auto-generate most target debug methods
[external/binutils.git] / gdb / i387-tdep.c
1 /* Intel 387 floating point stuff.
2
3    Copyright (C) 1988-2014 Free Software Foundation, Inc.
4
5    This file is part of GDB.
6
7    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
10    (at your option) any later version.
11
12    This program is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 #include "defs.h"
21 #include "doublest.h"
22 #include "floatformat.h"
23 #include "frame.h"
24 #include "gdbcore.h"
25 #include "inferior.h"
26 #include "language.h"
27 #include "regcache.h"
28 #include "value.h"
29
30 #include "gdb_assert.h"
31 #include <string.h>
32
33 #include "i386-tdep.h"
34 #include "i387-tdep.h"
35 #include "i386-xstate.h"
36
37 /* Print the floating point number specified by RAW.  */
38
39 static void
40 print_i387_value (struct gdbarch *gdbarch,
41                   const gdb_byte *raw, struct ui_file *file)
42 {
43   DOUBLEST value;
44
45   /* Using extract_typed_floating here might affect the representation
46      of certain numbers such as NaNs, even if GDB is running natively.
47      This is fine since our caller already detects such special
48      numbers and we print the hexadecimal representation anyway.  */
49   value = extract_typed_floating (raw, i387_ext_type (gdbarch));
50
51   /* We try to print 19 digits.  The last digit may or may not contain
52      garbage, but we'd better print one too many.  We need enough room
53      to print the value, 1 position for the sign, 1 for the decimal
54      point, 19 for the digits and 6 for the exponent adds up to 27.  */
55 #ifdef PRINTF_HAS_LONG_DOUBLE
56   fprintf_filtered (file, " %-+27.19Lg", (long double) value);
57 #else
58   fprintf_filtered (file, " %-+27.19g", (double) value);
59 #endif
60 }
61
62 /* Print the classification for the register contents RAW.  */
63
64 static void
65 print_i387_ext (struct gdbarch *gdbarch,
66                 const gdb_byte *raw, struct ui_file *file)
67 {
68   int sign;
69   int integer;
70   unsigned int exponent;
71   unsigned long fraction[2];
72
73   sign = raw[9] & 0x80;
74   integer = raw[7] & 0x80;
75   exponent = (((raw[9] & 0x7f) << 8) | raw[8]);
76   fraction[0] = ((raw[3] << 24) | (raw[2] << 16) | (raw[1] << 8) | raw[0]);
77   fraction[1] = (((raw[7] & 0x7f) << 24) | (raw[6] << 16)
78                  | (raw[5] << 8) | raw[4]);
79
80   if (exponent == 0x7fff && integer)
81     {
82       if (fraction[0] == 0x00000000 && fraction[1] == 0x00000000)
83         /* Infinity.  */
84         fprintf_filtered (file, " %cInf", (sign ? '-' : '+'));
85       else if (sign && fraction[0] == 0x00000000 && fraction[1] == 0x40000000)
86         /* Real Indefinite (QNaN).  */
87         fputs_unfiltered (" Real Indefinite (QNaN)", file);
88       else if (fraction[1] & 0x40000000)
89         /* QNaN.  */
90         fputs_filtered (" QNaN", file);
91       else
92         /* SNaN.  */
93         fputs_filtered (" SNaN", file);
94     }
95   else if (exponent < 0x7fff && exponent > 0x0000 && integer)
96     /* Normal.  */
97     print_i387_value (gdbarch, raw, file);
98   else if (exponent == 0x0000)
99     {
100       /* Denormal or zero.  */
101       print_i387_value (gdbarch, raw, file);
102       
103       if (integer)
104         /* Pseudo-denormal.  */
105         fputs_filtered (" Pseudo-denormal", file);
106       else if (fraction[0] || fraction[1])
107         /* Denormal.  */
108         fputs_filtered (" Denormal", file);
109     }
110   else
111     /* Unsupported.  */
112     fputs_filtered (" Unsupported", file);
113 }
114
115 /* Print the status word STATUS.  If STATUS_P is false, then STATUS
116    was unavailable.  */
117
118 static void
119 print_i387_status_word (int status_p,
120                         unsigned int status, struct ui_file *file)
121 {
122   fprintf_filtered (file, "Status Word:         ");
123   if (!status_p)
124     {
125       fprintf_filtered (file, "%s\n", _("<unavailable>"));
126       return;
127     }
128
129   fprintf_filtered (file, "%s", hex_string_custom (status, 4));
130   fputs_filtered ("  ", file);
131   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0001) ? "IE" : "  ");
132   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0002) ? "DE" : "  ");
133   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0004) ? "ZE" : "  ");
134   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0008) ? "OE" : "  ");
135   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0010) ? "UE" : "  ");
136   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0020) ? "PE" : "  ");
137   fputs_filtered ("  ", file);
138   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0080) ? "ES" : "  ");
139   fputs_filtered ("  ", file);
140   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0040) ? "SF" : "  ");
141   fputs_filtered ("  ", file);
142   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0100) ? "C0" : "  ");
143   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0200) ? "C1" : "  ");
144   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x0400) ? "C2" : "  ");
145   fprintf_filtered (file, " %s", (status & 0x4000) ? "C3" : "  ");
146
147   fputs_filtered ("\n", file);
148
149   fprintf_filtered (file,
150                     "                       TOP: %d\n", ((status >> 11) & 7));
151 }
152
153 /* Print the control word CONTROL.  If CONTROL_P is false, then
154    CONTROL was unavailable.  */
155
156 static void
157 print_i387_control_word (int control_p,
158                          unsigned int control, struct ui_file *file)
159 {
160   fprintf_filtered (file, "Control Word:        ");
161   if (!control_p)
162     {
163       fprintf_filtered (file, "%s\n", _("<unavailable>"));
164       return;
165     }
166
167   fprintf_filtered (file, "%s", hex_string_custom (control, 4));
168   fputs_filtered ("  ", file);
169   fprintf_filtered (file, " %s", (control & 0x0001) ? "IM" : "  ");
170   fprintf_filtered (file, " %s", (control & 0x0002) ? "DM" : "  ");
171   fprintf_filtered (file, " %s", (control & 0x0004) ? "ZM" : "  ");
172   fprintf_filtered (file, " %s", (control & 0x0008) ? "OM" : "  ");
173   fprintf_filtered (file, " %s", (control & 0x0010) ? "UM" : "  ");
174   fprintf_filtered (file, " %s", (control & 0x0020) ? "PM" : "  ");
175
176   fputs_filtered ("\n", file);
177
178   fputs_filtered ("                       PC: ", file);
179   switch ((control >> 8) & 3)
180     {
181     case 0:
182       fputs_filtered ("Single Precision (24-bits)\n", file);
183       break;
184     case 1:
185       fputs_filtered ("Reserved\n", file);
186       break;
187     case 2:
188       fputs_filtered ("Double Precision (53-bits)\n", file);
189       break;
190     case 3:
191       fputs_filtered ("Extended Precision (64-bits)\n", file);
192       break;
193     }
194       
195   fputs_filtered ("                       RC: ", file);
196   switch ((control >> 10) & 3)
197     {
198     case 0:
199       fputs_filtered ("Round to nearest\n", file);
200       break;
201     case 1:
202       fputs_filtered ("Round down\n", file);
203       break;
204     case 2:
205       fputs_filtered ("Round up\n", file);
206       break;
207     case 3:
208       fputs_filtered ("Round toward zero\n", file);
209       break;
210     }
211 }
212
213 /* Print out the i387 floating point state.  Note that we ignore FRAME
214    in the code below.  That's OK since floating-point registers are
215    never saved on the stack.  */
216
217 void
218 i387_print_float_info (struct gdbarch *gdbarch, struct ui_file *file,
219                        struct frame_info *frame, const char *args)
220 {
221   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (get_frame_arch (frame));
222   ULONGEST fctrl;
223   int fctrl_p;
224   ULONGEST fstat;
225   int fstat_p;
226   ULONGEST ftag;
227   int ftag_p;
228   ULONGEST fiseg;
229   int fiseg_p;
230   ULONGEST fioff;
231   int fioff_p;
232   ULONGEST foseg;
233   int foseg_p;
234   ULONGEST fooff;
235   int fooff_p;
236   ULONGEST fop;
237   int fop_p;
238   int fpreg;
239   int top;
240
241   gdb_assert (gdbarch == get_frame_arch (frame));
242
243   fctrl_p = read_frame_register_unsigned (frame,
244                                           I387_FCTRL_REGNUM (tdep), &fctrl);
245   fstat_p = read_frame_register_unsigned (frame,
246                                           I387_FSTAT_REGNUM (tdep), &fstat);
