Remove regcache_raw_write
[external/binutils.git] / gdb / regcache.c
1 /* Cache and manage the values of registers for GDB, the GNU debugger.
2
3    Copyright (C) 1986-2018 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 "inferior.h"
22 #include "target.h"
23 #include "gdbarch.h"
24 #include "gdbcmd.h"
25 #include "regcache.h"
26 #include "reggroups.h"
27 #include "observable.h"
28 #include "regset.h"
29 #include <forward_list>
30
31 /*
32  * DATA STRUCTURE
33  *
34  * Here is the actual register cache.
35  */
36
37 /* Per-architecture object describing the layout of a register cache.
38    Computed once when the architecture is created.  */
39
40 struct gdbarch_data *regcache_descr_handle;
41
42 struct regcache_descr
43 {
44   /* The architecture this descriptor belongs to.  */
45   struct gdbarch *gdbarch;
46
47   /* The raw register cache.  Each raw (or hard) register is supplied
48      by the target interface.  The raw cache should not contain
49      redundant information - if the PC is constructed from two
50      registers then those registers and not the PC lives in the raw
51      cache.  */
52   long sizeof_raw_registers;
53
54   /* The cooked register space.  Each cooked register in the range
55      [0..NR_RAW_REGISTERS) is direct-mapped onto the corresponding raw
56      register.  The remaining [NR_RAW_REGISTERS
57      .. NR_COOKED_REGISTERS) (a.k.a. pseudo registers) are mapped onto
58      both raw registers and memory by the architecture methods
59      gdbarch_pseudo_register_read and gdbarch_pseudo_register_write.  */
60   int nr_cooked_registers;
61   long sizeof_cooked_registers;
62
63   /* Offset and size (in 8 bit bytes), of each register in the
64      register cache.  All registers (including those in the range
65      [NR_RAW_REGISTERS .. NR_COOKED_REGISTERS) are given an
66      offset.  */
67   long *register_offset;
68   long *sizeof_register;
69
70   /* Cached table containing the type of each register.  */
71   struct type **register_type;
72 };
73
74 static void *
75 init_regcache_descr (struct gdbarch *gdbarch)
76 {
77   int i;
78   struct regcache_descr *descr;
79   gdb_assert (gdbarch != NULL);
80
81   /* Create an initial, zero filled, table.  */
82   descr = GDBARCH_OBSTACK_ZALLOC (gdbarch, struct regcache_descr);
83   descr->gdbarch = gdbarch;
84
85   /* Total size of the register space.  The raw registers are mapped
86      directly onto the raw register cache while the pseudo's are
87      either mapped onto raw-registers or memory.  */
88   descr->nr_cooked_registers = gdbarch_num_regs (gdbarch)
89                                + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch);
90
91   /* Fill in a table of register types.  */
92   descr->register_type
93     = GDBARCH_OBSTACK_CALLOC (gdbarch, descr->nr_cooked_registers,
94                               struct type *);
95   for (i = 0; i < descr->nr_cooked_registers; i++)
96     descr->register_type[i] = gdbarch_register_type (gdbarch, i);
97
98   /* Construct a strictly RAW register cache.  Don't allow pseudo's
99      into the register cache.  */
100
101   /* Lay out the register cache.
102
103      NOTE: cagney/2002-05-22: Only register_type() is used when
104      constructing the register cache.  It is assumed that the
105      register's raw size, virtual size and type length are all the
106      same.  */
107
108   {
109     long offset = 0;
110
111     descr->sizeof_register
112       = GDBARCH_OBSTACK_CALLOC (gdbarch, descr->nr_cooked_registers, long);
113     descr->register_offset
114       = GDBARCH_OBSTACK_CALLOC (gdbarch, descr->nr_cooked_registers, long);
115     for (i = 0; i < gdbarch_num_regs (gdbarch); i++)
116       {
117         descr->sizeof_register[i] = TYPE_LENGTH (descr->register_type[i]);
118         descr->register_offset[i] = offset;
119         offset += descr->sizeof_register[i];
120       }
121     /* Set the real size of the raw register cache buffer.  */
122     descr->sizeof_raw_registers = offset;
123
124     for (; i < descr->nr_cooked_registers; i++)
125       {
126         descr->sizeof_register[i] = TYPE_LENGTH (descr->register_type[i]);
127         descr->register_offset[i] = offset;
128         offset += descr->sizeof_register[i];
129       }
130     /* Set the real size of the readonly register cache buffer.  */
131     descr->sizeof_cooked_registers = offset;
132   }
133
134   return descr;
135 }
136
137 static struct regcache_descr *
138 regcache_descr (struct gdbarch *gdbarch)
139 {
140   return (struct regcache_descr *) gdbarch_data (gdbarch,
141                                                  regcache_descr_handle);
142 }
143
144 /* Utility functions returning useful register attributes stored in
145    the regcache descr.  */
146
147 struct type *
148 register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
149 {
150   struct regcache_descr *descr = regcache_descr (gdbarch);
151
152   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_cooked_registers);
153   return descr->register_type[regnum];
154 }
155
156 /* Utility functions returning useful register attributes stored in
157    the regcache descr.  */
158
159 int
160 register_size (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
161 {
162   struct regcache_descr *descr = regcache_descr (gdbarch);
163   int size;
164
165   gdb_assert (regnum >= 0
166               && regnum < (gdbarch_num_regs (gdbarch)
167                            + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch)));
168   size = descr->sizeof_register[regnum];
169   return size;
170 }
171
172 /* See common/common-regcache.h.  */
173
174 int
175 regcache_register_size (const struct regcache *regcache, int n)
176 {
177   return register_size (regcache->arch (), n);
178 }
179
180 reg_buffer::reg_buffer (gdbarch *gdbarch, bool has_pseudo)
181   : m_has_pseudo (has_pseudo)
182 {
183   gdb_assert (gdbarch != NULL);
184   m_descr = regcache_descr (gdbarch);
185
186   if (has_pseudo)
187     {
188       m_registers = XCNEWVEC (gdb_byte, m_descr->sizeof_cooked_registers);
189       m_register_status = XCNEWVEC (signed char,
190                                     m_descr->nr_cooked_registers);
191     }
192   else
193     {
194       m_registers = XCNEWVEC (gdb_byte, m_descr->sizeof_raw_registers);
195       m_register_status = XCNEWVEC (signed char, gdbarch_num_regs (gdbarch));
196     }
197 }
198
199 regcache::regcache (gdbarch *gdbarch, const address_space *aspace_)
200 /* The register buffers.  A read/write register cache can only hold
201    [0 .. gdbarch_num_regs).  */
202   : detached_regcache (gdbarch, false), m_aspace (aspace_)
203 {
204   m_ptid = minus_one_ptid;
205 }
206
207 static enum register_status
208 do_cooked_read (void *src, int regnum, gdb_byte *buf)
209 {
210   struct regcache *regcache = (struct regcache *) src;
211
212   return regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
213 }
214
215 readonly_detached_regcache::readonly_detached_regcache (const regcache &src)
216   : readonly_detached_regcache (src.arch (), do_cooked_read, (void *) &src)
217 {
218 }
219
220 gdbarch *
221 reg_buffer::arch () const
222 {
223   return m_descr->gdbarch;
224 }
225
226 /* Cleanup class for invalidating a register.  */
227
228 class regcache_invalidator
229 {
230 public:
231
232   regcache_invalidator (struct regcache *regcache, int regnum)
233     : m_regcache (regcache),
234       m_regnum (regnum)
235   {
236   }
237
238   ~regcache_invalidator ()
239   {
240     if (m_regcache != nullptr)
241       regcache_invalidate (m_regcache, m_regnum);
242   }
243
244   DISABLE_COPY_AND_ASSIGN (regcache_invalidator);
245
246   void release ()
247   {
248     m_regcache = nullptr;
249   }
250
251 private:
252
