Use scoped_switch_to_sym_language_if_auto in symtab.c to switch language.
[external/binutils.git] / gdb / riscv-tdep.c
1 /* Target-dependent code for the RISC-V architecture, for GDB.
2
3    Copyright (C) 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 "frame.h"
22 #include "inferior.h"
23 #include "symtab.h"
24 #include "value.h"
25 #include "gdbcmd.h"
26 #include "language.h"
27 #include "gdbcore.h"
28 #include "symfile.h"
29 #include "objfiles.h"
30 #include "gdbtypes.h"
31 #include "target.h"
32 #include "arch-utils.h"
33 #include "regcache.h"
34 #include "osabi.h"
35 #include "riscv-tdep.h"
36 #include "block.h"
37 #include "reggroups.h"
38 #include "opcode/riscv.h"
39 #include "elf/riscv.h"
40 #include "elf-bfd.h"
41 #include "symcat.h"
42 #include "dis-asm.h"
43 #include "frame-unwind.h"
44 #include "frame-base.h"
45 #include "trad-frame.h"
46 #include "infcall.h"
47 #include "floatformat.h"
48 #include "remote.h"
49 #include "target-descriptions.h"
50 #include "dwarf2-frame.h"
51 #include "user-regs.h"
52 #include "valprint.h"
53 #include "common-defs.h"
54 #include "opcode/riscv-opc.h"
55 #include "cli/cli-decode.h"
56 #include "observable.h"
57 #include "prologue-value.h"
58
59 /* The stack must be 16-byte aligned.  */
60 #define SP_ALIGNMENT 16
61
62 /* The biggest alignment that the target supports.  */
63 #define BIGGEST_ALIGNMENT 16
64
65 /* Forward declarations.  */
66 static bool riscv_has_feature (struct gdbarch *gdbarch, char feature);
67
68 /* Define a series of is_XXX_insn functions to check if the value INSN
69    is an instance of instruction XXX.  */
70 #define DECLARE_INSN(INSN_NAME, INSN_MATCH, INSN_MASK) \
71 static inline bool is_ ## INSN_NAME ## _insn (long insn) \
72 { \
73   return (insn & INSN_MASK) == INSN_MATCH; \
74 }
75 #include "opcode/riscv-opc.h"
76 #undef DECLARE_INSN
77
78 /* Cached information about a frame.  */
79
80 struct riscv_unwind_cache
81 {
82   /* The register from which we can calculate the frame base.  This is
83      usually $sp or $fp.  */
84   int frame_base_reg;
85
86   /* The offset from the current value in register FRAME_BASE_REG to the
87      actual frame base address.  */
88   int frame_base_offset;
89
90   /* Information about previous register values.  */
91   struct trad_frame_saved_reg *regs;
92
93   /* The id for this frame.  */
94   struct frame_id this_id;
95
96   /* The base (stack) address for this frame.  This is the stack pointer
97      value on entry to this frame before any adjustments are made.  */
98   CORE_ADDR frame_base;
99 };
100
101 /* The preferred register names for all the general purpose and floating
102    point registers.  These are what GDB will use when referencing a
103    register.  */
104
105 static const char * const riscv_gdb_reg_names[RISCV_LAST_FP_REGNUM + 1] =
106 {
107  "zero", "ra", "sp", "gp", "tp", "t0", "t1", "t2", "fp", "s1",
108  "a0", "a1", "a2", "a3", "a4", "a5", "a6", "a7", "s2", "s3", "s4",
109  "s5", "s6", "s7", "s8", "s9", "s10", "s11", "t3", "t4", "t5", "t6",
110  "pc",
111  "ft0", "ft1", "ft2", "ft3", "ft4", "ft5", "ft6", "ft7", "fs0", "fs1",
112  "fa0", "fa1", "fa2", "fa3", "fa4", "fa5", "fa6", "fa7", "fs2", "fs3",
113  "fs4", "fs5", "fs6", "fs7", "fs8", "fs9", "fs10", "fs11", "ft8", "ft9",
114  "ft10", "ft11",
115 };
116
117 /* Map alternative register names onto their GDB register number.  */
118
119 struct riscv_register_alias
120 {
121   /* The register alias.  Usually more descriptive than the
122      architectural name of the register.  */
123   const char *name;
124
125   /* The GDB register number.  */
126   int regnum;
127 };
128
129 /* Table of register aliases.  */
130
131 static const struct riscv_register_alias riscv_register_aliases[] =
132 {
133  /* Aliases for general purpose registers.  These are the architectural
134     names, as GDB uses the more user friendly names by default.  */