247   ftag_p = read_frame_register_unsigned (frame,
248                                          I387_FTAG_REGNUM (tdep), &ftag);
249   fiseg_p = read_frame_register_unsigned (frame,
250                                           I387_FISEG_REGNUM (tdep), &fiseg);
251   fioff_p = read_frame_register_unsigned (frame,
252                                           I387_FIOFF_REGNUM (tdep), &fioff);
253   foseg_p = read_frame_register_unsigned (frame,
254                                           I387_FOSEG_REGNUM (tdep), &foseg);
255   fooff_p = read_frame_register_unsigned (frame,
256                                           I387_FOOFF_REGNUM (tdep), &fooff);
257   fop_p = read_frame_register_unsigned (frame,
258                                         I387_FOP_REGNUM (tdep), &fop);
259
260   if (fstat_p)
261     {
262       top = ((fstat >> 11) & 7);
263
264       for (fpreg = 7; fpreg >= 0; fpreg--)
265         {
266           struct value *regval;
267           int regnum;
268           int i;
269           int tag = -1;
270
271           fprintf_filtered (file, "%sR%d: ", fpreg == top ? "=>" : "  ", fpreg);
272
273           if (ftag_p)
274             {
275               tag = (ftag >> (fpreg * 2)) & 3;
276
277               switch (tag)
278                 {
279                 case 0:
280                   fputs_filtered ("Valid   ", file);
281                   break;
282                 case 1:
283                   fputs_filtered ("Zero    ", file);
284                   break;
285                 case 2:
286                   fputs_filtered ("Special ", file);
287                   break;
288                 case 3:
289                   fputs_filtered ("Empty   ", file);
290                   break;
291                 }
292             }
293           else
294             fputs_filtered ("Unknown ", file);
295
296           regnum = (fpreg + 8 - top) % 8 + I387_ST0_REGNUM (tdep);
297           regval = get_frame_register_value (frame, regnum);
298
299           if (value_entirely_available (regval))
300             {
301               const gdb_byte *raw = value_contents (regval);
302
303               fputs_filtered ("0x", file);
304               for (i = 9; i >= 0; i--)
305                 fprintf_filtered (file, "%02x", raw[i]);
306
307               if (tag != -1 && tag != 3)
308                 print_i387_ext (gdbarch, raw, file);
309             }
310           else
311             fprintf_filtered (file, "%s", _("<unavailable>"));
312
313           fputs_filtered ("\n", file);
314         }
315     }
316
317   fputs_filtered ("\n", file);
318   print_i387_status_word (fstat_p, fstat, file);
319   print_i387_control_word (fctrl_p, fctrl, file);
320   fprintf_filtered (file, "Tag Word:            %s\n",
321                     ftag_p ? hex_string_custom (ftag, 4) : _("<unavailable>"));
322   fprintf_filtered (file, "Instruction Pointer: %s:",
323                     fiseg_p ? hex_string_custom (fiseg, 2) : _("<unavailable>"));
324   fprintf_filtered (file, "%s\n",
325                     fioff_p ? hex_string_custom (fioff, 8) : _("<unavailable>"));
326   fprintf_filtered (file, "Operand Pointer:     %s:",
327                     foseg_p ? hex_string_custom (foseg, 2) : _("<unavailable>"));
328   fprintf_filtered (file, "%s\n",
329                     fooff_p ? hex_string_custom (fooff, 8) : _("<unavailable>"));
330   fprintf_filtered (file, "Opcode:              %s\n",
331                     fop_p
332                     ? (hex_string_custom (fop ? (fop | 0xd800) : 0, 4))
333                     : _("<unavailable>"));
334 }
335 \f
336
337 /* Return nonzero if a value of type TYPE stored in register REGNUM
338    needs any special handling.  */
339
340 int
341 i387_convert_register_p (struct gdbarch *gdbarch, int regnum,
342                          struct type *type)
343 {
344   if (i386_fp_regnum_p (gdbarch, regnum))
345     {
346       /* Floating point registers must be converted unless we are
347          accessing them in their hardware type.  */
348       if (type == i387_ext_type (gdbarch))
349         return 0;
350       else
351         return 1;
352     }
353
354   return 0;
355 }
356
357 /* Read a value of type TYPE from register REGNUM in frame FRAME, and
358    return its contents in TO.  */
359
360 int
361 i387_register_to_value (struct frame_info *frame, int regnum,
362                         struct type *type, gdb_byte *to,
363                         int *optimizedp, int *unavailablep)
364 {
365   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
366   gdb_byte from[I386_MAX_REGISTER_SIZE];
367
368   gdb_assert (i386_fp_regnum_p (gdbarch, regnum));
369
370   /* We only support floating-point values.  */
371   if (TYPE_CODE (type) != TYPE_CODE_FLT)
372     {
373       warning (_("Cannot convert floating-point register value "
374                "to non-floating-point type."));
375       *optimizedp = *unavailablep = 0;
376       return 0;
377     }
378
379   /* Convert to TYPE.  */
380   if (!get_frame_register_bytes (frame, regnum, 0, TYPE_LENGTH (type),
381                                  from, optimizedp, unavailablep))
382     return 0;
383
384   convert_typed_floating (from, i387_ext_type (gdbarch), to, type);
385   *optimizedp = *unavailablep = 0;
386   return 1;
387 }
388
389 /* Write the contents FROM of a value of type TYPE into register
390    REGNUM in frame FRAME.  */
391
392 void
393 i387_value_to_register (struct frame_info *frame, int regnum,
394                         struct type *type, const gdb_byte *from)
395 {
396   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
397   gdb_byte to[I386_MAX_REGISTER_SIZE];
398
399   gdb_assert (i386_fp_regnum_p (gdbarch, regnum));
400
401   /* We only support floating-point values.  */
402   if (TYPE_CODE (type) != TYPE_CODE_FLT)
403     {
404       warning (_("Cannot convert non-floating-point type "
405                "to floating-point register value."));
406       return;
407     }
408
409   /* Convert from TYPE.  */
410   convert_typed_floating (from, type, to, i387_ext_type (gdbarch));
411   put_frame_register (frame, regnum, to);
412 }
413 \f
414
415 /* Handle FSAVE and FXSAVE formats.  */
416
417 /* At fsave_offset[REGNUM] you'll find the offset to the location in
418    the data structure used by the "fsave" instruction where GDB
419    register REGNUM is stored.  */
420
421 static int fsave_offset[] =
422 {
423   28 + 0 * 10,                  /* %st(0) ...  */
424   28 + 1 * 10,
425   28 + 2 * 10,
426   28 + 3 * 10,
427   28 + 4 * 10,
428   28 + 5 * 10,
429   28 + 6 * 10,
430   28 + 7 * 10,                  /* ... %st(7).  */
431   0,                            /* `fctrl' (16 bits).  */
432   4,                            /* `fstat' (16 bits).  */
433   8,                            /* `ftag' (16 bits).  */
434   16,                           /* `fiseg' (16 bits).  */
435   12,                           /* `fioff'.  */
436   24,                           /* `foseg' (16 bits).  */
437   20,                           /* `fooff'.  */
438   18                            /* `fop' (bottom 11 bits).  */
439 };
440
441 #define FSAVE_ADDR(tdep, fsave, regnum) \
442   (fsave + fsave_offset[regnum - I387_ST0_REGNUM (tdep)])
443 \f
444
445 /* Fill register REGNUM in REGCACHE with the appropriate value from
446    *FSAVE.  This function masks off any of the reserved bits in
447    *FSAVE.  */
448
449 void
450 i387_supply_fsave (struct regcache *regcache, int regnum, const void *fsave)
451 {
452   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
453   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
454   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
455   const gdb_byte *regs = fsave;
456   int i;
457
458   gdb_assert (tdep->st0_regnum >= I386_ST0_REGNUM);
459
460   for (i = I387_ST0_REGNUM (tdep); i < I387_XMM0_REGNUM (tdep); i++)
461     if (regnum == -1 || regnum == i)
462       {
463         if (fsave == NULL)
464           {
465             regcache_raw_supply (regcache, i, NULL);
466             continue;
467           }
468
469         /* Most of the FPU control registers occupy only 16 bits in the
470            fsave area.  Give those a special treatment.  */
471         if (i >= I387_FCTRL_REGNUM (tdep)
472             && i != I387_FIOFF_REGNUM (tdep) && i != I387_FOOFF_REGNUM (tdep))
473           {
474             gdb_byte val[4];
