gdb/aarch64-tdep.c

   1 /* Common target dependent code for GDB on AArch64 systems.
   2
   3    Copyright (C) 2009-2019 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 #include "aarch64-ravenscar-thread.h"
  50
  51 #include "elf-bfd.h"
  52 #include "elf/aarch64.h"
  53
  54 #include "vec.h"
  55
  56 #include "record.h"
  57 #include "record-full.h"
  58 #include "arch/aarch64-insn.h"
  59
  60 #include "opcode/aarch64.h"
  61 #include <algorithm>
  62
  63 #define submask(x) ((1L << ((x) + 1)) - 1)
  64 #define bit(obj,st) (((obj) >> (st)) & 1)
  65 #define bits(obj,st,fn) (((obj) >> (st)) & submask ((fn) - (st)))
  66
  67 /* A Homogeneous Floating-Point or Short-Vector Aggregate may have at most
  68    four members.  */
  69 #define HA_MAX_NUM_FLDS         4
  70
  71 /* All possible aarch64 target descriptors.  */
  72 struct target_desc *tdesc_aarch64_list[AARCH64_MAX_SVE_VQ + 1];
  73
  74 /* The standard register names, and all the valid aliases for them.  */
  75 static const struct
  76 {
  77   const char *const name;
  78   int regnum;
  79 } aarch64_register_aliases[] =
  80 {
  81   /* 64-bit register names.  */
  82   {"fp", AARCH64_FP_REGNUM},
  83   {"lr", AARCH64_LR_REGNUM},
  84   {"sp", AARCH64_SP_REGNUM},
  85
  86   /* 32-bit register names.  */
  87   {"w0", AARCH64_X0_REGNUM + 0},
  88   {"w1", AARCH64_X0_REGNUM + 1},
  89   {"w2", AARCH64_X0_REGNUM + 2},
  90   {"w3", AARCH64_X0_REGNUM + 3},
  91   {"w4", AARCH64_X0_REGNUM + 4},
  92   {"w5", AARCH64_X0_REGNUM + 5},
  93   {"w6", AARCH64_X0_REGNUM + 6},
  94   {"w7", AARCH64_X0_REGNUM + 7},
  95   {"w8", AARCH64_X0_REGNUM + 8},
  96   {"w9", AARCH64_X0_REGNUM + 9},
  97   {"w10", AARCH64_X0_REGNUM + 10},
  98   {"w11", AARCH64_X0_REGNUM + 11},
  99   {"w12", AARCH64_X0_REGNUM + 12},
 100   {"w13", AARCH64_X0_REGNUM + 13},
 101   {"w14", AARCH64_X0_REGNUM + 14},
 102   {"w15", AARCH64_X0_REGNUM + 15},
 103   {"w16", AARCH64_X0_REGNUM + 16},
 104   {"w17", AARCH64_X0_REGNUM + 17},
 105   {"w18", AARCH64_X0_REGNUM + 18},
 106   {"w19", AARCH64_X0_REGNUM + 19},
 107   {"w20", AARCH64_X0_REGNUM + 20},
 108   {"w21", AARCH64_X0_REGNUM + 21},
 109   {"w22", AARCH64_X0_REGNUM + 22},
 110   {"w23", AARCH64_X0_REGNUM + 23},
 111   {"w24", AARCH64_X0_REGNUM + 24},
 112   {"w25", AARCH64_X0_REGNUM + 25},
 113   {"w26", AARCH64_X0_REGNUM + 26},
 114   {"w27", AARCH64_X0_REGNUM + 27},
 115   {"w28", AARCH64_X0_REGNUM + 28},
 116   {"w29", AARCH64_X0_REGNUM + 29},
 117   {"w30", AARCH64_X0_REGNUM + 30},
 118
 119   /*  specials */
 120   {"ip0", AARCH64_X0_REGNUM + 16},
 121   {"ip1", AARCH64_X0_REGNUM + 17}
 122 };
 123
 124 /* The required core 'R' registers.  */
 125 static const char *const aarch64_r_register_names[] =
 126 {
 127   /* These registers must appear in consecutive RAW register number
 128      order and they must begin with AARCH64_X0_REGNUM! */
 129   "x0", "x1", "x2", "x3",
 130   "x4", "x5", "x6", "x7",
 131   "x8", "x9", "x10", "x11",
 132   "x12", "x13", "x14", "x15",
 133   "x16", "x17", "x18", "x19",
 134   "x20", "x21", "x22", "x23",
 135   "x24", "x25", "x26", "x27",
 136   "x28", "x29", "x30", "sp",
 137   "pc", "cpsr"
 138 };
 139
 140 /* The FP/SIMD 'V' registers.  */
 141 static const char *const aarch64_v_register_names[] =
 142 {
 143   /* These registers must appear in consecutive RAW register number
 144      order and they must begin with AARCH64_V0_REGNUM! */
 145   "v0", "v1", "v2", "v3",
 146   "v4", "v5", "v6", "v7",
 147   "v8", "v9", "v10", "v11",
 148   "v12", "v13", "v14", "v15",
 149   "v16", "v17", "v18", "v19",
 150   "v20", "v21", "v22", "v23",
 151   "v24", "v25", "v26", "v27",
 152   "v28", "v29", "v30", "v31",
 153   "fpsr",
 154   "fpcr"
 155 };
 156
 157 /* The SVE 'Z' and 'P' registers.  */
 158 static const char *const aarch64_sve_register_names[] =
 159 {
 160   /* These registers must appear in consecutive RAW register number
 161      order and they must begin with AARCH64_SVE_Z0_REGNUM! */
 162   "z0", "z1", "z2", "z3",
 163   "z4", "z5", "z6", "z7",
 164   "z8", "z9", "z10", "z11",
 165   "z12", "z13", "z14", "z15",
 166   "z16", "z17", "z18", "z19",
 167   "z20", "z21", "z22", "z23",
 168   "z24", "z25", "z26", "z27",
 169   "z28", "z29", "z30", "z31",
 170   "fpsr", "fpcr",
 171   "p0", "p1", "p2", "p3",
 172   "p4", "p5", "p6", "p7",
 173   "p8", "p9", "p10", "p11",
 174   "p12", "p13", "p14", "p15",
 175   "ffr", "vg"
 176 };
 177
 178 /* AArch64 prologue cache structure.  */
 179 struct aarch64_prologue_cache
 180 {
 181   /* The program counter at the start of the function.  It is used to
 182      identify this frame as a prologue frame.  */
 183   CORE_ADDR func;
 184
 185   /* The program counter at the time this frame was created; i.e. where
 186      this function was called from.  It is used to identify this frame as a
 187      stub frame.  */
 188   CORE_ADDR prev_pc;
 189
 190   /* The stack pointer at the time this frame was created; i.e. the
 191      caller's stack pointer when this function was called.  It is used
 192      to identify this frame.  */
 193   CORE_ADDR prev_sp;
 194
 195   /* Is the target available to read from?  */
 196   int available_p;
 197
 198   /* The frame base for this frame is just prev_sp - frame size.
 199      FRAMESIZE is the distance from the frame pointer to the
 200      initial stack pointer.  */
 201   int framesize;
 202
 203   /* The register used to hold the frame pointer for this frame.  */
 204   int framereg;
 205
 206   /* Saved register offsets.  */
 207   struct trad_frame_saved_reg *saved_regs;
 208 };
 209
 210 static void
 211 show_aarch64_debug (struct ui_file *file, int from_tty,
 212                     struct cmd_list_element *c, const char *value)
 213 {
 214   fprintf_filtered (file, _("AArch64 debugging is %s.\n"), value);
 215 }
 216
 217 namespace {
 218
 219 /* Abstract instruction reader.  */
 220
 221 class abstract_instruction_reader
 222 {
 223 public:
 224   /* Read in one instruction.  */
 225   virtual ULONGEST read (CORE_ADDR memaddr, int len,
 226                          enum bfd_endian byte_order) = 0;
 227 };
 228
 229 /* Instruction reader from real target.  */
 230
 231 class instruction_reader : public abstract_instruction_reader
 232 {
 233  public:
 234   ULONGEST read (CORE_ADDR memaddr, int len, enum bfd_endian byte_order)
 235     override
 236   {
 237     return read_code_unsigned_integer (memaddr, len, byte_order);
 238   }
 239 };
 240
 241 } // namespace
 242
 243 /* Analyze a prologue, looking for a recognizable stack frame
 244    and frame pointer.  Scan until we encounter a store that could
 245    clobber the stack frame unexpectedly, or an unknown instruction.  */
 246
 247 static CORE_ADDR
 248 aarch64_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch,
 249                           CORE_ADDR start, CORE_ADDR limit,
 250                           struct aarch64_prologue_cache *cache,
 251                           abstract_instruction_reader& reader)
 252 {
 253   enum bfd_endian byte_order_for_code = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
 254   int i;
 255   /* Track X registers and D registers in prologue.  */
 256   pv_t regs[AARCH64_X_REGISTER_COUNT + AARCH64_D_REGISTER_COUNT];
 257
 258   for (i = 0; i < AARCH64_X_REGISTER_COUNT + AARCH64_D_REGISTER_COUNT; i++)
 259     regs[i] = pv_register (i, 0);
 260   pv_area stack (AARCH64_SP_REGNUM, gdbarch_addr_bit (gdbarch));
 261
 262   for (; start < limit; start += 4)
 263     {
 264       uint32_t insn;
 265       aarch64_inst inst;
 266
 267       insn = reader.read (start, 4, byte_order_for_code);
 268
 269       if (aarch64_decode_insn (insn, &inst, 1, NULL) != 0)
 270         break;
 271
 272       if (inst.opcode->iclass == addsub_imm
 273           && (inst.opcode->op == OP_ADD
 274               || strcmp ("sub", inst.opcode->name) == 0))
 275         {
 276           unsigned rd = inst.operands[0].reg.regno;
 277           unsigned rn = inst.operands[1].reg.regno;
 278
 279           gdb_assert (aarch64_num_of_operands (inst.opcode) == 3);
 280           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rd_SP);
 281           gdb_assert (inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_Rn_SP);
 282           gdb_assert (inst.operands[2].type == AARCH64_OPND_AIMM);
 283
 284           if (inst.opcode->op == OP_ADD)
 285             {
 286               regs[rd] = pv_add_constant (regs[rn],
 287                                           inst.operands[2].imm.value);
 288             }
 289           else
 290             {
 291               regs[rd] = pv_add_constant (regs[rn],
 292                                           -inst.operands[2].imm.value);
 293             }
 294         }
 295       else if (inst.opcode->iclass == pcreladdr
 296                && inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_ADDR_ADRP)
 297         {
 298           gdb_assert (aarch64_num_of_operands (inst.opcode) == 2);
 299           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rd);
 300
 301           regs[inst.operands[0].reg.regno] = pv_unknown ();
 302         }
 303       else if (inst.opcode->iclass == branch_imm)
 304         {
 305           /* Stop analysis on branch.  */
 306           break;
 307         }
 308       else if (inst.opcode->iclass == condbranch)
 309         {
 310           /* Stop analysis on branch.  */
 311           break;
 312         }
 313       else if (inst.opcode->iclass == branch_reg)
 314         {
 315           /* Stop analysis on branch.  */
 316           break;
 317         }
 318       else if (inst.opcode->iclass == compbranch)
 319         {
 320           /* Stop analysis on branch.  */
 321           break;
 322         }
 323       else if (inst.opcode->op == OP_MOVZ)
 324         {
 325           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rd);
 326           regs[inst.operands[0].reg.regno] = pv_unknown ();
 327         }
 328       else if (inst.opcode->iclass == log_shift
 329                && strcmp (inst.opcode->name, "orr") == 0)
 330         {
 331           unsigned rd = inst.operands[0].reg.regno;
 332           unsigned rn = inst.operands[1].reg.regno;
 333           unsigned rm = inst.operands[2].reg.regno;
 334
 335           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rd);
 336           gdb_assert (inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_Rn);
 337           gdb_assert (inst.operands[2].type == AARCH64_OPND_Rm_SFT);
 338
 339           if (inst.operands[2].shifter.amount == 0
 340               && rn == AARCH64_SP_REGNUM)
 341             regs[rd] = regs[rm];
 342           else
 343             {
 344               if (aarch64_debug)
 345                 {
 346                   debug_printf ("aarch64: prologue analysis gave up "
 347                                 "addr=%s opcode=0x%x (orr x register)\n",
 348                                 core_addr_to_string_nz (start), insn);
 349                 }
 350               break;
 351             }
 352         }
 353       else if (inst.opcode->op == OP_STUR)
 354         {
 355           unsigned rt = inst.operands[0].reg.regno;
 356           unsigned rn = inst.operands[1].addr.base_regno;
 357           int is64
 358             = (aarch64_get_qualifier_esize (inst.operands[0].qualifier) == 8);
 359
 360           gdb_assert (aarch64_num_of_operands (inst.opcode) == 2);
 361           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rt);
 362           gdb_assert (inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_ADDR_SIMM9);
 363           gdb_assert (!inst.operands[1].addr.offset.is_reg);
 364
 365           stack.store (pv_add_constant (regs[rn],
 366                                         inst.operands[1].addr.offset.imm),
 367                        is64 ? 8 : 4, regs[rt]);
 368         }
 369       else if ((inst.opcode->iclass == ldstpair_off
 370                 || (inst.opcode->iclass == ldstpair_indexed
 371                     && inst.operands[2].addr.preind))
 372                && strcmp ("stp", inst.opcode->name) == 0)
 373         {
 374           /* STP with addressing mode Pre-indexed and Base register.  */
 375           unsigned rt1;
 376           unsigned rt2;
 377           unsigned rn = inst.operands[2].addr.base_regno;
 378           int32_t imm = inst.operands[2].addr.offset.imm;
 379
 380           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rt
 381                       || inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Ft);
 382           gdb_assert (inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_Rt2
 383                       || inst.operands[1].type == AARCH64_OPND_Ft2);
 384           gdb_assert (inst.operands[2].type == AARCH64_OPND_ADDR_SIMM7);
 385           gdb_assert (!inst.operands[2].addr.offset.is_reg);
 386
 387           /* If recording this store would invalidate the store area
 388              (perhaps because rn is not known) then we should abandon
 389              further prologue analysis.  */
 390           if (stack.store_would_trash (pv_add_constant (regs[rn], imm)))
 391             break;
 392
 393           if (stack.store_would_trash (pv_add_constant (regs[rn], imm + 8)))
 394             break;
 395
 396           rt1 = inst.operands[0].reg.regno;
 397           rt2 = inst.operands[1].reg.regno;
 398           if (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Ft)
 399             {
 400               /* Only bottom 64-bit of each V register (D register) need
 401                  to be preserved.  */
 402               gdb_assert (inst.operands[0].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_S_D);
 403               rt1 += AARCH64_X_REGISTER_COUNT;
 404               rt2 += AARCH64_X_REGISTER_COUNT;
 405             }
 406
 407           stack.store (pv_add_constant (regs[rn], imm), 8,
 408                        regs[rt1]);
 409           stack.store (pv_add_constant (regs[rn], imm + 8), 8,
 410                        regs[rt2]);
 411
 412           if (inst.operands[2].addr.writeback)
 413             regs[rn] = pv_add_constant (regs[rn], imm);
 414
 415         }
 416       else if ((inst.opcode->iclass == ldst_imm9 /* Signed immediate.  */
 417                 || (inst.opcode->iclass == ldst_pos /* Unsigned immediate.  */
 418                     && (inst.opcode->op == OP_STR_POS
 419                         || inst.opcode->op == OP_STRF_POS)))
 420                && inst.operands[1].addr.base_regno == AARCH64_SP_REGNUM
 421                && strcmp ("str", inst.opcode->name) == 0)
 422         {
 423           /* STR (immediate) */
 424           unsigned int rt = inst.operands[0].reg.regno;
 425           int32_t imm = inst.operands[1].addr.offset.imm;
 426           unsigned int rn = inst.operands[1].addr.base_regno;
 427           bool is64
 428             = (aarch64_get_qualifier_esize (inst.operands[0].qualifier) == 8);
 429           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Rt
 430                       || inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Ft);
 431
 432           if (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_Ft)
 433             {
 434               /* Only bottom 64-bit of each V register (D register) need
 435                  to be preserved.  */
 436               gdb_assert (inst.operands[0].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_S_D);
 437               rt += AARCH64_X_REGISTER_COUNT;
 438             }
 439
