %d\n", info->argnum, len,
1313                     info->nsaa);
1314     }
1315
1316   item.len = len;
1317   item.data = buf;
1318   VEC_safe_push (stack_item_t, info->si, &item);
1319
1320   info->nsaa += len;
1321   if (info->nsaa & (align - 1))
1322     {
1323       /* Push stack alignment padding.  */
1324       int pad = align - (info->nsaa & (align - 1));
1325
1326       item.len = pad;
1327       item.data = NULL;
1328
1329       VEC_safe_push (stack_item_t, info->si, &item);
1330       info->nsaa += pad;
1331     }
1332 }
1333
1334 /* Marshall an argument into a sequence of one or more consecutive X
1335    registers or, if insufficient X registers are available then onto
1336    the stack.  */
1337
1338 static void
1339 pass_in_x_or_stack (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
1340                     struct aarch64_call_info *info, struct type *type,
1341                     struct value *arg)
1342 {
1343   int len = TYPE_LENGTH (type);
1344   int nregs = (len + X_REGISTER_SIZE - 1) / X_REGISTER_SIZE;
1345
1346   /* PCS C.13 - Pass in registers if we have enough spare */
1347   if (info->ngrn + nregs <= 8)
1348     {
1349       pass_in_x (gdbarch, regcache, info, type, arg);
1350       info->ngrn += nregs;
1351     }
1352   else
1353     {
1354       info->ngrn = 8;
1355       pass_on_stack (info, type, arg);
1356     }
1357 }
1358
1359 /* Pass a value in a V register, or on the stack if insufficient are
1360    available.  */
1361
1362 static void
1363 pass_in_v_or_stack (struct gdbarch *gdbarch,
1364                     struct regcache *regcache,
1365                     struct aarch64_call_info *info,
1366                     struct type *type,
1367                     struct value *arg)
1368 {
1369   if (!pass_in_v (gdbarch, regcache, info, TYPE_LENGTH (type),
1370                   value_contents (arg)))
1371     pass_on_stack (info, type, arg);
1372 }
1373
1374 /* Implement the "push_dummy_call" gdbarch method.  */
1375
1376 static CORE_ADDR
1377 aarch64_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
1378                          struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr,
1379                          int nargs,
1380                          struct value **args, CORE_ADDR sp, int struct_return,
1381                          CORE_ADDR struct_addr)
1382 {
1383   int argnum;
1384   struct aarch64_call_info info;
1385   struct type *func_type;
1386   struct type *return_type;
1387   int lang_struct_return;
1388
1389   memset (&info, 0, sizeof (info));
1390
1391   /* We need to know what the type of the called function is in order
1392      to determine the number of named/anonymous arguments for the
1393      actual argument placement, and the return type in order to handle
1394      return value correctly.
1395
1396      The generic code above us views the decision of return in memory
1397      or return in registers as a two stage processes.  The language
1398      handler is consulted first and may decide to return in memory (eg
1399      class with copy constructor returned by value), this will cause
1400      the generic code to allocate space AND insert an initial leading
1401      argument.
1402
1403      If the language code does not decide to pass in memory then the
1404      target code is consulted.
1405
1406      If the language code decides to pass in memory we want to move
1407      the pointer inserted as the initial argument from the argument
1408      list and into X8, the conventional AArch64 struct return pointer
1409      register.
1410
1411      This is slightly awkward, ideally the flag "lang_struct_return"
1412      would be passed to the targets implementation of push_dummy_call.
1413      Rather that change the target interface we call the language code
1414      directly ourselves.  */
1415
1416   func_type = check_typedef (value_type (function));
1417
1418   /* Dereference function pointer types.  */
1419   if (TYPE_CODE (func_type) == TYPE_CODE_PTR)
1420     func_type = TYPE_TARGET_TYPE (func_type);
1421
1422   gdb_assert (TYPE_CODE (func_type) == TYPE_CODE_FUNC
1423               || TYPE_CODE (func_type) == TYPE_CODE_METHOD);
1424
1425   /* If language_pass_by_reference () returned true we will have been
1426      given an additional initial argument, a hidden pointer to the
1427      return slot in memory.  */
1428   return_type = TYPE_TARGET_TYPE (func_type);
1429   lang_struct_return = language_pass_by_reference (return_type);
1430
1431   /* Set the return address.  For the AArch64, the return breakpoint
1432      is always at BP_ADDR.  */
1433   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AARCH64_LR_REGNUM, bp_addr);
1434
1435   /* If we were given an initial argument for the return slot because
1436      lang_struct_return was true, lose it.  */
1437   if (lang_struct_return)
1438     {
1439       args++;
1440       nargs--;
1441     }
1442
1443   /* The struct_return pointer occupies X8.  */
1444   if (struct_return || lang_struct_return)
1445     {
1446       if (aarch64_debug)
1447         {
1448           debug_printf ("struct return in %s = 0x%s\n",
1449                         gdbarch_register_name (gdbarch,
1450                                                AARCH64_STRUCT_RETURN_REGNUM),
1451                         paddress (gdbarch, struct_addr));
1452         }
1453       regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AARCH64_STRUCT_RETURN_REGNUM,
1454                                       struct_addr);
1455     }
1456
1457   for (argnum = 0; argnum < nargs; argnum++)
1458     {
1459       struct value *arg = args[argnum];
1460       struct type *arg_type;
1461       int len;
1462
1463       arg_type = check_typedef (value_type (arg));
1464       len = TYPE_LENGTH (arg_type);
1465
1466       switch (TYPE_CODE (arg_type))
1467         {
1468         case TYPE_CODE_INT:
1469         case TYPE_CODE_BOOL:
1470         case TYPE_CODE_CHAR:
1471         case TYPE_CODE_RANGE:
1472         case TYPE_CODE_ENUM:
1473           if (len < 4)
1474             {
1475               /* Promote to 32 bit integer.  */
1476               if (TYPE_UNSIGNED (arg_type))
1477                 arg_type = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint32;
1478               else
1479                 arg_type = builtin_type (gdbarch)->builtin_int32;
1480               arg = value_cast (arg_type, arg);
1481             }
1482           pass_in_x_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1483           break;
1484
1485         case TYPE_CODE_COMPLEX:
1486           if (info.nsrn <= 6)
1487             {
1488               const bfd_byte *buf = value_contents (arg);
1489               struct type *target_type =
1490                 check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (arg_type));
1491
1492               pass_in_v (gdbarch, regcache, &info,
1493                          TYPE_LENGTH (target_type), buf);
1494               pass_in_v (gdbarch, regcache, &info,
1495                          TYPE_LENGTH (target_type),
1496                          buf + TYPE_LENGTH (target_type));
1497             }
1498           else
1499             {
1500               info.nsrn = 8;
1501               pass_on_stack (&info, arg_type, arg);
1502             }
1503           break;
1504         case TYPE_CODE_FLT:
1505           pass_in_v_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1506           break;
1507
1508         case TYPE_CODE_STRUCT:
1509         case TYPE_CODE_ARRAY:
1510         case TYPE_CODE_UNION:
1511           if (is_hfa_or_hva (arg_type))
1512             {
1513               int elements = TYPE_NFIELDS (arg_type);
1514
1515               /* Homogeneous Aggregates */
1516               if (info.nsrn + elements < 8)
1517                 {
1518                   int i;
1519
1520                   for (i = 0; i < elements; i++)
1521                     {
1522                       /* We know that we have sufficient registers
1523                          available therefore this will never fallback
1524                          to the stack.  */
1525                       struct value *field =
1526                         value_primitive_field (arg, 0, i, arg_type);
1527                       struct type *field_type =
1528                         check_typedef (value_type (field));
1529
1530                       pass_in_v_or_stack (gdbarch, regcache, &info,
1531                                           field_type, field);
1532                     }
1533                 }
1534               else
1535                 {
1536                   info.nsrn = 8;
1537                   pass_on_stack (&info, arg_type, arg);
1538                 }
1539             }
1540           else if (TYPE_CODE (arg_type) == TYPE_CODE_ARRAY
1541                    && TYPE_VECTOR (arg_type) && (len == 16 || len == 8))
1542             {
1543               /* Short vector types are passed in V registers.  */
1544               pass_in_v_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1545             }
1546           else if (len > 16)
1547             {
1548               /* PCS B.7 Aggregates larger than 16 bytes are passed by
1549                  invisible reference.  */
1550
1551               /* Allocate aligned storage.  */
1552               sp = align_down (sp - len, 16);
1553
1554               /* Write the real data into the stack.  */
1555               write_memory (sp, value_contents (arg), len);
1556
1557               /* Construct the indirection.  */
1558               arg_type = lookup_pointer_type (arg_type);
1559               arg = value_from_pointer (arg_type, sp);
1560               pass_in_x_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1561             }
1562           else
1563             /* PCS C.15 / C.18 multiple values pass.  */
1564             pass_in_x_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1565           break;
1566
1567         default:
1568           pass_in_x_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1569           break;
1570         }
1571     }
1572
1573   /* Make sure stack retains 16 byte alignment.  */
1574   if (info.nsaa & 15)
1575     sp -= 16 - (info.nsaa & 15);
1576
1577   while (!VEC_empty (stack_item_t, info.si))
1578     {
1579       stack_item_t *si = VEC_last (stack_item_t, info.si);
1580
1581       sp -= si->len;
1582       if (si->data != NULL)
1583         write_memory (sp, si->data, si->len);
1584       VEC_pop (stack_item_t, info.si);
1585     }
1586
1587   VEC_free (stack_item_t, info.si);
1588
1589   /* Finally, update the SP register.  */
1590   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AARCH64_SP_REGNUM, sp);
1591
1592   return sp;
1593 }
1594
1595 /* Implement the "frame_align" gdbarch method.  */
1596
1597 static CORE_ADDR
1598 aarch64_frame_align (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR sp)
1599 {
1600   /* Align the stack to sixteen bytes.  */
1601   return sp & ~(CORE_ADDR) 15;
1602 }
1603
1604 /* Return the type for an AdvSISD Q register.  */
1605
1606 static struct type *
1607 aarch64_vnq_type (struct gdbarch *gdbarch)
1608 {
1609   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1610
1611   if (tdep->vnq_type == NULL)
1612     {
1613       struct type *t;
1614       struct type *elem;
1615
1616       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnq",
1617                                TYPE_CODE_UNION);
1618
1619       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint128;
1620       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1621
1622       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int128;
1623       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1624
1625       tdep->vnq_type = t;
1626     }
1627
1628   return tdep->vnq_type;
1629 }
1630
1631 /* Return the type for an AdvSISD D register.  */
1632
1633 static struct type *
1634 aarch64_vnd_type (struct gdbarch *gdbarch)
1635 {
1636   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1637
1638   if (tdep->vnd_type == NULL)
1639     {
1640       struct type *t;
1641       struct type *elem;
1642
1643       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnd",
1644                                TYPE_CODE_UNION);
1645
1646       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_double;
1647       append_composite_type_field (t, "f", elem);
1648
1649       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint64;
1650       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1651
1652       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int64;
1653       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1654
1655       tdep->vnd_type = t;
1656     }
1657
1658   return tdep->vnd_type;
1659 }
1660
1661 /* Return the type for an AdvSISD S register.  */
1662
1663 static struct type *
1664 aarch64_vns_type (struct gdbarch *gdbarch)
1665 {
1666   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1667
1668   if (tdep->vns_type == NULL)
1669     {
1670       struct type *t;
1671       struct type *elem;
1672
1673       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vns",
1674                                TYPE_CODE_UNION);
1675
1676       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_float;
1677       append_composite_type_field (t, "f", elem);
1678
1679       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint32;
1680       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1681
1682       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int32;
1683       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1684
1685       tdep->vns_type = t;
1686     }
1687
1688   return tdep->vns_type;
1689 }
1690
1691 /* Return the type for an AdvSISD H register.  */
1692
1693 static struct type *
1694 aarch64_vnh_type (struct gdbarch *gdbarch)
1695 {
1696   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1697
1698   if (tdep->vnh_type == NULL)
1699     {
1700       struct type *t;
1701       struct type *elem;
1702
1703       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnh",
1704                                TYPE_CODE_UNION);
1705
1706       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint16;
1707       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1708
1709       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int16;
1710       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1711
1712       tdep->vnh_type = t;
1713     }
1714
1715   return tdep->vnh_type;
1716 }
1717
1718 /* Return the type for an AdvSISD B register.  */
1719
1720 static struct type *
1721 aarch64_vnb_type (struct gdbarch *gdbarch)
1722 {
1723   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1724
1725   if (tdep->vnb_type == NULL)
1726     {
1727       struct type *t;
1728       struct type *elem;
1729
1730       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnb",
1731                                TYPE_CODE_UNION);
1732
1733       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint8;
1734       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1735
1736       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int8;
1737       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1738
1739       tdep->vnb_type = t;
1740     }
1741
1742   return tdep->vnb_type;
1743 }
1744
1745 /* Implement the "dwarf2_reg_to_regnum" gdbarch method.  */
1746
1747 static int
1748 aarch64_dwarf_reg_to_regnum (struct gdbarch *gdbarch, int reg)
1749 {
1750   if (reg >= AARCH64_DWARF_X0 && reg <= AARCH64_DWARF_X0 + 30)
1751     return AARCH64_X0_REGNUM + reg - AARCH64_DWARF_X0;
1752
1753   if (reg == AARCH64_DWARF_SP)
1754     return AARCH64_SP_REGNUM;
1755
1756   if (reg >= AARCH64_DWARF_V0 && reg <= AARCH64_DWARF_V0 + 31)
1757     return AARCH64_V0_REGNUM + reg - AARCH64_DWARF_V0;
1758
1759   return -1;
1760 }
1761 \f
1762
1763 /* Implement the "print_insn" gdbarch method.  */
1764
1765 static int
1766 aarch64_gdb_print_insn (bfd_vma memaddr, disassemble_info *info)
1767 {
1768   info->symbols = NULL;
1769   return default_print_insn (memaddr, info);
1770 }
1771
1772 /* AArch64 BRK software debug mode instruction.