475
476             memcpy (val, FSAVE_ADDR (tdep, regs, i), 2);
477             val[2] = val[3] = 0;
478             if (i == I387_FOP_REGNUM (tdep))
479               val[1] &= ((1 << 3) - 1);
480             regcache_raw_supply (regcache, i, val);
481           }
482         else
483           regcache_raw_supply (regcache, i, FSAVE_ADDR (tdep, regs, i));
484       }
485
486   /* Provide dummy values for the SSE registers.  */
487   for (i = I387_XMM0_REGNUM (tdep); i < I387_MXCSR_REGNUM (tdep); i++)
488     if (regnum == -1 || regnum == i)
489       regcache_raw_supply (regcache, i, NULL);
490   if (regnum == -1 || regnum == I387_MXCSR_REGNUM (tdep))
491     {
492       gdb_byte buf[4];
493
494       store_unsigned_integer (buf, 4, byte_order, 0x1f80);
495       regcache_raw_supply (regcache, I387_MXCSR_REGNUM (tdep), buf);
496     }
497 }
498
499 /* Fill register REGNUM (if it is a floating-point register) in *FSAVE
500    with the value from REGCACHE.  If REGNUM is -1, do this for all
501    registers.  This function doesn't touch any of the reserved bits in
502    *FSAVE.  */
503
504 void
505 i387_collect_fsave (const struct regcache *regcache, int regnum, void *fsave)
506 {
507   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (get_regcache_arch (regcache));
508   gdb_byte *regs = fsave;
509   int i;
510
511   gdb_assert (tdep->st0_regnum >= I386_ST0_REGNUM);
512
513   for (i = I387_ST0_REGNUM (tdep); i < I387_XMM0_REGNUM (tdep); i++)
514     if (regnum == -1 || regnum == i)
515       {
516         /* Most of the FPU control registers occupy only 16 bits in
517            the fsave area.  Give those a special treatment.  */
518         if (i >= I387_FCTRL_REGNUM (tdep)
519             && i != I387_FIOFF_REGNUM (tdep) && i != I387_FOOFF_REGNUM (tdep))
520           {
521             gdb_byte buf[4];
522
523             regcache_raw_collect (regcache, i, buf);
524
525             if (i == I387_FOP_REGNUM (tdep))
526               {
527                 /* The opcode occupies only 11 bits.  Make sure we
528                    don't touch the other bits.  */
529                 buf[1] &= ((1 << 3) - 1);
530                 buf[1] |= ((FSAVE_ADDR (tdep, regs, i))[1] & ~((1 << 3) - 1));
531               }
532             memcpy (FSAVE_ADDR (tdep, regs, i), buf, 2);
533           }
534         else
535           regcache_raw_collect (regcache, i, FSAVE_ADDR (tdep, regs, i));
536       }
537 }
538 \f
539
540 /* At fxsave_offset[REGNUM] you'll find the offset to the location in
541    the data structure used by the "fxsave" instruction where GDB
542    register REGNUM is stored.  */
543
544 static int fxsave_offset[] =
545 {
546   32,                           /* %st(0) through ...  */
547   48,
548   64,
549   80,
550   96,
551   112,
552   128,
553   144,                          /* ... %st(7) (80 bits each).  */
554   0,                            /* `fctrl' (16 bits).  */
555   2,                            /* `fstat' (16 bits).  */
556   4,                            /* `ftag' (16 bits).  */
557   12,                           /* `fiseg' (16 bits).  */
558   8,                            /* `fioff'.  */
559   20,                           /* `foseg' (16 bits).  */
560   16,                           /* `fooff'.  */
561   6,                            /* `fop' (bottom 11 bits).  */
562   160 + 0 * 16,                 /* %xmm0 through ...  */
563   160 + 1 * 16,
564   160 + 2 * 16,
565   160 + 3 * 16,
566   160 + 4 * 16,
567   160 + 5 * 16,
568   160 + 6 * 16,
569   160 + 7 * 16,
570   160 + 8 * 16,
571   160 + 9 * 16,
572   160 + 10 * 16,
573   160 + 11 * 16,
574   160 + 12 * 16,
575   160 + 13 * 16,
576   160 + 14 * 16,
577   160 + 15 * 16,                /* ... %xmm15 (128 bits each).  */
578 };
579
580 #define FXSAVE_ADDR(tdep, fxsave, regnum) \
581   (fxsave + fxsave_offset[regnum - I387_ST0_REGNUM (tdep)])
582
583 /* We made an unfortunate choice in putting %mxcsr after the SSE
584    registers %xmm0-%xmm7 instead of before, since it makes supporting
585    the registers %xmm8-%xmm15 on AMD64 a bit involved.  Therefore we
586    don't include the offset for %mxcsr here above.  */
587
588 #define FXSAVE_MXCSR_ADDR(fxsave) (fxsave + 24)
589
590 static int i387_tag (const gdb_byte *raw);
591 \f
592
593 /* Fill register REGNUM in REGCACHE with the appropriate
594    floating-point or SSE register value from *FXSAVE.  This function
595    masks off any of the reserved bits in *FXSAVE.  */
596
597 void
598 i387_supply_fxsave (struct regcache *regcache, int regnum, const void *fxsave)
599 {
600   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (get_regcache_arch (regcache));
601   const gdb_byte *regs = fxsave;
602   int i;
603
604   gdb_assert (tdep->st0_regnum >= I386_ST0_REGNUM);
605   gdb_assert (tdep->num_xmm_regs > 0);
606
607   for (i = I387_ST0_REGNUM (tdep); i < I387_MXCSR_REGNUM (tdep); i++)
608     if (regnum == -1 || regnum == i)
609       {
610         if (regs == NULL)
611           {
612             regcache_raw_supply (regcache, i, NULL);
613             continue;
614           }
615
616         /* Most of the FPU control registers occupy only 16 bits in
617            the fxsave area.  Give those a special treatment.  */
618         if (i >= I387_FCTRL_REGNUM (tdep) && i < I387_XMM0_REGNUM (tdep)
619             && i != I387_FIOFF_REGNUM (tdep) && i != I387_FOOFF_REGNUM (tdep))
620           {
621             gdb_byte val[4];
622
623             memcpy (val, FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i), 2);
624             val[2] = val[3] = 0;
625             if (i == I387_FOP_REGNUM (tdep))
626               val[1] &= ((1 << 3) - 1);
627             else if (i== I387_FTAG_REGNUM (tdep))
628               {
629                 /* The fxsave area contains a simplified version of
630                    the tag word.  We have to look at the actual 80-bit
631                    FP data to recreate the traditional i387 tag word.  */
632
633                 unsigned long ftag = 0;
634                 int fpreg;
635                 int top;
636
637                 top = ((FXSAVE_ADDR (tdep, regs,
638                                      I387_FSTAT_REGNUM (tdep)))[1] >> 3);
639                 top &= 0x7;
640
641                 for (fpreg = 7; fpreg >= 0; fpreg--)
642                   {
643                     int tag;
644
645                     if (val[0] & (1 << fpreg))
646                       {
647                         int thisreg = (fpreg + 8 - top) % 8 
648                                        + I387_ST0_REGNUM (tdep);
649                         tag = i387_tag (FXSAVE_ADDR (tdep, regs, thisreg));
650                       }
651                     else
652                       tag = 3;          /* Empty */
653
654                     ftag |= tag << (2 * fpreg);
655                   }
656                 val[0] = ftag & 0xff;
657                 val[1] = (ftag >> 8) & 0xff;
658               }
659             regcache_raw_supply (regcache, i, val);
660           }
661         else
662           regcache_raw_supply (regcache, i, FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i));
663       }
664
665   if (regnum == I387_MXCSR_REGNUM (tdep) || regnum == -1)
666     {
667       if (regs == NULL)
668         regcache_raw_supply (regcache, I387_MXCSR_REGNUM (tdep), NULL);
669       else
670         regcache_raw_supply (regcache, I387_MXCSR_REGNUM (tdep),
671                              FXSAVE_MXCSR_ADDR (regs));
672     }
673 }
674
675 /* Fill register REGNUM (if it is a floating-point or SSE register) in
676    *FXSAVE with the value from REGCACHE.  If REGNUM is -1, do this for
677    all registers.  This function doesn't touch any of the reserved
678    bits in *FXSAVE.  */
679
680 void
681 i387_collect_fxsave (const struct regcache *regcache, int regnum, void *fxsave)
682 {
683   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (get_regcache_arch (regcache));
684   gdb_byte *regs = fxsave;
685   int i;
686
687   gdb_assert (tdep->st0_regnum >= I386_ST0_REGNUM);
688   gdb_assert (tdep->num_xmm_regs > 0);
689
690   for (i = I387_ST0_REGNUM (tdep); i < I387_MXCSR_REGNUM (tdep); i++)
691     if (regnum == -1 || regnum == i)
692       {
693         /* Most of the FPU control registers occupy only 16 bits in
694            the fxsave area.  Give those a special treatment.  */
695         if (i >= I387_FCTRL_REGNUM (tdep) && i < I387_XMM0_REGNUM (tdep)