 440           stack.store (pv_add_constant (regs[rn], imm),
 441                        is64 ? 8 : 4, regs[rt]);
 442           if (inst.operands[1].addr.writeback)
 443             regs[rn] = pv_add_constant (regs[rn], imm);
 444         }
 445       else if (inst.opcode->iclass == testbranch)
 446         {
 447           /* Stop analysis on branch.  */
 448           break;
 449         }
 450       else
 451         {
 452           if (aarch64_debug)
 453             {
 454               debug_printf ("aarch64: prologue analysis gave up addr=%s"
 455                             " opcode=0x%x\n",
 456                             core_addr_to_string_nz (start), insn);
 457             }
 458           break;
 459         }
 460     }
 461
 462   if (cache == NULL)
 463     return start;
 464
 465   if (pv_is_register (regs[AARCH64_FP_REGNUM], AARCH64_SP_REGNUM))
 466     {
 467       /* Frame pointer is fp.  Frame size is constant.  */
 468       cache->framereg = AARCH64_FP_REGNUM;
 469       cache->framesize = -regs[AARCH64_FP_REGNUM].k;
 470     }
 471   else if (pv_is_register (regs[AARCH64_SP_REGNUM], AARCH64_SP_REGNUM))
 472     {
 473       /* Try the stack pointer.  */
 474       cache->framesize = -regs[AARCH64_SP_REGNUM].k;
 475       cache->framereg = AARCH64_SP_REGNUM;
 476     }
 477   else
 478     {
 479       /* We're just out of luck.  We don't know where the frame is.  */
 480       cache->framereg = -1;
 481       cache->framesize = 0;
 482     }
 483
 484   for (i = 0; i < AARCH64_X_REGISTER_COUNT; i++)
 485     {
 486       CORE_ADDR offset;
 487
 488       if (stack.find_reg (gdbarch, i, &offset))
 489         cache->saved_regs[i].addr = offset;
 490     }
 491
 492   for (i = 0; i < AARCH64_D_REGISTER_COUNT; i++)
 493     {
 494       int regnum = gdbarch_num_regs (gdbarch);
 495       CORE_ADDR offset;
 496
 497       if (stack.find_reg (gdbarch, i + AARCH64_X_REGISTER_COUNT,
 498                           &offset))
 499         cache->saved_regs[i + regnum + AARCH64_D0_REGNUM].addr = offset;
 500     }
 501
 502   return start;
 503 }
 504
 505 static CORE_ADDR
 506 aarch64_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch,
 507                           CORE_ADDR start, CORE_ADDR limit,
 508                           struct aarch64_prologue_cache *cache)
 509 {
 510   instruction_reader reader;
 511
 512   return aarch64_analyze_prologue (gdbarch, start, limit, cache,
 513                                    reader);
 514 }
 515
 516 #if GDB_SELF_TEST
 517
 518 namespace selftests {
 519
 520 /* Instruction reader from manually cooked instruction sequences.  */
 521
 522 class instruction_reader_test : public abstract_instruction_reader
 523 {
 524 public:
 525   template<size_t SIZE>
 526   explicit instruction_reader_test (const uint32_t (&insns)[SIZE])
 527   : m_insns (insns), m_insns_size (SIZE)
 528   {}
 529
 530   ULONGEST read (CORE_ADDR memaddr, int len, enum bfd_endian byte_order)
 531     override
 532   {
 533     SELF_CHECK (len == 4);
 534     SELF_CHECK (memaddr % 4 == 0);
 535     SELF_CHECK (memaddr / 4 < m_insns_size);
 536
 537     return m_insns[memaddr / 4];
 538   }
 539
 540 private:
 541   const uint32_t *m_insns;
 542   size_t m_insns_size;
 543 };
 544
 545 static void
 546 aarch64_analyze_prologue_test (void)
 547 {
 548   struct gdbarch_info info;
 549
 550   gdbarch_info_init (&info);
 551   info.bfd_arch_info = bfd_scan_arch ("aarch64");
 552
 553   struct gdbarch *gdbarch = gdbarch_find_by_info (info);
 554   SELF_CHECK (gdbarch != NULL);
 555
 556   /* Test the simple prologue in which frame pointer is used.  */
 557   {
 558     struct aarch64_prologue_cache cache;
 559     cache.saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (gdbarch);
 560
 561     static const uint32_t insns[] = {
 562       0xa9af7bfd, /* stp     x29, x30, [sp,#-272]! */
 563       0x910003fd, /* mov     x29, sp */
 564       0x97ffffe6, /* bl      0x400580 */
 565     };
 566     instruction_reader_test reader (insns);
 567
 568     CORE_ADDR end = aarch64_analyze_prologue (gdbarch, 0, 128, &cache, reader);
 569     SELF_CHECK (end == 4 * 2);
 570
 571     SELF_CHECK (cache.framereg == AARCH64_FP_REGNUM);
 572     SELF_CHECK (cache.framesize == 272);
 573
 574     for (int i = 0; i < AARCH64_X_REGISTER_COUNT; i++)
 575       {
 576         if (i == AARCH64_FP_REGNUM)
 577           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -272);
 578         else if (i == AARCH64_LR_REGNUM)
 579           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -264);
 580         else
 581           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -1);
 582       }
 583
 584     for (int i = 0; i < AARCH64_D_REGISTER_COUNT; i++)
 585       {
 586         int regnum = gdbarch_num_regs (gdbarch);
 587
 588         SELF_CHECK (cache.saved_regs[i + regnum + AARCH64_D0_REGNUM].addr
 589                     == -1);
 590       }
 591   }
 592
 593   /* Test a prologue in which STR is used and frame pointer is not
 594      used.  */
 595   {
 596     struct aarch64_prologue_cache cache;
 597     cache.saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (gdbarch);
 598
 599     static const uint32_t insns[] = {
 600       0xf81d0ff3, /* str        x19, [sp, #-48]! */
 601       0xb9002fe0, /* str        w0, [sp, #44] */
 602       0xf90013e1, /* str        x1, [sp, #32]*/
 603       0xfd000fe0, /* str        d0, [sp, #24] */
 604       0xaa0203f3, /* mov        x19, x2 */
 605       0xf94013e0, /* ldr        x0, [sp, #32] */
 606     };
 607     instruction_reader_test reader (insns);
 608
 609     CORE_ADDR end = aarch64_analyze_prologue (gdbarch, 0, 128, &cache, reader);
 610
 611     SELF_CHECK (end == 4 * 5);
 612
 613     SELF_CHECK (cache.framereg == AARCH64_SP_REGNUM);
 614     SELF_CHECK (cache.framesize == 48);
 615
 616     for (int i = 0; i < AARCH64_X_REGISTER_COUNT; i++)
 617       {
 618         if (i == 1)
 619           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -16);
 620         else if (i == 19)
 621           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -48);
 622         else
 623           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i].addr == -1);
 624       }
 625
 626     for (int i = 0; i < AARCH64_D_REGISTER_COUNT; i++)
 627       {
 628         int regnum = gdbarch_num_regs (gdbarch);
 629
 630         if (i == 0)
 631           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i + regnum + AARCH64_D0_REGNUM].addr
 632                       == -24);
 633         else
 634           SELF_CHECK (cache.saved_regs[i + regnum + AARCH64_D0_REGNUM].addr
 635                       == -1);
 636       }
 637   }
 638 }
 639 } // namespace selftests
 640 #endif /* GDB_SELF_TEST */
 641
 642 /* Implement the "skip_prologue" gdbarch method.  */
 643
 644 static CORE_ADDR
 645 aarch64_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
 646 {
 647   CORE_ADDR func_addr, limit_pc;
 648
 649   /* See if we can determine the end of the prologue via the symbol
 650      table.  If so, then return either PC, or the PC after the
 651      prologue, whichever is greater.  */
 652   if (find_pc_partial_function (pc, NULL, &func_addr, NULL))
 653     {
 654       CORE_ADDR post_prologue_pc
 655         = skip_prologue_using_sal (gdbarch, func_addr);
 656
 657       if (post_prologue_pc != 0)
 658         return std::max (pc, post_prologue_pc);
 659     }
 660
 661   /* Can't determine prologue from the symbol table, need to examine
 662      instructions.  */
 663
 664   /* Find an upper limit on the function prologue using the debug
 665      information.  If the debug information could not be used to
 666      provide that bound, then use an arbitrary large number as the
 667      upper bound.  */
 668   limit_pc = skip_prologue_using_sal (gdbarch, pc);
 669   if (limit_pc == 0)
 670     limit_pc = pc + 128;        /* Magic.  */
 671
 672   /* Try disassembling prologue.  */
 673   return aarch64_analyze_prologue (gdbarch, pc, limit_pc, NULL);
 674 }
 675
 676 /* Scan the function prologue for THIS_FRAME and populate the prologue
 677    cache CACHE.  */
 678
 679 static void
 680 aarch64_scan_prologue (struct frame_info *this_frame,
 681                        struct aarch64_prologue_cache *cache)
 682 {
 683   CORE_ADDR block_addr = get_frame_address_in_block (this_frame);
 684   CORE_ADDR prologue_start;
 685   CORE_ADDR prologue_end;
 686   CORE_ADDR prev_pc = get_frame_pc (this_frame);
 687   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
 688
 689   cache->prev_pc = prev_pc;
 690
 691   /* Assume we do not find a frame.  */
 692   cache->framereg = -1;
 693   cache->framesize = 0;
 694
 695   if (find_pc_partial_function (block_addr, NULL, &prologue_start,
 696                                 &prologue_end))
 697     {
 698       struct symtab_and_line sal = find_pc_line (prologue_start, 0);
 699
 700       if (sal.line == 0)
 701         {
 702           /* No line info so use the current PC.  */
 703           prologue_end = prev_pc;
 704         }
 705       else if (sal.end < prologue_end)
 706         {
 707           /* The next line begins after the function end.  */
 708           prologue_end = sal.end;
 709         }
 710
 711       prologue_end = std::min (prologue_end, prev_pc);
 712       aarch64_analyze_prologue (gdbarch, prologue_start, prologue_end, cache);
 713     }
 714   else
 715     {
 716       CORE_ADDR frame_loc;
 717
 718       frame_loc = get_frame_register_unsigned (this_frame, AARCH64_FP_REGNUM);
 719       if (frame_loc == 0)
 720         return;
 721
 722       cache->framereg = AARCH64_FP_REGNUM;
 723       cache->framesize = 16;
 724       cache->saved_regs[29].addr = 0;
 725       cache->saved_regs[30].addr = 8;
 726     }
 727 }
 728
 729 /* Fill in *CACHE with information about the prologue of *THIS_FRAME.  This
 730    function may throw an exception if the inferior's registers or memory is
 731    not available.  */
 732
 733 static void
 734 aarch64_make_prologue_cache_1 (struct frame_info *this_frame,
 735                                struct aarch64_prologue_cache *cache)
 736 {
 737   CORE_ADDR unwound_fp;
 738   int reg;
 739
 740   aarch64_scan_prologue (this_frame, cache);
 741
 742   if (cache->framereg == -1)
 743     return;
 744
 745   unwound_fp = get_frame_register_unsigned (this_frame, cache->framereg);
 746   if (unwound_fp == 0)
 747     return;
 748
 749   cache->prev_sp = unwound_fp + cache->framesize;
 750
 751   /* Calculate actual addresses of saved registers using offsets
 752      determined by aarch64_analyze_prologue.  */
 753   for (reg = 0; reg < gdbarch_num_regs (get_frame_arch (this_frame)); reg++)
 754     if (trad_frame_addr_p (cache->saved_regs, reg))
 755       cache->saved_regs[reg].addr += cache->prev_sp;
 756
 757   cache->func = get_frame_func (this_frame);
 758
 759   cache->available_p = 1;
 760 }
 761
 762 /* Allocate and fill in *THIS_CACHE with information about the prologue of
 763    *THIS_FRAME.  Do not do this is if *THIS_CACHE was already allocated.
 764    Return a pointer to the current aarch64_prologue_cache in
 765    *THIS_CACHE.  */
 766
 767 static struct aarch64_prologue_cache *
 768 aarch64_make_prologue_cache (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
 769 {
 770   struct aarch64_prologue_cache *cache;
 771
 772   if (*this_cache != NULL)
 773     return (struct aarch64_prologue_cache *) *this_cache;
 774
 775   cache = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct aarch64_prologue_cache);
 776   cache->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
 777   *this_cache = cache;
 778
 779   TRY
 780     {
 781       aarch64_make_prologue_cache_1 (this_frame, cache);
 782     }
 783   CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
 784     {
 785       if (ex.error != NOT_AVAILABLE_ERROR)
 786         throw_exception (ex);
 787     }
 788   END_CATCH
 789
 790   return cache;
 791 }
 792
 793 /* Implement the "stop_reason" frame_unwind method.  */
 794
 795 static enum unwind_stop_reason
 796 aarch64_prologue_frame_unwind_stop_reason (struct frame_info *this_frame,
 797                                            void **this_cache)
 798 {
 799   struct aarch64_prologue_cache *cache
 800     = aarch64_make_prologue_cache (this_frame, this_cache);
 801
 802   if (!cache->available_p)
 803     return UNWIND_UNAVAILABLE;
 804
 805   /* Halt the backtrace at "_start".  */
 806   if (cache->prev_pc <= gdbarch_tdep (get_frame_arch (this_frame))->lowest_pc)
 807     return UNWIND_OUTERMOST;
 808
 809   /* We've hit a wall, stop.  */
 810   if (cache->prev_sp == 0)
 811     return UNWIND_OUTERMOST;
 812
 813   return UNWIND_NO_REASON;
 814 }
 815
 816 /* Our frame ID for a normal frame is the current function's starting
 817    PC and the caller's SP when we were called.  */
 818
 819 static void
 820 aarch64_prologue_this_id (struct frame_info *this_frame,
 821                           void **this_cache, struct frame_id *this_id)
 822 {
 823   struct aarch64_prologue_cache *cache
 824     = aarch64_make_prologue_cache (this_frame, this_cache);
 825
 826   if (!cache->available_p)
 827     *this_id = frame_id_build_unavailable_stack (cache->func);
 828   else
 829     *this_id = frame_id_build (cache->prev_sp, cache->func);
 830 }
 831
 832 /* Implement the "prev_register" frame_unwind method.  */
 833
 834 static struct value *
 835 aarch64_prologue_prev_register (struct frame_info *this_frame,
 836                                 void **this_cache, int prev_regnum)
 837 {
 838   struct aarch64_prologue_cache *cache
 839     = aarch64_make_prologue_cache (this_frame, this_cache);
 840
 841   /* If we are asked to unwind the PC, then we need to return the LR
 842      instead.  The prologue may save PC, but it will point into this
 843      frame's prologue, not the next frame's resume location.  */
 844   if (prev_regnum == AARCH64_PC_REGNUM)
 845     {
 846       CORE_ADDR lr;
 847
 848       lr = frame_unwind_register_unsigned (this_frame, AARCH64_LR_REGNUM);
 849       return frame_unwind_got_constant (this_frame, prev_regnum, lr);
 850     }
 851
 852   /* SP is generally not saved to the stack, but this frame is
 853      identified by the next frame's stack pointer at the time of the
 854      call.  The value was already reconstructed into PREV_SP.  */
 855   /*
 856          +----------+  ^
 857          | saved lr |  |
 858       +->| saved fp |--+
 859       |  |          |
 860       |  |          |     <- Previous SP
 861       |  +----------+
 862       |  | saved lr |
 863       +--| saved fp |<- FP
 864          |          |
 865          |          |<- SP
 866          +----------+  */
 867   if (prev_regnum == AARCH64_SP_REGNUM)
 868     return frame_unwind_got_constant (this_frame, prev_regnum,
 869                                       cache->prev_sp);
 870
 871   return trad_frame_get_prev_register (this_frame, cache->saved_regs,
 872                                        prev_regnum);
 873 }
 874
 875 /* AArch64 prologue unwinder.  */
 876 struct frame_unwind aarch64_prologue_unwind =
 877 {
 878   NORMAL_FRAME,
 879   aarch64_prologue_frame_unwind_stop_reason,
 880   aarch64_prologue_this_id,
 881   aarch64_prologue_prev_register,
 882   NULL,
 883   default_frame_sniffer
 884 };
 885
 886 /* Allocate and fill in *THIS_CACHE with information about the prologue of
 887    *THIS_FRAME.  Do not do this is if *THIS_CACHE was already allocated.