1773    Note that AArch64 code is always little-endian.
1774    1101.0100.0010.0000.0000.0000.0000.0000 = 0xd4200000.  */
1775 constexpr gdb_byte aarch64_default_breakpoint[] = {0x00, 0x00, 0x20, 0xd4};
1776
1777 typedef BP_MANIPULATION (aarch64_default_breakpoint) aarch64_breakpoint;
1778
1779 /* Extract from an array REGS containing the (raw) register state a
1780    function return value of type TYPE, and copy that, in virtual
1781    format, into VALBUF.  */
1782
1783 static void
1784 aarch64_extract_return_value (struct type *type, struct regcache *regs,
1785                               gdb_byte *valbuf)
1786 {
1787   struct gdbarch *gdbarch = regs->arch ();
1788   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1789
1790   if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT)
1791     {
1792       bfd_byte buf[V_REGISTER_SIZE];
1793       int len = TYPE_LENGTH (type);
1794
1795       regcache_cooked_read (regs, AARCH64_V0_REGNUM, buf);
1796       memcpy (valbuf, buf, len);
1797     }
1798   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_INT
1799            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_CHAR
1800            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_BOOL
1801            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR
1802            || TYPE_IS_REFERENCE (type)
1803            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ENUM)
1804     {
1805       /* If the the type is a plain integer, then the access is
1806          straight-forward.  Otherwise we have to play around a bit
1807          more.  */
1808       int len = TYPE_LENGTH (type);
1809       int regno = AARCH64_X0_REGNUM;
1810       ULONGEST tmp;
1811
1812       while (len > 0)
1813         {
1814           /* By using store_unsigned_integer we avoid having to do
1815              anything special for small big-endian values.  */
1816           regcache_cooked_read_unsigned (regs, regno++, &tmp);
1817           store_unsigned_integer (valbuf,
1818                                   (len > X_REGISTER_SIZE
1819                                    ? X_REGISTER_SIZE : len), byte_order, tmp);
1820           len -= X_REGISTER_SIZE;
1821           valbuf += X_REGISTER_SIZE;
1822         }
1823     }
1824   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_COMPLEX)
1825     {
1826       int regno = AARCH64_V0_REGNUM;
1827       bfd_byte buf[V_REGISTER_SIZE];
1828       struct type *target_type = check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (type));
1829       int len = TYPE_LENGTH (target_type);
1830
1831       regcache_cooked_read (regs, regno, buf);
1832       memcpy (valbuf, buf, len);
1833       valbuf += len;
1834       regcache_cooked_read (regs, regno + 1, buf);
1835       memcpy (valbuf, buf, len);
1836       valbuf += len;
1837     }
1838   else if (is_hfa_or_hva (type))
1839     {
1840       int elements = TYPE_NFIELDS (type);
1841       struct type *member_type = check_typedef (TYPE_FIELD_TYPE (type, 0));
1842       int len = TYPE_LENGTH (member_type);
1843       int i;
1844
1845       for (i = 0; i < elements; i++)
1846         {
1847           int regno = AARCH64_V0_REGNUM + i;
1848           bfd_byte buf[V_REGISTER_SIZE];
1849
1850           if (aarch64_debug)
1851             {
1852               debug_printf ("read HFA or HVA return value element %d from %s\n",
1853                             i + 1,
1854                             gdbarch_register_name (gdbarch, regno));
1855             }
1856           regcache_cooked_read (regs, regno, buf);
1857
1858           memcpy (valbuf, buf, len);
1859           valbuf += len;
1860         }
1861     }
1862   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ARRAY && TYPE_VECTOR (type)
1863            && (TYPE_LENGTH (type) == 16 || TYPE_LENGTH (type) == 8))
1864     {
1865       /* Short vector is returned in V register.  */
1866       gdb_byte buf[V_REGISTER_SIZE];
1867
1868       regcache_cooked_read (regs, AARCH64_V0_REGNUM, buf);
1869       memcpy (valbuf, buf, TYPE_LENGTH (type));
1870     }
1871   else
1872     {
1873       /* For a structure or union the behaviour is as if the value had
1874          been stored to word-aligned memory and then loaded into
1875          registers with 64-bit load instruction(s).  */
1876       int len = TYPE_LENGTH (type);
1877       int regno = AARCH64_X0_REGNUM;
1878       bfd_byte buf[X_REGISTER_SIZE];
1879
1880       while (len > 0)
1881         {
1882           regcache_cooked_read (regs, regno++, buf);
1883           memcpy (valbuf, buf, len > X_REGISTER_SIZE ? X_REGISTER_SIZE : len);
1884           len -= X_REGISTER_SIZE;
1885           valbuf += X_REGISTER_SIZE;
1886         }
1887     }
1888 }
1889
1890
1891 /* Will a function return an aggregate type in memory or in a
1892    register?  Return 0 if an aggregate type can be returned in a
1893    register, 1 if it must be returned in memory.  */
1894
1895 static int
1896 aarch64_return_in_memory (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type)
1897 {
1898   type = check_typedef (type);
1899
1900   if (is_hfa_or_hva (type))
1901     {
1902       /* v0-v7 are used to return values and one register is allocated
1903          for one member.  However, HFA or HVA has at most four members.  */
1904       return 0;
1905     }
1906
1907   if (TYPE_LENGTH (type) > 16)
1908     {
1909       /* PCS B.6 Aggregates larger than 16 bytes are passed by
1910          invisible reference.  */
1911
1912       return 1;
1913     }
1914
1915   return 0;
1916 }
1917
1918 /* Write into appropriate registers a function return value of type
1919    TYPE, given in virtual format.  */
1920
1921 static void
1922 aarch64_store_return_value (struct type *type, struct regcache *regs,
1923                             const gdb_byte *valbuf)
1924 {
1925   struct gdbarch *gdbarch = regs->arch ();
1926   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1927
1928   if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT)
1929     {
1930       bfd_byte buf[V_REGISTER_SIZE];
1931       int len = TYPE_LENGTH (type);
1932
1933       memcpy (buf, valbuf, len > V_REGISTER_SIZE ? V_REGISTER_SIZE : len);
1934       regcache_cooked_write (regs, AARCH64_V0_REGNUM, buf);
1935     }
1936   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_INT
1937            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_CHAR
1938            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_BOOL
1939            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR
1940            || TYPE_IS_REFERENCE (type)
1941            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ENUM)
1942     {
1943       if (TYPE_LENGTH (type) <= X_REGISTER_SIZE)
1944         {
1945           /* Values of one word or less are zero/sign-extended and
1946              returned in r0.  */
1947           bfd_byte tmpbuf[X_REGISTER_SIZE];
1948           LONGEST val = unpack_long (type, valbuf);
1949
1950           store_signed_integer (tmpbuf, X_REGISTER_SIZE, byte_order, val);
1951           regcache_cooked_write (regs, AARCH64_X0_REGNUM, tmpbuf);
1952         }
1953       else
1954         {
1955           /* Integral values greater than one word are stored in
1956              consecutive registers starting with r0.  This will always
1957              be a multiple of the regiser size.  */
1958           int len = TYPE_LENGTH (type);
1959           int regno = AARCH64_X0_REGNUM;
1960
1961           while (len > 0)
1962             {
1963               regcache_cooked_write (regs, regno++, valbuf);
1964               len -= X_REGISTER_SIZE;
1965               valbuf += X_REGISTER_SIZE;
1966             }
1967         }
1968     }
1969   else if (is_hfa_or_hva (type))
1970     {
1971       int elements = TYPE_NFIELDS (type);
1972       struct type *member_type = check_typedef (TYPE_FIELD_TYPE (type, 0));
1973       int len = TYPE_LENGTH (member_type);
1974       int i;
1975
1976       for (i = 0; i < elements; i++)
1977         {
1978           int regno = AARCH64_V0_REGNUM + i;
1979           bfd_byte tmpbuf[V_REGISTER_SIZE];
1980
1981           if (aarch64_debug)
1982             {
1983               debug_printf ("write HFA or HVA return value element %d to %s\n",
1984                             i + 1,
1985                             gdbarch_register_name (gdbarch, regno));
1986             }
1987
1988           memcpy (tmpbuf, valbuf, len);
1989           regcache_cooked_write (regs, regno, tmpbuf);
1990           valbuf += len;
1991         }
1992     }
1993   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ARRAY && TYPE_VECTOR (type)
1994            && (TYPE_LENGTH (type) == 8 || TYPE_LENGTH (type) == 16))
1995     {
1996       /* Short vector.  */
1997       gdb_byte buf[V_REGISTER_SIZE];
1998
1999       memcpy (buf, valbuf, TYPE_LENGTH (type));
2000       regcache_cooked_write (regs, AARCH64_V0_REGNUM, buf);
2001     }
2002   else
2003     {
2004       /* For a structure or union the behaviour is as if the value had
2005          been stored to word-aligned memory and then loaded into
2006          registers with 64-bit load instruction(s).  */
2007       int len = TYPE_LENGTH (type);
2008       int regno = AARCH64_X0_REGNUM;
2009       bfd_byte tmpbuf[X_REGISTER_SIZE];
2010
2011       while (len > 0)
2012         {
2013           memcpy (tmpbuf, valbuf,
2014                   len > X_REGISTER_SIZE ? X_REGISTER_SIZE : len);
2015           regcache_cooked_write (regs, regno++, tmpbuf);
2016           len -= X_REGISTER_SIZE;
2017           valbuf += X_REGISTER_SIZE;
2018         }
2019     }
2020 }
2021
2022 /* Implement the "return_value" gdbarch method.  */
2023
2024 static enum return_value_convention
2025 aarch64_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct value *func_value,
2026                       struct type *valtype, struct regcache *regcache,
2027                       gdb_byte *readbuf, const gdb_byte *writebuf)
2028 {
2029
2030   if (TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_STRUCT
2031       || TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_UNION
2032       || TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_ARRAY)
2033     {
2034       if (aarch64_return_in_memory (gdbarch, valtype))
2035         {
2036           if (aarch64_debug)
2037             debug_printf ("return value in memory\n");
2038           return RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
2039         }
2040     }
2041
2042   if (writebuf)
2043     aarch64_store_return_value (valtype, regcache, writebuf);
2044
2045   if (readbuf)
2046     aarch64_extract_return_value (valtype, regcache, readbuf);
2047
2048   if (aarch64_debug)
2049     debug_printf ("return value in registers\n");
2050
2051   return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