253   struct regcache *m_regcache;
254   int m_regnum;
255 };
256
257 /* Return  a pointer to register REGNUM's buffer cache.  */
258
259 gdb_byte *
260 reg_buffer::register_buffer (int regnum) const
261 {
262   return m_registers + m_descr->register_offset[regnum];
263 }
264
265 void
266 reg_buffer::save (regcache_cooked_read_ftype *cooked_read,
267                   void *src)
268 {
269   struct gdbarch *gdbarch = m_descr->gdbarch;
270   int regnum;
271
272   /* It should have pseudo registers.  */
273   gdb_assert (m_has_pseudo);
274   /* Clear the dest.  */
275   memset (m_registers, 0, m_descr->sizeof_cooked_registers);
276   memset (m_register_status, 0, m_descr->nr_cooked_registers);
277   /* Copy over any registers (identified by their membership in the
278      save_reggroup) and mark them as valid.  The full [0 .. gdbarch_num_regs +
279      gdbarch_num_pseudo_regs) range is checked since some architectures need
280      to save/restore `cooked' registers that live in memory.  */
281   for (regnum = 0; regnum < m_descr->nr_cooked_registers; regnum++)
282     {
283       if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, save_reggroup))
284         {
285           gdb_byte *dst_buf = register_buffer (regnum);
286           enum register_status status = cooked_read (src, regnum, dst_buf);
287
288           gdb_assert (status != REG_UNKNOWN);
289
290           if (status != REG_VALID)
291             memset (dst_buf, 0, register_size (gdbarch, regnum));
292
293           m_register_status[regnum] = status;
294         }
295     }
296 }
297
298 void
299 regcache::restore (readonly_detached_regcache *src)
300 {
301   struct gdbarch *gdbarch = m_descr->gdbarch;
302   int regnum;
303
304   gdb_assert (src != NULL);
305   gdb_assert (src->m_has_pseudo);
306
307   gdb_assert (gdbarch == src->arch ());
308
309   /* Copy over any registers, being careful to only restore those that
310      were both saved and need to be restored.  The full [0 .. gdbarch_num_regs
311      + gdbarch_num_pseudo_regs) range is checked since some architectures need
312      to save/restore `cooked' registers that live in memory.  */
313   for (regnum = 0; regnum < m_descr->nr_cooked_registers; regnum++)
314     {
315       if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, restore_reggroup))
316         {
317           if (src->m_register_status[regnum] == REG_VALID)
318             cooked_write (regnum, src->register_buffer (regnum));
319         }
320     }
321 }
322
323 enum register_status
324 reg_buffer::get_register_status (int regnum) const
325 {
326   assert_regnum (regnum);
327
328   return (enum register_status) m_register_status[regnum];
329 }
330
331 void
332 regcache_invalidate (struct regcache *regcache, int regnum)
333 {
334   gdb_assert (regcache != NULL);
335   regcache->invalidate (regnum);
336 }
337
338 void
339 detached_regcache::invalidate (int regnum)
340 {
341   assert_regnum (regnum);
342   m_register_status[regnum] = REG_UNKNOWN;
343 }
344
345 void
346 reg_buffer::assert_regnum (int regnum) const
347 {
348   gdb_assert (regnum >= 0);
349   if (m_has_pseudo)
350     gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
351   else
352     gdb_assert (regnum < gdbarch_num_regs (arch ()));
353 }
354
355 /* Global structure containing the current regcache.  */
356
357 /* NOTE: this is a write-through cache.  There is no "dirty" bit for
358    recording if the register values have been changed (eg. by the
359    user).  Therefore all registers must be written back to the
360    target when appropriate.  */
361 std::forward_list<regcache *> regcache::current_regcache;
362
363 struct regcache *
364 get_thread_arch_aspace_regcache (ptid_t ptid, struct gdbarch *gdbarch,
365                                  struct address_space *aspace)
366 {
367   for (const auto &regcache : regcache::current_regcache)
368     if (ptid_equal (regcache->ptid (), ptid) && regcache->arch () == gdbarch)
369       return regcache;
370
371   regcache *new_regcache = new regcache (gdbarch, aspace);
372
373   regcache::current_regcache.push_front (new_regcache);
374   new_regcache->set_ptid (ptid);
375
376   return new_regcache;
377 }
378
379 struct regcache *
380 get_thread_arch_regcache (ptid_t ptid, struct gdbarch *gdbarch)
381 {
382   address_space *aspace = target_thread_address_space (ptid);
383
384   return get_thread_arch_aspace_regcache  (ptid, gdbarch, aspace);
385 }
386
387 static ptid_t current_thread_ptid;
388 static struct gdbarch *current_thread_arch;
389
390 struct regcache *
391 get_thread_regcache (ptid_t ptid)
392 {
393   if (!current_thread_arch || !ptid_equal (current_thread_ptid, ptid))
394     {
395       current_thread_ptid = ptid;
396       current_thread_arch = target_thread_architecture (ptid);
397     }
398
399   return get_thread_arch_regcache (ptid, current_thread_arch);
400 }
401
402 struct regcache *
403 get_current_regcache (void)
404 {
405   return get_thread_regcache (inferior_ptid);
406 }
407
408 /* See common/common-regcache.h.  */
409
410 struct regcache *
411 get_thread_regcache_for_ptid (ptid_t ptid)
412 {
413   return get_thread_regcache (ptid);
414 }
415
416 /* Observer for the target_changed event.  */
417
418 static void
419 regcache_observer_target_changed (struct target_ops *target)
420 {
421   registers_changed ();
422 }
423
424 /* Update global variables old ptids to hold NEW_PTID if they were
425    holding OLD_PTID.  */
426 void
427 regcache::regcache_thread_ptid_changed (ptid_t old_ptid, ptid_t new_ptid)
428 {
429   for (auto &regcache : regcache::current_regcache)
430     {
431       if (ptid_equal (regcache->ptid (), old_ptid))
432         regcache->set_ptid (new_ptid);
433     }
434 }
435
436 /* Low level examining and depositing of registers.
437
438    The caller is responsible for making sure that the inferior is
439    stopped before calling the fetching routines, or it will get
440    garbage.  (a change from GDB version 3, in which the caller got the
441    value from the last stop).  */
442
443 /* REGISTERS_CHANGED ()
444
445    Indicate that registers may have changed, so invalidate the cache.  */
446
447 void
448 registers_changed_ptid (ptid_t ptid)
449 {
450   for (auto oit = regcache::current_regcache.before_begin (),
451          it = std::next (oit);
452        it != regcache::current_regcache.end ();
453        )
454     {
455       if (ptid_match ((*it)->ptid (), ptid))
456         {
457           delete *it;
458           it = regcache::current_regcache.erase_after (oit);
459         }
460       else
461         oit = it++;
462     }
463
464   if (ptid_match (current_thread_ptid, ptid))
465     {
466       current_thread_ptid = null_ptid;
467       current_thread_arch = NULL;
468     }
469
470   if (ptid_match (inferior_ptid, ptid))
471     {
472       /* We just deleted the regcache of the current thread.  Need to
473          forget about any frames we have cached, too.  */
474       reinit_frame_cache ();
475     }
476 }
477
478 void
479 registers_changed (void)
480 {
481   registers_changed_ptid (minus_one_ptid);
482
483   /* Force cleanup of any alloca areas if using C alloca instead of
484      a builtin alloca.  This particular call is used to clean up
485      areas allocated by low level target code which may build up
486      during lengthy interactions between gdb and the target before
487      gdb gives control to the user (ie watchpoints).  */
488   alloca (0);
489 }
490
491 void
492 regcache::raw_update (int regnum)
493 {
494   assert_regnum (regnum);
495
496   /* Make certain that the register cache is up-to-date with respect
497      to the current thread.  This switching shouldn't be necessary
498      only there is still only one target side register cache.  Sigh!