 888    Return a pointer to the current aarch64_prologue_cache in
 889    *THIS_CACHE.  */
 890
 891 static struct aarch64_prologue_cache *
 892 aarch64_make_stub_cache (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
 893 {
 894   struct aarch64_prologue_cache *cache;
 895
 896   if (*this_cache != NULL)
 897     return (struct aarch64_prologue_cache *) *this_cache;
 898
 899   cache = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct aarch64_prologue_cache);
 900   cache->saved_regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
 901   *this_cache = cache;
 902
 903   TRY
 904     {
 905       cache->prev_sp = get_frame_register_unsigned (this_frame,
 906                                                     AARCH64_SP_REGNUM);
 907       cache->prev_pc = get_frame_pc (this_frame);
 908       cache->available_p = 1;
 909     }
 910   CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
 911     {
 912       if (ex.error != NOT_AVAILABLE_ERROR)
 913         throw_exception (ex);
 914     }
 915   END_CATCH
 916
 917   return cache;
 918 }
 919
 920 /* Implement the "stop_reason" frame_unwind method.  */
 921
 922 static enum unwind_stop_reason
 923 aarch64_stub_frame_unwind_stop_reason (struct frame_info *this_frame,
 924                                        void **this_cache)
 925 {
 926   struct aarch64_prologue_cache *cache
 927     = aarch64_make_stub_cache (this_frame, this_cache);
 928
 929   if (!cache->available_p)
 930     return UNWIND_UNAVAILABLE;
 931
 932   return UNWIND_NO_REASON;
 933 }
 934
 935 /* Our frame ID for a stub frame is the current SP and LR.  */
 936
 937 static void
 938 aarch64_stub_this_id (struct frame_info *this_frame,
 939                       void **this_cache, struct frame_id *this_id)
 940 {
 941   struct aarch64_prologue_cache *cache
 942     = aarch64_make_stub_cache (this_frame, this_cache);
 943
 944   if (cache->available_p)
 945     *this_id = frame_id_build (cache->prev_sp, cache->prev_pc);
 946   else
 947     *this_id = frame_id_build_unavailable_stack (cache->prev_pc);
 948 }
 949
 950 /* Implement the "sniffer" frame_unwind method.  */
 951
 952 static int
 953 aarch64_stub_unwind_sniffer (const struct frame_unwind *self,
 954                              struct frame_info *this_frame,
 955                              void **this_prologue_cache)
 956 {
 957   CORE_ADDR addr_in_block;
 958   gdb_byte dummy[4];
 959
 960   addr_in_block = get_frame_address_in_block (this_frame);
 961   if (in_plt_section (addr_in_block)
 962       /* We also use the stub winder if the target memory is unreadable
 963          to avoid having the prologue unwinder trying to read it.  */
 964       || target_read_memory (get_frame_pc (this_frame), dummy, 4) != 0)
 965     return 1;
 966
 967   return 0;
 968 }
 969
 970 /* AArch64 stub unwinder.  */
 971 struct frame_unwind aarch64_stub_unwind =
 972 {
 973   NORMAL_FRAME,
 974   aarch64_stub_frame_unwind_stop_reason,
 975   aarch64_stub_this_id,
 976   aarch64_prologue_prev_register,
 977   NULL,
 978   aarch64_stub_unwind_sniffer
 979 };
 980
 981 /* Return the frame base address of *THIS_FRAME.  */
 982
 983 static CORE_ADDR
 984 aarch64_normal_frame_base (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
 985 {
 986   struct aarch64_prologue_cache *cache
 987     = aarch64_make_prologue_cache (this_frame, this_cache);
 988
 989   return cache->prev_sp - cache->framesize;
 990 }
 991
 992 /* AArch64 default frame base information.  */
 993 struct frame_base aarch64_normal_base =
 994 {
 995   &aarch64_prologue_unwind,
 996   aarch64_normal_frame_base,
 997   aarch64_normal_frame_base,
 998   aarch64_normal_frame_base
 999 };
1000
1001 /* Assuming THIS_FRAME is a dummy, return the frame ID of that
1002    dummy frame.  The frame ID's base needs to match the TOS value
1003    saved by save_dummy_frame_tos () and returned from
1004    aarch64_push_dummy_call, and the PC needs to match the dummy
1005    frame's breakpoint.  */
1006
1007 static struct frame_id
1008 aarch64_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
1009 {
1010   return frame_id_build (get_frame_register_unsigned (this_frame,
1011                                                       AARCH64_SP_REGNUM),
1012                          get_frame_pc (this_frame));
1013 }
1014
1015 /* Implement the "unwind_pc" gdbarch method.  */
1016
1017 static CORE_ADDR
1018 aarch64_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
1019 {
1020   CORE_ADDR pc
1021     = frame_unwind_register_unsigned (this_frame, AARCH64_PC_REGNUM);
1022
1023   return pc;
1024 }
1025
1026 /* Implement the "unwind_sp" gdbarch method.  */
1027
1028 static CORE_ADDR
1029 aarch64_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
1030 {
1031   return frame_unwind_register_unsigned (this_frame, AARCH64_SP_REGNUM);
1032 }
1033
1034 /* Return the value of the REGNUM register in the previous frame of
1035    *THIS_FRAME.  */
1036
1037 static struct value *
1038 aarch64_dwarf2_prev_register (struct frame_info *this_frame,
1039                               void **this_cache, int regnum)
1040 {
1041   CORE_ADDR lr;
1042
1043   switch (regnum)
1044     {
1045     case AARCH64_PC_REGNUM:
1046       lr = frame_unwind_register_unsigned (this_frame, AARCH64_LR_REGNUM);
1047       return frame_unwind_got_constant (this_frame, regnum, lr);
1048
1049     default:
1050       internal_error (__FILE__, __LINE__,
1051                       _("Unexpected register %d"), regnum);
1052     }
1053 }
1054
1055 /* Implement the "init_reg" dwarf2_frame_ops method.  */
1056
1057 static void
1058 aarch64_dwarf2_frame_init_reg (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
1059                                struct dwarf2_frame_state_reg *reg,
1060                                struct frame_info *this_frame)
1061 {
1062   switch (regnum)
1063     {
1064     case AARCH64_PC_REGNUM:
1065       reg->how = DWARF2_FRAME_REG_FN;
1066       reg->loc.fn = aarch64_dwarf2_prev_register;
1067       break;
1068     case AARCH64_SP_REGNUM:
1069       reg->how = DWARF2_FRAME_REG_CFA;
1070       break;
1071     }
1072 }
1073
1074 /* When arguments must be pushed onto the stack, they go on in reverse
1075    order.  The code below implements a FILO (stack) to do this.  */
1076
1077 typedef struct
1078 {
1079   /* Value to pass on stack.  It can be NULL if this item is for stack
1080      padding.  */
1081   const gdb_byte *data;
1082
1083   /* Size in bytes of value to pass on stack.  */
1084   int len;
1085 } stack_item_t;
1086
1087 DEF_VEC_O (stack_item_t);
1088
1089 /* Return the alignment (in bytes) of the given type.  */
1090
1091 static int
1092 aarch64_type_align (struct type *t)
1093 {
1094   int n;
1095   int align;
1096   int falign;
1097
1098   t = check_typedef (t);
1099   switch (TYPE_CODE (t))
1100     {
1101     default:
1102       /* Should never happen.  */
1103       internal_error (__FILE__, __LINE__, _("unknown type alignment"));
1104       return 4;
1105
1106     case TYPE_CODE_PTR:
1107     case TYPE_CODE_ENUM:
1108     case TYPE_CODE_INT:
1109     case TYPE_CODE_FLT:
1110     case TYPE_CODE_SET:
1111     case TYPE_CODE_RANGE:
1112     case TYPE_CODE_BITSTRING:
1113     case TYPE_CODE_REF:
1114     case TYPE_CODE_RVALUE_REF:
1115     case TYPE_CODE_CHAR:
1116     case TYPE_CODE_BOOL:
1117       return TYPE_LENGTH (t);
1118
1119     case TYPE_CODE_ARRAY:
1120       if (TYPE_VECTOR (t))
1121         {
1122           /* Use the natural alignment for vector types (the same for
1123              scalar type), but the maximum alignment is 128-bit.  */
1124           if (TYPE_LENGTH (t) > 16)
1125             return 16;
1126           else
1127             return TYPE_LENGTH (t);
1128         }
1129       else
1130         return aarch64_type_align (TYPE_TARGET_TYPE (t));
1131     case TYPE_CODE_COMPLEX:
1132       return aarch64_type_align (TYPE_TARGET_TYPE (t));
1133
1134     case TYPE_CODE_STRUCT:
1135     case TYPE_CODE_UNION:
1136       align = 1;
1137       for (n = 0; n < TYPE_NFIELDS (t); n++)
1138         {
1139           falign = aarch64_type_align (TYPE_FIELD_TYPE (t, n));
1140           if (falign > align)
1141             align = falign;
1142         }
1143       return align;
1144     }
1145 }
1146
1147 /* Worker function for aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate.
1148
1149    Return the number of register required, or -1 on failure.
1150
1151    When encountering a base element, if FUNDAMENTAL_TYPE is not set then set it
1152    to the element, else fail if the type of this element does not match the
1153    existing value.  */
1154
1155 static int
1156 aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate_1 (struct type *type,
1157                                          struct type **fundamental_type)
1158 {
1159   if (type == nullptr)
1160     return -1;
1161
1162   switch (TYPE_CODE (type))
1163     {
1164     case TYPE_CODE_FLT:
1165       if (TYPE_LENGTH (type) > 16)
1166         return -1;
1167
1168       if (*fundamental_type == nullptr)
1169         *fundamental_type = type;
1170       else if (TYPE_LENGTH (type) != TYPE_LENGTH (*fundamental_type)
1171                || TYPE_CODE (type) != TYPE_CODE (*fundamental_type))
1172         return -1;
1173
1174       return 1;
1175
1176     case TYPE_CODE_COMPLEX:
1177       {
1178         struct type *target_type = check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (type));
1179         if (TYPE_LENGTH (target_type) > 16)
1180           return -1;
1181
1182         if (*fundamental_type == nullptr)
1183           *fundamental_type = target_type;
1184         else if (TYPE_LENGTH (target_type) != TYPE_LENGTH (*fundamental_type)
1185                  || TYPE_CODE (target_type) != TYPE_CODE (*fundamental_type))
1186           return -1;
1187
1188         return 2;
1189       }
1190
1191     case TYPE_CODE_ARRAY:
1192       {
1193         if (TYPE_VECTOR (type))
1194           {
1195             if (TYPE_LENGTH (type) != 8 && TYPE_LENGTH (type) != 16)
1196               return -1;
1197
1198             if (*fundamental_type == nullptr)
1199               *fundamental_type = type;
1200             else if (TYPE_LENGTH (type) != TYPE_LENGTH (*fundamental_type)
1201                      || TYPE_CODE (type) != TYPE_CODE (*fundamental_type))
1202               return -1;
1203
1204             return 1;
1205           }
1206         else
1207           {
1208             struct type *target_type = TYPE_TARGET_TYPE (type);
1209             int count = aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate_1
1210                           (target_type, fundamental_type);
1211
1212             if (count == -1)
1213               return count;
1214
1215             count *= (TYPE_LENGTH (type) / TYPE_LENGTH (target_type));
1216               return count;
1217           }
1218       }
1219
1220     case TYPE_CODE_STRUCT:
1221     case TYPE_CODE_UNION:
1222       {
1223         int count = 0;
1224
1225         for (int i = 0; i < TYPE_NFIELDS (type); i++)
1226           {
1227             struct type *member = check_typedef (TYPE_FIELD_TYPE (type, i));
1228
1229             int sub_count = aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate_1
1230                               (member, fundamental_type);
1231             if (sub_count == -1)
1232               return -1;
1233             count += sub_count;
1234           }
1235         return count;
1236       }
1237
1238     default:
1239       break;
1240     }
1241
1242   return -1;
1243 }
1244
1245 /* Return true if an argument, whose type is described by TYPE, can be passed or
1246    returned in simd/fp registers, providing enough parameter passing registers
1247    are available.  This is as described in the AAPCS64.
1248
1249    Upon successful return, *COUNT returns the number of needed registers,
1250    *FUNDAMENTAL_TYPE contains the type of those registers.
1251
1252    Candidate as per the AAPCS64 5.4.2.C is either a:
1253    - float.
1254    - short-vector.
1255    - HFA (Homogeneous Floating-point Aggregate, 4.3.5.1). A Composite type where
1256      all the members are floats and has at most 4 members.
1257    - HVA (Homogeneous Short-vector Aggregate, 4.3.5.2). A Composite type where
1258      all the members are short vectors and has at most 4 members.
1259    - Complex (7.1.1)
1260
1261    Note that HFAs and HVAs can include nested structures and arrays.  */
1262
1263 static bool
1264 aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate (struct type *type, int *count,
1265                                        struct type **fundamental_type)
1266 {
1267   if (type == nullptr)
1268     return false;
1269
1270   *fundamental_type = nullptr;
1271
1272   int ag_count = aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate_1 (type,
1273                                                           fundamental_type);
1274
1275   if (ag_count > 0 && ag_count <= HA_MAX_NUM_FLDS)
1276     {
1277       *count = ag_count;
1278       return true;
1279     }
1280   else
1281     return false;
1282 }
1283
1284 /* AArch64 function call information structure.  */
1285 struct aarch64_call_info
1286 {
1287   /* the current argument number.  */
1288   unsigned argnum;
1289
1290   /* The next general purpose register number, equivalent to NGRN as
1291      described in the AArch64 Procedure Call Standard.  */
1292   unsigned ngrn;
1293
1294   /* The next SIMD and floating point register number, equivalent to
1295      NSRN as described in the AArch64 Procedure Call Standard.  */
1296   unsigned nsrn;
1297
1298   /* The next stacked argument address, equivalent to NSAA as
1299      described in the AArch64 Procedure Call Standard.  */
1300   unsigned nsaa;
1301
1302   /* Stack item vector.  */
1303   VEC(stack_item_t) *si;
1304 };
1305
1306 /* Pass a value in a sequence of consecutive X registers.  The caller
1307    is responsbile for ensuring sufficient registers are available.  */
1308
1309 static void
1310 pass_in_x (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
1311            struct aarch64_call_info *info, struct type *type,
1312            struct value *arg)
1313 {
1314   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1315   int len = TYPE_LENGTH (type);
1316   enum type_code typecode = TYPE_CODE (type);
1317   int regnum = AARCH64_X0_REGNUM + info->ngrn;
1318   const bfd_byte *buf = value_contents (arg);
1319
1320   info->argnum++;
1321
1322   while (len > 0)
1323     {
1324       int partial_len = len < X_REGISTER_SIZE ? len : X_REGISTER_SIZE;
1325       CORE_ADDR regval = extract_unsigned_integer (buf, partial_len,
1326                                                    byte_order);
1327
1328
1329       /* Adjust sub-word struct/union args when big-endian.  */
1330       if (byte_order == BFD_ENDIAN_BIG
1331           && partial_len < X_REGISTER_SIZE
1332           && (typecode == TYPE_CODE_STRUCT || typecode == TYPE_CODE_UNION))
1333         regval <<= ((X_REGISTER_SIZE - partial_len) * TARGET_CHAR_BIT);
1334
1335       if (aarch64_debug)
1336         {
1337           debug_printf ("arg %d in %s = 0x%s\n", info->argnum,
1338                         gdbarch_register_name (gdbarch, regnum),
1339                         phex (regval, X_REGISTER_SIZE));
1340         }
1341       regcache_cooked_write_unsigned (regcache, regnum, regval);
1342       len -= partial_len;
1343       buf += partial_len;
1344       regnum++;
1345     }
1346 }
1347
1348 /* Attempt to marshall a value in a V register.  Return 1 if
1349    successful, or 0 if insufficient registers are available.  This
1350    function, unlike the equivalent pass_in_x() function does not
1351    handle arguments spread across multiple registers.  */
1352
1353 static int
1354 pass_in_v (struct gdbarch *gdbarch,
1355            struct regcache *regcache,
1356            struct aarch64_call_info *info,
1357            int len, const bfd_byte *buf)
1358 {
1359   if (info->nsrn < 8)
1360     {
1361       int regnum = AARCH64_V0_REGNUM + info->nsrn;
1362       /* Enough space for a full vector register.  */
1363       gdb_byte reg[register_size (gdbarch, regnum)];
1364       gdb_assert (len <= sizeof (reg));
1365
1366       info->argnum++;
1367       info->nsrn++;
1368
1369       memset (reg, 0, sizeof (reg));
1370       /* PCS C.1, the argument is allocated to the least significant
1371          bits of V register.  */
1372       memcpy (reg, buf, len);
1373       regcache->cooked_write (regnum, reg);
1374
1375       if (aarch64_debug)
1376         {
1377           debug_printf ("arg %d in %s\n", info->argnum,
1378                         gdbarch_register_name (gdbarch, regnum));
1379         }
1380       return 1;
1381     }
1382   info->nsrn = 8;
1383   return 0;
1384 }
1385
1386 /* Marshall an argument onto the stack.  */
1387
1388 static void
1389 pass_on_stack (struct aarch64_call_info *info, struct type *type,
1390                struct value *arg)
1391 {
1392   const bfd_byte *buf = value_contents (arg);
1393   int len = TYPE_LENGTH (type);
1394   int align;
1395   stack_item_t item;
1396
1397   info->argnum++;
1398
1399   align = aarch64_type_align (type);
1400
1401   /* PCS C.17 Stack should be aligned to the larger of 8 bytes or the
1402      Natural alignment of the argument's type.  */
1403   align = align_up (align, 8);
1404
1405   /* The AArch64 PCS requires at most doubleword alignment.  */
1406   if (align > 16)
1407     align = 16;
1408
1409   if (aarch64_debug)
1410     {
1411       debug_printf ("arg %d len=%d @ sp + %d\n", info->argnum, len,
1412                     info->nsaa);
1413     }
1414
1415   item.len = len;
1416   item.data = buf;
1417   VEC_safe_push (stack_item_t, info->si, &item);
1418
1419   info->nsaa += len;
1420   if (info->nsaa & (align - 1))
1421     {
1422       /* Push stack alignment padding.  */
1423       int pad = align - (info->nsaa & (align - 1));
1424
1425       item.len = pad;
1426       item.data = NULL;
1427
1428       VEC_safe_push (stack_item_t, info->si, &item);
1429       info->nsaa += pad;
1430     }
1431 }
1432
1433 /* Marshall an argument into a sequence of one or more consecutive X
1434    registers or, if insufficient X registers are available then onto
1435    the stack.  */
1436
1437 static void
1438 pass_in_x_or_stack (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
1439                     struct aarch64_call_info *info, struct type *type,
1440                     struct value *arg)
1441 {
1442   int len = TYPE_LENGTH (type);
1443   int nregs = (len + X_REGISTER_SIZE - 1) / X_REGISTER_SIZE;
1444
1445   /* PCS C.13 - Pass in registers if we have enough spare */
1446   if (info->ngrn + nregs <= 8)
1447     {
1448       pass_in_x (gdbarch, regcache, info, type, arg);
1449       info->ngrn += nregs;
1450     }
1451   else
1452     {
1453       info->ngrn = 8;
1454       pass_on_stack (info, type, arg);
1455     }
1456 }
1457
1458 /* Pass a value, which is of type arg_type, in a V register.  Assumes value is a
1459    aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate and there are enough spare V
1460    registers.  A return value of false is an error state as the value will have
1461    been partially passed to the stack.  */
1462 static bool
1463 pass_in_v_vfp_candidate (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
1464                          struct aarch64_call_info *info, struct type *arg_type,
1465                          struct value *arg)
1466 {
1467   switch (TYPE_CODE (arg_type))
1468     {
1469     case TYPE_CODE_FLT:
1470       return pass_in_v (gdbarch, regcache, info, TYPE_LENGTH (arg_type),
1471                         value_contents (arg));
1472       break;
1473
1474     case TYPE_CODE_COMPLEX:
1475       {
1476         const bfd_byte *buf = value_contents (arg);
1477         struct type *target_type = check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (arg_type));
1478
1479         if (!pass_in_v (gdbarch, regcache, info, TYPE_LENGTH (target_type),
1480                         buf))
1481           return false;
1482
1483         return pass_in_v (gdbarch, regcache, info, TYPE_LENGTH (target_type),
1484                           buf + TYPE_LENGTH (target_type));
1485       }
1486
1487     case TYPE_CODE_ARRAY:
1488       if (TYPE_VECTOR (arg_type))
1489         return pass_in_v (gdbarch, regcache, info, TYPE_LENGTH (arg_type),
1490                           value_contents (arg));
1491       /* fall through.  */
1492
1493     case TYPE_CODE_STRUCT:
1494     case TYPE_CODE_UNION:
1495       for (int i = 0; i < TYPE_NFIELDS (arg_type); i++)
1496         {
1497           struct value *field = value_primitive_field (arg, 0, i, arg_type);
1498           struct type *field_type = check_typedef (value_type (field));
1499
1500           if (!pass_in_v_vfp_candidate (gdbarch, regcache, info, field_type,
1501                                         field))
1502             return false;
1503         }
1504       return true;
1505
1506     default:
1507       return false;
1508     }
1509 }
1510
1511 /* Implement the "push_dummy_call" gdbarch method.  */
1512
1513 static CORE_ADDR
1514 aarch64_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
1515                          struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr,
1516                          int nargs,
1517                          struct value **args, CORE_ADDR sp,
1518                          function_call_return_method return_method,
1519                          CORE_ADDR struct_addr)
1520 {
1521   int argnum;
1522   struct aarch64_call_info info;
1523
1524   memset (&info, 0, sizeof (info));
1525
1526   /* We need to know what the type of the called function is in order
1527      to determine the number of named/anonymous arguments for the
1528      actual argument placement, and the return type in order to handle
1529      return value correctly.
1530
1531      The generic code above us views the decision of return in memory
1532      or return in registers as a two stage processes.  The language
1533      handler is consulted first and may decide to return in memory (eg
1534      class with copy constructor returned by value), this will cause
1535      the generic code to allocate space AND insert an initial leading
1536      argument.
1537
1538      If the language code does not decide to pass in memory then the
1539      target code is consulted.