2052 }
2053
2054 /* Implement the "get_longjmp_target" gdbarch method.  */
2055
2056 static int
2057 aarch64_get_longjmp_target (struct frame_info *frame, CORE_ADDR *pc)
2058 {
2059   CORE_ADDR jb_addr;
2060   gdb_byte buf[X_REGISTER_SIZE];
2061   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
2062   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2063   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2064
2065   jb_addr = get_frame_register_unsigned (frame, AARCH64_X0_REGNUM);
2066
2067   if (target_read_memory (jb_addr + tdep->jb_pc * tdep->jb_elt_size, buf,
2068                           X_REGISTER_SIZE))
2069     return 0;
2070
2071   *pc = extract_unsigned_integer (buf, X_REGISTER_SIZE, byte_order);
2072   return 1;
2073 }
2074
2075 /* Implement the "gen_return_address" gdbarch method.  */
2076
2077 static void
2078 aarch64_gen_return_address (struct gdbarch *gdbarch,
2079                             struct agent_expr *ax, struct axs_value *value,
2080                             CORE_ADDR scope)
2081 {
2082   value->type = register_type (gdbarch, AARCH64_LR_REGNUM);
2083   value->kind = axs_lvalue_register;
2084   value->u.reg = AARCH64_LR_REGNUM;
2085 }
2086 \f
2087
2088 /* Return the pseudo register name corresponding to register regnum.  */
2089
2090 static const char *
2091 aarch64_pseudo_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
2092 {
2093   static const char *const q_name[] =
2094     {
2095       "q0", "q1", "q2", "q3",
2096       "q4", "q5", "q6", "q7",
2097       "q8", "q9", "q10", "q11",
2098       "q12", "q13", "q14", "q15",
2099       "q16", "q17", "q18", "q19",
2100       "q20", "q21", "q22", "q23",
2101       "q24", "q25", "q26", "q27",
2102       "q28", "q29", "q30", "q31",
2103     };
2104
2105   static const char *const d_name[] =
2106     {
2107       "d0", "d1", "d2", "d3",
2108       "d4", "d5", "d6", "d7",
2109       "d8", "d9", "d10", "d11",
2110       "d12", "d13", "d14", "d15",
2111       "d16", "d17", "d18", "d19",
2112       "d20", "d21", "d22", "d23",
2113       "d24", "d25", "d26", "d27",
2114       "d28", "d29", "d30", "d31",
2115     };
2116
2117   static const char *const s_name[] =
2118     {
2119       "s0", "s1", "s2", "s3",
2120       "s4", "s5", "s6", "s7",
2121       "s8", "s9", "s10", "s11",
2122       "s12", "s13", "s14", "s15",
2123       "s16", "s17", "s18", "s19",
2124       "s20", "s21", "s22", "s23",
2125       "s24", "s25", "s26", "s27",
2126       "s28", "s29", "s30", "s31",
2127     };
2128
2129   static const char *const h_name[] =
2130     {
2131       "h0", "h1", "h2", "h3",
2132       "h4", "h5", "h6", "h7",
2133       "h8", "h9", "h10", "h11",
2134       "h12", "h13", "h14", "h15",
2135       "h16", "h17", "h18", "h19",
2136       "h20", "h21", "h22", "h23",
2137       "h24", "h25", "h26", "h27",
2138       "h28", "h29", "h30", "h31",
2139     };
2140
2141   static const char *const b_name[] =
2142     {
2143       "b0", "b1", "b2", "b3",
2144       "b4", "b5", "b6", "b7",
2145       "b8", "b9", "b10", "b11",
2146       "b12", "b13", "b14", "b15",
2147       "b16", "b17", "b18", "b19",
2148       "b20", "b21", "b22", "b23",
2149       "b24", "b25", "b26", "b27",
2150       "b28", "b29", "b30", "b31",
2151     };
2152
2153   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2154
2155   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2156     return q_name[regnum - AARCH64_Q0_REGNUM];
2157
2158   if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2159     return d_name[regnum - AARCH64_D0_REGNUM];
2160
2161   if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2162     return s_name[regnum - AARCH64_S0_REGNUM];
2163
2164   if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2165     return h_name[regnum - AARCH64_H0_REGNUM];
2166
2167   if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2168     return b_name[regnum - AARCH64_B0_REGNUM];
2169
2170   internal_error (__FILE__, __LINE__,
2171                   _("aarch64_pseudo_register_name: bad register number %d"),
2172                   regnum);
2173 }
2174
2175 /* Implement the "pseudo_register_type" tdesc_arch_data method.  */
2176
2177 static struct type *
2178 aarch64_pseudo_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
2179 {
2180   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2181
2182   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2183     return aarch64_vnq_type (gdbarch);
2184
2185   if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2186     return aarch64_vnd_type (gdbarch);
2187
2188   if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2189     return aarch64_vns_type (gdbarch);
2190
2191   if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2192     return aarch64_vnh_type (gdbarch);
2193
2194   if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2195     return aarch64_vnb_type (gdbarch);
2196
2197   internal_error (__FILE__, __LINE__,
2198                   _("aarch64_pseudo_register_type: bad register number %d"),
2199                   regnum);
2200 }
2201
2202 /* Implement the "pseudo_register_reggroup_p" tdesc_arch_data method.  */
2203
2204 static int
2205 aarch64_pseudo_register_reggroup_p (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
2206                                     struct reggroup *group)
2207 {
2208   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2209
2210   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2211     return group == all_reggroup || group == vector_reggroup;
2212   else if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2213     return (group == all_reggroup || group == vector_reggroup
2214             || group == float_reggroup);
2215   else if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2216     return (group == all_reggroup || group == vector_reggroup
2217             || group == float_reggroup);
2218   else if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2219     return group == all_reggroup || group == vector_reggroup;
2220   else if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2221     return group == all_reggroup || group == vector_reggroup;
2222
2223   return group == all_reggroup;
2224 }
2225
2226 /* Implement the "pseudo_register_read_value" gdbarch method.  */
2227
2228 static struct value *
2229 aarch64_pseudo_read_value (struct gdbarch *gdbarch,
2230                            readable_regcache *regcache,
2231                            int regnum)
2232 {
2233   gdb_byte reg_buf[V_REGISTER_SIZE];
2234   struct value *result_value;
2235   gdb_byte *buf;
2236
2237   result_value = allocate_value (register_type (gdbarch, regnum));
2238   VALUE_LVAL (result_value) = lval_register;
2239   VALUE_REGNUM (result_value) = regnum;
2240   buf = value_contents_raw (result_value);
2241
2242   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2243
2244   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2245     {
2246       enum register_status status;
2247       unsigned v_regnum;
2248
2249       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_Q0_REGNUM;
2250       status = regcache->raw_read (v_regnum, reg_buf);
2251       if (status != REG_VALID)
2252         mark_value_bytes_unavailable (result_value, 0,
2253                                       TYPE_LENGTH (value_type (result_value)));
2254       else
2255         memcpy (buf, reg_buf, Q_REGISTER_SIZE);
2256       return result_value;
2257     }
2258
2259   if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2260     {
2261       enum register_status status;
2262       unsigned v_regnum;
2263
2264       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_D0_REGNUM;
2265       status = regcache->raw_read (v_regnum, reg_buf);
2266       if (status != REG_VALID)
2267         mark_value_bytes_unavailable (result_value, 0,
2268                                       TYPE_LENGTH (value_type (result_value)));
2269       else
2270         memcpy (buf, reg_buf, D_REGISTER_SIZE);
2271       return result_value;
2272     }
2273
2274   if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2275     {
2276       enum register_status status;
2277       unsigned v_regnum;
2278
2279       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_S0_REGNUM;
2280       status = regcache->raw_read (v_regnum, reg_buf);
2281       if (status != REG_VALID)
2282         mark_value_bytes_unavailable (result_value, 0,
2283                                       TYPE_LENGTH (value_type (result_value)));
2284       else
2285         memcpy (buf, reg_buf, S_REGISTER_SIZE);
2286       return result_value;
2287     }
2288
2289   if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2290     {
2291       enum register_status status;
2292       unsigned v_regnum;
2293
2294       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_H0_REGNUM;
2295       status = regcache->raw_read (v_regnum, reg_buf);
2296       if (status != REG_VALID)
2297         mark_value_bytes_unavailable (result_value, 0,
2298                                       TYPE_LENGTH (value_type (result_value)));
2299       else
2300         memcpy (buf, reg_buf, H_REGISTER_SIZE);
2301       return result_value;
2302     }
2303
2304   if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2305     {
2306       enum register_status status;
2307       unsigned v_regnum;
2308
2309       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_B0_REGNUM;
2310       status = regcache->raw_read (v_regnum, reg_buf);
2311       if (status != REG_VALID)
2312         mark_value_bytes_unavailable (result_value, 0,
2313                                       TYPE_LENGTH (value_type (result_value)));
2314       else
2315         memcpy (buf, reg_buf, B_REGISTER_SIZE);
2316       return result_value;
2317     }
2318
2319   gdb_assert_not_reached ("regnum out of bound");
2320 }
2321
2322 /* Implement the "pseudo_register_write" gdbarch method.  */
2323
2324 static void
2325 aarch64_pseudo_write (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
2326                       int regnum, const gdb_byte *buf)
2327 {
2328   gdb_byte reg_buf[V_REGISTER_SIZE];
2329
2330   /* Ensure the register buffer is zero, we want gdb writes of the
2331      various 'scalar' pseudo registers to behavior like architectural
2332      writes, register width bytes are written the remainder are set to
2333      zero.  */
2334   memset (reg_buf, 0, sizeof (reg_buf));
2335
2336   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2337
2338   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2339     {
2340       /* pseudo Q registers */
2341       unsigned v_regnum;
2342
2343       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_Q0_REGNUM;
2344       memcpy (reg_buf, buf, Q_REGISTER_SIZE);