696             && i != I387_FIOFF_REGNUM (tdep) && i != I387_FOOFF_REGNUM (tdep))
697           {
698             gdb_byte buf[4];
699
700             regcache_raw_collect (regcache, i, buf);
701
702             if (i == I387_FOP_REGNUM (tdep))
703               {
704                 /* The opcode occupies only 11 bits.  Make sure we
705                    don't touch the other bits.  */
706                 buf[1] &= ((1 << 3) - 1);
707                 buf[1] |= ((FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i))[1] & ~((1 << 3) - 1));
708               }
709             else if (i == I387_FTAG_REGNUM (tdep))
710               {
711                 /* Converting back is much easier.  */
712
713                 unsigned short ftag;
714                 int fpreg;
715
716                 ftag = (buf[1] << 8) | buf[0];
717                 buf[0] = 0;
718                 buf[1] = 0;
719
720                 for (fpreg = 7; fpreg >= 0; fpreg--)
721                   {
722                     int tag = (ftag >> (fpreg * 2)) & 3;
723
724                     if (tag != 3)
725                       buf[0] |= (1 << fpreg);
726                   }
727               }
728             memcpy (FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i), buf, 2);
729           }
730         else
731           regcache_raw_collect (regcache, i, FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i));
732       }
733
734   if (regnum == I387_MXCSR_REGNUM (tdep) || regnum == -1)
735     regcache_raw_collect (regcache, I387_MXCSR_REGNUM (tdep),
736                           FXSAVE_MXCSR_ADDR (regs));
737 }
738
739 /* `xstate_bv' is at byte offset 512.  */
740 #define XSAVE_XSTATE_BV_ADDR(xsave) (xsave + 512)
741
742 /* At xsave_avxh_offset[REGNUM] you'll find the offset to the location in
743    the upper 128bit of AVX register data structure used by the "xsave"
744    instruction where GDB register REGNUM is stored.  */
745
746 static int xsave_avxh_offset[] =
747 {
748   576 + 0 * 16,         /* Upper 128bit of %ymm0 through ...  */
749   576 + 1 * 16,
750   576 + 2 * 16,
751   576 + 3 * 16,
752   576 + 4 * 16,
753   576 + 5 * 16,
754   576 + 6 * 16,
755   576 + 7 * 16,
756   576 + 8 * 16,
757   576 + 9 * 16,
758   576 + 10 * 16,
759   576 + 11 * 16,
760   576 + 12 * 16,
761   576 + 13 * 16,
762   576 + 14 * 16,
763   576 + 15 * 16         /* Upper 128bit of ... %ymm15 (128 bits each).  */
764 };
765
766 #define XSAVE_AVXH_ADDR(tdep, xsave, regnum) \
767   (xsave + xsave_avxh_offset[regnum - I387_YMM0H_REGNUM (tdep)])
768
769 /* At xsave_ymm_avx512_offset[REGNUM] you'll find the offset to the location in
770    the upper 128bit of ZMM register data structure used by the "xsave"
771    instruction where GDB register REGNUM is stored.  */
772
773 static int xsave_ymm_avx512_offset[] =
774 {
775   /* HI16_ZMM_area + 16 bytes + regnum* 64 bytes.  */
776   1664 + 16 + 0 * 64,           /* %ymm16 through...  */
777   1664 + 16 + 1 * 64,
778   1664 + 16 + 2 * 64,
779   1664 + 16 + 3 * 64,
780   1664 + 16 + 4 * 64,
781   1664 + 16 + 5 * 64,
782   1664 + 16 + 6 * 64,
783   1664 + 16 + 7 * 64,
784   1664 + 16 + 8 * 64,
785   1664 + 16 + 9 * 64,
786   1664 + 16 + 10 * 64,
787   1664 + 16 + 11 * 64,
788   1664 + 16 + 12 * 64,
789   1664 + 16 + 13 * 64,
790   1664 + 16 + 14 * 64,
791   1664 + 16 + 15 * 64           /* ...  %ymm31 (128 bits each).  */
792 };
793
794 #define XSAVE_YMM_AVX512_ADDR(tdep, xsave, regnum) \
795   (xsave + xsave_ymm_avx512_offset[regnum - I387_YMM16H_REGNUM (tdep)])
796
797 static int xsave_xmm_avx512_offset[] =
798 {
799   1664 + 0 * 64,                /* %ymm16 through...  */
800   1664 + 1 * 64,
801   1664 + 2 * 64,
802   1664 + 3 * 64,
803   1664 + 4 * 64,
804   1664 + 5 * 64,
805   1664 + 6 * 64,
806   1664 + 7 * 64,
807   1664 + 8 * 64,
808   1664 + 9 * 64,
809   1664 + 10 * 64,
810   1664 + 11 * 64,
811   1664 + 12 * 64,
812   1664 + 13 * 64,
813   1664 + 14 * 64,
814   1664 + 15 * 64                /* ...  %ymm31 (128 bits each).  */
815 };
816
817 #define XSAVE_XMM_AVX512_ADDR(tdep, xsave, regnum) \
818   (xsave + xsave_xmm_avx512_offset[regnum - I387_XMM16_REGNUM (tdep)])
819
820 static int xsave_mpx_offset[] = {
821   960 + 0 * 16,                 /* bnd0r...bnd3r registers.  */
822   960 + 1 * 16,
823   960 + 2 * 16,
824   960 + 3 * 16,
825   1024 + 0 * 8,                 /* bndcfg ... bndstatus.  */
826   1024 + 1 * 8,
827 };
828
829 #define XSAVE_MPX_ADDR(tdep, xsave, regnum) \
830   (xsave + xsave_mpx_offset[regnum - I387_BND0R_REGNUM (tdep)])
831
832   /* At xsave_avx512__h_offset[REGNUM] you find the offset to the location
833    of the AVX512 opmask register data structure used by the "xsave"
834    instruction where GDB register REGNUM is stored.  */
835
836 static int xsave_avx512_k_offset[] =
837 {
838   1088 + 0 * 8,                 /* %k0 through...  */
839   1088 + 1 * 8,
840   1088 + 2 * 8,
841   1088 + 3 * 8,
842   1088 + 4 * 8,
843   1088 + 5 * 8,
844   1088 + 6 * 8,
845   1088 + 7 * 8                  /* %k7 (64 bits each).  */
846 };
847
848 #define XSAVE_AVX512_K_ADDR(tdep, xsave, regnum) \
849   (xsave + xsave_avx512_k_offset[regnum - I387_K0_REGNUM (tdep)])
850
851 /* At xsave_avx512_zmm_h_offset[REGNUM] you find the offset to the location in
852    the upper 256bit of AVX512 ZMMH register data structure used by the "xsave"
853    instruction where GDB register REGNUM is stored.  */
854
855 static int xsave_avx512_zmm_h_offset[] =
856 {
857   1152 + 0 * 32,
858   1152 + 1 * 32,        /* Upper 256bit of %zmmh0 through...  */
859   1152 + 2 * 32,
860   1152 + 3 * 32,
861   1152 + 4 * 32,
862   1152 + 5 * 32,
863   1152 + 6 * 32,
864   1152 + 7 * 32,
865   1152 + 8 * 32,
866   1152 + 9 * 32,
867   1152 + 10 * 32,
868   1152 + 11 * 32,
869   1152 + 12 * 32,
870   1152 + 13 * 32,
871   1152 + 14 * 32,
872   1152 + 15 * 32,       /* Upper 256bit of...  %zmmh15 (256 bits each).  */
873   1664 + 32 + 0 * 64,   /* Upper 256bit of...  %zmmh16 (256 bits each).  */
874   1664 + 32 + 1 * 64,
875   1664 + 32 + 2 * 64,
876   1664 + 32 + 3 * 64,
877   1664 + 32 + 4 * 64,
878   1664 + 32 + 5 * 64,
879   1664 + 32 + 6 * 64,
880   1664 + 32 + 7 * 64,
881   1664 + 32 + 8 * 64,
882   1664 + 32 + 9 * 64,
883   1664 + 32 + 10 * 64,
884   1664 + 32 + 11 * 64,
885   1664 + 32 + 12 * 64,
886   1664 + 32 + 13 * 64,
887   1664 + 32 + 14 * 64,
888   1664 + 32 + 15 * 64   /* Upper 256bit of... %zmmh31 (256 bits each).  */
889 };
890
891 #define XSAVE_AVX512_ZMM_H_ADDR(tdep, xsave, regnum) \
892   (xsave + xsave_avx512_zmm_h_offset[regnum - I387_ZMM0H_REGNUM (tdep)])
893
894 /* Similar to i387_supply_fxsave, but use XSAVE extended state.  */
895
896 void
897 i387_supply_xsave (struct regcache *regcache, int regnum,
898                    const void *xsave)
899 {
900   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
901   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
902   const gdb_byte *regs = xsave;
903   int i;
904   unsigned int clear_bv;
905   static const gdb_byte zero[MAX_REGISTER_SIZE] = { 0 };
906   enum
907     {
908       none = 0x0,
909       x87 = 0x1,
910       sse = 0x2,
911       avxh = 0x4,
912       mpx  = 0x8,
913       avx512_k = 0x10,
914       avx512_zmm_h = 0x20,
915       avx512_ymmh_avx512 = 0x40,
916       avx512_xmm_avx512 = 0x80,
917       all = x87 | sse | avxh | mpx | avx512_k | avx512_zmm_h
918             | avx512_ymmh_avx512 | avx512_xmm_avx512
919     } regclass;
920
921   gdb_assert (regs != NULL);
922   gdb_assert (tdep->st0_regnum >= I386_ST0_REGNUM);
923   gdb_assert (tdep->num_xmm_regs > 0);
924
925   if (regnum == -1)
926     regclass = all;
927   else if (regnum >= I387_ZMM0H_REGNUM (tdep)
928            && regnum < I387_ZMMENDH_REGNUM (tdep))
929     regclass = avx512_zmm_h;
930   else if (regnum >= I387_K0_REGNUM (tdep)
931            && regnum < I387_KEND_REGNUM (tdep))
932     regclass = avx512_k;
933   else if (regnum >= I387_YMM16H_REGNUM (tdep)
934            && regnum < I387_YMMH_AVX512_END_REGNUM (tdep))
935     regclass = avx512_ymmh_avx512;
936   else if (regnum >= I387_XMM16_REGNUM (tdep)
937            && regnum < I387_XMM_AVX512_END_REGNUM (tdep))
938     regclass = avx512_xmm_avx512;
939   else if (regnum >= I387_YMM0H_REGNUM (tdep)
940            && regnum < I387_YMMENDH_REGNUM (tdep))
941     regclass = avxh;
942   else if (regnum >= I387_BND0R_REGNUM (tdep)