1540
1541      If the language code decides to pass in memory we want to move
1542      the pointer inserted as the initial argument from the argument
1543      list and into X8, the conventional AArch64 struct return pointer
1544      register.  */
1545
1546   /* Set the return address.  For the AArch64, the return breakpoint
1547      is always at BP_ADDR.  */
1548   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AARCH64_LR_REGNUM, bp_addr);
1549
1550   /* If we were given an initial argument for the return slot, lose it.  */
1551   if (return_method == return_method_hidden_param)
1552     {
1553       args++;
1554       nargs--;
1555     }
1556
1557   /* The struct_return pointer occupies X8.  */
1558   if (return_method != return_method_normal)
1559     {
1560       if (aarch64_debug)
1561         {
1562           debug_printf ("struct return in %s = 0x%s\n",
1563                         gdbarch_register_name (gdbarch,
1564                                                AARCH64_STRUCT_RETURN_REGNUM),
1565                         paddress (gdbarch, struct_addr));
1566         }
1567       regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AARCH64_STRUCT_RETURN_REGNUM,
1568                                       struct_addr);
1569     }
1570
1571   for (argnum = 0; argnum < nargs; argnum++)
1572     {
1573       struct value *arg = args[argnum];
1574       struct type *arg_type, *fundamental_type;
1575       int len, elements;
1576
1577       arg_type = check_typedef (value_type (arg));
1578       len = TYPE_LENGTH (arg_type);
1579
1580       /* If arg can be passed in v registers as per the AAPCS64, then do so if
1581          if there are enough spare registers.  */
1582       if (aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate (arg_type, &elements,
1583                                                  &fundamental_type))
1584         {
1585           if (info.nsrn + elements <= 8)
1586             {
1587               /* We know that we have sufficient registers available therefore
1588                  this will never need to fallback to the stack.  */
1589               if (!pass_in_v_vfp_candidate (gdbarch, regcache, &info, arg_type,
1590                                             arg))
1591                 gdb_assert_not_reached ("Failed to push args");
1592             }
1593           else
1594             {
1595               info.nsrn = 8;
1596               pass_on_stack (&info, arg_type, arg);
1597             }
1598           continue;
1599         }
1600
1601       switch (TYPE_CODE (arg_type))
1602         {
1603         case TYPE_CODE_INT:
1604         case TYPE_CODE_BOOL:
1605         case TYPE_CODE_CHAR:
1606         case TYPE_CODE_RANGE:
1607         case TYPE_CODE_ENUM:
1608           if (len < 4)
1609             {
1610               /* Promote to 32 bit integer.  */
1611               if (TYPE_UNSIGNED (arg_type))
1612                 arg_type = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint32;
1613               else
1614                 arg_type = builtin_type (gdbarch)->builtin_int32;
1615               arg = value_cast (arg_type, arg);
1616             }
1617           pass_in_x_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1618           break;
1619
1620         case TYPE_CODE_STRUCT:
1621         case TYPE_CODE_ARRAY:
1622         case TYPE_CODE_UNION:
1623           if (len > 16)
1624             {
1625               /* PCS B.7 Aggregates larger than 16 bytes are passed by
1626                  invisible reference.  */
1627
1628               /* Allocate aligned storage.  */
1629               sp = align_down (sp - len, 16);
1630
1631               /* Write the real data into the stack.  */
1632               write_memory (sp, value_contents (arg), len);
1633
1634               /* Construct the indirection.  */
1635               arg_type = lookup_pointer_type (arg_type);
1636               arg = value_from_pointer (arg_type, sp);
1637               pass_in_x_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1638             }
1639           else
1640             /* PCS C.15 / C.18 multiple values pass.  */
1641             pass_in_x_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1642           break;
1643
1644         default:
1645           pass_in_x_or_stack (gdbarch, regcache, &info, arg_type, arg);
1646           break;
1647         }
1648     }
1649
1650   /* Make sure stack retains 16 byte alignment.  */
1651   if (info.nsaa & 15)
1652     sp -= 16 - (info.nsaa & 15);
1653
1654   while (!VEC_empty (stack_item_t, info.si))
1655     {
1656       stack_item_t *si = VEC_last (stack_item_t, info.si);
1657
1658       sp -= si->len;
1659       if (si->data != NULL)
1660         write_memory (sp, si->data, si->len);
1661       VEC_pop (stack_item_t, info.si);
1662     }
1663
1664   VEC_free (stack_item_t, info.si);
1665
1666   /* Finally, update the SP register.  */
1667   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, AARCH64_SP_REGNUM, sp);
1668
1669   return sp;
1670 }
1671
1672 /* Implement the "frame_align" gdbarch method.  */
1673
1674 static CORE_ADDR
1675 aarch64_frame_align (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR sp)
1676 {
1677   /* Align the stack to sixteen bytes.  */
1678   return sp & ~(CORE_ADDR) 15;
1679 }
1680
1681 /* Return the type for an AdvSISD Q register.  */
1682
1683 static struct type *
1684 aarch64_vnq_type (struct gdbarch *gdbarch)
1685 {
1686   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1687
1688   if (tdep->vnq_type == NULL)
1689     {
1690       struct type *t;
1691       struct type *elem;
1692
1693       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnq",
1694                                TYPE_CODE_UNION);
1695
1696       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint128;
1697       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1698
1699       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int128;
1700       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1701
1702       tdep->vnq_type = t;
1703     }
1704
1705   return tdep->vnq_type;
1706 }
1707
1708 /* Return the type for an AdvSISD D register.  */
1709
1710 static struct type *
1711 aarch64_vnd_type (struct gdbarch *gdbarch)
1712 {
1713   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1714
1715   if (tdep->vnd_type == NULL)
1716     {
1717       struct type *t;
1718       struct type *elem;
1719
1720       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnd",
1721                                TYPE_CODE_UNION);
1722
1723       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_double;
1724       append_composite_type_field (t, "f", elem);
1725
1726       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint64;
1727       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1728
1729       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int64;
1730       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1731
1732       tdep->vnd_type = t;
1733     }
1734
1735   return tdep->vnd_type;
1736 }
1737
1738 /* Return the type for an AdvSISD S register.  */
1739
1740 static struct type *
1741 aarch64_vns_type (struct gdbarch *gdbarch)
1742 {
1743   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1744
1745   if (tdep->vns_type == NULL)
1746     {
1747       struct type *t;
1748       struct type *elem;
1749
1750       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vns",
1751                                TYPE_CODE_UNION);
1752
1753       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_float;
1754       append_composite_type_field (t, "f", elem);
1755
1756       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint32;
1757       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1758
1759       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int32;
1760       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1761
1762       tdep->vns_type = t;
1763     }
1764
1765   return tdep->vns_type;
1766 }
1767
1768 /* Return the type for an AdvSISD H register.  */
1769
1770 static struct type *
1771 aarch64_vnh_type (struct gdbarch *gdbarch)
1772 {
1773   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1774
1775   if (tdep->vnh_type == NULL)
1776     {
1777       struct type *t;
1778       struct type *elem;
1779
1780       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnh",
1781                                TYPE_CODE_UNION);
1782
1783       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint16;
1784       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1785
1786       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int16;
1787       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1788
1789       tdep->vnh_type = t;
1790     }
1791
1792   return tdep->vnh_type;
1793 }
1794
1795 /* Return the type for an AdvSISD B register.  */
1796
1797 static struct type *
1798 aarch64_vnb_type (struct gdbarch *gdbarch)
1799 {
1800   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1801
1802   if (tdep->vnb_type == NULL)
1803     {
1804       struct type *t;
1805       struct type *elem;
1806
1807       t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnb",
1808                                TYPE_CODE_UNION);
1809
1810       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_uint8;
1811       append_composite_type_field (t, "u", elem);
1812
1813       elem = builtin_type (gdbarch)->builtin_int8;
1814       append_composite_type_field (t, "s", elem);
1815
1816       tdep->vnb_type = t;
1817     }
1818
1819   return tdep->vnb_type;
1820 }
1821
1822 /* Return the type for an AdvSISD V register.  */
1823
1824 static struct type *
1825 aarch64_vnv_type (struct gdbarch *gdbarch)
1826 {
1827   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1828
1829   if (tdep->vnv_type == NULL)
1830     {
1831       struct type *t = arch_composite_type (gdbarch, "__gdb_builtin_type_vnv",
1832                                             TYPE_CODE_UNION);
1833
1834       append_composite_type_field (t, "d", aarch64_vnd_type (gdbarch));
1835       append_composite_type_field (t, "s", aarch64_vns_type (gdbarch));
1836       append_composite_type_field (t, "h", aarch64_vnh_type (gdbarch));
1837       append_composite_type_field (t, "b", aarch64_vnb_type (gdbarch));
1838       append_composite_type_field (t, "q", aarch64_vnq_type (gdbarch));
1839
1840       tdep->vnv_type = t;
1841     }
1842
1843   return tdep->vnv_type;
1844 }
1845
1846 /* Implement the "dwarf2_reg_to_regnum" gdbarch method.  */
1847
1848 static int
1849 aarch64_dwarf_reg_to_regnum (struct gdbarch *gdbarch, int reg)
1850 {
1851   if (reg >= AARCH64_DWARF_X0 && reg <= AARCH64_DWARF_X0 + 30)
1852     return AARCH64_X0_REGNUM + reg - AARCH64_DWARF_X0;
1853
1854   if (reg == AARCH64_DWARF_SP)
1855     return AARCH64_SP_REGNUM;
1856
1857   if (reg >= AARCH64_DWARF_V0 && reg <= AARCH64_DWARF_V0 + 31)
1858     return AARCH64_V0_REGNUM + reg - AARCH64_DWARF_V0;
1859
1860   if (reg == AARCH64_DWARF_SVE_VG)
1861     return AARCH64_SVE_VG_REGNUM;
1862
1863   if (reg == AARCH64_DWARF_SVE_FFR)
1864     return AARCH64_SVE_FFR_REGNUM;
1865
1866   if (reg >= AARCH64_DWARF_SVE_P0 && reg <= AARCH64_DWARF_SVE_P0 + 15)
1867     return AARCH64_SVE_P0_REGNUM + reg - AARCH64_DWARF_SVE_P0;
1868
1869   if (reg >= AARCH64_DWARF_SVE_Z0 && reg <= AARCH64_DWARF_SVE_Z0 + 15)
1870     return AARCH64_SVE_Z0_REGNUM + reg - AARCH64_DWARF_SVE_Z0;
1871
1872   return -1;
1873 }
1874
1875 /* Implement the "print_insn" gdbarch method.  */
1876
1877 static int
1878 aarch64_gdb_print_insn (bfd_vma memaddr, disassemble_info *info)
1879 {
1880   info->symbols = NULL;
1881   return default_print_insn (memaddr, info);
1882 }
1883
1884 /* AArch64 BRK software debug mode instruction.
1885    Note that AArch64 code is always little-endian.
1886    1101.0100.0010.0000.0000.0000.0000.0000 = 0xd4200000.  */
1887 constexpr gdb_byte aarch64_default_breakpoint[] = {0x00, 0x00, 0x20, 0xd4};
1888
1889 typedef BP_MANIPULATION (aarch64_default_breakpoint) aarch64_breakpoint;
1890
1891 /* Extract from an array REGS containing the (raw) register state a
1892    function return value of type TYPE, and copy that, in virtual
1893    format, into VALBUF.  */
1894
1895 static void
1896 aarch64_extract_return_value (struct type *type, struct regcache *regs,
1897                               gdb_byte *valbuf)
1898 {
1899   struct gdbarch *gdbarch = regs->arch ();
1900   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1901   int elements;
1902   struct type *fundamental_type;
1903
1904   if (aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate (type, &elements,
1905                                              &fundamental_type))
1906     {
1907       int len = TYPE_LENGTH (fundamental_type);
1908
1909       for (int i = 0; i < elements; i++)
1910         {
1911           int regno = AARCH64_V0_REGNUM + i;
1912           /* Enough space for a full vector register.  */
1913           gdb_byte buf[register_size (gdbarch, regno)];
1914           gdb_assert (len <= sizeof (buf));
1915
1916           if (aarch64_debug)
1917             {
1918               debug_printf ("read HFA or HVA return value element %d from %s\n",
1919                             i + 1,
1920                             gdbarch_register_name (gdbarch, regno));
1921             }
1922           regs->cooked_read (regno, buf);
1923
1924           memcpy (valbuf, buf, len);
1925           valbuf += len;
1926         }
1927     }
1928   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_INT
1929            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_CHAR
1930            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_BOOL
1931            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR
1932            || TYPE_IS_REFERENCE (type)
1933            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ENUM)
1934     {
1935       /* If the type is a plain integer, then the access is
1936          straight-forward.  Otherwise we have to play around a bit
1937          more.  */
1938       int len = TYPE_LENGTH (type);
1939       int regno = AARCH64_X0_REGNUM;
1940       ULONGEST tmp;
1941
1942       while (len > 0)
1943         {
1944           /* By using store_unsigned_integer we avoid having to do
1945              anything special for small big-endian values.  */
1946           regcache_cooked_read_unsigned (regs, regno++, &tmp);
1947           store_unsigned_integer (valbuf,
1948                                   (len > X_REGISTER_SIZE
1949                                    ? X_REGISTER_SIZE : len), byte_order, tmp);
1950           len -= X_REGISTER_SIZE;
1951           valbuf += X_REGISTER_SIZE;
1952         }
1953     }
1954   else
1955     {
1956       /* For a structure or union the behaviour is as if the value had
1957          been stored to word-aligned memory and then loaded into
1958          registers with 64-bit load instruction(s).  */
1959       int len = TYPE_LENGTH (type);
1960       int regno = AARCH64_X0_REGNUM;
1961       bfd_byte buf[X_REGISTER_SIZE];
1962
1963       while (len > 0)
1964         {
1965           regs->cooked_read (regno++, buf);
1966           memcpy (valbuf, buf, len > X_REGISTER_SIZE ? X_REGISTER_SIZE : len);
1967           len -= X_REGISTER_SIZE;
1968           valbuf += X_REGISTER_SIZE;
1969         }
1970     }
1971 }
1972
1973
1974 /* Will a function return an aggregate type in memory or in a
1975    register?  Return 0 if an aggregate type can be returned in a
1976    register, 1 if it must be returned in memory.  */
1977
1978 static int
1979 aarch64_return_in_memory (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type)
1980 {
1981   type = check_typedef (type);
1982   int elements;
1983   struct type *fundamental_type;
1984
1985   if (aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate (type, &elements,
1986                                              &fundamental_type))
1987     {
1988       /* v0-v7 are used to return values and one register is allocated
1989          for one member.  However, HFA or HVA has at most four members.  */
1990       return 0;
1991     }
1992
1993   if (TYPE_LENGTH (type) > 16)
1994     {
1995       /* PCS B.6 Aggregates larger than 16 bytes are passed by
1996          invisible reference.  */
1997
1998       return 1;
1999     }
2000
2001   return 0;
2002 }
2003
2004 /* Write into appropriate registers a function return value of type
2005    TYPE, given in virtual format.  */
2006
2007 static void
2008 aarch64_store_return_value (struct type *type, struct regcache *regs,
2009                             const gdb_byte *valbuf)
2010 {
2011   struct gdbarch *gdbarch = regs->arch ();
2012   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2013   int elements;
2014   struct type *fundamental_type;
2015
2016   if (aapcs_is_vfp_call_or_return_candidate (type, &elements,
2017                                              &fundamental_type))
2018     {
2019       int len = TYPE_LENGTH (fundamental_type);
2020
2021       for (int i = 0; i < elements; i++)
2022         {
2023           int regno = AARCH64_V0_REGNUM + i;
2024           /* Enough space for a full vector register.  */
2025           gdb_byte tmpbuf[register_size (gdbarch, regno)];
2026           gdb_assert (len <= sizeof (tmpbuf));
2027
2028           if (aarch64_debug)
2029             {
2030               debug_printf ("write HFA or HVA return value element %d to %s\n",
2031                             i + 1,
2032                             gdbarch_register_name (gdbarch, regno));
2033             }
2034
2035           memcpy (tmpbuf, valbuf,
2036                   len > V_REGISTER_SIZE ? V_REGISTER_SIZE : len);
2037           regs->cooked_write (regno, tmpbuf);
2038           valbuf += len;
2039         }
2040     }
2041   else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_INT
2042            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_CHAR
2043            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_BOOL
2044            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR
2045            || TYPE_IS_REFERENCE (type)
2046            || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ENUM)
2047     {
2048       if (TYPE_LENGTH (type) <= X_REGISTER_SIZE)
2049         {
2050           /* Values of one word or less are zero/sign-extended and
2051              returned in r0.  */
2052           bfd_byte tmpbuf[X_REGISTER_SIZE];
2053           LONGEST val = unpack_long (type, valbuf);
2054
2055           store_signed_integer (tmpbuf, X_REGISTER_SIZE, byte_order, val);
2056           regs->cooked_write (AARCH64_X0_REGNUM, tmpbuf);
2057         }
2058       else
2059         {
2060           /* Integral values greater than one word are stored in
2061              consecutive registers starting with r0.  This will always
2062              be a multiple of the regiser size.  */
2063           int len = TYPE_LENGTH (type);
2064           int regno = AARCH64_X0_REGNUM;
2065
2066           while (len > 0)
2067             {
2068               regs->cooked_write (regno++, valbuf);
2069               len -= X_REGISTER_SIZE;
2070               valbuf += X_REGISTER_SIZE;
2071             }
2072         }
2073     }
2074   else
2075     {
2076       /* For a structure or union the behaviour is as if the value had
2077          been stored to word-aligned memory and then loaded into
2078          registers with 64-bit load instruction(s).  */
2079       int len = TYPE_LENGTH (type);
2080       int regno = AARCH64_X0_REGNUM;
2081       bfd_byte tmpbuf[X_REGISTER_SIZE];
2082
2083       while (len > 0)
2084         {
2085           memcpy (tmpbuf, valbuf,
2086                   len > X_REGISTER_SIZE ? X_REGISTER_SIZE : len);
2087           regs->cooked_write (regno++, tmpbuf);
2088           len -= X_REGISTER_SIZE;
2089           valbuf += X_REGISTER_SIZE;
2090         }
2091     }
2092 }
2093
2094 /* Implement the "return_value" gdbarch method.  */
2095
2096 static enum return_value_convention
2097 aarch64_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct value *func_value,
2098                       struct type *valtype, struct regcache *regcache,
2099                       gdb_byte *readbuf, const gdb_byte *writebuf)
2100 {
2101
2102   if (TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_STRUCT
2103       || TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_UNION
2104       || TYPE_CODE (valtype) == TYPE_CODE_ARRAY)
2105     {
2106       if (aarch64_return_in_memory (gdbarch, valtype))
2107         {