2345       regcache_raw_write (regcache, v_regnum, reg_buf);
2346       return;
2347     }
2348
2349   if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2350     {
2351       /* pseudo D registers */
2352       unsigned v_regnum;
2353
2354       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_D0_REGNUM;
2355       memcpy (reg_buf, buf, D_REGISTER_SIZE);
2356       regcache_raw_write (regcache, v_regnum, reg_buf);
2357       return;
2358     }
2359
2360   if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2361     {
2362       unsigned v_regnum;
2363
2364       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_S0_REGNUM;
2365       memcpy (reg_buf, buf, S_REGISTER_SIZE);
2366       regcache_raw_write (regcache, v_regnum, reg_buf);
2367       return;
2368     }
2369
2370   if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2371     {
2372       /* pseudo H registers */
2373       unsigned v_regnum;
2374
2375       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_H0_REGNUM;
2376       memcpy (reg_buf, buf, H_REGISTER_SIZE);
2377       regcache_raw_write (regcache, v_regnum, reg_buf);
2378       return;
2379     }
2380
2381   if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2382     {
2383       /* pseudo B registers */
2384       unsigned v_regnum;
2385
2386       v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum - AARCH64_B0_REGNUM;
2387       memcpy (reg_buf, buf, B_REGISTER_SIZE);
2388       regcache_raw_write (regcache, v_regnum, reg_buf);
2389       return;
2390     }
2391
2392   gdb_assert_not_reached ("regnum out of bound");
2393 }
2394
2395 /* Callback function for user_reg_add.  */
2396
2397 static struct value *
2398 value_of_aarch64_user_reg (struct frame_info *frame, const void *baton)
2399 {
2400   const int *reg_p = (const int *) baton;
2401
2402   return value_of_register (*reg_p, frame);
2403 }
2404 \f
2405
2406 /* Implement the "software_single_step" gdbarch method, needed to
2407    single step through atomic sequences on AArch64.  */
2408
2409 static std::vector<CORE_ADDR>
2410 aarch64_software_single_step (struct regcache *regcache)
2411 {
2412   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
2413   enum bfd_endian byte_order_for_code = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
2414   const int insn_size = 4;
2415   const int atomic_sequence_length = 16; /* Instruction sequence length.  */
2416   CORE_ADDR pc = regcache_read_pc (regcache);
2417   CORE_ADDR breaks[2] = { -1, -1 };
2418   CORE_ADDR loc = pc;
2419   CORE_ADDR closing_insn = 0;
2420   uint32_t insn = read_memory_unsigned_integer (loc, insn_size,
2421                                                 byte_order_for_code);
2422   int index;
2423   int insn_count;
2424   int bc_insn_count = 0; /* Conditional branch instruction count.  */
2425   int last_breakpoint = 0; /* Defaults to 0 (no breakpoints placed).  */
2426   aarch64_inst inst;
2427
2428   if (aarch64_decode_insn (insn, &inst, 1, NULL) != 0)
2429     return {};
2430
2431   /* Look for a Load Exclusive instruction which begins the sequence.  */
2432   if (inst.opcode->iclass != ldstexcl || bit (insn, 22) == 0)
2433     return {};
2434
2435   for (insn_count = 0; insn_count < atomic_sequence_length; ++insn_count)
2436     {
2437       loc += insn_size;
2438       insn = read_memory_unsigned_integer (loc, insn_size,
2439                                            byte_order_for_code);
2440
2441       if (aarch64_decode_insn (insn, &inst, 1, NULL) != 0)
2442         return {};
2443       /* Check if the instruction is a conditional branch.  */
2444       if (inst.opcode->iclass == condbranch)
2445         {
2446           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_ADDR_PCREL19);
2447
2448           if (bc_insn_count >= 1)
2449             return {};
2450
2451           /* It is, so we'll try to set a breakpoint at the destination.  */
2452           breaks[1] = loc + inst.operands[0].imm.value;
2453
2454           bc_insn_count++;
2455           last_breakpoint++;
2456         }
2457
2458       /* Look for the Store Exclusive which closes the atomic sequence.  */
2459       if (inst.opcode->iclass == ldstexcl && bit (insn, 22) == 0)
2460         {
2461           closing_insn = loc;
2462           break;
2463         }
2464     }
2465
2466   /* We didn't find a closing Store Exclusive instruction, fall back.  */
2467   if (!closing_insn)
2468     return {};
2469
2470   /* Insert breakpoint after the end of the atomic sequence.  */
2471   breaks[0] = loc + insn_size;
2472
2473   /* Check for duplicated breakpoints, and also check that the second
2474      breakpoint is not within the atomic sequence.  */
2475   if (last_breakpoint
2476       && (breaks[1] == breaks[0]
2477           || (breaks[1] >= pc && breaks[1] <= closing_insn)))
2478     last_breakpoint = 0;
2479
2480   std::vector<CORE_ADDR> next_pcs;
2481
2482   /* Insert the breakpoint at the end of the sequence, and one at the
2483      destination of the conditional branch, if it exists.  */
2484   for (index = 0; index <= last_breakpoint; index++)
2485     next_pcs.push_back (breaks[index]);
2486
2487   return next_pcs;
2488 }
2489
2490 struct aarch64_displaced_step_closure : public displaced_step_closure
2491 {
2492   /* It is true when condition instruction, such as B.CON, TBZ, etc,
2493      is being displaced stepping.  */
2494   int cond = 0;
2495
2496   /* PC adjustment offset after displaced stepping.  */
2497   int32_t pc_adjust = 0;
2498 };
2499
2500 /* Data when visiting instructions for displaced stepping.  */
2501
2502 struct aarch64_displaced_step_data
2503 {
2504   struct aarch64_insn_data base;
2505
2506   /* The address where the instruction will be executed at.  */
2507   CORE_ADDR new_addr;
2508   /* Buffer of instructions to be copied to NEW_ADDR to execute.  */
2509   uint32_t insn_buf[DISPLACED_MODIFIED_INSNS];
2510   /* Number of instructions in INSN_BUF.  */
2511   unsigned insn_count;
2512   /* Registers when doing displaced stepping.  */
2513   struct regcache *regs;
2514
2515   aarch64_displaced_step_closure *dsc;
2516 };
2517
2518 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "b".  */
2519
2520 static void
2521 aarch64_displaced_step_b (const int is_bl, const int32_t offset,
2522                           struct aarch64_insn_data *data)
2523 {
2524   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2525     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2526   int64_t new_offset = data->insn_addr - dsd->new_addr + offset;
2527
2528   if (can_encode_int32 (new_offset, 28))
2529     {
2530       /* Emit B rather than BL, because executing BL on a new address
2531          will get the wrong address into LR.  In order to avoid this,
2532          we emit B, and update LR if the instruction is BL.  */
2533       emit_b (dsd->insn_buf, 0, new_offset);
2534       dsd->insn_count++;
2535     }
2536   else
2537     {
2538       /* Write NOP.  */
2539       emit_nop (dsd->insn_buf);
2540       dsd->insn_count++;
2541       dsd->dsc->pc_adjust = offset;
2542     }
2543
2544   if (is_bl)
2545     {
2546       /* Update LR.  */
2547       regcache_cooked_write_unsigned (dsd->regs, AARCH64_LR_REGNUM,
2548                                       data->insn_addr + 4);
2549     }
2550 }
2551
2552 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "b_cond".  */
2553
2554 static void
2555 aarch64_displaced_step_b_cond (const unsigned cond, const int32_t offset,
2556                                struct aarch64_insn_data *data)
2557 {
2558   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2559     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2560
2561   /* GDB has to fix up PC after displaced step this instruction
2562      differently according to the condition is true or false.  Instead
2563      of checking COND against conditional flags, we can use
2564      the following instructions, and GDB can tell how to fix up PC
2565      according to the PC value.
2566
2567      B.COND TAKEN    ; If cond is true, then jump to TAKEN.
2568      INSN1     ;
2569      TAKEN:
2570      INSN2
2571   */
2572
2573   emit_bcond (dsd->insn_buf, cond, 8);
2574   dsd->dsc->cond = 1;
2575   dsd->dsc->pc_adjust = offset;
2576   dsd->insn_count = 1;
2577 }
2578
2579 /* Dynamically allocate a new register.  If we know the register
2580    statically, we should make it a global as above instead of using this
2581    helper function.  */
2582
2583 static struct aarch64_register
2584 aarch64_register (unsigned num, int is64)
2585 {
2586   return (struct aarch64_register) { num, is64 };
2587 }
2588
2589 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "cb".  */
2590
2591 static void
2592 aarch64_displaced_step_cb (const int32_t offset, const int is_cbnz,
2593                            const unsigned rn, int is64,
2594                            struct aarch64_insn_data *data)
2595 {
2596   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2597     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2598
2599   /* The offset is out of range for a compare and branch
2600      instruction.  We can use the following instructions instead:
2601
2602          CBZ xn, TAKEN   ; xn == 0, then jump to TAKEN.
2603          INSN1     ;
2604          TAKEN:
2605          INSN2
2606   */
2607   emit_cb (dsd->insn_buf, is_cbnz, aarch64_register (rn, is64), 8);
2608   dsd->insn_count = 1;
2609   dsd->dsc->cond = 1;
2610   dsd->dsc->pc_adjust = offset;
2611 }
2612
2613 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "tb".  */
2614
2615 static void
2616 aarch64_displaced_step_tb (const int32_t offset, int is_tbnz,
2617                            const unsigned rt, unsigned bit,
2618                            struct aarch64_insn_data *data)
2619 {
2620   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2621     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2622
2623   /* The offset is out of range for a test bit and branch
2624      instruction We can use the following instructions instead:
2625
2626      TBZ xn, #bit, TAKEN ; xn[bit] == 0, then jump to TAKEN.
2627      INSN1         ;
2628      TAKEN:
2629      INSN2
2630
2631   */
2632   emit_tb (dsd->insn_buf, is_tbnz, bit, aarch64_register (rt, 1), 8);
2633   dsd->insn_count = 1;
2634   dsd->dsc->cond = 1;
2635   dsd->dsc->pc_adjust = offset;
2636 }
2637
2638 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "adr".  */
2639
2640 static void
2641 aarch64_displaced_step_adr (const int32_t offset, const unsigned rd,
2642                             const int is_adrp, struct aarch64_insn_data *data)
2643 {
2644   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2645     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2646   /* We know exactly the address the ADR{P,} instruction will compute.