499      On the bright side, at least there is a regcache object.  */
500
501   if (get_register_status (regnum) == REG_UNKNOWN)
502     {
503       target_fetch_registers (this, regnum);
504
505       /* A number of targets can't access the whole set of raw
506          registers (because the debug API provides no means to get at
507          them).  */
508       if (m_register_status[regnum] == REG_UNKNOWN)
509         m_register_status[regnum] = REG_UNAVAILABLE;
510     }
511 }
512
513 enum register_status
514 readable_regcache::raw_read (int regnum, gdb_byte *buf)
515 {
516   gdb_assert (buf != NULL);
517   raw_update (regnum);
518
519   if (m_register_status[regnum] != REG_VALID)
520     memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
521   else
522     memcpy (buf, register_buffer (regnum),
523             m_descr->sizeof_register[regnum]);
524
525   return (enum register_status) m_register_status[regnum];
526 }
527
528 enum register_status
529 regcache_raw_read_signed (struct regcache *regcache, int regnum, LONGEST *val)
530 {
531   gdb_assert (regcache != NULL);
532   return regcache->raw_read (regnum, val);
533 }
534
535 template<typename T, typename>
536 enum register_status
537 readable_regcache::raw_read (int regnum, T *val)
538 {
539   gdb_byte *buf;
540   enum register_status status;
541
542   assert_regnum (regnum);
543   buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
544   status = raw_read (regnum, buf);
545   if (status == REG_VALID)
546     *val = extract_integer<T> (buf,
547                                m_descr->sizeof_register[regnum],
548                                gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch));
549   else
550     *val = 0;
551   return status;
552 }
553
554 enum register_status
555 regcache_raw_read_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
556                             ULONGEST *val)
557 {
558   gdb_assert (regcache != NULL);
559   return regcache->raw_read (regnum, val);
560 }
561
562 void
563 regcache_raw_write_signed (struct regcache *regcache, int regnum, LONGEST val)
564 {
565   gdb_assert (regcache != NULL);
566   regcache->raw_write (regnum, val);
567 }
568
569 template<typename T, typename>
570 void
571 regcache::raw_write (int regnum, T val)
572 {
573   gdb_byte *buf;
574
575   assert_regnum (regnum);
576   buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
577   store_integer (buf, m_descr->sizeof_register[regnum],
578                  gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch), val);
579   raw_write (regnum, buf);
580 }
581
582 void
583 regcache_raw_write_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
584                              ULONGEST val)
585 {
586   gdb_assert (regcache != NULL);
587   regcache->raw_write (regnum, val);
588 }
589
590 LONGEST
591 regcache_raw_get_signed (struct regcache *regcache, int regnum)
592 {
593   LONGEST value;
594   enum register_status status;
595
596   status = regcache_raw_read_signed (regcache, regnum, &value);
597   if (status == REG_UNAVAILABLE)
598     throw_error (NOT_AVAILABLE_ERROR,
599                  _("Register %d is not available"), regnum);
600   return value;
601 }
602
603 enum register_status
604 regcache_cooked_read (struct regcache *regcache, int regnum, gdb_byte *buf)
605 {
606   return regcache->cooked_read (regnum, buf);
607 }
608
609 enum register_status
610 readable_regcache::cooked_read (int regnum, gdb_byte *buf)
611 {
612   gdb_assert (regnum >= 0);
613   gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
614   if (regnum < num_raw_registers ())
615     return raw_read (regnum, buf);
616   else if (m_has_pseudo
617            && m_register_status[regnum] != REG_UNKNOWN)
618     {
619       if (m_register_status[regnum] == REG_VALID)
620         memcpy (buf, register_buffer (regnum),
621                 m_descr->sizeof_register[regnum]);
622       else
623         memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
624
625       return (enum register_status) m_register_status[regnum];
626     }
627   else if (gdbarch_pseudo_register_read_value_p (m_descr->gdbarch))
628     {
629       struct value *mark, *computed;
630       enum register_status result = REG_VALID;
631
632       mark = value_mark ();
633
634       computed = gdbarch_pseudo_register_read_value (m_descr->gdbarch,
635                                                      this, regnum);
636       if (value_entirely_available (computed))
637         memcpy (buf, value_contents_raw (computed),
638                 m_descr->sizeof_register[regnum]);
639       else
640         {
641           memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
642           result = REG_UNAVAILABLE;
643         }
644
645       value_free_to_mark (mark);
646
647       return result;
648     }
649   else
650     return gdbarch_pseudo_register_read (m_descr->gdbarch, this,
651                                          regnum, buf);
652 }
653
654 struct value *
655 regcache_cooked_read_value (struct regcache *regcache, int regnum)
656 {
657   return regcache->cooked_read_value (regnum);
658 }
659
660 struct value *
661 readable_regcache::cooked_read_value (int regnum)
662 {
663   gdb_assert (regnum >= 0);
664   gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
665
666   if (regnum < num_raw_registers ()
667       || (m_has_pseudo && m_register_status[regnum] != REG_UNKNOWN)
668       || !gdbarch_pseudo_register_read_value_p (m_descr->gdbarch))
669     {
670       struct value *result;
671
672       result = allocate_value (register_type (m_descr->gdbarch, regnum));
673       VALUE_LVAL (result) = lval_register;
674       VALUE_REGNUM (result) = regnum;
675
676       /* It is more efficient in general to do this delegation in this
677          direction than in the other one, even though the value-based
678          API is preferred.  */
679       if (cooked_read (regnum,
680                        value_contents_raw (result)) == REG_UNAVAILABLE)
681         mark_value_bytes_unavailable (result, 0,
682                                       TYPE_LENGTH (value_type (result)));
683
684       return result;
685     }
686   else
687     return gdbarch_pseudo_register_read_value (m_descr->gdbarch,
688                                                this, regnum);
689 }
690
691 enum register_status
692 regcache_cooked_read_signed (struct regcache *regcache, int regnum,
693                              LONGEST *val)
694 {
695   gdb_assert (regcache != NULL);
696   return regcache->cooked_read (regnum, val);
697 }
698
699 template<typename T, typename>
700 enum register_status
701 readable_regcache::cooked_read (int regnum, T *val)
702 {
703   enum register_status status;
704   gdb_byte *buf;
705
706   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
707   buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
708   status = cooked_read (regnum, buf);
709   if (status == REG_VALID)
710     *val = extract_integer<T> (buf, m_descr->sizeof_register[regnum],
711                                gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch));
712   else
713     *val = 0;
714   return status;
715 }
716
717 enum register_status
718 regcache_cooked_read_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
719                                ULONGEST *val)
720 {
721   gdb_assert (regcache != NULL);
722   return regcache->cooked_read (regnum, val);
723 }
724
725 void
726 regcache_cooked_write_signed (struct regcache *regcache, int regnum,
727                               LONGEST val)
728 {
729   gdb_assert (regcache != NULL);
730   regcache->cooked_write (regnum, val);
731 }
732
733 template<typename T, typename>
734 void
735 regcache::cooked_write (int regnum, T val)
736 {
737   gdb_byte *buf;
738
739   gdb_assert (regnum >=0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
740   buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
741   store_integer (buf, m_descr->sizeof_register[regnum],
742                  gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch), val);
743   cooked_write (regnum, buf);
744 }
745
746 void
747 regcache_cooked_write_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
748                                 ULONGEST val)
749 {
750   gdb_assert (regcache != NULL);
751   regcache->cooked_write (regnum, val);
752 }
753
754 void
755 regcache::raw_write (int regnum, const gdb_byte *buf)
756 {
757
758   gdb_assert (buf != NULL);
759   assert_regnum (regnum);
760
761   /* On the sparc, writing %g0 is a no-op, so we don't even want to
762      change the registers array if something writes to this register.  */
763   if (gdbarch_cannot_store_register (arch (), regnum))
764     return;
765
766   /* If we have a valid copy of the register, and new value == old