2108           if (aarch64_debug)
2109             debug_printf ("return value in memory\n");
2110           return RETURN_VALUE_STRUCT_CONVENTION;
2111         }
2112     }
2113
2114   if (writebuf)
2115     aarch64_store_return_value (valtype, regcache, writebuf);
2116
2117   if (readbuf)
2118     aarch64_extract_return_value (valtype, regcache, readbuf);
2119
2120   if (aarch64_debug)
2121     debug_printf ("return value in registers\n");
2122
2123   return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
2124 }
2125
2126 /* Implement the "get_longjmp_target" gdbarch method.  */
2127
2128 static int
2129 aarch64_get_longjmp_target (struct frame_info *frame, CORE_ADDR *pc)
2130 {
2131   CORE_ADDR jb_addr;
2132   gdb_byte buf[X_REGISTER_SIZE];
2133   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
2134   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2135   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2136
2137   jb_addr = get_frame_register_unsigned (frame, AARCH64_X0_REGNUM);
2138
2139   if (target_read_memory (jb_addr + tdep->jb_pc * tdep->jb_elt_size, buf,
2140                           X_REGISTER_SIZE))
2141     return 0;
2142
2143   *pc = extract_unsigned_integer (buf, X_REGISTER_SIZE, byte_order);
2144   return 1;
2145 }
2146
2147 /* Implement the "gen_return_address" gdbarch method.  */
2148
2149 static void
2150 aarch64_gen_return_address (struct gdbarch *gdbarch,
2151                             struct agent_expr *ax, struct axs_value *value,
2152                             CORE_ADDR scope)
2153 {
2154   value->type = register_type (gdbarch, AARCH64_LR_REGNUM);
2155   value->kind = axs_lvalue_register;
2156   value->u.reg = AARCH64_LR_REGNUM;
2157 }
2158 \f
2159
2160 /* Return the pseudo register name corresponding to register regnum.  */
2161
2162 static const char *
2163 aarch64_pseudo_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
2164 {
2165   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2166
2167   static const char *const q_name[] =
2168     {
2169       "q0", "q1", "q2", "q3",
2170       "q4", "q5", "q6", "q7",
2171       "q8", "q9", "q10", "q11",
2172       "q12", "q13", "q14", "q15",
2173       "q16", "q17", "q18", "q19",
2174       "q20", "q21", "q22", "q23",
2175       "q24", "q25", "q26", "q27",
2176       "q28", "q29", "q30", "q31",
2177     };
2178
2179   static const char *const d_name[] =
2180     {
2181       "d0", "d1", "d2", "d3",
2182       "d4", "d5", "d6", "d7",
2183       "d8", "d9", "d10", "d11",
2184       "d12", "d13", "d14", "d15",
2185       "d16", "d17", "d18", "d19",
2186       "d20", "d21", "d22", "d23",
2187       "d24", "d25", "d26", "d27",
2188       "d28", "d29", "d30", "d31",
2189     };
2190
2191   static const char *const s_name[] =
2192     {
2193       "s0", "s1", "s2", "s3",
2194       "s4", "s5", "s6", "s7",
2195       "s8", "s9", "s10", "s11",
2196       "s12", "s13", "s14", "s15",
2197       "s16", "s17", "s18", "s19",
2198       "s20", "s21", "s22", "s23",
2199       "s24", "s25", "s26", "s27",
2200       "s28", "s29", "s30", "s31",
2201     };
2202
2203   static const char *const h_name[] =
2204     {
2205       "h0", "h1", "h2", "h3",
2206       "h4", "h5", "h6", "h7",
2207       "h8", "h9", "h10", "h11",
2208       "h12", "h13", "h14", "h15",
2209       "h16", "h17", "h18", "h19",
2210       "h20", "h21", "h22", "h23",
2211       "h24", "h25", "h26", "h27",
2212       "h28", "h29", "h30", "h31",
2213     };
2214
2215   static const char *const b_name[] =
2216     {
2217       "b0", "b1", "b2", "b3",
2218       "b4", "b5", "b6", "b7",
2219       "b8", "b9", "b10", "b11",
2220       "b12", "b13", "b14", "b15",
2221       "b16", "b17", "b18", "b19",
2222       "b20", "b21", "b22", "b23",
2223       "b24", "b25", "b26", "b27",
2224       "b28", "b29", "b30", "b31",
2225     };
2226
2227   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2228
2229   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2230     return q_name[regnum - AARCH64_Q0_REGNUM];
2231
2232   if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2233     return d_name[regnum - AARCH64_D0_REGNUM];
2234
2235   if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2236     return s_name[regnum - AARCH64_S0_REGNUM];
2237
2238   if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2239     return h_name[regnum - AARCH64_H0_REGNUM];
2240
2241   if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2242     return b_name[regnum - AARCH64_B0_REGNUM];
2243
2244   if (tdep->has_sve ())
2245     {
2246       static const char *const sve_v_name[] =
2247         {
2248           "v0", "v1", "v2", "v3",
2249           "v4", "v5", "v6", "v7",
2250           "v8", "v9", "v10", "v11",
2251           "v12", "v13", "v14", "v15",
2252           "v16", "v17", "v18", "v19",
2253           "v20", "v21", "v22", "v23",
2254           "v24", "v25", "v26", "v27",
2255           "v28", "v29", "v30", "v31",
2256         };
2257
2258       if (regnum >= AARCH64_SVE_V0_REGNUM
2259           && regnum < AARCH64_SVE_V0_REGNUM + AARCH64_V_REGS_NUM)
2260         return sve_v_name[regnum - AARCH64_SVE_V0_REGNUM];
2261     }
2262
2263   internal_error (__FILE__, __LINE__,
2264                   _("aarch64_pseudo_register_name: bad register number %d"),
2265                   regnum);
2266 }
2267
2268 /* Implement the "pseudo_register_type" tdesc_arch_data method.  */
2269
2270 static struct type *
2271 aarch64_pseudo_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
2272 {
2273   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2274
2275   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2276
2277   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2278     return aarch64_vnq_type (gdbarch);
2279
2280   if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2281     return aarch64_vnd_type (gdbarch);
2282
2283   if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2284     return aarch64_vns_type (gdbarch);
2285
2286   if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2287     return aarch64_vnh_type (gdbarch);
2288
2289   if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2290     return aarch64_vnb_type (gdbarch);
2291
2292   if (tdep->has_sve () && regnum >= AARCH64_SVE_V0_REGNUM
2293       && regnum < AARCH64_SVE_V0_REGNUM + AARCH64_V_REGS_NUM)
2294     return aarch64_vnv_type (gdbarch);
2295
2296   internal_error (__FILE__, __LINE__,
2297                   _("aarch64_pseudo_register_type: bad register number %d"),
2298                   regnum);
2299 }
2300
2301 /* Implement the "pseudo_register_reggroup_p" tdesc_arch_data method.  */
2302
2303 static int
2304 aarch64_pseudo_register_reggroup_p (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
2305                                     struct reggroup *group)
2306 {
2307   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2308
2309   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2310
2311   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2312     return group == all_reggroup || group == vector_reggroup;
2313   else if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2314     return (group == all_reggroup || group == vector_reggroup
2315             || group == float_reggroup);
2316   else if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2317     return (group == all_reggroup || group == vector_reggroup
2318             || group == float_reggroup);
2319   else if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2320     return group == all_reggroup || group == vector_reggroup;
2321   else if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2322     return group == all_reggroup || group == vector_reggroup;
2323   else if (tdep->has_sve () && regnum >= AARCH64_SVE_V0_REGNUM
2324            && regnum < AARCH64_SVE_V0_REGNUM + AARCH64_V_REGS_NUM)
2325     return group == all_reggroup || group == vector_reggroup;
2326
2327   return group == all_reggroup;
2328 }
2329
2330 /* Helper for aarch64_pseudo_read_value.  */
2331
2332 static struct value *
2333 aarch64_pseudo_read_value_1 (struct gdbarch *gdbarch,
2334                              readable_regcache *regcache, int regnum_offset,
2335                              int regsize, struct value *result_value)
2336 {
2337   unsigned v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum_offset;
2338
2339   /* Enough space for a full vector register.  */
2340   gdb_byte reg_buf[register_size (gdbarch, AARCH64_V0_REGNUM)];
2341   gdb_static_assert (AARCH64_V0_REGNUM == AARCH64_SVE_Z0_REGNUM);
2342
2343   if (regcache->raw_read (v_regnum, reg_buf) != REG_VALID)
2344     mark_value_bytes_unavailable (result_value, 0,
2345                                   TYPE_LENGTH (value_type (result_value)));
2346   else
2347     memcpy (value_contents_raw (result_value), reg_buf, regsize);
2348
2349   return result_value;
2350  }
2351
2352 /* Implement the "pseudo_register_read_value" gdbarch method.  */
2353
2354 static struct value *
2355 aarch64_pseudo_read_value (struct gdbarch *gdbarch, readable_regcache *regcache,
2356                            int regnum)
2357 {
2358   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2359   struct value *result_value = allocate_value (register_type (gdbarch, regnum));
2360
2361   VALUE_LVAL (result_value) = lval_register;
2362   VALUE_REGNUM (result_value) = regnum;
2363
2364   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2365
2366   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2367     return aarch64_pseudo_read_value_1 (gdbarch, regcache,
2368                                         regnum - AARCH64_Q0_REGNUM,
2369                                         Q_REGISTER_SIZE, result_value);
2370
2371   if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2372     return aarch64_pseudo_read_value_1 (gdbarch, regcache,
2373                                         regnum - AARCH64_D0_REGNUM,
2374                                         D_REGISTER_SIZE, result_value);
2375
2376   if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2377     return aarch64_pseudo_read_value_1 (gdbarch, regcache,
2378                                         regnum - AARCH64_S0_REGNUM,
2379                                         S_REGISTER_SIZE, result_value);
2380
2381   if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2382     return aarch64_pseudo_read_value_1 (gdbarch, regcache,
2383                                         regnum - AARCH64_H0_REGNUM,
2384                                         H_REGISTER_SIZE, result_value);
2385
2386   if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2387     return aarch64_pseudo_read_value_1 (gdbarch, regcache,
2388                                         regnum - AARCH64_B0_REGNUM,
2389                                         B_REGISTER_SIZE, result_value);
2390
2391   if (tdep->has_sve () && regnum >= AARCH64_SVE_V0_REGNUM
2392       && regnum < AARCH64_SVE_V0_REGNUM + 32)
2393     return aarch64_pseudo_read_value_1 (gdbarch, regcache,
2394                                         regnum - AARCH64_SVE_V0_REGNUM,
2395                                         V_REGISTER_SIZE, result_value);
2396
2397   gdb_assert_not_reached ("regnum out of bound");
2398 }
2399
2400 /* Helper for aarch64_pseudo_write.  */
2401
2402 static void
2403 aarch64_pseudo_write_1 (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
2404                         int regnum_offset, int regsize, const gdb_byte *buf)
2405 {
2406   unsigned v_regnum = AARCH64_V0_REGNUM + regnum_offset;
2407
2408   /* Enough space for a full vector register.  */
2409   gdb_byte reg_buf[register_size (gdbarch, AARCH64_V0_REGNUM)];
2410   gdb_static_assert (AARCH64_V0_REGNUM == AARCH64_SVE_Z0_REGNUM);
2411
2412   /* Ensure the register buffer is zero, we want gdb writes of the
2413      various 'scalar' pseudo registers to behavior like architectural
2414      writes, register width bytes are written the remainder are set to
2415      zero.  */
2416   memset (reg_buf, 0, register_size (gdbarch, AARCH64_V0_REGNUM));
2417
2418   memcpy (reg_buf, buf, regsize);
2419   regcache->raw_write (v_regnum, reg_buf);
2420 }
2421
2422 /* Implement the "pseudo_register_write" gdbarch method.  */
2423
2424 static void
2425 aarch64_pseudo_write (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
2426                       int regnum, const gdb_byte *buf)
2427 {
2428   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
2429   regnum -= gdbarch_num_regs (gdbarch);
2430
2431   if (regnum >= AARCH64_Q0_REGNUM && regnum < AARCH64_Q0_REGNUM + 32)
2432     return aarch64_pseudo_write_1 (gdbarch, regcache,
2433                                    regnum - AARCH64_Q0_REGNUM, Q_REGISTER_SIZE,
2434                                    buf);
2435
2436   if (regnum >= AARCH64_D0_REGNUM && regnum < AARCH64_D0_REGNUM + 32)
2437     return aarch64_pseudo_write_1 (gdbarch, regcache,
2438                                    regnum - AARCH64_D0_REGNUM, D_REGISTER_SIZE,
2439                                    buf);
2440
2441   if (regnum >= AARCH64_S0_REGNUM && regnum < AARCH64_S0_REGNUM + 32)
2442     return aarch64_pseudo_write_1 (gdbarch, regcache,
2443                                    regnum - AARCH64_S0_REGNUM, S_REGISTER_SIZE,
2444                                    buf);
2445
2446   if (regnum >= AARCH64_H0_REGNUM && regnum < AARCH64_H0_REGNUM + 32)
2447     return aarch64_pseudo_write_1 (gdbarch, regcache,
2448                                    regnum - AARCH64_H0_REGNUM, H_REGISTER_SIZE,
2449                                    buf);
2450
2451   if (regnum >= AARCH64_B0_REGNUM && regnum < AARCH64_B0_REGNUM + 32)
2452     return aarch64_pseudo_write_1 (gdbarch, regcache,
2453                                    regnum - AARCH64_B0_REGNUM, B_REGISTER_SIZE,
2454                                    buf);
2455
2456   if (tdep->has_sve () && regnum >= AARCH64_SVE_V0_REGNUM
2457       && regnum < AARCH64_SVE_V0_REGNUM + 32)
2458     return aarch64_pseudo_write_1 (gdbarch, regcache,
2459                                    regnum - AARCH64_SVE_V0_REGNUM,
2460                                    V_REGISTER_SIZE, buf);
2461
2462   gdb_assert_not_reached ("regnum out of bound");
2463 }
2464
2465 /* Callback function for user_reg_add.  */
2466
2467 static struct value *
2468 value_of_aarch64_user_reg (struct frame_info *frame, const void *baton)
2469 {
2470   const int *reg_p = (const int *) baton;
2471
2472   return value_of_register (*reg_p, frame);
2473 }
2474 \f
2475
2476 /* Implement the "software_single_step" gdbarch method, needed to
2477    single step through atomic sequences on AArch64.  */
2478
2479 static std::vector<CORE_ADDR>
2480 aarch64_software_single_step (struct regcache *regcache)
2481 {
2482   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
2483   enum bfd_endian byte_order_for_code = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
2484   const int insn_size = 4;
2485   const int atomic_sequence_length = 16; /* Instruction sequence length.  */
2486   CORE_ADDR pc = regcache_read_pc (regcache);
2487   CORE_ADDR breaks[2] = { CORE_ADDR_MAX, CORE_ADDR_MAX };
2488   CORE_ADDR loc = pc;
2489   CORE_ADDR closing_insn = 0;
2490   uint32_t insn = read_memory_unsigned_integer (loc, insn_size,
2491                                                 byte_order_for_code);
2492   int index;
2493   int insn_count;
2494   int bc_insn_count = 0; /* Conditional branch instruction count.  */
2495   int last_breakpoint = 0; /* Defaults to 0 (no breakpoints placed).  */
2496   aarch64_inst inst;
2497
2498   if (aarch64_decode_insn (insn, &inst, 1, NULL) != 0)
2499     return {};
2500
2501   /* Look for a Load Exclusive instruction which begins the sequence.  */
2502   if (inst.opcode->iclass != ldstexcl || bit (insn, 22) == 0)
2503     return {};
2504
2505   for (insn_count = 0; insn_count < atomic_sequence_length; ++insn_count)
2506     {
2507       loc += insn_size;
2508       insn = read_memory_unsigned_integer (loc, insn_size,
2509                                            byte_order_for_code);
2510
2511       if (aarch64_decode_insn (insn, &inst, 1, NULL) != 0)
2512         return {};
2513       /* Check if the instruction is a conditional branch.  */
2514       if (inst.opcode->iclass == condbranch)
2515         {
2516           gdb_assert (inst.operands[0].type == AARCH64_OPND_ADDR_PCREL19);
2517
2518           if (bc_insn_count >= 1)
2519             return {};
2520
2521           /* It is, so we'll try to set a breakpoint at the destination.  */
2522           breaks[1] = loc + inst.operands[0].imm.value;
2523
2524           bc_insn_count++;
2525           last_breakpoint++;
2526         }
2527
2528       /* Look for the Store Exclusive which closes the atomic sequence.  */
2529       if (inst.opcode->iclass == ldstexcl && bit (insn, 22) == 0)
2530         {
2531           closing_insn = loc;
2532           break;
2533         }
2534     }
2535
2536   /* We didn't find a closing Store Exclusive instruction, fall back.  */
2537   if (!closing_insn)
2538     return {};
2539
2540   /* Insert breakpoint after the end of the atomic sequence.  */
2541   breaks[0] = loc + insn_size;
2542
2543   /* Check for duplicated breakpoints, and also check that the second
2544      breakpoint is not within the atomic sequence.  */
2545   if (last_breakpoint
2546       && (breaks[1] == breaks[0]
2547           || (breaks[1] >= pc && breaks[1] <= closing_insn)))
2548     last_breakpoint = 0;
2549
2550   std::vector<CORE_ADDR> next_pcs;
2551
2552   /* Insert the breakpoint at the end of the sequence, and one at the
2553      destination of the conditional branch, if it exists.  */
2554   for (index = 0; index <= last_breakpoint; index++)
2555     next_pcs.push_back (breaks[index]);
2556
2557   return next_pcs;
2558 }
2559
2560 struct aarch64_displaced_step_closure : public displaced_step_closure
2561 {
2562   /* It is true when condition instruction, such as B.CON, TBZ, etc,
2563      is being displaced stepping.  */
2564   int cond = 0;
2565
2566   /* PC adjustment offset after displaced stepping.  */
2567   int32_t pc_adjust = 0;
2568 };
2569
2570 /* Data when visiting instructions for displaced stepping.  */
2571
2572 struct aarch64_displaced_step_data
2573 {
2574   struct aarch64_insn_data base;
2575
2576   /* The address where the instruction will be executed at.  */
2577   CORE_ADDR new_addr;
2578   /* Buffer of instructions to be copied to NEW_ADDR to execute.  */
2579   uint32_t insn_buf[DISPLACED_MODIFIED_INSNS];
2580   /* Number of instructions in INSN_BUF.  */
2581   unsigned insn_count;
2582   /* Registers when doing displaced stepping.  */
2583   struct regcache *regs;
2584
2585   aarch64_displaced_step_closure *dsc;
2586 };
2587
2588 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "b".  */
2589
2590 static void
2591 aarch64_displaced_step_b (const int is_bl, const int32_t offset,
2592                           struct aarch64_insn_data *data)
2593 {
2594   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2595     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2596   int64_t new_offset = data->insn_addr - dsd->new_addr + offset;
2597
2598   if (can_encode_int32 (new_offset, 28))
2599     {
2600       /* Emit B rather than BL, because executing BL on a new address
2601          will get the wrong address into LR.  In order to avoid this,
2602          we emit B, and update LR if the instruction is BL.  */
2603       emit_b (dsd->insn_buf, 0, new_offset);
2604       dsd->insn_count++;
2605     }
2606   else
2607     {
2608       /* Write NOP.  */
2609       emit_nop (dsd->insn_buf);
2610       dsd->insn_count++;
2611       dsd->dsc->pc_adjust = offset;
2612     }
2613
2614   if (is_bl)
2615     {
2616       /* Update LR.  */
2617       regcache_cooked_write_unsigned (dsd->regs, AARCH64_LR_REGNUM,
2618                                       data->insn_addr + 4);
2619     }
2620 }
2621
2622 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "b_cond".  */
2623
2624 static void
2625 aarch64_displaced_step_b_cond (const unsigned cond, const int32_t offset,
2626                                struct aarch64_insn_data *data)
2627 {
2628   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2629     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2630
2631   /* GDB has to fix up PC after displaced step this instruction
2632      differently according to the condition is true or false.  Instead
2633      of checking COND against conditional flags, we can use
2634      the following instructions, and GDB can tell how to fix up PC
2635      according to the PC value.