2647      We can just write it to the destination register.  */
2648   CORE_ADDR address = data->insn_addr + offset;
2649
2650   if (is_adrp)
2651     {
2652       /* Clear the lower 12 bits of the offset to get the 4K page.  */
2653       regcache_cooked_write_unsigned (dsd->regs, AARCH64_X0_REGNUM + rd,
2654                                       address & ~0xfff);
2655     }
2656   else
2657       regcache_cooked_write_unsigned (dsd->regs, AARCH64_X0_REGNUM + rd,
2658                                       address);
2659
2660   dsd->dsc->pc_adjust = 4;
2661   emit_nop (dsd->insn_buf);
2662   dsd->insn_count = 1;
2663 }
2664
2665 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "ldr_literal".  */
2666
2667 static void
2668 aarch64_displaced_step_ldr_literal (const int32_t offset, const int is_sw,
2669                                     const unsigned rt, const int is64,
2670                                     struct aarch64_insn_data *data)
2671 {
2672   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2673     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2674   CORE_ADDR address = data->insn_addr + offset;
2675   struct aarch64_memory_operand zero = { MEMORY_OPERAND_OFFSET, 0 };
2676
2677   regcache_cooked_write_unsigned (dsd->regs, AARCH64_X0_REGNUM + rt,
2678                                   address);
2679
2680   if (is_sw)
2681     dsd->insn_count = emit_ldrsw (dsd->insn_buf, aarch64_register (rt, 1),
2682                                   aarch64_register (rt, 1), zero);
2683   else
2684     dsd->insn_count = emit_ldr (dsd->insn_buf, aarch64_register (rt, is64),
2685                                 aarch64_register (rt, 1), zero);
2686
2687   dsd->dsc->pc_adjust = 4;
2688 }
2689
2690 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "others".  */
2691
2692 static void
2693 aarch64_displaced_step_others (const uint32_t insn,
2694                                struct aarch64_insn_data *data)
2695 {
2696   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2697     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2698
2699   aarch64_emit_insn (dsd->insn_buf, insn);
2700   dsd->insn_count = 1;
2701
2702   if ((insn & 0xfffffc1f) == 0xd65f0000)
2703     {
2704       /* RET */
2705       dsd->dsc->pc_adjust = 0;
2706     }
2707   else
2708     dsd->dsc->pc_adjust = 4;
2709 }
2710
2711 static const struct aarch64_insn_visitor visitor =
2712 {
2713   aarch64_displaced_step_b,
2714   aarch64_displaced_step_b_cond,
2715   aarch64_displaced_step_cb,
2716   aarch64_displaced_step_tb,
2717   aarch64_displaced_step_adr,
2718   aarch64_displaced_step_ldr_literal,
2719   aarch64_displaced_step_others,
2720 };
2721
2722 /* Implement the "displaced_step_copy_insn" gdbarch method.  */
2723
2724 struct displaced_step_closure *
2725 aarch64_displaced_step_copy_insn (struct gdbarch *gdbarch,
2726                                   CORE_ADDR from, CORE_ADDR to,
2727                                   struct regcache *regs)
2728 {
2729   enum bfd_endian byte_order_for_code = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
2730   uint32_t insn = read_memory_unsigned_integer (from, 4, byte_order_for_code);
2731   struct aarch64_displaced_step_data dsd;
2732   aarch64_inst inst;
2733
2734   if (aarch64_decode_insn (insn, &inst, 1, NULL) != 0)
2735     return NULL;
2736
2737   /* Look for a Load Exclusive instruction which begins the sequence.  */
2738   if (inst.opcode->iclass == ldstexcl && bit (insn, 22))
2739     {
2740       /* We can't displaced step atomic sequences.  */
2741       return NULL;
2742     }
2743
2744   std::unique_ptr<aarch64_displaced_step_closure> dsc
2745     (new aarch64_displaced_step_closure);
2746   dsd.base.insn_addr = from;
2747   dsd.new_addr = to;
2748   dsd.regs = regs;
2749   dsd.dsc = dsc.get ();
2750   dsd.insn_count = 0;
2751   aarch64_relocate_instruction (insn, &visitor,
2752                                 (struct aarch64_insn_data *) &dsd);
2753   gdb_assert (dsd.insn_count <= DISPLACED_MODIFIED_INSNS);
2754
2755   if (dsd.insn_count != 0)
2756     {
2757       int i;
2758
2759       /* Instruction can be relocated to scratch pad.  Copy
2760          relocated instruction(s) there.  */
2761       for (i = 0; i < dsd.insn_count; i++)
2762         {
2763           if (debug_displaced)
2764             {
2765               debug_printf ("displaced: writing insn ");
2766               debug_printf ("%.8x", dsd.insn_buf[i]);
2767               debug_printf (" at %s\n", paddress (gdbarch, to + i * 4));
2768             }
2769           write_memory_unsigned_integer (to + i * 4, 4, byte_order_for_code,
2770                                          (ULONGEST) dsd.insn_buf[i]);
2771         }
2772     }
2773   else
2774     {
2775       dsc = NULL;
2776     }
2777
2778   return dsc.release ();
2779 }
2780
2781 /* Implement the "displaced_step_fixup" gdbarch method.  */
2782
2783 void
2784 aarch64_displaced_step_fixup (struct gdbarch *gdbarch,
2785                               struct displaced_step_closure *dsc_,
2786                               CORE_ADDR from, CORE_ADDR to,
2787                               struct regcache *regs)
2788 {
2789   aarch64_displaced_step_closure *dsc = (aarch64_displaced_step_closure *) dsc_;
2790
2791   if (dsc->cond)
2792     {
2793       ULONGEST pc;
2794
2795       regcache_cooked_read_unsigned (regs, AARCH64_PC_REGNUM, &pc);
2796       if (pc - to == 8)
2797         {
2798           /* Condition is true.  */
2799         }
2800       else if (pc - to == 4)
2801         {
2802           /* Condition is false.  */
2803           dsc->pc_adjust = 4;
2804         }
2805       else
2806         gdb_assert_not_reached ("Unexpected PC value after displaced stepping");
2807     }
2808
2809   if (dsc->pc_adjust != 0)
2810     {
2811       if (debug_displaced)
2812         {
2813           debug_printf ("displaced: fixup: set PC to %s:%d\n",
2814                         paddress (gdbarch, from), dsc->pc_adjust);
2815         }
2816       regcache_cooked_write_unsigned (regs, AARCH64_PC_REGNUM,
2817                                       from + dsc->pc_adjust);
2818     }
2819 }
2820
2821 /* Implement the "displaced_step_hw_singlestep" gdbarch method.  */
2822
2823 int
2824 aarch64_displaced_step_hw_singlestep (struct gdbarch *gdbarch,
2825                                       struct displaced_step_closure *closure)
2826 {
2827   return 1;
2828 }
2829
2830 /* Get the correct target description.  */
2831
2832 const target_desc *
2833 aarch64_read_description ()
2834 {
2835   static target_desc *aarch64_tdesc = NULL;
2836   target_desc **tdesc = &aarch64_tdesc;
2837
2838   if (*tdesc == NULL)
2839     *tdesc = aarch64_create_target_description ();
2840
2841   return *tdesc;
2842 }
2843
2844 /* Initialize the current architecture based on INFO.  If possible,
2845    re-use an architecture from ARCHES, which is a list of
2846    architectures already created during this debugging session.
2847
2848    Called e.g. at program startup, when reading a core file, and when
2849    reading a binary file.  */
2850
2851 static struct gdbarch *
2852 aarch64_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
2853 {
2854   struct gdbarch_tdep *tdep;
2855   struct gdbarch *gdbarch;
2856   struct gdbarch_list *best_arch;
2857   struct tdesc_arch_data *tdesc_data = NULL;
2858   const struct target_desc *tdesc = info.target_desc;
2859   int i;
2860   int valid_p = 1;
2861   const struct tdesc_feature *feature;
2862   int num_regs = 0;
2863   int num_pseudo_regs = 0;
2864
2865   /* Ensure we always have a target descriptor.  */
2866   if (!tdesc_has_registers (tdesc))
2867     tdesc = aarch64_read_description ();
2868
2869   gdb_assert (tdesc);
2870
2871   feature = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.aarch64.core");
2872
2873   if (feature == NULL)
2874     return NULL;
2875
2876   tdesc_data = tdesc_data_alloc ();
2877
2878   /* Validate the descriptor provides the mandatory core R registers
2879      and allocate their numbers.  */
2880   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_r_register_names); i++)
2881     valid_p &=
2882       tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data, AARCH64_X0_REGNUM + i,
2883                                aarch64_r_register_names[i]);
2884
2885   num_regs = AARCH64_X0_REGNUM + i;
2886
2887   /* Look for the V registers.  */
2888   feature = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.aarch64.fpu");
2889   if (feature)
2890     {
2891       /* Validate the descriptor provides the mandatory V registers
2892          and allocate their numbers.  */
2893       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_v_register_names); i++)
2894         valid_p &=
2895           tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data, AARCH64_V0_REGNUM + i,
2896                                    aarch64_v_register_names[i]);
2897
2898       num_regs = AARCH64_V0_REGNUM + i;
2899
2900       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Qn scalar register pseudos */
2901       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Dn scalar register pseudos */
2902       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Sn scalar register pseudos */
2903       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Hn scalar register pseudos */
2904       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Bn scalar register pseudos */
2905     }
2906
2907   if (!valid_p)
2908     {
2909       tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
2910       return NULL;
2911     }
2912
2913   /* AArch64 code is always little-endian.  */
2914   info.byte_order_for_code = BFD_ENDIAN_LITTLE;
2915
2916   /* If there is already a candidate, use it.  */
2917   for (best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
2918        best_arch != NULL;
2919        best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (best_arch->next, &info))
2920     {
2921       /* Found a match.  */
2922       break;
2923     }
2924
2925   if (best_arch != NULL)
2926     {
2927       if (tdesc_data != NULL)
2928         tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
2929       return best_arch->gdbarch;
2930     }
2931
2932   tdep = XCNEW (struct gdbarch_tdep);
2933   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
2934
2935   /* This should be low enough for everything.  */
2936   tdep->lowest_pc = 0x20;
2937   tdep->jb_pc = -1;             /* Longjump support not enabled by default.  */
2938   tdep->jb_elt_size = 8;
2939
2940   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, aarch64_push_dummy_call);
2941   set_gdbarch_frame_align (gdbarch, aarch64_frame_align);
2942
2943   /* Frame handling.  */
2944   set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, aarch64_dummy_id);
2945   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, aarch64_unwind_pc);
2946   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, aarch64_unwind_sp);
2947
2948   /* Advance PC across function entry code.  */
2949   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, aarch64_skip_prologue);
2950
2951   /* The stack grows downward.  */
2952   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
2953
2954   /* Breakpoint manipulation.  */
2955   set_gdbarch_breakpoint_kind_from_pc (gdbarch,
2956                                        aarch64_breakpoint::kind_from_pc);
2957   set_gdbarch_sw_breakpoint_from_kind (gdbarch,
2958                                        aarch64_breakpoint::bp_from_kind);
2959   set_gdbarch_have_nonsteppable_watchpoint (gdbarch, 1);
2960   set_gdbarch_software_single_step (gdbarch, aarch64_software_single_step);
2961
2962   /* Information about registers, etc.  */
2963   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, AARCH64_SP_REGNUM);
2964   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, AARCH64_PC_REGNUM);
2965   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, num_regs);
2966
2967   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, num_pseudo_regs);
2968   set_gdbarch_pseudo_register_read_value (gdbarch, aarch64_pseudo_read_value);
2969   set_gdbarch_pseudo_register_write (gdbarch, aarch64_pseudo_write);
2970   set_tdesc_pseudo_register_name (gdbarch, aarch64_pseudo_register_name);
2971   set_tdesc_pseudo_register_type (gdbarch, aarch64_pseudo_register_type);
2972   set_tdesc_pseudo_register_reggroup_p (gdbarch,
2973                                         aarch64_pseudo_register_reggroup_p);
2974
2975   /* ABI */
2976   set_gdbarch_short_bit (gdbarch, 16);
2977   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 32);
2978   set_gdbarch_float_bit (gdbarch, 32);
2979   set_gdbarch_double_bit (gdbarch, 64);
2980   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, 128);
2981   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 64);
2982   set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 64);
2983   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, 64);
2984   set_gdbarch_char_signed (gdbarch, 0);
2985   set_gdbarch_wchar_signed (gdbarch, 0);
2986   set_gdbarch_float_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
2987   set_gdbarch_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_double);
2988   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, floatformats_ia64_quad);
2989
2990   /* Internal <-> external register number maps.  */
2991   set_gdbarch_dwarf2_reg_to_regnum (gdbarch, aarch64_dwarf_reg_to_regnum);
2992
2993   /* Returning results.  */
2994   set_gdbarch_return_value (gdbarch, aarch64_return_value);
2995
2996   /* Disassembly.  */
2997   set_gdbarch_print_insn (gdbarch, aarch64_gdb_print_insn);
2998
2999   /* Virtual tables.  */
3000   set_gdbarch_vbit_in_delta (gdbarch, 1);
3001
3002   /* Hook in the ABI-specific overrides, if they have been registered.  */
3003   info.target_desc = tdesc;
3004   info.tdesc_data = tdesc_data;
3005   gdbarch_init_osabi (info, gdbarch);
3006
3007   dwarf2_frame_set_init_reg (gdbarch, aarch64_dwarf2_frame_init_reg);
3008
3009   /* Add some default predicates.  */
3010   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &aarch64_stub_unwind);
3011   dwarf2_append_unwinders (gdbarch);
3012   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &aarch64_prologue_unwind);