767      value, then don't bother doing the actual store.  */
768   if (get_register_status (regnum) == REG_VALID
769       && (memcmp (register_buffer (regnum), buf,
770                   m_descr->sizeof_register[regnum]) == 0))
771     return;
772
773   target_prepare_to_store (this);
774   raw_supply (regnum, buf);
775
776   /* Invalidate the register after it is written, in case of a
777      failure.  */
778   regcache_invalidator invalidator (this, regnum);
779
780   target_store_registers (this, regnum);
781
782   /* The target did not throw an error so we can discard invalidating
783      the register.  */
784   invalidator.release ();
785 }
786
787 void
788 regcache_cooked_write (struct regcache *regcache, int regnum,
789                        const gdb_byte *buf)
790 {
791   regcache->cooked_write (regnum, buf);
792 }
793
794 void
795 regcache::cooked_write (int regnum, const gdb_byte *buf)
796 {
797   gdb_assert (regnum >= 0);
798   gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
799   if (regnum < num_raw_registers ())
800     raw_write (regnum, buf);
801   else
802     gdbarch_pseudo_register_write (m_descr->gdbarch, this,
803                                    regnum, buf);
804 }
805
806 /* Perform a partial register transfer using a read, modify, write
807    operation.  */
808
809 enum register_status
810 readable_regcache::read_part (int regnum, int offset, int len, void *in,
811                               bool is_raw)
812 {
813   struct gdbarch *gdbarch = arch ();
814   gdb_byte *reg = (gdb_byte *) alloca (register_size (gdbarch, regnum));
815
816   gdb_assert (in != NULL);
817   gdb_assert (offset >= 0 && offset <= m_descr->sizeof_register[regnum]);
818   gdb_assert (len >= 0 && offset + len <= m_descr->sizeof_register[regnum]);
819   /* Something to do?  */
820   if (offset + len == 0)
821     return REG_VALID;
822   /* Read (when needed) ...  */
823   enum register_status status;
824
825   if (is_raw)
826     status = raw_read (regnum, reg);
827   else
828     status = cooked_read (regnum, reg);
829   if (status != REG_VALID)
830     return status;
831
832   /* ... modify ...  */
833   memcpy (in, reg + offset, len);
834
835   return REG_VALID;
836 }
837
838 enum register_status
839 regcache::write_part (int regnum, int offset, int len,
840                      const void *out, bool is_raw)
841 {
842   struct gdbarch *gdbarch = arch ();
843   gdb_byte *reg = (gdb_byte *) alloca (register_size (gdbarch, regnum));
844
845   gdb_assert (out != NULL);
846   gdb_assert (offset >= 0 && offset <= m_descr->sizeof_register[regnum]);
847   gdb_assert (len >= 0 && offset + len <= m_descr->sizeof_register[regnum]);
848   /* Something to do?  */
849   if (offset + len == 0)
850     return REG_VALID;
851   /* Read (when needed) ...  */
852   if (offset > 0
853       || offset + len < m_descr->sizeof_register[regnum])
854     {
855       enum register_status status;
856
857       if (is_raw)
858         status = raw_read (regnum, reg);
859       else
860         status = cooked_read (regnum, reg);
861       if (status != REG_VALID)
862         return status;
863     }
864
865   memcpy (reg + offset, out, len);
866   /* ... write (when needed).  */
867   if (is_raw)
868     raw_write (regnum, reg);
869   else
870     cooked_write (regnum, reg);
871
872   return REG_VALID;
873 }
874
875 enum register_status
876 regcache_raw_read_part (struct regcache *regcache, int regnum,
877                         int offset, int len, gdb_byte *buf)
878 {
879   return regcache->raw_read_part (regnum, offset, len, buf);
880 }
881
882 enum register_status
883 readable_regcache::raw_read_part (int regnum, int offset, int len, gdb_byte *buf)
884 {
885   assert_regnum (regnum);
886   return read_part (regnum, offset, len, buf, true);
887 }
888
889 void
890 regcache_raw_write_part (struct regcache *regcache, int regnum,
891                          int offset, int len, const gdb_byte *buf)
892 {
893   regcache->raw_write_part (regnum, offset, len, buf);
894 }
895
896 void
897 regcache::raw_write_part (int regnum, int offset, int len,
898                           const gdb_byte *buf)
899 {
900   assert_regnum (regnum);
901   write_part (regnum, offset, len, buf, true);
902 }
903
904 enum register_status
905 regcache_cooked_read_part (struct regcache *regcache, int regnum,
906                            int offset, int len, gdb_byte *buf)
907 {
908   return regcache->cooked_read_part (regnum, offset, len, buf);
909 }
910
911
912 enum register_status
913 readable_regcache::cooked_read_part (int regnum, int offset, int len,
914                                      gdb_byte *buf)
915 {
916   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
917   return read_part (regnum, offset, len, buf, false);
918 }
919
920 void
921 regcache_cooked_write_part (struct regcache *regcache, int regnum,
922                             int offset, int len, const gdb_byte *buf)
923 {
924   regcache->cooked_write_part (regnum, offset, len, buf);
925 }
926
927 void
928 regcache::cooked_write_part (int regnum, int offset, int len,
929                              const gdb_byte *buf)
930 {
931   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
932   write_part (regnum, offset, len, buf, false);
933 }
934
935 /* Supply register REGNUM, whose contents are stored in BUF, to REGCACHE.  */
936
937 void
938 regcache_raw_supply (struct regcache *regcache, int regnum, const void *buf)
939 {
940   gdb_assert (regcache != NULL);
941   regcache->raw_supply (regnum, buf);
942 }
943
944 void
945 detached_regcache::raw_supply (int regnum, const void *buf)
946 {
947   void *regbuf;
948   size_t size;
949
950   assert_regnum (regnum);
951
952   regbuf = register_buffer (regnum);
953   size = m_descr->sizeof_register[regnum];
954
955   if (buf)
956     {
957       memcpy (regbuf, buf, size);
958       m_register_status[regnum] = REG_VALID;
959     }
960   else
961     {
962       /* This memset not strictly necessary, but better than garbage
963          in case the register value manages to escape somewhere (due
964          to a bug, no less).  */
965       memset (regbuf, 0, size);
966       m_register_status[regnum] = REG_UNAVAILABLE;
967     }
968 }
969
970 /* Supply register REGNUM to REGCACHE.  Value to supply is an integer stored at
971    address ADDR, in target endian, with length ADDR_LEN and sign IS_SIGNED.  If
972    the register size is greater than ADDR_LEN, then the integer will be sign or
973    zero extended.  If the register size is smaller than the integer, then the
974    most significant bytes of the integer will be truncated.  */
975
976 void
977 detached_regcache::raw_supply_integer (int regnum, const gdb_byte *addr,
978                                    int addr_len, bool is_signed)
979 {
980   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch);
981   gdb_byte *regbuf;
982   size_t regsize;
983
984   assert_regnum (regnum);
985
986   regbuf = register_buffer (regnum);
987   regsize = m_descr->sizeof_register[regnum];
988
989   copy_integer_to_size (regbuf, regsize, addr, addr_len, is_signed,
990                         byte_order);
991   m_register_status[regnum] = REG_VALID;
992 }
993
994 /* Supply register REGNUM with zeroed value to REGCACHE.  This is not the same
995    as calling raw_supply with NULL (which will set the state to
996    unavailable).  */
997
998 void
999 detached_regcache::raw_supply_zeroed (int regnum)
1000 {
1001   void *regbuf;
1002   size_t size;
1003
1004   assert_regnum (regnum);
1005
1006   regbuf = register_buffer (regnum);
1007   size = m_descr->sizeof_register[regnum];
1008
1009   memset (regbuf, 0, size);
1010   m_register_status[regnum] = REG_VALID;
1011 }
1012
1013 /* Collect register REGNUM from REGCACHE and store its contents in BUF.  */
1014
1015 void
1016 regcache_raw_collect (const struct regcache *regcache, int regnum, void *buf)
1017 {
1018   gdb_assert (regcache != NULL && buf != NULL);
1019   regcache->raw_collect (regnum, buf);
1020 }
1021
1022 void
1023 regcache::raw_collect (int regnum, void *buf) const
1024 {
1025   const void *regbuf;
1026   size_t size;
1027
1028   gdb_assert (buf != NULL);
1029   assert_regnum (regnum);
1030
1031   regbuf = register_buffer (regnum);
1032   size = m_descr->sizeof_register[regnum];
1033   memcpy (buf, regbuf, size);
1034 }
1035
1036 /* Transfer a single or all registers belonging to a certain register
1037    set to or from a buffer.  This is the main worker function for
1038    regcache_supply_regset and regcache_collect_regset.  */
1039
1040 /* Collect register REGNUM from REGCACHE.  Store collected value as an integer
1041    at address ADDR, in target endian, with length ADDR_LEN and sign IS_SIGNED.