2636
2637      B.COND TAKEN    ; If cond is true, then jump to TAKEN.
2638      INSN1     ;
2639      TAKEN:
2640      INSN2
2641   */
2642
2643   emit_bcond (dsd->insn_buf, cond, 8);
2644   dsd->dsc->cond = 1;
2645   dsd->dsc->pc_adjust = offset;
2646   dsd->insn_count = 1;
2647 }
2648
2649 /* Dynamically allocate a new register.  If we know the register
2650    statically, we should make it a global as above instead of using this
2651    helper function.  */
2652
2653 static struct aarch64_register
2654 aarch64_register (unsigned num, int is64)
2655 {
2656   return (struct aarch64_register) { num, is64 };
2657 }
2658
2659 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "cb".  */
2660
2661 static void
2662 aarch64_displaced_step_cb (const int32_t offset, const int is_cbnz,
2663                            const unsigned rn, int is64,
2664                            struct aarch64_insn_data *data)
2665 {
2666   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2667     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2668
2669   /* The offset is out of range for a compare and branch
2670      instruction.  We can use the following instructions instead:
2671
2672          CBZ xn, TAKEN   ; xn == 0, then jump to TAKEN.
2673          INSN1     ;
2674          TAKEN:
2675          INSN2
2676   */
2677   emit_cb (dsd->insn_buf, is_cbnz, aarch64_register (rn, is64), 8);
2678   dsd->insn_count = 1;
2679   dsd->dsc->cond = 1;
2680   dsd->dsc->pc_adjust = offset;
2681 }
2682
2683 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "tb".  */
2684
2685 static void
2686 aarch64_displaced_step_tb (const int32_t offset, int is_tbnz,
2687                            const unsigned rt, unsigned bit,
2688                            struct aarch64_insn_data *data)
2689 {
2690   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2691     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2692
2693   /* The offset is out of range for a test bit and branch
2694      instruction We can use the following instructions instead:
2695
2696      TBZ xn, #bit, TAKEN ; xn[bit] == 0, then jump to TAKEN.
2697      INSN1         ;
2698      TAKEN:
2699      INSN2
2700
2701   */
2702   emit_tb (dsd->insn_buf, is_tbnz, bit, aarch64_register (rt, 1), 8);
2703   dsd->insn_count = 1;
2704   dsd->dsc->cond = 1;
2705   dsd->dsc->pc_adjust = offset;
2706 }
2707
2708 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "adr".  */
2709
2710 static void
2711 aarch64_displaced_step_adr (const int32_t offset, const unsigned rd,
2712                             const int is_adrp, struct aarch64_insn_data *data)
2713 {
2714   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2715     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2716   /* We know exactly the address the ADR{P,} instruction will compute.
2717      We can just write it to the destination register.  */
2718   CORE_ADDR address = data->insn_addr + offset;
2719
2720   if (is_adrp)
2721     {
2722       /* Clear the lower 12 bits of the offset to get the 4K page.  */
2723       regcache_cooked_write_unsigned (dsd->regs, AARCH64_X0_REGNUM + rd,
2724                                       address & ~0xfff);
2725     }
2726   else
2727       regcache_cooked_write_unsigned (dsd->regs, AARCH64_X0_REGNUM + rd,
2728                                       address);
2729
2730   dsd->dsc->pc_adjust = 4;
2731   emit_nop (dsd->insn_buf);
2732   dsd->insn_count = 1;
2733 }
2734
2735 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "ldr_literal".  */
2736
2737 static void
2738 aarch64_displaced_step_ldr_literal (const int32_t offset, const int is_sw,
2739                                     const unsigned rt, const int is64,
2740                                     struct aarch64_insn_data *data)
2741 {
2742   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2743     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2744   CORE_ADDR address = data->insn_addr + offset;
2745   struct aarch64_memory_operand zero = { MEMORY_OPERAND_OFFSET, 0 };
2746
2747   regcache_cooked_write_unsigned (dsd->regs, AARCH64_X0_REGNUM + rt,
2748                                   address);
2749
2750   if (is_sw)
2751     dsd->insn_count = emit_ldrsw (dsd->insn_buf, aarch64_register (rt, 1),
2752                                   aarch64_register (rt, 1), zero);
2753   else
2754     dsd->insn_count = emit_ldr (dsd->insn_buf, aarch64_register (rt, is64),
2755                                 aarch64_register (rt, 1), zero);
2756
2757   dsd->dsc->pc_adjust = 4;
2758 }
2759
2760 /* Implementation of aarch64_insn_visitor method "others".  */
2761
2762 static void
2763 aarch64_displaced_step_others (const uint32_t insn,
2764                                struct aarch64_insn_data *data)
2765 {
2766   struct aarch64_displaced_step_data *dsd
2767     = (struct aarch64_displaced_step_data *) data;
2768
2769   aarch64_emit_insn (dsd->insn_buf, insn);
2770   dsd->insn_count = 1;
2771
2772   if ((insn & 0xfffffc1f) == 0xd65f0000)
2773     {
2774       /* RET */
2775       dsd->dsc->pc_adjust = 0;
2776     }
2777   else
2778     dsd->dsc->pc_adjust = 4;
2779 }
2780
2781 static const struct aarch64_insn_visitor visitor =
2782 {
2783   aarch64_displaced_step_b,
2784   aarch64_displaced_step_b_cond,
2785   aarch64_displaced_step_cb,
2786   aarch64_displaced_step_tb,
2787   aarch64_displaced_step_adr,
2788   aarch64_displaced_step_ldr_literal,
2789   aarch64_displaced_step_others,
2790 };
2791
2792 /* Implement the "displaced_step_copy_insn" gdbarch method.  */
2793
2794 struct displaced_step_closure *
2795 aarch64_displaced_step_copy_insn (struct gdbarch *gdbarch,
2796                                   CORE_ADDR from, CORE_ADDR to,
2797                                   struct regcache *regs)
2798 {
2799   enum bfd_endian byte_order_for_code = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
2800   uint32_t insn = read_memory_unsigned_integer (from, 4, byte_order_for_code);
2801   struct aarch64_displaced_step_data dsd;
2802   aarch64_inst inst;
2803
2804   if (aarch64_decode_insn (insn, &inst, 1, NULL) != 0)
2805     return NULL;
2806
2807   /* Look for a Load Exclusive instruction which begins the sequence.  */
2808   if (inst.opcode->iclass == ldstexcl && bit (insn, 22))
2809     {
2810       /* We can't displaced step atomic sequences.  */
2811       return NULL;
2812     }
2813
2814   std::unique_ptr<aarch64_displaced_step_closure> dsc
2815     (new aarch64_displaced_step_closure);
2816   dsd.base.insn_addr = from;
2817   dsd.new_addr = to;
2818   dsd.regs = regs;
2819   dsd.dsc = dsc.get ();
2820   dsd.insn_count = 0;
2821   aarch64_relocate_instruction (insn, &visitor,
2822                                 (struct aarch64_insn_data *) &dsd);
2823   gdb_assert (dsd.insn_count <= DISPLACED_MODIFIED_INSNS);
2824
2825   if (dsd.insn_count != 0)
2826     {
2827       int i;
2828
2829       /* Instruction can be relocated to scratch pad.  Copy
2830          relocated instruction(s) there.  */
2831       for (i = 0; i < dsd.insn_count; i++)
2832         {
2833           if (debug_displaced)
2834             {
2835               debug_printf ("displaced: writing insn ");
2836               debug_printf ("%.8x", dsd.insn_buf[i]);
2837               debug_printf (" at %s\n", paddress (gdbarch, to + i * 4));
2838             }
2839           write_memory_unsigned_integer (to + i * 4, 4, byte_order_for_code,
2840                                          (ULONGEST) dsd.insn_buf[i]);
2841         }
2842     }
2843   else
2844     {
2845       dsc = NULL;
2846     }
2847
2848   return dsc.release ();
2849 }
2850
2851 /* Implement the "displaced_step_fixup" gdbarch method.  */
2852
2853 void
2854 aarch64_displaced_step_fixup (struct gdbarch *gdbarch,
2855                               struct displaced_step_closure *dsc_,
2856                               CORE_ADDR from, CORE_ADDR to,
2857                               struct regcache *regs)
2858 {
2859   aarch64_displaced_step_closure *dsc = (aarch64_displaced_step_closure *) dsc_;
2860
2861   if (dsc->cond)
2862     {
2863       ULONGEST pc;
2864
2865       regcache_cooked_read_unsigned (regs, AARCH64_PC_REGNUM, &pc);
2866       if (pc - to == 8)
2867         {
2868           /* Condition is true.  */
2869         }
2870       else if (pc - to == 4)
2871         {
2872           /* Condition is false.  */
2873           dsc->pc_adjust = 4;
2874         }
2875       else
2876         gdb_assert_not_reached ("Unexpected PC value after displaced stepping");
2877     }
2878
2879   if (dsc->pc_adjust != 0)
2880     {
2881       if (debug_displaced)
2882         {
2883           debug_printf ("displaced: fixup: set PC to %s:%d\n",
2884                         paddress (gdbarch, from), dsc->pc_adjust);
2885         }
2886       regcache_cooked_write_unsigned (regs, AARCH64_PC_REGNUM,
2887                                       from + dsc->pc_adjust);
2888     }
2889 }
2890
2891 /* Implement the "displaced_step_hw_singlestep" gdbarch method.  */
2892
2893 int
2894 aarch64_displaced_step_hw_singlestep (struct gdbarch *gdbarch,
2895                                       struct displaced_step_closure *closure)
2896 {
2897   return 1;
2898 }
2899
2900 /* Get the correct target description for the given VQ value.
2901    If VQ is zero then it is assumed SVE is not supported.
2902    (It is not possible to set VQ to zero on an SVE system).  */
2903
2904 const target_desc *
2905 aarch64_read_description (uint64_t vq)
2906 {
2907   if (vq > AARCH64_MAX_SVE_VQ)
2908     error (_("VQ is %" PRIu64 ", maximum supported value is %d"), vq,
2909            AARCH64_MAX_SVE_VQ);
2910
2911   struct target_desc *tdesc = tdesc_aarch64_list[vq];
2912
2913   if (tdesc == NULL)
2914     {
2915       tdesc = aarch64_create_target_description (vq);
2916       tdesc_aarch64_list[vq] = tdesc;
2917     }
2918
2919   return tdesc;
2920 }
2921
2922 /* Return the VQ used when creating the target description TDESC.  */
2923
2924 static uint64_t
2925 aarch64_get_tdesc_vq (const struct target_desc *tdesc)
2926 {
2927   const struct tdesc_feature *feature_sve;
2928
2929   if (!tdesc_has_registers (tdesc))
2930     return 0;
2931
2932   feature_sve = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.aarch64.sve");
2933
2934   if (feature_sve == nullptr)
2935     return 0;
2936
2937   uint64_t vl = tdesc_register_bitsize (feature_sve,
2938                                         aarch64_sve_register_names[0]) / 8;
2939   return sve_vq_from_vl (vl);
2940 }
2941
2942
2943 /* Initialize the current architecture based on INFO.  If possible,
2944    re-use an architecture from ARCHES, which is a list of
2945    architectures already created during this debugging session.
2946
2947    Called e.g. at program startup, when reading a core file, and when
2948    reading a binary file.  */
2949
2950 static struct gdbarch *
2951 aarch64_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
2952 {
2953   struct gdbarch_tdep *tdep;
2954   struct gdbarch *gdbarch;
2955   struct gdbarch_list *best_arch;
2956   struct tdesc_arch_data *tdesc_data = NULL;
2957   const struct target_desc *tdesc = info.target_desc;
2958   int i;
2959   int valid_p = 1;
2960   const struct tdesc_feature *feature_core;
2961   const struct tdesc_feature *feature_fpu;
2962   const struct tdesc_feature *feature_sve;
2963   int num_regs = 0;
2964   int num_pseudo_regs = 0;
2965
2966   /* Ensure we always have a target description.  */
2967   if (!tdesc_has_registers (tdesc))
2968     tdesc = aarch64_read_description (0);
2969   gdb_assert (tdesc);
2970
2971   feature_core = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.aarch64.core");
2972   feature_fpu = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.aarch64.fpu");
2973   feature_sve = tdesc_find_feature (tdesc, "org.gnu.gdb.aarch64.sve");
2974
2975   if (feature_core == NULL)
2976     return NULL;
2977
2978   tdesc_data = tdesc_data_alloc ();
2979
2980   /* Validate the description provides the mandatory core R registers
2981      and allocate their numbers.  */
2982   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_r_register_names); i++)
2983     valid_p &= tdesc_numbered_register (feature_core, tdesc_data,
2984                                         AARCH64_X0_REGNUM + i,
2985                                         aarch64_r_register_names[i]);
2986
2987   num_regs = AARCH64_X0_REGNUM + i;
2988
2989   /* Add the V registers.  */
2990   if (feature_fpu != NULL)
2991     {
2992       if (feature_sve != NULL)
2993         error (_("Program contains both fpu and SVE features."));
2994
2995       /* Validate the description provides the mandatory V registers
2996          and allocate their numbers.  */
2997       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_v_register_names); i++)
2998         valid_p &= tdesc_numbered_register (feature_fpu, tdesc_data,
2999                                             AARCH64_V0_REGNUM + i,
3000                                             aarch64_v_register_names[i]);
3001
3002       num_regs = AARCH64_V0_REGNUM + i;
3003     }
3004
3005   /* Add the SVE registers.  */
3006   if (feature_sve != NULL)
3007     {
3008       /* Validate the description provides the mandatory SVE registers
3009          and allocate their numbers.  */
3010       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_sve_register_names); i++)
3011         valid_p &= tdesc_numbered_register (feature_sve, tdesc_data,
3012                                             AARCH64_SVE_Z0_REGNUM + i,
3013                                             aarch64_sve_register_names[i]);
3014
3015       num_regs = AARCH64_SVE_Z0_REGNUM + i;
3016       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Vn register pseudos.  */
3017     }
3018
3019   if (feature_fpu != NULL || feature_sve != NULL)
3020     {
3021       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Qn scalar register pseudos */
3022       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Dn scalar register pseudos */
3023       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Sn scalar register pseudos */
3024       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Hn scalar register pseudos */
3025       num_pseudo_regs += 32;    /* add the Bn scalar register pseudos */
3026     }
3027
3028   if (!valid_p)
3029     {
3030       tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
3031       return NULL;
3032     }
3033
3034   /* AArch64 code is always little-endian.  */
3035   info.byte_order_for_code = BFD_ENDIAN_LITTLE;
3036
3037   /* If there is already a candidate, use it.  */
3038   for (best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
3039        best_arch != NULL;
3040        best_arch = gdbarch_list_lookup_by_info (best_arch->next, &info))
3041     {
3042       /* Found a match.  */
3043       break;
3044     }
3045
3046   if (best_arch != NULL)
3047     {
3048       if (tdesc_data != NULL)
3049         tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
3050       return best_arch->gdbarch;
3051     }
3052
3053   tdep = XCNEW (struct gdbarch_tdep);
3054   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
3055
3056   /* This should be low enough for everything.  */
3057   tdep->lowest_pc = 0x20;
3058   tdep->jb_pc = -1;             /* Longjump support not enabled by default.  */
3059   tdep->jb_elt_size = 8;
3060   tdep->vq = aarch64_get_tdesc_vq (tdesc);
3061
3062   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, aarch64_push_dummy_call);
3063   set_gdbarch_frame_align (gdbarch, aarch64_frame_align);
3064
3065   /* Frame handling.  */
3066   set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, aarch64_dummy_id);
3067   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, aarch64_unwind_pc);
3068   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, aarch64_unwind_sp);
3069
3070   /* Advance PC across function entry code.  */
3071   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, aarch64_skip_prologue);
3072
3073   /* The stack grows downward.  */
3074   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
3075
3076   /* Breakpoint manipulation.  */
3077   set_gdbarch_breakpoint_kind_from_pc (gdbarch,
3078                                        aarch64_breakpoint::kind_from_pc);
3079   set_gdbarch_sw_breakpoint_from_kind (gdbarch,
3080                                        aarch64_breakpoint::bp_from_kind);
3081   set_gdbarch_have_nonsteppable_watchpoint (gdbarch, 1);
3082   set_gdbarch_software_single_step (gdbarch, aarch64_software_single_step);
3083
3084   /* Information about registers, etc.  */
3085   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, AARCH64_SP_REGNUM);
3086   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, AARCH64_PC_REGNUM);
3087   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, num_regs);
3088
3089   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, num_pseudo_regs);
3090   set_gdbarch_pseudo_register_read_value (gdbarch, aarch64_pseudo_read_value);
3091   set_gdbarch_pseudo_register_write (gdbarch, aarch64_pseudo_write);
3092   set_tdesc_pseudo_register_name (gdbarch, aarch64_pseudo_register_name);
3093   set_tdesc_pseudo_register_type (gdbarch, aarch64_pseudo_register_type);
3094   set_tdesc_pseudo_register_reggroup_p (gdbarch,
3095                                         aarch64_pseudo_register_reggroup_p);
3096
3097   /* ABI */
3098   set_gdbarch_short_bit (gdbarch, 16);
3099   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 32);
3100   set_gdbarch_float_bit (gdbarch, 32);
3101   set_gdbarch_double_bit (gdbarch, 64);
3102   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, 128);
3103   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, 64);
3104   set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 64);
3105   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, 64);
3106   set_gdbarch_char_signed (gdbarch, 0);
3107   set_gdbarch_wchar_signed (gdbarch, 0);
3108   set_gdbarch_float_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
3109   set_gdbarch_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_double);
3110   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, floatformats_ia64_quad);
3111
3112   /* Internal <-> external register number maps.  */
3113   set_gdbarch_dwarf2_reg_to_regnum (gdbarch, aarch64_dwarf_reg_to_regnum);
3114
3115   /* Returning results.  */
3116   set_gdbarch_return_value (gdbarch, aarch64_return_value);
3117
3118   /* Disassembly.  */
3119   set_gdbarch_print_insn (gdbarch, aarch64_gdb_print_insn);
3120
3121   /* Virtual tables.  */
3122   set_gdbarch_vbit_in_delta (gdbarch, 1);
3123
3124   /* Hook in the ABI-specific overrides, if they have been registered.  */
3125   info.target_desc = tdesc;
3126   info.tdesc_data = tdesc_data;
3127   gdbarch_init_osabi (info, gdbarch);
3128
3129   dwarf2_frame_set_init_reg (gdbarch, aarch64_dwarf2_frame_init_reg);
3130
3131   /* Add some default predicates.  */
3132   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &aarch64_stub_unwind);
3133   dwarf2_append_unwinders (gdbarch);
3134   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &aarch64_prologue_unwind);
3135
3136   frame_base_set_default (gdbarch, &aarch64_normal_base);
3137
3138   /* Now we have tuned the configuration, set a few final things,
3139      based on what the OS ABI has told us.  */
3140
3141   if (tdep->jb_pc >= 0)
3142     set_gdbarch_get_longjmp_target (gdbarch, aarch64_get_longjmp_target);
3143
3144   set_gdbarch_gen_return_address (gdbarch, aarch64_gen_return_address);
3145
3146   tdesc_use_registers (gdbarch, tdesc, tdesc_data);
3147
3148   /* Add standard register aliases.  */
3149   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_register_aliases); i++)
3150     user_reg_add (gdbarch, aarch64_register_aliases[i].name,
3151                   value_of_aarch64_user_reg,
3152                   &aarch64_register_aliases[i].regnum);
3153
3154   register_aarch64_ravenscar_ops (gdbarch);
3155
3156   return gdbarch;
3157 }
3158
3159 static void
3160 aarch64_dump_tdep (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file)
3161 {
3162   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
3163
3164   if (tdep == NULL)
3165     return;
3166
3167   fprintf_unfiltered (file, _("aarch64_dump_tdep: Lowest pc = 0x%s"),
3168                       paddress (gdbarch, tdep->lowest_pc));
3169 }
3170
3171 #if GDB_SELF_TEST
3172 namespace selftests
3173 {
3174 static void aarch64_process_record_test (void);
3175 }
3176 #endif
3177
3178 void
3179 _initialize_aarch64_tdep (void)