943            && regnum < I387_MPXEND_REGNUM (tdep))
944     regclass = mpx;
945   else if (regnum >= I387_XMM0_REGNUM (tdep)
946            && regnum < I387_MXCSR_REGNUM (tdep))
947     regclass = sse;
948   else if (regnum >= I387_ST0_REGNUM (tdep)
949            && regnum < I387_FCTRL_REGNUM (tdep))
950     regclass = x87;
951   else
952     regclass = none;
953
954   if (regclass != none)
955     {
956       /* Get `xstat_bv'.  */
957       const gdb_byte *xstate_bv_p = XSAVE_XSTATE_BV_ADDR (regs);
958
959       /* The supported bits in `xstat_bv' are 1 byte.  Clear part in
960          vector registers if its bit in xstat_bv is zero.  */
961       clear_bv = (~(*xstate_bv_p)) & tdep->xcr0;
962     }
963   else
964     clear_bv = I386_XSTATE_ALL_MASK;
965
966   /* With the delayed xsave mechanism, in between the program
967      starting, and the program accessing the vector registers for the
968      first time, the register's values are invalid.  The kernel
969      initializes register states to zero when they are set the first
970      time in a program.  This means that from the user-space programs'
971      perspective, it's the same as if the registers have always been
972      zero from the start of the program.  Therefore, the debugger
973      should provide the same illusion to the user.  */
974
975   switch (regclass)
976     {
977     case none:
978       break;
979
980     case avx512_zmm_h:
981       if ((clear_bv & (I386_XSTATE_ZMM_H | I386_XSTATE_ZMM)))
982         regcache_raw_supply (regcache, regnum, zero);
983       else
984         regcache_raw_supply (regcache, regnum,
985                              XSAVE_AVX512_ZMM_H_ADDR (tdep, regs, regnum));
986       return;
987
988     case avx512_k:
989       if ((clear_bv & I386_XSTATE_K))
990         regcache_raw_supply (regcache, regnum, zero);
991       else
992         regcache_raw_supply (regcache, regnum,
993                              XSAVE_AVX512_K_ADDR (tdep, regs, regnum));
994       return;
995
996     case avx512_ymmh_avx512:
997       if ((clear_bv & I386_XSTATE_ZMM))
998         regcache_raw_supply (regcache, regnum, zero);
999       else
1000         regcache_raw_supply (regcache, regnum,
1001                              XSAVE_YMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, regnum));
1002       return;
1003
1004     case avx512_xmm_avx512:
1005       if ((clear_bv & I386_XSTATE_ZMM))
1006         regcache_raw_supply (regcache, regnum, zero);
1007       else
1008         regcache_raw_supply (regcache, regnum,
1009                              XSAVE_XMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, regnum));
1010       return;
1011
1012     case avxh:
1013       if ((clear_bv & I386_XSTATE_AVX))
1014         regcache_raw_supply (regcache, regnum, zero);
1015       else
1016         regcache_raw_supply (regcache, regnum,
1017                              XSAVE_AVXH_ADDR (tdep, regs, regnum));
1018       return;
1019
1020     case mpx:
1021       if ((clear_bv & I386_XSTATE_BNDREGS))
1022         regcache_raw_supply (regcache, regnum, zero);
1023       else
1024         regcache_raw_supply (regcache, regnum,
1025                              XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, regnum));
1026       return;
1027
1028     case sse:
1029       if ((clear_bv & I386_XSTATE_SSE))
1030         regcache_raw_supply (regcache, regnum, zero);
1031       else
1032         regcache_raw_supply (regcache, regnum,
1033                              FXSAVE_ADDR (tdep, regs, regnum));
1034       return;
1035
1036     case x87:
1037       if ((clear_bv & I386_XSTATE_X87))
1038         regcache_raw_supply (regcache, regnum, zero);
1039       else
1040         regcache_raw_supply (regcache, regnum,
1041                              FXSAVE_ADDR (tdep, regs, regnum));
1042       return;
1043
1044     case all:
1045       /* Handle the upper ZMM registers.  */
1046       if ((tdep->xcr0 & (I386_XSTATE_ZMM_H | I386_XSTATE_ZMM)))
1047         {
1048           if ((clear_bv & (I386_XSTATE_ZMM_H | I386_XSTATE_ZMM)))
1049             {
1050               for (i = I387_ZMM0H_REGNUM (tdep);
1051                    i < I387_ZMMENDH_REGNUM (tdep);
1052                    i++)
1053                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1054             }
1055           else
1056             {
1057               for (i = I387_ZMM0H_REGNUM (tdep);
1058                    i < I387_ZMMENDH_REGNUM (tdep);
1059                    i++)
1060                 regcache_raw_supply (regcache, i,
1061                                      XSAVE_AVX512_ZMM_H_ADDR (tdep, regs, i));
1062             }
1063         }
1064
1065       /* Handle AVX512 OpMask registers.  */
1066       if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_K))
1067         {
1068           if ((clear_bv & I386_XSTATE_K))
1069             {
1070               for (i = I387_K0_REGNUM (tdep);
1071                    i < I387_KEND_REGNUM (tdep);
1072                    i++)
1073                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1074             }
1075           else
1076             {
1077               for (i = I387_K0_REGNUM (tdep);
1078                    i < I387_KEND_REGNUM (tdep);
1079                    i++)
1080                 regcache_raw_supply (regcache, i,
1081                                      XSAVE_AVX512_K_ADDR (tdep, regs, i));
1082             }
1083         }
1084
1085       /* Handle the YMM_AVX512 registers.  */
1086       if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_ZMM))
1087         {
1088           if ((clear_bv & I386_XSTATE_ZMM))
1089             {
1090               for (i = I387_YMM16H_REGNUM (tdep);
1091                    i < I387_YMMH_AVX512_END_REGNUM (tdep);
1092                    i++)
1093                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1094               for (i = I387_XMM16_REGNUM (tdep);
1095                    i < I387_XMM_AVX512_END_REGNUM (tdep);
1096                    i++)
1097                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1098             }
1099           else
1100             {
1101               for (i = I387_YMM16H_REGNUM (tdep);
1102                    i < I387_YMMH_AVX512_END_REGNUM (tdep);
1103                    i++)
1104                 regcache_raw_supply (regcache, i,
1105                                      XSAVE_YMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, i));
1106               for (i = I387_XMM16_REGNUM (tdep);
1107                    i < I387_XMM_AVX512_END_REGNUM (tdep);
1108                    i++)
1109                 regcache_raw_supply (regcache, i,
1110                                      XSAVE_XMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, i));
1111             }
1112         }
1113       /* Handle the upper YMM registers.  */
1114       if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_AVX))
1115         {
1116           if ((clear_bv & I386_XSTATE_AVX))
1117             {
1118               for (i = I387_YMM0H_REGNUM (tdep);
1119                    i < I387_YMMENDH_REGNUM (tdep);
1120                    i++)
1121                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1122             }
1123           else
1124             {
1125               for (i = I387_YMM0H_REGNUM (tdep);
1126                    i < I387_YMMENDH_REGNUM (tdep);
1127                    i++)
1128                 regcache_raw_supply (regcache, i,
1129                                      XSAVE_AVXH_ADDR (tdep, regs, i));
1130             }
1131         }
1132
1133       /* Handle the MPX registers.  */
1134       if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_BNDREGS))
1135         {
1136           if (clear_bv & I386_XSTATE_BNDREGS)
1137             {
1138               for (i = I387_BND0R_REGNUM (tdep);
1139                    i < I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep); i++)
1140                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1141             }
1142           else
1143             {
1144               for (i = I387_BND0R_REGNUM (tdep);
1145                    i < I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep); i++)
1146                 regcache_raw_supply (regcache, i,
1147                                      XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, i));
1148             }
1149         }
1150