1042    If ADDR_LEN is greater than the register size, then the integer will be sign
1043    or zero extended.  If ADDR_LEN is smaller than the register size, then the
1044    most significant bytes of the integer will be truncated.  */
1045
1046 void
1047 regcache::raw_collect_integer (int regnum, gdb_byte *addr, int addr_len,
1048                                bool is_signed) const
1049 {
1050   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch);
1051   const gdb_byte *regbuf;
1052   size_t regsize;
1053
1054   assert_regnum (regnum);
1055
1056   regbuf = register_buffer (regnum);
1057   regsize = m_descr->sizeof_register[regnum];
1058
1059   copy_integer_to_size (addr, addr_len, regbuf, regsize, is_signed,
1060                         byte_order);
1061 }
1062
1063 void
1064 regcache::transfer_regset (const struct regset *regset,
1065                            struct regcache *out_regcache,
1066                            int regnum, const void *in_buf,
1067                            void *out_buf, size_t size) const
1068 {
1069   const struct regcache_map_entry *map;
1070   int offs = 0, count;
1071
1072   for (map = (const struct regcache_map_entry *) regset->regmap;
1073        (count = map->count) != 0;
1074        map++)
1075     {
1076       int regno = map->regno;
1077       int slot_size = map->size;
1078
1079       if (slot_size == 0 && regno != REGCACHE_MAP_SKIP)
1080         slot_size = m_descr->sizeof_register[regno];
1081
1082       if (regno == REGCACHE_MAP_SKIP
1083           || (regnum != -1
1084               && (regnum < regno || regnum >= regno + count)))
1085           offs += count * slot_size;
1086
1087       else if (regnum == -1)
1088         for (; count--; regno++, offs += slot_size)
1089           {
1090             if (offs + slot_size > size)
1091               break;
1092
1093             if (out_buf)
1094               raw_collect (regno, (gdb_byte *) out_buf + offs);
1095             else
1096               out_regcache->raw_supply (regno, in_buf
1097                                         ? (const gdb_byte *) in_buf + offs
1098                                         : NULL);
1099           }
1100       else
1101         {
1102           /* Transfer a single register and return.  */
1103           offs += (regnum - regno) * slot_size;
1104           if (offs + slot_size > size)
1105             return;
1106
1107           if (out_buf)
1108             raw_collect (regnum, (gdb_byte *) out_buf + offs);
1109           else
1110             out_regcache->raw_supply (regnum, in_buf
1111                                       ? (const gdb_byte *) in_buf + offs
1112                                       : NULL);
1113           return;
1114         }
1115     }
1116 }
1117
1118 /* Supply register REGNUM from BUF to REGCACHE, using the register map
1119    in REGSET.  If REGNUM is -1, do this for all registers in REGSET.
1120    If BUF is NULL, set the register(s) to "unavailable" status. */
1121
1122 void
1123 regcache_supply_regset (const struct regset *regset,
1124                         struct regcache *regcache,
1125                         int regnum, const void *buf, size_t size)
1126 {
1127   regcache->supply_regset (regset, regnum, buf, size);
1128 }
1129
1130 void
1131 regcache::supply_regset (const struct regset *regset,
1132                          int regnum, const void *buf, size_t size)
1133 {
1134   transfer_regset (regset, this, regnum, buf, NULL, size);
1135 }
1136
1137 /* Collect register REGNUM from REGCACHE to BUF, using the register
1138    map in REGSET.  If REGNUM is -1, do this for all registers in
1139    REGSET.  */
1140
1141 void
1142 regcache_collect_regset (const struct regset *regset,
1143                          const struct regcache *regcache,
1144                          int regnum, void *buf, size_t size)
1145 {
1146   regcache->collect_regset (regset, regnum, buf, size);
1147 }
1148
1149 void
1150 regcache::collect_regset (const struct regset *regset,
1151                          int regnum, void *buf, size_t size) const
1152 {
1153   transfer_regset (regset, NULL, regnum, NULL, buf, size);
1154 }
1155
1156
1157 /* Special handling for register PC.  */
1158
1159 CORE_ADDR
1160 regcache_read_pc (struct regcache *regcache)
1161 {
1162   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
1163
1164   CORE_ADDR pc_val;
1165
1166   if (gdbarch_read_pc_p (gdbarch))
1167     pc_val = gdbarch_read_pc (gdbarch, regcache);
1168   /* Else use per-frame method on get_current_frame.  */
1169   else if (gdbarch_pc_regnum (gdbarch) >= 0)
1170     {
1171       ULONGEST raw_val;
1172
1173       if (regcache_cooked_read_unsigned (regcache,
1174                                          gdbarch_pc_regnum (gdbarch),
1175                                          &raw_val) == REG_UNAVAILABLE)
1176         throw_error (NOT_AVAILABLE_ERROR, _("PC register is not available"));
1177
1178       pc_val = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, raw_val);
1179     }
1180   else
1181     internal_error (__FILE__, __LINE__,
1182                     _("regcache_read_pc: Unable to find PC"));
1183   return pc_val;
1184 }
1185
1186 void
1187 regcache_write_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc)
1188 {
1189   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
1190
1191   if (gdbarch_write_pc_p (gdbarch))
1192     gdbarch_write_pc (gdbarch, regcache, pc);
1193   else if (gdbarch_pc_regnum (gdbarch) >= 0)
1194     regcache_cooked_write_unsigned (regcache,
1195                                     gdbarch_pc_regnum (gdbarch), pc);
1196   else
1197     internal_error (__FILE__, __LINE__,
1198                     _("regcache_write_pc: Unable to update PC"));
1199
1200   /* Writing the PC (for instance, from "load") invalidates the
1201      current frame.  */
1202   reinit_frame_cache ();
1203 }
1204
1205 int
1206 reg_buffer::num_raw_registers () const
1207 {
1208   return gdbarch_num_regs (arch ());
1209 }
1210
1211 void
1212 regcache::debug_print_register (const char *func,  int regno)
1213 {
1214   struct gdbarch *gdbarch = arch ();
1215
1216   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "%s ", func);
1217   if (regno >= 0 && regno < gdbarch_num_regs (gdbarch)
1218       && gdbarch_register_name (gdbarch, regno) != NULL
1219       && gdbarch_register_name (gdbarch, regno)[0] != '\0')
1220     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(%s)",
1221                         gdbarch_register_name (gdbarch, regno));
1222   else
1223     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(%d)", regno);
1224   if (regno >= 0 && regno < gdbarch_num_regs (gdbarch))
1225     {
1226       enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
1227       int size = register_size (gdbarch, regno);
1228       gdb_byte *buf = register_buffer (regno);
1229
1230       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, " = ");
1231       for (int i = 0; i < size; i++)
1232         {
1233           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "%02x", buf[i]);
1234         }
1235       if (size <= sizeof (LONGEST))
1236         {
1237           ULONGEST val = extract_unsigned_integer (buf, size, byte_order);
1238
1239           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, " %s %s",
1240                               core_addr_to_string_nz (val), plongest (val));
1241         }
1242     }
1243   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\n");