3013
3014   frame_base_set_default (gdbarch, &aarch64_normal_base);
3015
3016   /* Now we have tuned the configuration, set a few final things,
3017      based on what the OS ABI has told us.  */
3018
3019   if (tdep->jb_pc >= 0)
3020     set_gdbarch_get_longjmp_target (gdbarch, aarch64_get_longjmp_target);
3021
3022   set_gdbarch_gen_return_address (gdbarch, aarch64_gen_return_address);
3023
3024   tdesc_use_registers (gdbarch, tdesc, tdesc_data);
3025
3026   /* Add standard register aliases.  */
3027   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_register_aliases); i++)
3028     user_reg_add (gdbarch, aarch64_register_aliases[i].name,
3029                   value_of_aarch64_user_reg,
3030                   &aarch64_register_aliases[i].regnum);
3031
3032   return gdbarch;
3033 }
3034
3035 static void
3036 aarch64_dump_tdep (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file)
3037 {
3038   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
3039
3040   if (tdep == NULL)
3041     return;
3042
3043   fprintf_unfiltered (file, _("aarch64_dump_tdep: Lowest pc = 0x%s"),
3044                       paddress (gdbarch, tdep->lowest_pc));
3045 }
3046
3047 #if GDB_SELF_TEST
3048 namespace selftests
3049 {
3050 static void aarch64_process_record_test (void);
3051 }
3052 #endif
3053
3054 void
3055 _initialize_aarch64_tdep (void)
3056 {
3057   gdbarch_register (bfd_arch_aarch64, aarch64_gdbarch_init,
3058                     aarch64_dump_tdep);
3059
3060   /* Debug this file's internals.  */
3061   add_setshow_boolean_cmd ("aarch64", class_maintenance, &aarch64_debug, _("\
3062 Set AArch64 debugging."), _("\
3063 Show AArch64 debugging."), _("\
3064 When on, AArch64 specific debugging is enabled."),
3065                             NULL,
3066                             show_aarch64_debug,
3067                             &setdebuglist, &showdebuglist);
3068
3069 #if GDB_SELF_TEST
3070   selftests::register_test ("aarch64-analyze-prologue",
3071                             selftests::aarch64_analyze_prologue_test);
3072   selftests::register_test ("aarch64-process-record",
3073                             selftests::aarch64_process_record_test);
3074   selftests::record_xml_tdesc ("aarch64.xml",
3075                                aarch64_create_target_description ());
3076 #endif
3077 }
3078
3079 /* AArch64 process record-replay related structures, defines etc.  */
3080
3081 #define REG_ALLOC(REGS, LENGTH, RECORD_BUF) \
3082         do  \
3083           { \
3084             unsigned int reg_len = LENGTH; \
3085             if (reg_len) \
3086               { \
3087                 REGS = XNEWVEC (uint32_t, reg_len); \
3088                 memcpy(&REGS[0], &RECORD_BUF[0], sizeof(uint32_t)*LENGTH); \
3089               } \
3090           } \
3091         while (0)
3092
3093 #define MEM_ALLOC(MEMS, LENGTH, RECORD_BUF) \
3094         do  \
3095           { \
3096             unsigned int mem_len = LENGTH; \
3097             if (mem_len) \
3098             { \
3099               MEMS =  XNEWVEC (struct aarch64_mem_r, mem_len);  \
3100               memcpy(&MEMS->len, &RECORD_BUF[0], \
3101                      sizeof(struct aarch64_mem_r) * LENGTH); \
3102             } \
3103           } \
3104           while (0)
3105
3106 /* AArch64 record/replay structures and enumerations.  */
3107
3108 struct aarch64_mem_r
3109 {
3110   uint64_t len;    /* Record length.  */
3111   uint64_t addr;   /* Memory address.  */
3112 };
3113
3114 enum aarch64_record_result
3115 {
3116   AARCH64_RECORD_SUCCESS,
3117   AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED,
3118   AARCH64_RECORD_UNKNOWN
3119 };
3120
3121 typedef struct insn_decode_record_t
3122 {
3123   struct gdbarch *gdbarch;
3124   struct regcache *regcache;
3125   CORE_ADDR this_addr;                 /* Address of insn to be recorded.  */
3126   uint32_t aarch64_insn;               /* Insn to be recorded.  */
3127   uint32_t mem_rec_count;              /* Count of memory records.  */
3128   uint32_t reg_rec_count;              /* Count of register records.  */
3129   uint32_t *aarch64_regs;              /* Registers to be recorded.  */
3130   struct aarch64_mem_r *aarch64_mems;  /* Memory locations to be recorded.  */
3131 } insn_decode_record;
3132
3133 /* Record handler for data processing - register instructions.  */
3134
3135 static unsigned int
3136 aarch64_record_data_proc_reg (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3137 {
3138   uint8_t reg_rd, insn_bits24_27, insn_bits21_23;
3139   uint32_t record_buf[4];
3140
3141   reg_rd = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3142   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3143   insn_bits21_23 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21, 23);
3144
3145   if (!bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28))
3146     {
3147       uint8_t setflags;
3148
3149       /* Logical (shifted register).  */
3150       if (insn_bits24_27 == 0x0a)
3151         setflags = (bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29, 30) == 0x03);
3152       /* Add/subtract.  */
3153       else if (insn_bits24_27 == 0x0b)
3154         setflags = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29);
3155       else
3156         return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3157
3158       record_buf[0] = reg_rd;
3159       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3160       if (setflags)
3161         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3162     }
3163   else
3164     {
3165       if (insn_bits24_27 == 0x0b)
3166         {
3167           /* Data-processing (3 source).  */
3168           record_buf[0] = reg_rd;
3169           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3170         }
3171       else if (insn_bits24_27 == 0x0a)
3172         {
3173           if (insn_bits21_23 == 0x00)
3174             {
3175               /* Add/subtract (with carry).  */
3176               record_buf[0] = reg_rd;
3177               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3178               if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29))
3179                 {
3180                   record_buf[1] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3181                   aarch64_insn_r->reg_rec_count = 2;
3182                 }
3183             }
3184           else if (insn_bits21_23 == 0x02)
3185             {
3186               /* Conditional compare (register) and conditional compare
3187                  (immediate) instructions.  */
3188               record_buf[0] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3189               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3190             }
3191           else if (insn_bits21_23 == 0x04 || insn_bits21_23 == 0x06)
3192             {
3193               /* CConditional select.  */
3194               /* Data-processing (2 source).  */
3195               /* Data-processing (1 source).  */
3196               record_buf[0] = reg_rd;
3197               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3198             }
3199           else
3200             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3201         }
3202     }
3203
3204   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3205              record_buf);
3206   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3207 }
3208
3209 /* Record handler for data processing - immediate instructions.  */
3210
3211 static unsigned int
3212 aarch64_record_data_proc_imm (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3213 {
3214   uint8_t reg_rd, insn_bit23, insn_bits24_27, setflags;
3215   uint32_t record_buf[4];
3216
3217   reg_rd = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3218   insn_bit23 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 23);
3219   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3220
3221   if (insn_bits24_27 == 0x00                     /* PC rel addressing.  */
3222      || insn_bits24_27 == 0x03                   /* Bitfield and Extract.  */
3223      || (insn_bits24_27 == 0x02 && insn_bit23))  /* Move wide (immediate).  */
3224     {
3225       record_buf[0] = reg_rd;
3226       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3227     }
3228   else if (insn_bits24_27 == 0x01)
3229     {
3230       /* Add/Subtract (immediate).  */
3231       setflags = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29);
3232       record_buf[0] = reg_rd;
3233       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3234       if (setflags)
3235         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3236     }
3237   else if (insn_bits24_27 == 0x02 && !insn_bit23)
3238     {
3239       /* Logical (immediate).  */
3240       setflags = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29, 30) == 0x03;
3241       record_buf[0] = reg_rd;
3242       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3243       if (setflags)
3244         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3245     }
3246   else
3247     return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3248
3249   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3250              record_buf);
3251   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3252 }
3253
3254 /* Record handler for branch, exception generation and system instructions.  */
3255
3256 static unsigned int
3257 aarch64_record_branch_except_sys (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3258 {
3259   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (aarch64_insn_r->gdbarch);
3260   uint8_t insn_bits24_27, insn_bits28_31, insn_bits22_23;
3261   uint32_t record_buf[4];
3262
3263   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3264   insn_bits28_31 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28, 31);
3265   insn_bits22_23 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22, 23);
3266
3267   if (insn_bits28_31 == 0x0d)
3268     {
3269       /* Exception generation instructions. */
3270       if (insn_bits24_27 == 0x04)
3271         {
3272           if (!bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 2, 4)
3273               && !bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21, 23)
3274               && bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 1) == 0x01)
3275             {
3276               ULONGEST svc_number;
3277
3278               regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, 8,
3279                                           &svc_number);
3280               return tdep->aarch64_syscall_record (aarch64_insn_r->regcache,
3281                                                    svc_number);
3282             }
3283           else
3284             return AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED;
3285         }
3286       /* System instructions. */
3287       else if (insn_bits24_27 == 0x05 && insn_bits22_23 == 0x00)
3288         {
3289           uint32_t reg_rt, reg_crn;
3290
3291           reg_rt = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3292           reg_crn = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12, 15);
3293
3294           /* Record rt in case of sysl and mrs instructions.  */
3295           if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21))
3296             {
3297               record_buf[0] = reg_rt;
3298               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3299             }
3300           /* Record cpsr for hint and msr(immediate) instructions.  */
3301           else if (reg_crn == 0x02 || reg_crn == 0x04)
3302             {
3303               record_buf[0] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3304               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3305             }
3306         }
3307       /* Unconditional branch (register).  */
3308       else if((insn_bits24_27 & 0x0e) == 0x06)
3309         {
3310           record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_PC_REGNUM;
3311           if (bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21, 22) == 0x01)
3312             record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_LR_REGNUM;
3313         }
3314       else
3315         return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3316     }
3317   /* Unconditional branch (immediate).  */
3318   else if ((insn_bits28_31 & 0x07) == 0x01 && (insn_bits24_27 & 0x0c) == 0x04)
3319     {
3320       record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_PC_REGNUM;
3321       if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 31))
3322         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_LR_REGNUM;
3323     }
3324   else
3325     /* Compare & branch (immediate), Test & branch (immediate) and
3326        Conditional branch (immediate).  */
3327     record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_PC_REGNUM;
3328
3329   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3330              record_buf);
3331   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3332 }
3333
3334 /* Record handler for advanced SIMD load and store instructions.  */
3335
3336 static unsigned int
3337 aarch64_record_asimd_load_store (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3338 {
3339   CORE_ADDR address;
3340   uint64_t addr_offset = 0;
3341   uint32_t record_buf[24];
3342   uint64_t record_buf_mem[24];
3343   uint32_t reg_rn, reg_rt;
3344   uint32_t reg_index = 0, mem_index = 0;
3345   uint8_t opcode_bits, size_bits;
3346
3347   reg_rt = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3348   reg_rn = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 5, 9);
3349   size_bits = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 11);
3350   opcode_bits = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12, 15);
3351   regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn, &address);
3352
3353   if (record_debug)
3354     debug_printf ("Process record: Advanced SIMD load/store\n");
3355
3356   /* Load/store single structure.  */
3357   if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24))
3358     {
3359       uint8_t sindex, scale, selem, esize, replicate = 0;
3360       scale = opcode_bits >> 2;