3180 {
3181   gdbarch_register (bfd_arch_aarch64, aarch64_gdbarch_init,
3182                     aarch64_dump_tdep);
3183
3184   /* Debug this file's internals.  */
3185   add_setshow_boolean_cmd ("aarch64", class_maintenance, &aarch64_debug, _("\
3186 Set AArch64 debugging."), _("\
3187 Show AArch64 debugging."), _("\
3188 When on, AArch64 specific debugging is enabled."),
3189                             NULL,
3190                             show_aarch64_debug,
3191                             &setdebuglist, &showdebuglist);
3192
3193 #if GDB_SELF_TEST
3194   selftests::register_test ("aarch64-analyze-prologue",
3195                             selftests::aarch64_analyze_prologue_test);
3196   selftests::register_test ("aarch64-process-record",
3197                             selftests::aarch64_process_record_test);
3198   selftests::record_xml_tdesc ("aarch64.xml",
3199                                aarch64_create_target_description (0));
3200 #endif
3201 }
3202
3203 /* AArch64 process record-replay related structures, defines etc.  */
3204
3205 #define REG_ALLOC(REGS, LENGTH, RECORD_BUF) \
3206         do  \
3207           { \
3208             unsigned int reg_len = LENGTH; \
3209             if (reg_len) \
3210               { \
3211                 REGS = XNEWVEC (uint32_t, reg_len); \
3212                 memcpy(&REGS[0], &RECORD_BUF[0], sizeof(uint32_t)*LENGTH); \
3213               } \
3214           } \
3215         while (0)
3216
3217 #define MEM_ALLOC(MEMS, LENGTH, RECORD_BUF) \
3218         do  \
3219           { \
3220             unsigned int mem_len = LENGTH; \
3221             if (mem_len) \
3222             { \
3223               MEMS =  XNEWVEC (struct aarch64_mem_r, mem_len);  \
3224               memcpy(&MEMS->len, &RECORD_BUF[0], \
3225                      sizeof(struct aarch64_mem_r) * LENGTH); \
3226             } \
3227           } \
3228           while (0)
3229
3230 /* AArch64 record/replay structures and enumerations.  */
3231
3232 struct aarch64_mem_r
3233 {
3234   uint64_t len;    /* Record length.  */
3235   uint64_t addr;   /* Memory address.  */
3236 };
3237
3238 enum aarch64_record_result
3239 {
3240   AARCH64_RECORD_SUCCESS,
3241   AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED,
3242   AARCH64_RECORD_UNKNOWN
3243 };
3244
3245 typedef struct insn_decode_record_t
3246 {
3247   struct gdbarch *gdbarch;
3248   struct regcache *regcache;
3249   CORE_ADDR this_addr;                 /* Address of insn to be recorded.  */
3250   uint32_t aarch64_insn;               /* Insn to be recorded.  */
3251   uint32_t mem_rec_count;              /* Count of memory records.  */
3252   uint32_t reg_rec_count;              /* Count of register records.  */
3253   uint32_t *aarch64_regs;              /* Registers to be recorded.  */
3254   struct aarch64_mem_r *aarch64_mems;  /* Memory locations to be recorded.  */
3255 } insn_decode_record;
3256
3257 /* Record handler for data processing - register instructions.  */
3258
3259 static unsigned int
3260 aarch64_record_data_proc_reg (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3261 {
3262   uint8_t reg_rd, insn_bits24_27, insn_bits21_23;
3263   uint32_t record_buf[4];
3264
3265   reg_rd = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3266   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3267   insn_bits21_23 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21, 23);
3268
3269   if (!bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28))
3270     {
3271       uint8_t setflags;
3272
3273       /* Logical (shifted register).  */
3274       if (insn_bits24_27 == 0x0a)
3275         setflags = (bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29, 30) == 0x03);
3276       /* Add/subtract.  */
3277       else if (insn_bits24_27 == 0x0b)
3278         setflags = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29);
3279       else
3280         return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3281
3282       record_buf[0] = reg_rd;
3283       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3284       if (setflags)
3285         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3286     }
3287   else
3288     {
3289       if (insn_bits24_27 == 0x0b)
3290         {
3291           /* Data-processing (3 source).  */
3292           record_buf[0] = reg_rd;
3293           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3294         }
3295       else if (insn_bits24_27 == 0x0a)
3296         {
3297           if (insn_bits21_23 == 0x00)
3298             {
3299               /* Add/subtract (with carry).  */
3300               record_buf[0] = reg_rd;
3301               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3302               if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29))
3303                 {
3304                   record_buf[1] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3305                   aarch64_insn_r->reg_rec_count = 2;
3306                 }
3307             }
3308           else if (insn_bits21_23 == 0x02)
3309             {
3310               /* Conditional compare (register) and conditional compare
3311                  (immediate) instructions.  */
3312               record_buf[0] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3313               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3314             }
3315           else if (insn_bits21_23 == 0x04 || insn_bits21_23 == 0x06)
3316             {
3317               /* CConditional select.  */
3318               /* Data-processing (2 source).  */
3319               /* Data-processing (1 source).  */
3320               record_buf[0] = reg_rd;
3321               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3322             }
3323           else
3324             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3325         }
3326     }
3327
3328   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3329              record_buf);
3330   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3331 }
3332
3333 /* Record handler for data processing - immediate instructions.  */
3334
3335 static unsigned int
3336 aarch64_record_data_proc_imm (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3337 {
3338   uint8_t reg_rd, insn_bit23, insn_bits24_27, setflags;
3339   uint32_t record_buf[4];
3340
3341   reg_rd = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3342   insn_bit23 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 23);
3343   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3344
3345   if (insn_bits24_27 == 0x00                     /* PC rel addressing.  */
3346      || insn_bits24_27 == 0x03                   /* Bitfield and Extract.  */
3347      || (insn_bits24_27 == 0x02 && insn_bit23))  /* Move wide (immediate).  */
3348     {
3349       record_buf[0] = reg_rd;
3350       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3351     }
3352   else if (insn_bits24_27 == 0x01)
3353     {
3354       /* Add/Subtract (immediate).  */
3355       setflags = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29);
3356       record_buf[0] = reg_rd;
3357       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3358       if (setflags)
3359         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3360     }
3361   else if (insn_bits24_27 == 0x02 && !insn_bit23)
3362     {
3363       /* Logical (immediate).  */
3364       setflags = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 29, 30) == 0x03;
3365       record_buf[0] = reg_rd;
3366       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3367       if (setflags)
3368         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3369     }
3370   else
3371     return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3372
3373   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3374              record_buf);
3375   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3376 }
3377
3378 /* Record handler for branch, exception generation and system instructions.  */
3379
3380 static unsigned int
3381 aarch64_record_branch_except_sys (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3382 {
3383   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (aarch64_insn_r->gdbarch);
3384   uint8_t insn_bits24_27, insn_bits28_31, insn_bits22_23;
3385   uint32_t record_buf[4];
3386
3387   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3388   insn_bits28_31 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28, 31);
3389   insn_bits22_23 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22, 23);
3390
3391   if (insn_bits28_31 == 0x0d)
3392     {
3393       /* Exception generation instructions. */
3394       if (insn_bits24_27 == 0x04)
3395         {
3396           if (!bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 2, 4)
3397               && !bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21, 23)
3398               && bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 1) == 0x01)
3399             {
3400               ULONGEST svc_number;
3401
3402               regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, 8,
3403                                           &svc_number);
3404               return tdep->aarch64_syscall_record (aarch64_insn_r->regcache,
3405                                                    svc_number);
3406             }
3407           else
3408             return AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED;
3409         }
3410       /* System instructions. */
3411       else if (insn_bits24_27 == 0x05 && insn_bits22_23 == 0x00)
3412         {
3413           uint32_t reg_rt, reg_crn;
3414
3415           reg_rt = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3416           reg_crn = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12, 15);
3417
3418           /* Record rt in case of sysl and mrs instructions.  */
3419           if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21))
3420             {
3421               record_buf[0] = reg_rt;
3422               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3423             }
3424           /* Record cpsr for hint and msr(immediate) instructions.  */
3425           else if (reg_crn == 0x02 || reg_crn == 0x04)
3426             {
3427               record_buf[0] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3428               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3429             }
3430         }
3431       /* Unconditional branch (register).  */
3432       else if((insn_bits24_27 & 0x0e) == 0x06)
3433         {
3434           record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_PC_REGNUM;
3435           if (bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21, 22) == 0x01)
3436             record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_LR_REGNUM;
3437         }
3438       else
3439         return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3440     }
3441   /* Unconditional branch (immediate).  */
3442   else if ((insn_bits28_31 & 0x07) == 0x01 && (insn_bits24_27 & 0x0c) == 0x04)
3443     {
3444       record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_PC_REGNUM;
3445       if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 31))
3446         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_LR_REGNUM;
3447     }
3448   else
3449     /* Compare & branch (immediate), Test & branch (immediate) and
3450        Conditional branch (immediate).  */
3451     record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = AARCH64_PC_REGNUM;
3452
3453   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3454              record_buf);
3455   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3456 }
3457
3458 /* Record handler for advanced SIMD load and store instructions.  */
3459
3460 static unsigned int
3461 aarch64_record_asimd_load_store (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3462 {
3463   CORE_ADDR address;
3464   uint64_t addr_offset = 0;
3465   uint32_t record_buf[24];
3466   uint64_t record_buf_mem[24];
3467   uint32_t reg_rn, reg_rt;
3468   uint32_t reg_index = 0, mem_index = 0;
3469   uint8_t opcode_bits, size_bits;
3470
3471   reg_rt = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3472   reg_rn = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 5, 9);
3473   size_bits = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 11);
3474   opcode_bits = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12, 15);
3475   regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn, &address);
3476
3477   if (record_debug)
3478     debug_printf ("Process record: Advanced SIMD load/store\n");
3479
3480   /* Load/store single structure.  */
3481   if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24))
3482     {
3483       uint8_t sindex, scale, selem, esize, replicate = 0;
3484       scale = opcode_bits >> 2;
3485       selem = ((opcode_bits & 0x02) |
3486               bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21)) + 1;
3487       switch (scale)
3488         {
3489         case 1:
3490           if (size_bits & 0x01)
3491             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3492           break;
3493         case 2:
3494           if ((size_bits >> 1) & 0x01)
3495             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3496           if (size_bits & 0x01)
3497             {
3498               if (!((opcode_bits >> 1) & 0x01))
3499                 scale = 3;
3500               else
3501                 return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3502             }
3503           break;
3504         case 3:
3505           if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22) && !(opcode_bits & 0x01))
3506             {
3507               scale = size_bits;
3508               replicate = 1;
3509               break;
3510             }
3511           else
3512             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3513         default:
3514           break;
3515         }
3516       esize = 8 << scale;
3517       if (replicate)
3518         for (sindex = 0; sindex < selem; sindex++)
3519           {
3520             record_buf[reg_index++] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3521             reg_rt = (reg_rt + 1) % 32;
3522           }
3523       else
3524         {
3525           for (sindex = 0; sindex < selem; sindex++)
3526             {
3527               if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22))
3528                 record_buf[reg_index++] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3529               else
3530                 {
3531                   record_buf_mem[mem_index++] = esize / 8;
3532                   record_buf_mem[mem_index++] = address + addr_offset;
3533                 }
3534               addr_offset = addr_offset + (esize / 8);
3535               reg_rt = (reg_rt + 1) % 32;
3536             }
3537         }
3538     }
3539   /* Load/store multiple structure.  */
3540   else
3541     {
3542       uint8_t selem, esize, rpt, elements;
3543       uint8_t eindex, rindex;
3544
3545       esize = 8 << size_bits;
3546       if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 30))
3547         elements = 128 / esize;
3548       else
3549         elements = 64 / esize;
3550
3551       switch (opcode_bits)
3552         {
3553         /*LD/ST4 (4 Registers).  */
3554         case 0:
3555           rpt = 1;
3556           selem = 4;
3557           break;
3558         /*LD/ST1 (4 Registers).  */
3559         case 2:
3560           rpt = 4;
3561           selem = 1;
3562           break;
3563         /*LD/ST3 (3 Registers).  */
3564         case 4:
3565           rpt = 1;
3566           selem = 3;
3567           break;
3568         /*LD/ST1 (3 Registers).  */
3569         case 6:
3570           rpt = 3;
3571           selem = 1;
3572           break;
3573         /*LD/ST1 (1 Register).  */
3574         case 7:
3575           rpt = 1;
3576           selem = 1;
3577           break;
3578         /*LD/ST2 (2 Registers).  */
3579         case 8:
3580           rpt = 1;
3581           selem = 2;
3582           break;
3583         /*LD/ST1 (2 Registers).  */
3584         case 10:
3585           rpt = 2;
3586           selem = 1;
3587           break;
3588         default:
3589           return AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED;
3590           break;
3591         }
3592       for (rindex = 0; rindex < rpt; rindex++)
3593         for (eindex = 0; eindex < elements; eindex++)
3594           {
3595             uint8_t reg_tt, sindex;
3596             reg_tt = (reg_rt + rindex) % 32;
3597             for (sindex = 0; sindex < selem; sindex++)
3598               {
3599                 if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22))
3600                   record_buf[reg_index++] = reg_tt + AARCH64_V0_REGNUM;
3601                 else
3602                   {
3603                     record_buf_mem[mem_index++] = esize / 8;
3604                     record_buf_mem[mem_index++] = address + addr_offset;
3605                   }
3606                 addr_offset = addr_offset + (esize / 8);
3607                 reg_tt = (reg_tt + 1) % 32;
3608               }
3609           }
3610     }
3611
3612   if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 23))
3613     record_buf[reg_index++] = reg_rn;
3614
3615   aarch64_insn_r->reg_rec_count = reg_index;
3616   aarch64_insn_r->mem_rec_count = mem_index / 2;
3617   MEM_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_mems, aarch64_insn_r->mem_rec_count,
3618              record_buf_mem);
3619   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3620              record_buf);
3621   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3622 }
3623
3624 /* Record handler for load and store instructions.  */
3625
3626 static unsigned int
3627 aarch64_record_load_store (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3628 {
3629   uint8_t insn_bits24_27, insn_bits28_29, insn_bits10_11;
3630   uint8_t insn_bit23, insn_bit21;
3631   uint8_t opc, size_bits, ld_flag, vector_flag;
3632   uint32_t reg_rn, reg_rt, reg_rt2;
3633   uint64_t datasize, offset;
3634   uint32_t record_buf[8];
3635   uint64_t record_buf_mem[8];
3636   CORE_ADDR address;
3637
3638   insn_bits10_11 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 11);
3639   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3640   insn_bits28_29 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28, 29);
3641   insn_bit21 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21);
3642   insn_bit23 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 23);
3643   ld_flag = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22);
3644   vector_flag = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 26);
3645   reg_rt = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3646   reg_rn = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 5, 9);
3647   reg_rt2 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 14);
3648   size_bits = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 30, 31);
3649
3650   /* Load/store exclusive.  */
3651   if (insn_bits24_27 == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x00)
3652     {
3653       if (record_debug)
3654         debug_printf ("Process record: load/store exclusive\n");
3655
3656       if (ld_flag)
3657         {
3658           record_buf[0] = reg_rt;
3659           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3660           if (insn_bit21)
3661             {
3662               record_buf[1] = reg_rt2;
3663               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 2;
3664             }
3665         }
3666       else
3667         {
3668           if (insn_bit21)
3669             datasize = (8 << size_bits) * 2;
3670           else
3671             datasize = (8 << size_bits);
3672           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3673                                       &address);
3674           record_buf_mem[0] = datasize / 8;
3675           record_buf_mem[1] = address;
3676           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 1;
3677           if (!insn_bit23)
3678             {
3679               /* Save register rs.  */
3680               record_buf[0] = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 16, 20);
3681               aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3682             }
3683         }
3684     }
3685   /* Load register (literal) instructions decoding.  */
3686   else if ((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x01)
3687     {