1244 }
1245
1246 static void
1247 reg_flush_command (const char *command, int from_tty)
1248 {
1249   /* Force-flush the register cache.  */
1250   registers_changed ();
1251   if (from_tty)
1252     printf_filtered (_("Register cache flushed.\n"));
1253 }
1254
1255 void
1256 register_dump::dump (ui_file *file)
1257 {
1258   auto descr = regcache_descr (m_gdbarch);
1259   int regnum;
1260   int footnote_nr = 0;
1261   int footnote_register_offset = 0;
1262   int footnote_register_type_name_null = 0;
1263   long register_offset = 0;
1264
1265   gdb_assert (descr->nr_cooked_registers
1266               == (gdbarch_num_regs (m_gdbarch)
1267                   + gdbarch_num_pseudo_regs (m_gdbarch)));
1268
1269   for (regnum = -1; regnum < descr->nr_cooked_registers; regnum++)
1270     {
1271       /* Name.  */
1272       if (regnum < 0)
1273         fprintf_unfiltered (file, " %-10s", "Name");
1274       else
1275         {
1276           const char *p = gdbarch_register_name (m_gdbarch, regnum);
1277
1278           if (p == NULL)
1279             p = "";
1280           else if (p[0] == '\0')
1281             p = "''";
1282           fprintf_unfiltered (file, " %-10s", p);
1283         }
1284
1285       /* Number.  */
1286       if (regnum < 0)
1287         fprintf_unfiltered (file, " %4s", "Nr");
1288       else
1289         fprintf_unfiltered (file, " %4d", regnum);
1290
1291       /* Relative number.  */
1292       if (regnum < 0)
1293         fprintf_unfiltered (file, " %4s", "Rel");
1294       else if (regnum < gdbarch_num_regs (m_gdbarch))
1295         fprintf_unfiltered (file, " %4d", regnum);
1296       else
1297         fprintf_unfiltered (file, " %4d",
1298                             (regnum - gdbarch_num_regs (m_gdbarch)));
1299
1300       /* Offset.  */
1301       if (regnum < 0)
1302         fprintf_unfiltered (file, " %6s  ", "Offset");
1303       else
1304         {
1305           fprintf_unfiltered (file, " %6ld",
1306                               descr->register_offset[regnum]);
1307           if (register_offset != descr->register_offset[regnum]
1308               || (regnum > 0
1309                   && (descr->register_offset[regnum]
1310                       != (descr->register_offset[regnum - 1]
1311                           + descr->sizeof_register[regnum - 1])))
1312               )
1313             {
1314               if (!footnote_register_offset)
1315                 footnote_register_offset = ++footnote_nr;
1316               fprintf_unfiltered (file, "*%d", footnote_register_offset);
1317             }
1318           else
1319             fprintf_unfiltered (file, "  ");
1320           register_offset = (descr->register_offset[regnum]
1321                              + descr->sizeof_register[regnum]);
1322         }
1323
1324       /* Size.  */
1325       if (regnum < 0)
1326         fprintf_unfiltered (file, " %5s ", "Size");
1327       else
1328         fprintf_unfiltered (file, " %5ld", descr->sizeof_register[regnum]);
1329
1330       /* Type.  */
1331       {
1332         const char *t;
1333         std::string name_holder;
1334
1335         if (regnum < 0)
1336           t = "Type";
1337         else
1338           {
1339             static const char blt[] = "builtin_type";
1340
1341             t = TYPE_NAME (register_type (m_gdbarch, regnum));
1342             if (t == NULL)
1343               {
1344                 if (!footnote_register_type_name_null)
1345                   footnote_register_type_name_null = ++footnote_nr;
1346                 name_holder = string_printf ("*%d",
1347                                              footnote_register_type_name_null);
1348                 t = name_holder.c_str ();
1349               }
1350             /* Chop a leading builtin_type.  */
1351             if (startswith (t, blt))
1352               t += strlen (blt);
1353           }
1354         fprintf_unfiltered (file, " %-15s", t);
1355       }
1356
1357       /* Leading space always present.  */
1358       fprintf_unfiltered (file, " ");
1359
1360       dump_reg (file, regnum);
1361
1362       fprintf_unfiltered (file, "\n");
1363     }
1364
1365   if (footnote_register_offset)
1366     fprintf_unfiltered (file, "*%d: Inconsistent register offsets.\n",
1367                         footnote_register_offset);
1368   if (footnote_register_type_name_null)
1369     fprintf_unfiltered (file,
1370                         "*%d: Register type's name NULL.\n",
1371                         footnote_register_type_name_null);
1372 }
1373
1374 #if GDB_SELF_TEST
1375 #include "selftest.h"
1376 #include "selftest-arch.h"
1377 #include "gdbthread.h"
1378 #include "target-float.h"
1379
1380 namespace selftests {
1381
1382 class regcache_access : public regcache
1383 {
1384 public:
1385
1386   /* Return the number of elements in current_regcache.  */
1387
1388   static size_t
1389   current_regcache_size ()
1390   {
1391     return std::distance (regcache::current_regcache.begin (),
1392                           regcache::current_regcache.end ());
1393   }
1394 };
1395
1396 static void
1397 current_regcache_test (void)
1398 {
1399   /* It is empty at the start.  */
1400   SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 0);
1401
1402   ptid_t ptid1 (1), ptid2 (2), ptid3 (3);
1403
1404   /* Get regcache from ptid1, a new regcache is added to
1405      current_regcache.  */
1406   regcache *regcache = get_thread_arch_aspace_regcache (ptid1,
1407                                                         target_gdbarch (),
1408                                                         NULL);
1409
1410   SELF_CHECK (regcache != NULL);
1411   SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid1);
1412   SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 1);
1413
1414   /* Get regcache from ptid2, a new regcache is added to
1415      current_regcache.  */
1416   regcache = get_thread_arch_aspace_regcache (ptid2,
1417                                               target_gdbarch (),
1418                                               NULL);
1419   SELF_CHECK (regcache != NULL);
1420   SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid2);
1421   SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 2);
1422
1423   /* Get regcache from ptid3, a new regcache is added to
1424      current_regcache.  */
1425   regcache = get_thread_arch_aspace_regcache (ptid3,
1426                                               target_gdbarch (),
1427                                               NULL);
1428   SELF_CHECK (regcache != NULL);
1429   SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid3);
1430   SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 3);
1431
1432   /* Get regcache from ptid2 again, nothing is added to
1433      current_regcache.  */
1434   regcache = get_thread_arch_aspace_regcache (ptid2,
1435                                               target_gdbarch (),
1436                                               NULL);
1437   SELF_CHECK (regcache != NULL);
1438   SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid2);
1439   SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 3);
1440
1441   /* Mark ptid2 is changed, so regcache of ptid2 should be removed from
1442      current_regcache.  */
1443   registers_changed_ptid (ptid2);
1444   SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 2);
1445 }
1446
1447 class target_ops_no_register : public test_target_ops
1448 {
1449 public:
1450   target_ops_no_register ()
1451     : test_target_ops {}
1452   {}
1453
1454   void reset ()
1455   {
1456     fetch_registers_called = 0;
1457     store_registers_called = 0;
1458     xfer_partial_called = 0;
1459   }
1460
1461   void fetch_registers (regcache *regs, int regno) override;
1462   void store_registers (regcache *regs, int regno) override;
1463
1464   enum target_xfer_status xfer_partial (enum target_object object,
1465                                         const char *annex, gdb_byte *readbuf,
1466                                         const gdb_byte *writebuf,
1467                                         ULONGEST offset, ULONGEST len,
1468                                         ULONGEST *xfered_len) override;
1469
1470   unsigned int fetch_registers_called = 0;
1471   unsigned int store_registers_called = 0;
1472   unsigned int xfer_partial_called = 0;
1473 };
1474
1475 void
1476 target_ops_no_register::fetch_registers (regcache *regs, int regno)
1477 {
1478   /* Mark register available.  */
1479   regs->raw_supply_zeroed (regno);
1480   this->fetch_registers_called++;
1481 }
1482
1483 void
1484 target_ops_no_register::store_registers (regcache *regs, int regno)
1485 {
1486   this->store_registers_called++;
1487 }
1488
1489 enum target_xfer_status
1490 target_ops_no_register::xfer_partial (enum target_object object,
1491                                       const char *annex, gdb_byte *readbuf,
1492                                       const gdb_byte *writebuf,
1493                                       ULONGEST offset, ULONGEST len,
1494                                       ULONGEST *xfered_len)
1495 {
1496   this->xfer_partial_called++;
1497
1498   *xfered_len = len;
1499   return TARGET_XFER_OK;
1500 }
1501
1502 class readwrite_regcache : public regcache
1503 {
1504 public:
1505   readwrite_regcache (struct gdbarch *gdbarch)
1506     : regcache (gdbarch, nullptr)
1507   {}
1508 };
1509
1510 /* Test regcache::cooked_read gets registers from raw registers and
1511    memory instead of target to_{fetch,store}_registers.  */
1512
1513 static void
1514 cooked_read_test (struct gdbarch *gdbarch)
1515 {
1516   /* Error out if debugging something, because we're going to push the
1517      test target, which would pop any existing target.  */
1518   if (target_stack->to_stratum >= process_stratum)
1519     error (_("target already pushed"));
1520
1521   /* Create a mock environment.  An inferior with a thread, with a
1522      process_stratum target pushed.  */
1523
1524   target_ops_no_register mock_target;
1525   ptid_t mock_ptid (1, 1);
1526   inferior mock_inferior (mock_ptid.pid ());
1527   address_space mock_aspace {};
1528   mock_inferior.gdbarch = gdbarch;
1529   mock_inferior.aspace = &mock_aspace;
1530   thread_info mock_thread (&mock_inferior, mock_ptid);
1531
1532   scoped_restore restore_thread_list
1533     = make_scoped_restore (&thread_list, &mock_thread);
1534
1535   /* Add the mock inferior to the inferior list so that look ups by
1536      target+ptid can find it.  */
1537   scoped_restore restore_inferior_list
1538     = make_scoped_restore (&inferior_list);
1539   inferior_list = &mock_inferior;
1540
1541   /* Switch to the mock inferior.  */
1542   scoped_restore_current_inferior restore_current_inferior;
1543   set_current_inferior (&mock_inferior);
1544
1545   /* Push the process_stratum target so we can mock accessing
1546      registers.  */
1547   push_target (&mock_target);
1548
1549   /* Pop it again on exit (return/exception).  */
1550   struct on_exit
1551   {
1552     ~on_exit ()
1553     {
1554       pop_all_targets_at_and_above (process_stratum);
1555     }
1556   } pop_targets;
1557
1558   /* Switch to the mock thread.  */
1559   scoped_restore restore_inferior_ptid
1560     = make_scoped_restore (&inferior_ptid, mock_ptid);
1561
1562   /* Test that read one raw register from regcache_no_target will go
1563      to the target layer.  */
1564   int regnum;
1565
1566   /* Find a raw register which size isn't zero.  */
1567   for (regnum = 0; regnum < gdbarch_num_regs (gdbarch); regnum++)
1568     {
1569       if (register_size (gdbarch, regnum) != 0)
1570         break;
1571     }
1572
1573   readwrite_regcache readwrite (gdbarch);
1574   gdb::def_vector<gdb_byte> buf (register_size (gdbarch, regnum));
1575
1576   readwrite.raw_read (regnum, buf.data ());
1577
1578   /* raw_read calls target_fetch_registers.  */
1579   SELF_CHECK (mock_target.fetch_registers_called > 0);
1580   mock_target.reset ();
1581
1582   /* Mark all raw registers valid, so the following raw registers
1583      accesses won't go to target.  */
1584   for (auto i = 0; i < gdbarch_num_regs (gdbarch); i++)
1585     readwrite.raw_update (i);
1586
1587   mock_target.reset ();
1588   /* Then, read all raw and pseudo registers, and don't expect calling
1589      to_{fetch,store}_registers.  */
1590   for (int regnum = 0;
1591        regnum < gdbarch_num_regs (gdbarch) + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch);
1592        regnum++)
1593     {
1594       if (register_size (gdbarch, regnum) == 0)
1595         continue;
1596
1597       gdb::def_vector<gdb_byte> buf (register_size (gdbarch, regnum));
1598
1599       SELF_CHECK (REG_VALID == readwrite.cooked_read (regnum, buf.data ()));
1600
1601       SELF_CHECK (mock_target.fetch_registers_called == 0);
1602       SELF_CHECK (mock_target.store_registers_called == 0);
1603
1604       /* Some SPU pseudo registers are got via TARGET_OBJECT_SPU.  */
1605       if (gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->arch != bfd_arch_spu)
1606         SELF_CHECK (mock_target.xfer_partial_called == 0);
1607
1608       mock_target.reset ();
1609     }
1610
1611   readonly_detached_regcache readonly (readwrite);
1612
1613   /* GDB may go to target layer to fetch all registers and memory for
1614      readonly regcache.  */
1615   mock_target.reset ();
1616
1617   for (int regnum = 0;
1618        regnum < gdbarch_num_regs (gdbarch) + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch);
1619        regnum++)
1620     {
1621       if (register_size (gdbarch, regnum) == 0)
1622         continue;
1623
1624       gdb::def_vector<gdb_byte> buf (register_size (gdbarch, regnum));
1625       enum register_status status = readonly.cooked_read (regnum,
1626                                                           buf.data ());
1627
1628       if (regnum < gdbarch_num_regs (gdbarch))
1629         {
1630           auto bfd_arch = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->arch;
1631
1632           if (bfd_arch == bfd_arch_frv || bfd_arch == bfd_arch_h8300
1633               || bfd_arch == bfd_arch_m32c || bfd_arch == bfd_arch_sh
1634               || bfd_arch == bfd_arch_alpha || bfd_arch == bfd_arch_v850
1635               || bfd_arch == bfd_arch_msp430 || bfd_arch == bfd_arch_mep
1636               || bfd_arch == bfd_arch_mips || bfd_arch == bfd_arch_v850_rh850
1637               || bfd_arch == bfd_arch_tic6x || bfd_arch == bfd_arch_mn10300
1638               || bfd_arch == bfd_arch_rl78 || bfd_arch == bfd_arch_score
1639               || bfd_arch == bfd_arch_riscv)
1640             {
1641               /* Raw registers.  If raw registers are not in save_reggroup,
1642                  their status are unknown.  */
1643               if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, save_reggroup))
1644                 SELF_CHECK (status == REG_VALID);