1151       /* Handle the MPX registers.  */
1152       if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_BNDCFG))
1153         {
1154           if (clear_bv & I386_XSTATE_BNDCFG)
1155             {
1156               for (i = I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep);
1157                    i < I387_MPXEND_REGNUM (tdep); i++)
1158                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1159             }
1160           else
1161             {
1162               for (i = I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep);
1163                    i < I387_MPXEND_REGNUM (tdep); i++)
1164                 regcache_raw_supply (regcache, i,
1165                                      XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, i));
1166             }
1167         }
1168
1169       /* Handle the XMM registers.  */
1170       if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_SSE))
1171         {
1172           if ((clear_bv & I386_XSTATE_SSE))
1173             {
1174               for (i = I387_XMM0_REGNUM (tdep);
1175                    i < I387_MXCSR_REGNUM (tdep);
1176                    i++)
1177                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1178             }
1179           else
1180             {
1181               for (i = I387_XMM0_REGNUM (tdep);
1182                    i < I387_MXCSR_REGNUM (tdep); i++)
1183                 regcache_raw_supply (regcache, i,
1184                                      FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i));
1185             }
1186         }
1187
1188       /* Handle the x87 registers.  */
1189       if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_X87))
1190         {
1191           if ((clear_bv & I386_XSTATE_X87))
1192             {
1193               for (i = I387_ST0_REGNUM (tdep);
1194                    i < I387_FCTRL_REGNUM (tdep);
1195                    i++)
1196                 regcache_raw_supply (regcache, i, zero);
1197             }
1198           else
1199             {
1200               for (i = I387_ST0_REGNUM (tdep);
1201                    i < I387_FCTRL_REGNUM (tdep);
1202                    i++)
1203                 regcache_raw_supply (regcache, i, FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i));
1204             }
1205         }
1206       break;
1207     }
1208
1209   /* Only handle x87 control registers.  */
1210   for (i = I387_FCTRL_REGNUM (tdep); i < I387_XMM0_REGNUM (tdep); i++)
1211     if (regnum == -1 || regnum == i)
1212       {
1213         /* Most of the FPU control registers occupy only 16 bits in
1214            the xsave extended state.  Give those a special treatment.  */
1215         if (i != I387_FIOFF_REGNUM (tdep)
1216             && i != I387_FOOFF_REGNUM (tdep))
1217           {
1218             gdb_byte val[4];
1219
1220             memcpy (val, FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i), 2);
1221             val[2] = val[3] = 0;
1222             if (i == I387_FOP_REGNUM (tdep))
1223               val[1] &= ((1 << 3) - 1);
1224             else if (i== I387_FTAG_REGNUM (tdep))
1225               {
1226                 /* The fxsave area contains a simplified version of
1227                    the tag word.  We have to look at the actual 80-bit
1228                    FP data to recreate the traditional i387 tag word.  */
1229
1230                 unsigned long ftag = 0;
1231                 int fpreg;
1232                 int top;
1233
1234                 top = ((FXSAVE_ADDR (tdep, regs,
1235                                      I387_FSTAT_REGNUM (tdep)))[1] >> 3);
1236                 top &= 0x7;
1237
1238                 for (fpreg = 7; fpreg >= 0; fpreg--)
1239                   {
1240                     int tag;
1241
1242                     if (val[0] & (1 << fpreg))
1243                       {
1244                         int thisreg = (fpreg + 8 - top) % 8 
1245                                        + I387_ST0_REGNUM (tdep);
1246                         tag = i387_tag (FXSAVE_ADDR (tdep, regs, thisreg));
1247                       }
1248                     else
1249                       tag = 3;          /* Empty */
1250
1251                     ftag |= tag << (2 * fpreg);
1252                   }
1253                 val[0] = ftag & 0xff;
1254                 val[1] = (ftag >> 8) & 0xff;
1255               }
1256             regcache_raw_supply (regcache, i, val);
1257           }
1258         else 
1259           regcache_raw_supply (regcache, i, FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i));
1260       }
1261
1262   if (regnum == I387_MXCSR_REGNUM (tdep) || regnum == -1)
1263     regcache_raw_supply (regcache, I387_MXCSR_REGNUM (tdep),
1264                          FXSAVE_MXCSR_ADDR (regs));
1265 }
1266
1267 /* Similar to i387_collect_fxsave, but use XSAVE extended state.  */
1268
1269 void
1270 i387_collect_xsave (const struct regcache *regcache, int regnum,
1271                     void *xsave, int gcore)
1272 {
1273   struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
1274   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1275   gdb_byte *regs = xsave;
1276   int i;
1277   enum
1278     {
1279       none = 0x0,
1280       check = 0x1,
1281       x87 = 0x2 | check,
1282       sse = 0x4 | check,
1283       avxh = 0x8 | check,
1284       mpx  = 0x10 | check,
1285       avx512_k = 0x20 | check,
1286       avx512_zmm_h = 0x40 | check,
1287       avx512_ymmh_avx512 = 0x80 | check,
1288       avx512_xmm_avx512 = 0x100 | check,
1289       all = x87 | sse | avxh | mpx | avx512_k | avx512_zmm_h
1290             | avx512_ymmh_avx512 | avx512_xmm_avx512
1291     } regclass;
1292
1293   gdb_assert (tdep->st0_regnum >= I386_ST0_REGNUM);
1294   gdb_assert (tdep->num_xmm_regs > 0);
1295
1296   if (regnum == -1)
1297     regclass = all;
1298   else if (regnum >= I387_ZMM0H_REGNUM (tdep)
1299            && regnum < I387_ZMMENDH_REGNUM (tdep))
1300     regclass = avx512_zmm_h;
1301   else if (regnum >= I387_K0_REGNUM (tdep)
1302            && regnum < I387_KEND_REGNUM (tdep))
1303     regclass = avx512_k;
1304   else if (regnum >= I387_YMM16H_REGNUM (tdep)
1305            && regnum < I387_YMMH_AVX512_END_REGNUM (tdep))
1306     regclass = avx512_ymmh_avx512;
1307   else if (regnum >= I387_XMM16_REGNUM (tdep)
1308            && regnum < I387_XMM_AVX512_END_REGNUM (tdep))
1309     regclass = avx512_xmm_avx512;
1310   else if (regnum >= I387_YMM0H_REGNUM (tdep)
1311            && regnum < I387_YMMENDH_REGNUM (tdep))
1312     regclass = avxh;
1313   else if (regnum >= I387_BND0R_REGNUM (tdep)
1314            && regnum < I387_MPXEND_REGNUM (tdep))
1315     regclass = mpx;
1316   else if (regnum >= I387_XMM0_REGNUM (tdep)
1317            && regnum < I387_MXCSR_REGNUM (tdep))
1318     regclass = sse;
1319   else if (regnum >= I387_ST0_REGNUM (tdep)
1320            && regnum < I387_FCTRL_REGNUM (tdep))
1321     regclass = x87;
1322   else
1323     regclass = none;
1324
1325   if (gcore)
1326     {
1327       /* Clear XSAVE extended state.  */
1328       memset (regs, 0, I386_XSTATE_SIZE (tdep->xcr0));
1329
1330       /* Update XCR0 and `xstate_bv' with XCR0 for gcore.  */
1331       if (tdep->xsave_xcr0_offset != -1)
1332         memcpy (regs + tdep->xsave_xcr0_offset, &tdep->xcr0, 8);
1333       memcpy (XSAVE_XSTATE_BV_ADDR (regs), &tdep->xcr0, 8);
1334     }
1335
1336   if ((regclass & check))
1337     {
1338       gdb_byte raw[I386_MAX_REGISTER_SIZE];
1339       gdb_byte *xstate_bv_p = XSAVE_XSTATE_BV_ADDR (regs);
1340       unsigned int xstate_bv = 0;
1341       /* The supported bits in `xstat_bv' are 1 byte.  */
1342       unsigned int clear_bv = (~(*xstate_bv_p)) & tdep->xcr0;
1343       gdb_byte *p;
1344
1345       /* Clear register set if its bit in xstat_bv is zero.  */
1346       if (clear_bv)
1347         {
1348           if ((clear_bv & I386_XSTATE_BNDREGS))
1349             for (i = I387_BND0R_REGNUM (tdep);
1350                  i < I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep); i++)
1351               memset (XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, i), 0, 16);
1352
1353           if ((clear_bv & I386_XSTATE_BNDCFG))
1354             for (i = I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep);
1355                  i < I387_MPXEND_REGNUM (tdep); i++)
1356               memset (XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, i), 0, 8);