3361       selem = ((opcode_bits & 0x02) |
3362               bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21)) + 1;
3363       switch (scale)
3364         {
3365         case 1:
3366           if (size_bits & 0x01)
3367             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3368           break;
3369         case 2:
3370           if ((size_bits >> 1) & 0x01)
3371             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3372           if (size_bits & 0x01)
3373             {
3374               if (!((opcode_bits >> 1) & 0x01))
3375                 scale = 3;
3376               else
3377                 return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3378             }
3379           break;
3380         case 3:
3381           if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22) && !(opcode_bits & 0x01))
3382             {
3383               scale = size_bits;
3384               replicate = 1;
3385               break;
3386             }
3387           else
3388             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3389         default:
3390           break;
3391         }
3392       esize = 8 << scale;
3393       if (replicate)
3394         for (sindex = 0; sindex < selem; sindex++)
3395           {
3396             record_buf[reg_index++] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3397             reg_rt = (reg_rt + 1) % 32;
3398           }
3399       else
3400         {
3401           for (sindex = 0; sindex < selem; sindex++)
3402             {
3403               if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22))
3404                 record_buf[reg_index++] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3405               else
3406                 {
3407                   record_buf_mem[mem_index++] = esize / 8;
3408                   record_buf_mem[mem_index++] = address + addr_offset;
3409                 }
3410               addr_offset = addr_offset + (esize / 8);
3411               reg_rt = (reg_rt + 1) % 32;
3412             }
3413         }
3414     }
3415   /* Load/store multiple structure.  */
3416   else
3417     {
3418       uint8_t selem, esize, rpt, elements;
3419       uint8_t eindex, rindex;
3420
3421       esize = 8 << size_bits;
3422       if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 30))
3423         elements = 128 / esize;
3424       else
3425         elements = 64 / esize;
3426
3427       switch (opcode_bits)
3428         {
3429         /*LD/ST4 (4 Registers).  */
3430         case 0:
3431           rpt = 1;
3432           selem = 4;
3433           break;
3434         /*LD/ST1 (4 Registers).  */
3435         case 2:
3436           rpt = 4;
3437           selem = 1;
3438           break;
3439         /*LD/ST3 (3 Registers).  */
3440         case 4:
3441           rpt = 1;
3442           selem = 3;
3443           break;
3444         /*LD/ST1 (3 Registers).  */
3445         case 6:
3446           rpt = 3;
3447           selem = 1;
3448           break;
3449         /*LD/ST1 (1 Register).  */
3450         case 7:
3451           rpt = 1;
3452           selem = 1;
3453           break;
3454         /*LD/ST2 (2 Registers).  */
3455         case 8:
3456           rpt = 1;
3457           selem = 2;
3458           break;
3459         /*LD/ST1 (2 Registers).  */
3460         case 10:
3461           rpt = 2;
3462           selem = 1;
3463           break;
3464         default:
3465           return AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED;
3466           break;
3467         }
3468       for (rindex = 0; rindex < rpt; rindex++)
3469         for (eindex = 0; eindex < elements; eindex++)
3470           {
3471             uint8_t reg_tt, sindex;
3472             reg_tt = (reg_rt + rindex) % 32;
3473             for (sindex = 0; sindex < selem; sindex++)
3474               {
3475                 if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22))
3476                   record_buf[reg_index++] = reg_tt + AARCH64_V0_REGNUM;
3477                 else
3478                   {
3479                     record_buf_mem[mem_index++] = esize / 8;
3480                     record_buf_mem[mem_index++] = address + addr_offset;
3481                   }
3482                 addr_offset = addr_offset + (esize / 8);
3483                 reg_tt = (reg_tt + 1) % 32;
3484               }
3485           }
3486     }
3487
3488   if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 23))
3489     record_buf[reg_index++] = reg_rn;
3490
3491   aarch64_insn_r->reg_rec_count = reg_index;
3492   aarch64_insn_r->mem_rec_count = mem_index / 2;
3493   MEM_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_mems, aarch64_insn_r->mem_rec_count,
3494              record_buf_mem);
3495   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3496              record_buf);
3497   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3498 }
3499
3500 /* Record handler for load and store instructions.  */
3501
3502 static unsigned int
3503 aarch64_record_load_store (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3504 {
3505   uint8_t insn_bits24_27, insn_bits28_29, insn_bits10_11;
3506   uint8_t insn_bit23, insn_bit21;
3507   uint8_t opc, size_bits, ld_flag, vector_flag;
3508   uint32_t reg_rn, reg_rt, reg_rt2;
3509   uint64_t datasize, offset;
3510   uint32_t record_buf[8];
3511   uint64_t record_buf_mem[8];
3512   CORE_ADDR address;
3513
3514   insn_bits10_11 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 11);
3515   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3516   insn_bits28_29 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28, 29);
3517   insn_bit21 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21);
3518   insn_bit23 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 23);
3519   ld_flag = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22);
3520   vector_flag = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 26);
3521   reg_rt = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3522   reg_rn = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 5, 9);
3523   reg_rt2 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 14);
3524   size_bits = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 30, 31);
3525
3526   /* Load/store exclusive.  */
3527   if (insn_bits24_27 == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x00)
3528     {
3529       if (record_debug)
3530         debug_printf ("Process record: load/store exclusive\n");
3531
3532       if (ld_flag)
3533         {
3534           record_buf[0] = reg_rt;
3535           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3536           if (insn_bit21)
3537             {
3538               record_buf[1] = reg_rt2;
3539               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 2;
3540             }
3541         }
3542       else
3543         {
3544           if (insn_bit21)
3545             datasize = (8 << size_bits) * 2;
3546           else
3547             datasize = (8 << size_bits);
3548           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3549                                       &address);
3550           record_buf_mem[0] = datasize / 8;
3551           record_buf_mem[1] = address;
3552           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 1;
3553           if (!insn_bit23)
3554             {
3555               /* Save register rs.  */
3556               record_buf[0] = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 16, 20);
3557               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3558             }
3559         }
3560     }
3561   /* Load register (literal) instructions decoding.  */
3562   else if ((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x01)
3563     {
3564       if (record_debug)
3565         debug_printf ("Process record: load register (literal)\n");
3566       if (vector_flag)
3567         record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3568       else
3569         record_buf[0] = reg_rt;
3570       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3571     }
3572   /* All types of load/store pair instructions decoding.  */
3573   else if ((insn_bits24_27 & 0x0a) == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x02)
3574     {
3575       if (record_debug)
3576         debug_printf ("Process record: load/store pair\n");
3577
3578       if (ld_flag)
3579         {
3580           if (vector_flag)
3581             {
3582               record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3583               record_buf[1] = reg_rt2 + AARCH64_V0_REGNUM;
3584             }
3585           else
3586             {
3587               record_buf[0] = reg_rt;
3588               record_buf[1] = reg_rt2;
3589             }
3590           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 2;
3591         }
3592       else
3593         {
3594           uint16_t imm7_off;
3595           imm7_off = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 15, 21);
3596           if (!vector_flag)
3597             size_bits = size_bits >> 1;
3598           datasize = 8 << (2 + size_bits);
3599           offset = (imm7_off & 0x40) ? (~imm7_off & 0x007f) + 1 : imm7_off;
3600           offset = offset << (2 + size_bits);
3601           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3602                                       &address);
3603           if (!((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x08 && insn_bit23))
3604             {
3605               if (imm7_off & 0x40)
3606                 address = address - offset;
3607               else
3608                 address = address + offset;
3609             }
3610
3611           record_buf_mem[0] = datasize / 8;
3612           record_buf_mem[1] = address;
3613           record_buf_mem[2] = datasize / 8;
3614           record_buf_mem[3] = address + (datasize / 8);
3615           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 2;
3616         }
3617       if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 23))
3618         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = reg_rn;
3619     }
3620   /* Load/store register (unsigned immediate) instructions.  */
3621   else if ((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x09 && insn_bits28_29 == 0x03)
3622     {
3623       opc = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22, 23);
3624       if (!(opc >> 1))
3625         {
3626           if (opc & 0x01)
3627             ld_flag = 0x01;
3628           else
3629             ld_flag = 0x0;
3630         }
3631       else
3632         {
3633           if (size_bits == 0x3 && vector_flag == 0x0 && opc == 0x2)
3634             {
3635               /* PRFM (immediate) */
3636               return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3637             }
3638           else if (size_bits == 0x2 && vector_flag == 0x0 && opc == 0x2)
3639             {
3640               /* LDRSW (immediate) */
3641               ld_flag = 0x1;
3642             }
3643           else
3644             {
3645               if (opc & 0x01)
3646                 ld_flag = 0x01;
3647               else
3648                 ld_flag = 0x0;
3649             }
3650         }
3651
3652       if (record_debug)
3653         {
3654           debug_printf ("Process record: load/store (unsigned immediate):"
3655                         " size %x V %d opc %x\n", size_bits, vector_flag,
3656                         opc);
3657         }
3658
3659       if (!ld_flag)
3660         {
3661           offset = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 21);
3662           datasize = 8 << size_bits;
3663           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3664                                       &address);
3665           offset = offset << size_bits;
3666           address = address + offset;
3667
3668           record_buf_mem[0] = datasize >> 3;
3669           record_buf_mem[1] = address;
3670           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 1;
3671         }
3672       else
3673         {
3674           if (vector_flag)
3675             record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3676           else
3677             record_buf[0] = reg_rt;
3678           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3679         }
3680     }
3681   /* Load/store register (register offset) instructions.  */
3682   else if ((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x03
3683            && insn_bits10_11 == 0x02 && insn_bit21)
3684     {
3685       if (record_debug)
3686         debug_printf ("Process record: load/store (register offset)\n");
3687       opc = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22, 23);
3688       if (!(opc >> 1))
3689         if (opc & 0x01)
3690           ld_flag = 0x01;
3691         else
3692           ld_flag = 0x0;
3693       else
3694         if (size_bits != 0x03)
3695           ld_flag = 0x01;
3696         else
3697           return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3698
3699       if (!ld_flag)
3700         {
3701           ULONGEST reg_rm_val;
3702
3703           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache,
3704                      bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 16, 20), &reg_rm_val);
3705           if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12))
3706             offset = reg_rm_val << size_bits;
3707           else
3708             offset = reg_rm_val;
3709           datasize = 8 << size_bits;
3710           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3711                                       &address);
3712           address = address + offset;
3713           record_buf_mem[0] = datasize >> 3;
3714           record_buf_mem[1] = address;
3715           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 1;
3716         }
3717       else
3718         {
3719           if (vector_flag)
3720             record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3721           else
3722             record_buf[0] = reg_rt;
3723           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3724         }
3725     }
3726   /* Load/store register (immediate and unprivileged) instructions.  */