1645               else
1646                 SELF_CHECK (status == REG_UNKNOWN);
1647             }
1648           else
1649             SELF_CHECK (status == REG_VALID);
1650         }
1651       else
1652         {
1653           if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, save_reggroup))
1654             SELF_CHECK (status == REG_VALID);
1655           else
1656             {
1657               /* If pseudo registers are not in save_reggroup, some of
1658                  them can be computed from saved raw registers, but some
1659                  of them are unknown.  */
1660               auto bfd_arch = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->arch;
1661
1662               if (bfd_arch == bfd_arch_frv
1663                   || bfd_arch == bfd_arch_m32c
1664                   || bfd_arch == bfd_arch_mep
1665                   || bfd_arch == bfd_arch_sh)
1666                 SELF_CHECK (status == REG_VALID || status == REG_UNKNOWN);
1667               else if (bfd_arch == bfd_arch_mips
1668                        || bfd_arch == bfd_arch_h8300)
1669                 SELF_CHECK (status == REG_UNKNOWN);
1670               else
1671                 SELF_CHECK (status == REG_VALID);
1672             }
1673         }
1674
1675       SELF_CHECK (mock_target.fetch_registers_called == 0);
1676       SELF_CHECK (mock_target.store_registers_called == 0);
1677       SELF_CHECK (mock_target.xfer_partial_called == 0);
1678
1679       mock_target.reset ();
1680     }
1681 }
1682
1683 /* Test regcache::cooked_write by writing some expected contents to
1684    registers, and checking that contents read from registers and the
1685    expected contents are the same.  */
1686
1687 static void
1688 cooked_write_test (struct gdbarch *gdbarch)
1689 {
1690   /* Error out if debugging something, because we're going to push the
1691      test target, which would pop any existing target.  */
1692   if (target_stack->to_stratum >= process_stratum)
1693     error (_("target already pushed"));
1694
1695   /* Create a mock environment.  A process_stratum target pushed.  */
1696
1697   target_ops_no_register mock_target;
1698
1699   /* Push the process_stratum target so we can mock accessing
1700      registers.  */
1701   push_target (&mock_target);
1702
1703   /* Pop it again on exit (return/exception).  */
1704   struct on_exit
1705   {
1706     ~on_exit ()
1707     {
1708       pop_all_targets_at_and_above (process_stratum);
1709     }
1710   } pop_targets;
1711
1712   readwrite_regcache readwrite (gdbarch);
1713
1714   const int num_regs = (gdbarch_num_regs (gdbarch)
1715                         + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch));
1716
1717   for (auto regnum = 0; regnum < num_regs; regnum++)
1718     {
1719       if (register_size (gdbarch, regnum) == 0
1720           || gdbarch_cannot_store_register (gdbarch, regnum))
1721         continue;
1722
1723       auto bfd_arch = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->arch;
1724
1725       if ((bfd_arch == bfd_arch_sparc
1726            /* SPARC64_CWP_REGNUM, SPARC64_PSTATE_REGNUM,
1727               SPARC64_ASI_REGNUM and SPARC64_CCR_REGNUM are hard to test.  */
1728            && gdbarch_ptr_bit (gdbarch) == 64
1729            && (regnum >= gdbarch_num_regs (gdbarch)
1730                && regnum <= gdbarch_num_regs (gdbarch) + 4))
1731           || (bfd_arch == bfd_arch_spu
1732               /* SPU pseudo registers except SPU_SP_REGNUM are got by
1733                  TARGET_OBJECT_SPU.  */
1734               && regnum >= gdbarch_num_regs (gdbarch) && regnum != 130))
1735         continue;
1736
1737       std::vector<gdb_byte> expected (register_size (gdbarch, regnum), 0);
1738       std::vector<gdb_byte> buf (register_size (gdbarch, regnum), 0);
1739       const auto type = register_type (gdbarch, regnum);
1740
1741       if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT
1742           || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_DECFLOAT)
1743         {
1744           /* Generate valid float format.  */
1745           target_float_from_string (expected.data (), type, "1.25");
1746         }
1747       else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_INT
1748                || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ARRAY
1749                || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR
1750                || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_UNION
1751                || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_STRUCT)
1752         {
1753           if (bfd_arch == bfd_arch_ia64
1754               || (regnum >= gdbarch_num_regs (gdbarch)
1755                   && (bfd_arch == bfd_arch_xtensa
1756                       || bfd_arch == bfd_arch_bfin
1757                       || bfd_arch == bfd_arch_m32c
1758                       /* m68hc11 pseudo registers are in memory.  */
1759                       || bfd_arch == bfd_arch_m68hc11
1760                       || bfd_arch == bfd_arch_m68hc12
1761                       || bfd_arch == bfd_arch_s390))
1762               || (bfd_arch == bfd_arch_frv
1763                   /* FRV pseudo registers except iacc0.  */
1764                   && regnum > gdbarch_num_regs (gdbarch)))
1765             {
1766               /* Skip setting the expected values for some architecture
1767                  registers.  */
1768             }
1769           else if (bfd_arch == bfd_arch_rl78 && regnum == 40)
1770             {
1771               /* RL78_PC_REGNUM */
1772               for (auto j = 0; j < register_size (gdbarch, regnum) - 1; j++)
1773                 expected[j] = j;
1774             }
1775           else
1776             {
1777               for (auto j = 0; j < register_size (gdbarch, regnum); j++)
1778                 expected[j] = j;
1779             }
1780         }
1781       else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLAGS)
1782         {
1783           /* No idea how to test flags.  */
1784           continue;
1785         }
1786       else
1787         {
1788           /* If we don't know how to create the expected value for the
1789              this type, make it fail.  */
1790           SELF_CHECK (0);
1791         }
1792
1793       readwrite.cooked_write (regnum, expected.data ());
1794
1795       SELF_CHECK (readwrite.cooked_read (regnum, buf.data ()) == REG_VALID);
1796       SELF_CHECK (expected == buf);
1797     }
1798 }
1799
1800 } // namespace selftests
1801 #endif /* GDB_SELF_TEST */
1802
1803 void
1804 _initialize_regcache (void)
1805 {
1806   regcache_descr_handle
1807     = gdbarch_data_register_post_init (init_regcache_descr);
1808
1809   gdb::observers::target_changed.attach (regcache_observer_target_changed);
1810   gdb::observers::thread_ptid_changed.attach
1811     (regcache::regcache_thread_ptid_changed);
1812
1813   add_com ("flushregs", class_maintenance, reg_flush_command,
1814            _("Force gdb to flush its register cache (maintainer command)"));
1815
1816 #if GDB_SELF_TEST
1817   selftests::register_test ("current_regcache", selftests::current_regcache_test);
1818
1819   selftests::register_test_foreach_arch ("regcache::cooked_read_test",
1820                                          selftests::cooked_read_test);
1821   selftests::register_test_foreach_arch ("regcache::cooked_write_test",
1822                                          selftests::cooked_write_test);
1823 #endif
1824 }