1357
1358           if ((clear_bv & (I386_XSTATE_ZMM_H | I386_XSTATE_ZMM)))
1359             for (i = I387_ZMM0H_REGNUM (tdep);
1360                 i < I387_ZMMENDH_REGNUM (tdep); i++)
1361               memset (XSAVE_AVX512_ZMM_H_ADDR (tdep, regs, i), 0, 32);
1362
1363           if ((clear_bv & I386_XSTATE_K))
1364             for (i = I387_K0_REGNUM (tdep);
1365                 i < I387_KEND_REGNUM (tdep); i++)
1366               memset (XSAVE_AVX512_K_ADDR (tdep, regs, i), 0, 8);
1367
1368           if ((clear_bv & I386_XSTATE_ZMM))
1369             {
1370               for (i = I387_YMM16H_REGNUM (tdep);
1371                   i < I387_YMMH_AVX512_END_REGNUM (tdep); i++)
1372                 memset (XSAVE_YMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, i), 0, 16);
1373               for (i = I387_XMM16_REGNUM (tdep);
1374                   i < I387_XMM_AVX512_END_REGNUM (tdep); i++)
1375                 memset (XSAVE_XMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, i), 0, 16);
1376             }
1377
1378           if ((clear_bv & I386_XSTATE_AVX))
1379             for (i = I387_YMM0H_REGNUM (tdep);
1380                  i < I387_YMMENDH_REGNUM (tdep); i++)
1381               memset (XSAVE_AVXH_ADDR (tdep, regs, i), 0, 16);
1382
1383           if ((clear_bv & I386_XSTATE_SSE))
1384             for (i = I387_XMM0_REGNUM (tdep);
1385                  i < I387_MXCSR_REGNUM (tdep); i++)
1386               memset (FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i), 0, 16);
1387
1388           if ((clear_bv & I386_XSTATE_X87))
1389             for (i = I387_ST0_REGNUM (tdep);
1390                  i < I387_FCTRL_REGNUM (tdep); i++)
1391               memset (FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i), 0, 10);
1392         }
1393
1394       if (regclass == all)
1395         {
1396           /* Check if any ZMMH registers are changed.  */
1397           if ((tdep->xcr0 & (I386_XSTATE_ZMM_H | I386_XSTATE_ZMM)))
1398             for (i = I387_ZMM0H_REGNUM (tdep);
1399                  i < I387_ZMMENDH_REGNUM (tdep); i++)
1400               {
1401                 regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1402                 p = XSAVE_AVX512_ZMM_H_ADDR (tdep, regs, i);
1403                 if (memcmp (raw, p, 32) != 0)
1404                   {
1405                     xstate_bv |= (I386_XSTATE_ZMM_H | I386_XSTATE_ZMM);
1406                     memcpy (p, raw, 32);
1407                   }
1408               }
1409
1410           /* Check if any K registers are changed.  */
1411           if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_K))
1412             for (i = I387_K0_REGNUM (tdep);
1413                  i < I387_KEND_REGNUM (tdep); i++)
1414               {
1415                 regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1416                 p = XSAVE_AVX512_K_ADDR (tdep, regs, i);
1417                 if (memcmp (raw, p, 8) != 0)
1418                   {
1419                     xstate_bv |= I386_XSTATE_K;
1420                     memcpy (p, raw, 8);
1421                   }
1422               }
1423
1424           /* Check if any XMM or upper YMM registers are changed.  */
1425           if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_ZMM))
1426             {
1427               for (i = I387_YMM16H_REGNUM (tdep);
1428                    i < I387_YMMH_AVX512_END_REGNUM (tdep); i++)
1429                 {
1430                   regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1431                   p = XSAVE_YMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, i);
1432                   if (memcmp (raw, p, 16) != 0)
1433                     {
1434                       xstate_bv |= I386_XSTATE_ZMM;
1435                       memcpy (p, raw, 16);
1436                     }
1437                 }
1438               for (i = I387_XMM16_REGNUM (tdep);
1439                    i < I387_XMM_AVX512_END_REGNUM (tdep); i++)
1440                 {
1441                   regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1442                   p = XSAVE_XMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, i);
1443                   if (memcmp (raw, p, 16) != 0)
1444                     {
1445                       xstate_bv |= I386_XSTATE_ZMM;
1446                       memcpy (p, raw, 16);
1447                     }
1448                 }
1449             }
1450
1451           /* Check if any upper YMM registers are changed.  */
1452           if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_AVX))
1453             for (i = I387_YMM0H_REGNUM (tdep);
1454                  i < I387_YMMENDH_REGNUM (tdep); i++)
1455               {
1456                 regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1457                 p = XSAVE_AVXH_ADDR (tdep, regs, i);
1458                 if (memcmp (raw, p, 16))
1459                   {
1460                     xstate_bv |= I386_XSTATE_AVX;
1461                     memcpy (p, raw, 16);
1462                   }
1463               }
1464           /* Check if any upper MPX registers are changed.  */
1465           if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_BNDREGS))
1466             for (i = I387_BND0R_REGNUM (tdep);
1467                  i < I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep); i++)
1468               {
1469                 regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1470                 p = XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, i);
1471                 if (memcmp (raw, p, 16))
1472                   {
1473                     xstate_bv |= I386_XSTATE_BNDREGS;
1474                     memcpy (p, raw, 16);
1475                   }
1476               }
1477
1478           /* Check if any upper MPX registers are changed.  */
1479           if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_BNDCFG))
1480             for (i = I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep);
1481                  i < I387_MPXEND_REGNUM (tdep); i++)
1482               {
1483                 regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1484                 p = XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, i);
1485                 if (memcmp (raw, p, 8))
1486                   {
1487                     xstate_bv |= I386_XSTATE_BNDCFG;
1488                     memcpy (p, raw, 8);
1489                   }
1490               }
1491
1492           /* Check if any SSE registers are changed.  */
1493           if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_SSE))
1494             for (i = I387_XMM0_REGNUM (tdep);
1495                  i < I387_MXCSR_REGNUM (tdep); i++)
1496               {
1497                 regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1498                 p = FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i);
1499                 if (memcmp (raw, p, 16))
1500                   {
1501                     xstate_bv |= I386_XSTATE_SSE;
1502                     memcpy (p, raw, 16);
1503                   }
1504               }
1505
1506           /* Check if any X87 registers are changed.  */
1507           if ((tdep->xcr0 & I386_XSTATE_X87))
1508             for (i = I387_ST0_REGNUM (tdep);
1509                  i < I387_FCTRL_REGNUM (tdep); i++)
1510               {
1511                 regcache_raw_collect (regcache, i, raw);
1512                 p = FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i);
1513                 if (memcmp (raw, p, 10))
1514                   {
1515                     xstate_bv |= I386_XSTATE_X87;
1516                     memcpy (p, raw, 10);
1517                   }
1518               }
1519         }
1520       else
1521         {
1522           /* Check if REGNUM is changed.  */
1523           regcache_raw_collect (regcache, regnum, raw);
1524
1525           switch (regclass)
1526             {
1527             default:
1528               internal_error (__FILE__, __LINE__,
1529                               _("invalid i387 regclass"));
1530
1531             case avx512_zmm_h:
1532               /* This is a ZMM register.  */
1533               p = XSAVE_AVX512_ZMM_H_ADDR (tdep, regs, regnum);
1534               if (memcmp (raw, p, 32) != 0)
1535                 {
1536                   xstate_bv |= (I386_XSTATE_ZMM_H | I386_XSTATE_ZMM);