3727   else if ((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x03
3728            && !insn_bit21)
3729     {
3730       if (record_debug)
3731         {
3732           debug_printf ("Process record: load/store "
3733                         "(immediate and unprivileged)\n");
3734         }
3735       opc = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22, 23);
3736       if (!(opc >> 1))
3737         if (opc & 0x01)
3738           ld_flag = 0x01;
3739         else
3740           ld_flag = 0x0;
3741       else
3742         if (size_bits != 0x03)
3743           ld_flag = 0x01;
3744         else
3745           return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3746
3747       if (!ld_flag)
3748         {
3749           uint16_t imm9_off;
3750           imm9_off = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12, 20);
3751           offset = (imm9_off & 0x0100) ? (((~imm9_off) & 0x01ff) + 1) : imm9_off;
3752           datasize = 8 << size_bits;
3753           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3754                                       &address);
3755           if (insn_bits10_11 != 0x01)
3756             {
3757               if (imm9_off & 0x0100)
3758                 address = address - offset;
3759               else
3760                 address = address + offset;
3761             }
3762           record_buf_mem[0] = datasize >> 3;
3763           record_buf_mem[1] = address;
3764           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 1;
3765         }
3766       else
3767         {
3768           if (vector_flag)
3769             record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3770           else
3771             record_buf[0] = reg_rt;
3772           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3773         }
3774       if (insn_bits10_11 == 0x01 || insn_bits10_11 == 0x03)
3775         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = reg_rn;
3776     }
3777   /* Advanced SIMD load/store instructions.  */
3778   else
3779     return aarch64_record_asimd_load_store (aarch64_insn_r);
3780
3781   MEM_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_mems, aarch64_insn_r->mem_rec_count,
3782              record_buf_mem);
3783   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3784              record_buf);
3785   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3786 }
3787
3788 /* Record handler for data processing SIMD and floating point instructions.  */
3789
3790 static unsigned int
3791 aarch64_record_data_proc_simd_fp (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3792 {
3793   uint8_t insn_bit21, opcode, rmode, reg_rd;
3794   uint8_t insn_bits24_27, insn_bits28_31, insn_bits10_11, insn_bits12_15;
3795   uint8_t insn_bits11_14;
3796   uint32_t record_buf[2];
3797
3798   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3799   insn_bits28_31 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28, 31);
3800   insn_bits10_11 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 11);
3801   insn_bits12_15 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12, 15);
3802   insn_bits11_14 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 11, 14);
3803   opcode = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 16, 18);
3804   rmode = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 19, 20);
3805   reg_rd = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3806   insn_bit21 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21);
3807
3808   if (record_debug)
3809     debug_printf ("Process record: data processing SIMD/FP: ");
3810
3811   if ((insn_bits28_31 & 0x05) == 0x01 && insn_bits24_27 == 0x0e)
3812     {
3813       /* Floating point - fixed point conversion instructions.  */
3814       if (!insn_bit21)
3815         {
3816           if (record_debug)
3817             debug_printf ("FP - fixed point conversion");
3818
3819           if ((opcode >> 1) == 0x0 && rmode == 0x03)
3820             record_buf[0] = reg_rd;
3821           else
3822             record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3823         }
3824       /* Floating point - conditional compare instructions.  */
3825       else if (insn_bits10_11 == 0x01)
3826         {
3827           if (record_debug)
3828             debug_printf ("FP - conditional compare");
3829
3830           record_buf[0] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3831         }
3832       /* Floating point - data processing (2-source) and
3833          conditional select instructions.  */
3834       else if (insn_bits10_11 == 0x02 || insn_bits10_11 == 0x03)
3835         {
3836           if (record_debug)
3837             debug_printf ("FP - DP (2-source)");
3838
3839           record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3840         }
3841       else if (insn_bits10_11 == 0x00)
3842         {
3843           /* Floating point - immediate instructions.  */
3844           if ((insn_bits12_15 & 0x01) == 0x01
3845               || (insn_bits12_15 & 0x07) == 0x04)
3846             {
3847               if (record_debug)
3848                 debug_printf ("FP - immediate");
3849               record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3850             }
3851           /* Floating point - compare instructions.  */
3852           else if ((insn_bits12_15 & 0x03) == 0x02)
3853             {
3854               if (record_debug)
3855                 debug_printf ("FP - immediate");
3856               record_buf[0] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3857             }
3858           /* Floating point - integer conversions instructions.  */
3859           else if (insn_bits12_15 == 0x00)
3860             {
3861               /* Convert float to integer instruction.  */
3862               if (!(opcode >> 1) || ((opcode >> 1) == 0x02 && !rmode))
3863                 {
3864                   if (record_debug)
3865                     debug_printf ("float to int conversion");
3866
3867                   record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_X0_REGNUM;
3868                 }
3869               /* Convert integer to float instruction.  */
3870               else if ((opcode >> 1) == 0x01 && !rmode)
3871                 {
3872                   if (record_debug)
3873                     debug_printf ("int to float conversion");
3874
3875                   record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3876                 }
3877               /* Move float to integer instruction.  */
3878               else if ((opcode >> 1) == 0x03)
3879                 {
3880                   if (record_debug)
3881                     debug_printf ("move float to int");
3882
3883                   if (!(opcode & 0x01))
3884                     record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_X0_REGNUM;
3885                   else
3886                     record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3887                 }
3888               else
3889                 return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3890             }
3891           else
3892             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3893         }
3894       else
3895         return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3896     }
3897   else if ((insn_bits28_31 & 0x09) == 0x00 && insn_bits24_27 == 0x0e)
3898     {
3899       if (record_debug)
3900         debug_printf ("SIMD copy");
3901
3902       /* Advanced SIMD copy instructions.  */
3903       if (!bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21, 23)
3904           && !bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 15)
3905           && bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10))
3906         {
3907           if (insn_bits11_14 == 0x05 || insn_bits11_14 == 0x07)
3908             record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_X0_REGNUM;
3909           else
3910             record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3911         }
3912       else
3913         record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3914     }
3915   /* All remaining floating point or advanced SIMD instructions.  */
3916   else
3917     {
3918       if (record_debug)
3919         debug_printf ("all remain");
3920
3921       record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3922     }
3923
3924   if (record_debug)
3925     debug_printf ("\n");
3926
3927   aarch64_insn_r->reg_rec_count++;
3928   gdb_assert (aarch64_insn_r->reg_rec_count == 1);
3929   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3930              record_buf);
3931   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3932 }
3933
3934 /* Decodes insns type and invokes its record handler.  */
3935
3936 static unsigned int
3937 aarch64_record_decode_insn_handler (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3938 {
3939   uint32_t ins_bit25, ins_bit26, ins_bit27, ins_bit28;
3940
3941   ins_bit25 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 25);
3942   ins_bit26 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 26);
3943   ins_bit27 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 27);
3944   ins_bit28 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28);
3945
3946   /* Data processing - immediate instructions.  */
3947   if (!ins_bit26 && !ins_bit27 && ins_bit28)
3948     return aarch64_record_data_proc_imm (aarch64_insn_r);
3949
3950   /* Branch, exception generation and system instructions.  */
3951   if (ins_bit26 && !ins_bit27 && ins_bit28)
3952     return aarch64_record_branch_except_sys (aarch64_insn_r);
3953
3954   /* Load and store instructions.  */
3955   if (!ins_bit25 && ins_bit27)
3956     return aarch64_record_load_store (aarch64_insn_r);
3957
3958   /* Data processing - register instructions.  */
3959   if (ins_bit25 && !ins_bit26 && ins_bit27)
3960     return aarch64_record_data_proc_reg (aarch64_insn_r);
3961
3962   /* Data processing - SIMD and floating point instructions.  */
3963   if (ins_bit25 && ins_bit26 && ins_bit27)
3964     return aarch64_record_data_proc_simd_fp (aarch64_insn_r);
3965
3966   return AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED;
3967 }
3968
3969 /* Cleans up local record registers and memory allocations.  */
3970
3971 static void
3972 deallocate_reg_mem (insn_decode_record *record)
3973 {
3974   xfree (record->aarch64_regs);
3975   xfree (record->aarch64_mems);
3976 }
3977
3978 #if GDB_SELF_TEST
3979 namespace selftests {
3980
3981 static void
3982 aarch64_process_record_test (void)
3983 {
3984   struct gdbarch_info info;
3985   uint32_t ret;
3986
3987   gdbarch_info_init (&info);
3988   info.bfd_arch_info = bfd_scan_arch ("aarch64");
3989
3990   struct gdbarch *gdbarch = gdbarch_find_by_info (info);
3991   SELF_CHECK (gdbarch != NULL);
3992
3993   insn_decode_record aarch64_record;
3994
3995   memset (&aarch64_record, 0, sizeof (insn_decode_record));
3996   aarch64_record.regcache = NULL;
3997   aarch64_record.this_addr = 0;
3998   aarch64_record.gdbarch = gdbarch;
3999
4000   /* 20 00 80 f9        prfm    pldl1keep, [x1] */
4001   aarch64_record.aarch64_insn = 0xf9800020;
4002   ret = aarch64_record_decode_insn_handler (&aarch64_record);
4003   SELF_CHECK (ret == AARCH64_RECORD_SUCCESS);
4004   SELF_CHECK (aarch64_record.reg_rec_count == 0);
4005   SELF_CHECK (aarch64_record.mem_rec_count == 0);
4006
4007   deallocate_reg_mem (&aarch64_record);
4008 }
4009
4010 } // namespace selftests
4011 #endif /* GDB_SELF_TEST */
4012
4013 /* Parse the current instruction and record the values of the registers and
4014    memory that will be changed in current instruction to record_arch_list
4015    return -1 if something is wrong.  */
4016
4017 int
4018 aarch64_process_record (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
4019                         CORE_ADDR insn_addr)
4020 {
4021   uint32_t rec_no = 0;
4022   uint8_t insn_size = 4;
4023   uint32_t ret = 0;
4024   gdb_byte buf[insn_size];
4025   insn_decode_record aarch64_record;
4026
4027   memset (&buf[0], 0, insn_size);
4028   memset (&aarch64_record, 0, sizeof (insn_decode_record));
4029   target_read_memory (insn_addr, &buf[0], insn_size);
4030   aarch64_record.aarch64_insn
4031     = (uint32_t) extract_unsigned_integer (&buf[0],
4032                                            insn_size,
4033                                            gdbarch_byte_order (gdbarch));
4034   aarch64_record.regcache = regcache;
4035   aarch64_record.this_addr = insn_addr;
4036   aarch64_record.gdbarch = gdbarch;
4037
4038   ret = aarch64_record_decode_insn_handler (&aarch64_record);
4039   if (ret == AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED)
4040     {
4041       printf_unfiltered (_("Process record does not support instruction "
4042                            "0x%0x at address %s.\n"),
4043                          aarch64_record.aarch64_insn,
4044                          paddress (gdbarch, insn_addr));
4045       ret = -1;
4046     }
4047
4048   if (0 == ret)
4049     {
4050       /* Record registers.  */
4051       record_full_arch_list_add_reg (aarch64_record.regcache,
4052                                      AARCH64_PC_REGNUM);
4053       /* Always record register CPSR.  */
4054       record_full_arch_list_add_reg (aarch64_record.regcache,
4055                                      AARCH64_CPSR_REGNUM);
4056       if (aarch64_record.aarch64_regs)
4057         for (rec_no = 0; rec_no < aarch64_record.reg_rec_count; rec_no++)
4058           if (record_full_arch_list_add_reg (aarch64_record.regcache,
4059                                              aarch64_record.aarch64_regs[rec_no]))
4060             ret = -1;
4061
4062       /* Record memories.  */
4063       if (aarch64_record.aarch64_mems)
4064         for (rec_no = 0; rec_no < aarch64_record.mem_rec_count; rec_no++)
4065           if (record_full_arch_list_add_mem
4066               ((CORE_ADDR)aarch64_record.aarch64_mems[rec_no].addr,
4067                aarch64_record.aarch64_mems[rec_no].len))
4068             ret = -1;
4069
4070       if (record_full_arch_list_add_end ())
4071         ret = -1;
4072     }
4073
4074   deallocate_reg_mem (&aarch64_record);
4075   return ret;
4076 }