135  { "x0", (RISCV_ZERO_REGNUM + 0) },
136  { "x1", (RISCV_ZERO_REGNUM + 1) },
137  { "x2", (RISCV_ZERO_REGNUM + 2) },
138  { "x3", (RISCV_ZERO_REGNUM + 3) },
139  { "x4", (RISCV_ZERO_REGNUM + 4) },
140  { "x5", (RISCV_ZERO_REGNUM + 5) },
141  { "x6", (RISCV_ZERO_REGNUM + 6) },
142  { "x7", (RISCV_ZERO_REGNUM + 7) },
143  { "x8", (RISCV_ZERO_REGNUM + 8) },
144  { "s0", (RISCV_ZERO_REGNUM + 8) },     /* fp, s0, and x8 are all aliases.  */
145  { "x9", (RISCV_ZERO_REGNUM + 9) },
146  { "x10", (RISCV_ZERO_REGNUM + 10) },
147  { "x11", (RISCV_ZERO_REGNUM + 11) },
148  { "x12", (RISCV_ZERO_REGNUM + 12) },
149  { "x13", (RISCV_ZERO_REGNUM + 13) },
150  { "x14", (RISCV_ZERO_REGNUM + 14) },
151  { "x15", (RISCV_ZERO_REGNUM + 15) },
152  { "x16", (RISCV_ZERO_REGNUM + 16) },
153  { "x17", (RISCV_ZERO_REGNUM + 17) },
154  { "x18", (RISCV_ZERO_REGNUM + 18) },
155  { "x19", (RISCV_ZERO_REGNUM + 19) },
156  { "x20", (RISCV_ZERO_REGNUM + 20) },
157  { "x21", (RISCV_ZERO_REGNUM + 21) },
158  { "x22", (RISCV_ZERO_REGNUM + 22) },
159  { "x23", (RISCV_ZERO_REGNUM + 23) },
160  { "x24", (RISCV_ZERO_REGNUM + 24) },
161  { "x25", (RISCV_ZERO_REGNUM + 25) },
162  { "x26", (RISCV_ZERO_REGNUM + 26) },
163  { "x27", (RISCV_ZERO_REGNUM + 27) },
164  { "x28", (RISCV_ZERO_REGNUM + 28) },
165  { "x29", (RISCV_ZERO_REGNUM + 29) },
166  { "x30", (RISCV_ZERO_REGNUM + 30) },
167  { "x31", (RISCV_ZERO_REGNUM + 31) },
168
169  /* Aliases for the floating-point registers.  These are the architectural
170     names as GDB uses the more user friendly names by default.  */
171  { "f0", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 0) },
172  { "f1", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 1) },
173  { "f2", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 2) },
174  { "f3", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 3) },
175  { "f4", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 4) },
176  { "f5", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 5) },
177  { "f6", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 6) },
178  { "f7", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 7) },
179  { "f8", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 8) },
180  { "f9", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 9) },
181  { "f10", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 10) },
182  { "f11", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 11) },
183  { "f12", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 12) },
184  { "f13", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 13) },
185  { "f14", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 14) },
186  { "f15", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 15) },
187  { "f16", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 16) },
188  { "f17", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 17) },
189  { "f18", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 18) },
190  { "f19", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 19) },
191  { "f20", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 20) },
192  { "f21", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 21) },
193  { "f22", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 22) },
194  { "f23", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 23) },
195  { "f24", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 24) },
196  { "f25", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 25) },
197  { "f26", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 26) },
198  { "f27", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 27) },
199  { "f28", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 28) },
200  { "f29", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 29) },
201  { "f30", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 30) },
202  { "f31", (RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 31) },