1537                   memcpy (p, raw, 32);
1538                 }
1539               break;
1540             case avx512_k:
1541               /* This is a AVX512 mask register.  */
1542               p = XSAVE_AVX512_K_ADDR (tdep, regs, regnum);
1543               if (memcmp (raw, p, 8) != 0)
1544                 {
1545                   xstate_bv |= I386_XSTATE_K;
1546                   memcpy (p, raw, 8);
1547                 }
1548               break;
1549
1550             case avx512_ymmh_avx512:
1551               /* This is an upper YMM16-31 register.  */
1552               p = XSAVE_YMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, regnum);
1553               if (memcmp (raw, p, 16) != 0)
1554                 {
1555                   xstate_bv |= I386_XSTATE_ZMM;
1556                   memcpy (p, raw, 16);
1557                 }
1558               break;
1559
1560             case avx512_xmm_avx512:
1561               /* This is an upper XMM16-31 register.  */
1562               p = XSAVE_XMM_AVX512_ADDR (tdep, regs, regnum);
1563               if (memcmp (raw, p, 16) != 0)
1564                 {
1565                   xstate_bv |= I386_XSTATE_ZMM;
1566                   memcpy (p, raw, 16);
1567                 }
1568               break;
1569
1570             case avxh:
1571               /* This is an upper YMM register.  */
1572               p = XSAVE_AVXH_ADDR (tdep, regs, regnum);
1573               if (memcmp (raw, p, 16))
1574                 {
1575                   xstate_bv |= I386_XSTATE_AVX;
1576                   memcpy (p, raw, 16);
1577                 }
1578               break;
1579
1580             case mpx:
1581               if (regnum < I387_BNDCFGU_REGNUM (tdep))
1582                 {
1583                   regcache_raw_collect (regcache, regnum, raw);
1584                   p = XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, regnum);
1585                   if (memcmp (raw, p, 16))
1586                     {
1587                       xstate_bv |= I386_XSTATE_BNDREGS;
1588                       memcpy (p, raw, 16);
1589                     }
1590                 }
1591               else
1592                 {
1593                   p = XSAVE_MPX_ADDR (tdep, regs, regnum);
1594                   xstate_bv |= I386_XSTATE_BNDCFG;
1595                   memcpy (p, raw, 8);
1596                 }
1597               break;
1598
1599             case sse:
1600               /* This is an SSE register.  */
1601               p = FXSAVE_ADDR (tdep, regs, regnum);
1602               if (memcmp (raw, p, 16))
1603                 {
1604                   xstate_bv |= I386_XSTATE_SSE;
1605                   memcpy (p, raw, 16);
1606                 }
1607               break;
1608
1609             case x87:
1610               /* This is an x87 register.  */
1611               p = FXSAVE_ADDR (tdep, regs, regnum);
1612               if (memcmp (raw, p, 10))
1613                 {
1614                   xstate_bv |= I386_XSTATE_X87;
1615                   memcpy (p, raw, 10);
1616                 }
1617               break;
1618             }
1619         }
1620
1621       /* Update the corresponding bits in `xstate_bv' if any SSE/AVX
1622          registers are changed.  */
1623       if (xstate_bv)
1624         {
1625           /* The supported bits in `xstat_bv' are 1 byte.  */
1626           *xstate_bv_p |= (gdb_byte) xstate_bv;
1627
1628           switch (regclass)
1629             {
1630             default:
1631               internal_error (__FILE__, __LINE__,
1632                               _("invalid i387 regclass"));
1633
1634             case all:
1635               break;
1636
1637             case x87:
1638             case sse:
1639             case avxh:
1640             case mpx:
1641             case avx512_k:
1642             case avx512_zmm_h:
1643             case avx512_ymmh_avx512:
1644             case avx512_xmm_avx512:
1645               /* Register REGNUM has been updated.  Return.  */
1646               return;
1647             }
1648         }
1649       else
1650         {
1651           /* Return if REGNUM isn't changed.  */
1652           if (regclass != all)
1653             return;
1654         }
1655     }
1656
1657   /* Only handle x87 control registers.  */
1658   for (i = I387_FCTRL_REGNUM (tdep); i < I387_XMM0_REGNUM (tdep); i++)
1659     if (regnum == -1 || regnum == i)
1660       {
1661         /* Most of the FPU control registers occupy only 16 bits in
1662            the xsave extended state.  Give those a special treatment.  */
1663         if (i != I387_FIOFF_REGNUM (tdep)
1664             && i != I387_FOOFF_REGNUM (tdep))
1665           {
1666             gdb_byte buf[4];
1667
1668             regcache_raw_collect (regcache, i, buf);
1669
1670             if (i == I387_FOP_REGNUM (tdep))
1671               {
1672                 /* The opcode occupies only 11 bits.  Make sure we
1673                    don't touch the other bits.  */
1674                 buf[1] &= ((1 << 3) - 1);
1675                 buf[1] |= ((FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i))[1] & ~((1 << 3) - 1));
1676               }
1677             else if (i == I387_FTAG_REGNUM (tdep))
1678               {
1679                 /* Converting back is much easier.  */
1680
1681                 unsigned short ftag;
1682                 int fpreg;
1683
1684                 ftag = (buf[1] << 8) | buf[0];
1685                 buf[0] = 0;
1686                 buf[1] = 0;
1687
1688                 for (fpreg = 7; fpreg >= 0; fpreg--)
1689                   {
1690                     int tag = (ftag >> (fpreg * 2)) & 3;
1691
1692                     if (tag != 3)
1693                       buf[0] |= (1 << fpreg);
1694                   }
1695               }
1696             memcpy (FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i), buf, 2);
1697           }
1698         else
1699           regcache_raw_collect (regcache, i, FXSAVE_ADDR (tdep, regs, i));
1700       }
1701
1702   if (regnum == I387_MXCSR_REGNUM (tdep) || regnum == -1)
1703     regcache_raw_collect (regcache, I387_MXCSR_REGNUM (tdep),
1704                           FXSAVE_MXCSR_ADDR (regs));
1705 }
1706
1707 /* Recreate the FTW (tag word) valid bits from the 80-bit FP data in
1708    *RAW.  */
1709
1710 static int
1711 i387_tag (const gdb_byte *raw)
1712 {
1713   int integer;
1714   unsigned int exponent;
1715   unsigned long fraction[2];
1716
1717   integer = raw[7] & 0x80;
1718   exponent = (((raw[9] & 0x7f) << 8) | raw[8]);
1719   fraction[0] = ((raw[3] << 24) | (raw[2] << 16) | (raw[1] << 8) | raw[0]);
1720   fraction[1] = (((raw[7] & 0x7f) << 24) | (raw[6] << 16)
1721                  | (raw[5] << 8) | raw[4]);
1722
1723   if (exponent == 0x7fff)
1724     {
1725       /* Special.  */
1726       return (2);
1727     }
1728   else if (exponent == 0x0000)
1729     {
1730       if (fraction[0] == 0x0000 && fraction[1] == 0x0000 && !integer)
1731         {
1732           /* Zero.  */
1733           return (1);
1734         }
1735       else
1736         {
1737           /* Special.  */
1738           return (2);
1739         }
1740     }
1741   else
1742     {
1743       if (integer)
1744         {
1745           /* Valid.  */
1746           return (0);
1747         }
1748       else
1749         {
1750           /* Special.  */
1751           return (2);
1752         }
1753     }
1754 }
1755
1756 /* Prepare the FPU stack in REGCACHE for a function return.  */
1757
1758 void
1759 i387_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct regcache *regcache)
1760 {
1761   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
1762   ULONGEST fstat;
1763
1764   /* Set the top of the floating-point register stack to 7.  The
1765      actual value doesn't really matter, but 7 is what a normal
1766      function return would end up with if the program started out with
1767      a freshly initialized FPU.  */
1768   regcache_raw_read_unsigned (regcache, I387_FSTAT_REGNUM (tdep), &fstat);
1769   fstat |= (7 << 11);
1770   regcache_raw_write_unsigned (regcache, I387_FSTAT_REGNUM (tdep), fstat);
1771
1772   /* Mark %st(1) through %st(7) as empty.  Since we set the top of the
1773      floating-point register stack to 7, the appropriate value for the
1774      tag word is 0x3fff.  */
1775   regcache_raw_write_unsigned (regcache, I387_FTAG_REGNUM (tdep), 0x3fff);
1776
1777 }