3688       if (record_debug)
3689         debug_printf ("Process record: load register (literal)\n");
3690       if (vector_flag)
3691         record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3692       else
3693         record_buf[0] = reg_rt;
3694       aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3695     }
3696   /* All types of load/store pair instructions decoding.  */
3697   else if ((insn_bits24_27 & 0x0a) == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x02)
3698     {
3699       if (record_debug)
3700         debug_printf ("Process record: load/store pair\n");
3701
3702       if (ld_flag)
3703         {
3704           if (vector_flag)
3705             {
3706               record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3707               record_buf[1] = reg_rt2 + AARCH64_V0_REGNUM;
3708             }
3709           else
3710             {
3711               record_buf[0] = reg_rt;
3712               record_buf[1] = reg_rt2;
3713             }
3714           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 2;
3715         }
3716       else
3717         {
3718           uint16_t imm7_off;
3719           imm7_off = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 15, 21);
3720           if (!vector_flag)
3721             size_bits = size_bits >> 1;
3722           datasize = 8 << (2 + size_bits);
3723           offset = (imm7_off & 0x40) ? (~imm7_off & 0x007f) + 1 : imm7_off;
3724           offset = offset << (2 + size_bits);
3725           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3726                                       &address);
3727           if (!((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x08 && insn_bit23))
3728             {
3729               if (imm7_off & 0x40)
3730                 address = address - offset;
3731               else
3732                 address = address + offset;
3733             }
3734
3735           record_buf_mem[0] = datasize / 8;
3736           record_buf_mem[1] = address;
3737           record_buf_mem[2] = datasize / 8;
3738           record_buf_mem[3] = address + (datasize / 8);
3739           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 2;
3740         }
3741       if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 23))
3742         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = reg_rn;
3743     }
3744   /* Load/store register (unsigned immediate) instructions.  */
3745   else if ((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x09 && insn_bits28_29 == 0x03)
3746     {
3747       opc = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22, 23);
3748       if (!(opc >> 1))
3749         {
3750           if (opc & 0x01)
3751             ld_flag = 0x01;
3752           else
3753             ld_flag = 0x0;
3754         }
3755       else
3756         {
3757           if (size_bits == 0x3 && vector_flag == 0x0 && opc == 0x2)
3758             {
3759               /* PRFM (immediate) */
3760               return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3761             }
3762           else if (size_bits == 0x2 && vector_flag == 0x0 && opc == 0x2)
3763             {
3764               /* LDRSW (immediate) */
3765               ld_flag = 0x1;
3766             }
3767           else
3768             {
3769               if (opc & 0x01)
3770                 ld_flag = 0x01;
3771               else
3772                 ld_flag = 0x0;
3773             }
3774         }
3775
3776       if (record_debug)
3777         {
3778           debug_printf ("Process record: load/store (unsigned immediate):"
3779                         " size %x V %d opc %x\n", size_bits, vector_flag,
3780                         opc);
3781         }
3782
3783       if (!ld_flag)
3784         {
3785           offset = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 21);
3786           datasize = 8 << size_bits;
3787           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3788                                       &address);
3789           offset = offset << size_bits;
3790           address = address + offset;
3791
3792           record_buf_mem[0] = datasize >> 3;
3793           record_buf_mem[1] = address;
3794           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 1;
3795         }
3796       else
3797         {
3798           if (vector_flag)
3799             record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3800           else
3801             record_buf[0] = reg_rt;
3802           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3803         }
3804     }
3805   /* Load/store register (register offset) instructions.  */
3806   else if ((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x03
3807            && insn_bits10_11 == 0x02 && insn_bit21)
3808     {
3809       if (record_debug)
3810         debug_printf ("Process record: load/store (register offset)\n");
3811       opc = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22, 23);
3812       if (!(opc >> 1))
3813         if (opc & 0x01)
3814           ld_flag = 0x01;
3815         else
3816           ld_flag = 0x0;
3817       else
3818         if (size_bits != 0x03)
3819           ld_flag = 0x01;
3820         else
3821           return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3822
3823       if (!ld_flag)
3824         {
3825           ULONGEST reg_rm_val;
3826
3827           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache,
3828                      bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 16, 20), &reg_rm_val);
3829           if (bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12))
3830             offset = reg_rm_val << size_bits;
3831           else
3832             offset = reg_rm_val;
3833           datasize = 8 << size_bits;
3834           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3835                                       &address);
3836           address = address + offset;
3837           record_buf_mem[0] = datasize >> 3;
3838           record_buf_mem[1] = address;
3839           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 1;
3840         }
3841       else
3842         {
3843           if (vector_flag)
3844             record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3845           else
3846             record_buf[0] = reg_rt;
3847           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3848         }
3849     }
3850   /* Load/store register (immediate and unprivileged) instructions.  */
3851   else if ((insn_bits24_27 & 0x0b) == 0x08 && insn_bits28_29 == 0x03
3852            && !insn_bit21)
3853     {
3854       if (record_debug)
3855         {
3856           debug_printf ("Process record: load/store "
3857                         "(immediate and unprivileged)\n");
3858         }
3859       opc = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 22, 23);
3860       if (!(opc >> 1))
3861         if (opc & 0x01)
3862           ld_flag = 0x01;
3863         else
3864           ld_flag = 0x0;
3865       else
3866         if (size_bits != 0x03)
3867           ld_flag = 0x01;
3868         else
3869           return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
3870
3871       if (!ld_flag)
3872         {
3873           uint16_t imm9_off;
3874           imm9_off = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12, 20);
3875           offset = (imm9_off & 0x0100) ? (((~imm9_off) & 0x01ff) + 1) : imm9_off;
3876           datasize = 8 << size_bits;
3877           regcache_raw_read_unsigned (aarch64_insn_r->regcache, reg_rn,
3878                                       &address);
3879           if (insn_bits10_11 != 0x01)
3880             {
3881               if (imm9_off & 0x0100)
3882                 address = address - offset;
3883               else
3884                 address = address + offset;
3885             }
3886           record_buf_mem[0] = datasize >> 3;
3887           record_buf_mem[1] = address;
3888           aarch64_insn_r->mem_rec_count = 1;
3889         }
3890       else
3891         {
3892           if (vector_flag)
3893             record_buf[0] = reg_rt + AARCH64_V0_REGNUM;
3894           else
3895             record_buf[0] = reg_rt;
3896           aarch64_insn_r->reg_rec_count = 1;
3897         }
3898       if (insn_bits10_11 == 0x01 || insn_bits10_11 == 0x03)
3899         record_buf[aarch64_insn_r->reg_rec_count++] = reg_rn;
3900     }
3901   /* Advanced SIMD load/store instructions.  */
3902   else
3903     return aarch64_record_asimd_load_store (aarch64_insn_r);
3904
3905   MEM_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_mems, aarch64_insn_r->mem_rec_count,
3906              record_buf_mem);
3907   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
3908              record_buf);
3909   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
3910 }
3911
3912 /* Record handler for data processing SIMD and floating point instructions.  */
3913
3914 static unsigned int
3915 aarch64_record_data_proc_simd_fp (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
3916 {
3917   uint8_t insn_bit21, opcode, rmode, reg_rd;
3918   uint8_t insn_bits24_27, insn_bits28_31, insn_bits10_11, insn_bits12_15;
3919   uint8_t insn_bits11_14;
3920   uint32_t record_buf[2];
3921
3922   insn_bits24_27 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 24, 27);
3923   insn_bits28_31 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28, 31);
3924   insn_bits10_11 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10, 11);
3925   insn_bits12_15 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 12, 15);
3926   insn_bits11_14 = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 11, 14);
3927   opcode = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 16, 18);
3928   rmode = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 19, 20);
3929   reg_rd = bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 0, 4);
3930   insn_bit21 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21);
3931
3932   if (record_debug)
3933     debug_printf ("Process record: data processing SIMD/FP: ");
3934
3935   if ((insn_bits28_31 & 0x05) == 0x01 && insn_bits24_27 == 0x0e)
3936     {
3937       /* Floating point - fixed point conversion instructions.  */
3938       if (!insn_bit21)
3939         {
3940           if (record_debug)
3941             debug_printf ("FP - fixed point conversion");
3942
3943           if ((opcode >> 1) == 0x0 && rmode == 0x03)
3944             record_buf[0] = reg_rd;
3945           else
3946             record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3947         }
3948       /* Floating point - conditional compare instructions.  */
3949       else if (insn_bits10_11 == 0x01)
3950         {
3951           if (record_debug)
3952             debug_printf ("FP - conditional compare");
3953
3954           record_buf[0] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3955         }
3956       /* Floating point - data processing (2-source) and
3957          conditional select instructions.  */
3958       else if (insn_bits10_11 == 0x02 || insn_bits10_11 == 0x03)
3959         {
3960           if (record_debug)
3961             debug_printf ("FP - DP (2-source)");
3962
3963           record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3964         }
3965       else if (insn_bits10_11 == 0x00)
3966         {
3967           /* Floating point - immediate instructions.  */
3968           if ((insn_bits12_15 & 0x01) == 0x01
3969               || (insn_bits12_15 & 0x07) == 0x04)
3970             {
3971               if (record_debug)
3972                 debug_printf ("FP - immediate");
3973               record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
3974             }
3975           /* Floating point - compare instructions.  */
3976           else if ((insn_bits12_15 & 0x03) == 0x02)
3977             {
3978               if (record_debug)
3979                 debug_printf ("FP - immediate");
3980               record_buf[0] = AARCH64_CPSR_REGNUM;
3981             }
3982           /* Floating point - integer conversions instructions.  */
3983           else if (insn_bits12_15 == 0x00)
3984             {
3985               /* Convert float to integer instruction.  */
3986               if (!(opcode >> 1) || ((opcode >> 1) == 0x02 && !rmode))
3987                 {
3988                   if (record_debug)
3989                     debug_printf ("float to int conversion");
3990
3991                   record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_X0_REGNUM;
3992                 }
3993               /* Convert integer to float instruction.  */
3994               else if ((opcode >> 1) == 0x01 && !rmode)
3995                 {
3996                   if (record_debug)
3997                     debug_printf ("int to float conversion");
3998
3999                   record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
4000                 }
4001               /* Move float to integer instruction.  */
4002               else if ((opcode >> 1) == 0x03)
4003                 {
4004                   if (record_debug)
4005                     debug_printf ("move float to int");
4006
4007                   if (!(opcode & 0x01))
4008                     record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_X0_REGNUM;
4009                   else
4010                     record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
4011                 }
4012               else
4013                 return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
4014             }
4015           else
4016             return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
4017         }
4018       else
4019         return AARCH64_RECORD_UNKNOWN;
4020     }
4021   else if ((insn_bits28_31 & 0x09) == 0x00 && insn_bits24_27 == 0x0e)
4022     {
4023       if (record_debug)
4024         debug_printf ("SIMD copy");
4025
4026       /* Advanced SIMD copy instructions.  */
4027       if (!bits (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 21, 23)
4028           && !bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 15)
4029           && bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 10))
4030         {
4031           if (insn_bits11_14 == 0x05 || insn_bits11_14 == 0x07)
4032             record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_X0_REGNUM;
4033           else
4034             record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
4035         }
4036       else
4037         record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
4038     }
4039   /* All remaining floating point or advanced SIMD instructions.  */
4040   else
4041     {
4042       if (record_debug)
4043         debug_printf ("all remain");
4044
4045       record_buf[0] = reg_rd + AARCH64_V0_REGNUM;
4046     }
4047
4048   if (record_debug)
4049     debug_printf ("\n");
4050
4051   aarch64_insn_r->reg_rec_count++;
4052   gdb_assert (aarch64_insn_r->reg_rec_count == 1);
4053   REG_ALLOC (aarch64_insn_r->aarch64_regs, aarch64_insn_r->reg_rec_count,
4054              record_buf);
4055   return AARCH64_RECORD_SUCCESS;
4056 }
4057
4058 /* Decodes insns type and invokes its record handler.  */
4059
4060 static unsigned int
4061 aarch64_record_decode_insn_handler (insn_decode_record *aarch64_insn_r)
4062 {
4063   uint32_t ins_bit25, ins_bit26, ins_bit27, ins_bit28;
4064
4065   ins_bit25 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 25);
4066   ins_bit26 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 26);
4067   ins_bit27 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 27);
4068   ins_bit28 = bit (aarch64_insn_r->aarch64_insn, 28);
4069
4070   /* Data processing - immediate instructions.  */
4071   if (!ins_bit26 && !ins_bit27 && ins_bit28)
4072     return aarch64_record_data_proc_imm (aarch64_insn_r);
4073
4074   /* Branch, exception generation and system instructions.  */
4075   if (ins_bit26 && !ins_bit27 && ins_bit28)
4076     return aarch64_record_branch_except_sys (aarch64_insn_r);
4077
4078   /* Load and store instructions.  */
4079   if (!ins_bit25 && ins_bit27)
4080     return aarch64_record_load_store (aarch64_insn_r);
4081
4082   /* Data processing - register instructions.  */
4083   if (ins_bit25 && !ins_bit26 && ins_bit27)
4084     return aarch64_record_data_proc_reg (aarch64_insn_r);
4085
4086   /* Data processing - SIMD and floating point instructions.  */
4087   if (ins_bit25 && ins_bit26 && ins_bit27)
4088     return aarch64_record_data_proc_simd_fp (aarch64_insn_r);
4089
4090   return AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED;
4091 }
4092
4093 /* Cleans up local record registers and memory allocations.  */
4094
4095 static void
4096 deallocate_reg_mem (insn_decode_record *record)
4097 {
4098   xfree (record->aarch64_regs);
4099   xfree (record->aarch64_mems);
4100 }
4101
4102 #if GDB_SELF_TEST
4103 namespace selftests {
4104
4105 static void
4106 aarch64_process_record_test (void)
4107 {
4108   struct gdbarch_info info;
4109   uint32_t ret;
4110
4111   gdbarch_info_init (&info);
4112   info.bfd_arch_info = bfd_scan_arch ("aarch64");
4113
4114   struct gdbarch *gdbarch = gdbarch_find_by_info (info);
4115   SELF_CHECK (gdbarch != NULL);
4116
4117   insn_decode_record aarch64_record;
4118
4119   memset (&aarch64_record, 0, sizeof (insn_decode_record));
4120   aarch64_record.regcache = NULL;
4121   aarch64_record.this_addr = 0;
4122   aarch64_record.gdbarch = gdbarch;
4123
4124   /* 20 00 80 f9        prfm    pldl1keep, [x1] */
4125   aarch64_record.aarch64_insn = 0xf9800020;
4126   ret = aarch64_record_decode_insn_handler (&aarch64_record);
4127   SELF_CHECK (ret == AARCH64_RECORD_SUCCESS);
4128   SELF_CHECK (aarch64_record.reg_rec_count == 0);
4129   SELF_CHECK (aarch64_record.mem_rec_count == 0);
4130
4131   deallocate_reg_mem (&aarch64_record);
4132 }
4133
4134 } // namespace selftests
4135 #endif /* GDB_SELF_TEST */
4136
4137 /* Parse the current instruction and record the values of the registers and
4138    memory that will be changed in current instruction to record_arch_list
4139    return -1 if something is wrong.  */
4140
4141 int
4142 aarch64_process_record (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache,
4143                         CORE_ADDR insn_addr)
4144 {
4145   uint32_t rec_no = 0;
4146   uint8_t insn_size = 4;
4147   uint32_t ret = 0;
4148   gdb_byte buf[insn_size];
4149   insn_decode_record aarch64_record;
4150
4151   memset (&buf[0], 0, insn_size);
4152   memset (&aarch64_record, 0, sizeof (insn_decode_record));
4153   target_read_memory (insn_addr, &buf[0], insn_size);
4154   aarch64_record.aarch64_insn
4155     = (uint32_t) extract_unsigned_integer (&buf[0],
4156                                            insn_size,
4157                                            gdbarch_byte_order (gdbarch));
4158   aarch64_record.regcache = regcache;
4159   aarch64_record.this_addr = insn_addr;
4160   aarch64_record.gdbarch = gdbarch;
4161
4162   ret = aarch64_record_decode_insn_handler (&aarch64_record);
4163   if (ret == AARCH64_RECORD_UNSUPPORTED)
4164     {
4165       printf_unfiltered (_("Process record does not support instruction "
4166                            "0x%0x at address %s.\n"),
4167                          aarch64_record.aarch64_insn,
4168                          paddress (gdbarch, insn_addr));
4169       ret = -1;
4170     }
4171
4172   if (0 == ret)
4173     {
4174       /* Record registers.  */
4175       record_full_arch_list_add_reg (aarch64_record.regcache,
4176                                      AARCH64_PC_REGNUM);
4177       /* Always record register CPSR.  */
4178       record_full_arch_list_add_reg (aarch64_record.regcache,
4179                                      AARCH64_CPSR_REGNUM);
4180       if (aarch64_record.aarch64_regs)
4181         for (rec_no = 0; rec_no < aarch64_record.reg_rec_count; rec_no++)
4182           if (record_full_arch_list_add_reg (aarch64_record.regcache,
4183                                              aarch64_record.aarch64_regs[rec_no]))
4184             ret = -1;
4185
4186       /* Record memories.  */
4187       if (aarch64_record.aarch64_mems)
4188         for (rec_no = 0; rec_no < aarch64_record.mem_rec_count; rec_no++)
4189           if (record_full_arch_list_add_mem
4190               ((CORE_ADDR)aarch64_record.aarch64_mems[rec_no].addr,
4191                aarch64_record.aarch64_mems[rec_no].len))
4192             ret = -1;
4193
4194       if (record_full_arch_list_add_end ())
4195         ret = -1;
4196     }
4197
4198   deallocate_reg_mem (&aarch64_record);
4199   return ret;
4200 }