203 };
204
205 /* Controls whether we place compressed breakpoints or not.  When in auto
206    mode GDB tries to determine if the target supports compressed
207    breakpoints, and uses them if it does.  */
208
209 static enum auto_boolean use_compressed_breakpoints;
210
211 /* The show callback for 'show riscv use-compressed-breakpoints'.  */
212
213 static void
214 show_use_compressed_breakpoints (struct ui_file *file, int from_tty,
215                                  struct cmd_list_element *c,
216                                  const char *value)
217 {
218   fprintf_filtered (file,
219                     _("Debugger's use of compressed breakpoints is set "
220                       "to %s.\n"), value);
221 }
222
223 /* The set and show lists for 'set riscv' and 'show riscv' prefixes.  */
224
225 static struct cmd_list_element *setriscvcmdlist = NULL;
226 static struct cmd_list_element *showriscvcmdlist = NULL;
227
228 /* The show callback for the 'show riscv' prefix command.  */
229
230 static void
231 show_riscv_command (const char *args, int from_tty)
232 {
233   help_list (showriscvcmdlist, "show riscv ", all_commands, gdb_stdout);
234 }
235
236 /* The set callback for the 'set riscv' prefix command.  */
237
238 static void
239 set_riscv_command (const char *args, int from_tty)
240 {
241   printf_unfiltered
242     (_("\"set riscv\" must be followed by an appropriate subcommand.\n"));
243   help_list (setriscvcmdlist, "set riscv ", all_commands, gdb_stdout);
244 }
245
246 /* The set and show lists for 'set riscv' and 'show riscv' prefixes.  */
247
248 static struct cmd_list_element *setdebugriscvcmdlist = NULL;
249 static struct cmd_list_element *showdebugriscvcmdlist = NULL;
250
251 /* The show callback for the 'show debug riscv' prefix command.  */
252
253 static void
254 show_debug_riscv_command (const char *args, int from_tty)
255 {
256   help_list (showdebugriscvcmdlist, "show debug riscv ", all_commands, gdb_stdout);
257 }
258
259 /* The set callback for the 'set debug riscv' prefix command.  */
260
261 static void
262 set_debug_riscv_command (const char *args, int from_tty)
263 {
264   printf_unfiltered
265     (_("\"set debug riscv\" must be followed by an appropriate subcommand.\n"));
266   help_list (setdebugriscvcmdlist, "set debug riscv ", all_commands, gdb_stdout);
267 }
268
269 /* The show callback for all 'show debug riscv VARNAME' variables.  */
270
271 static void
272 show_riscv_debug_variable (struct ui_file *file, int from_tty,
273                            struct cmd_list_element *c,
274                            const char *value)
275 {
276   fprintf_filtered (file,
277                     _("RiscV debug variable `%s' is set to: %s\n"),
278                     c->name, value);
279 }
280
281 /* When this is set to non-zero debugging information about breakpoint
282    kinds will be printed.  */
283
284 static unsigned int riscv_debug_breakpoints = 0;
285
286 /* When this is set to non-zero debugging information about inferior calls
287    will be printed.  */
288
289 static unsigned int riscv_debug_infcall = 0;
290
291 /* When this is set to non-zero debugging information about stack unwinding
292    will be printed.  */
293
294 static unsigned int riscv_debug_unwinder = 0;
295
296 /* Read the MISA register from the target.  There are a couple of locations
297    that the register might be found, these are all tried.  If the MISA
298    register can't be found at all then the default value of 0 is returned,
299    this is inline with the RISC-V specification.  */
300
301 static uint32_t
302 riscv_read_misa_reg ()
303 {
304   uint32_t value = 0;
305
306   if (target_has_registers)
307     {
308       /* Old cores might have MISA located at a different offset.  */
309       static int misa_regs[] =
310         { RISCV_CSR_MISA_REGNUM, RISCV_CSR_LEGACY_MISA_REGNUM };
311
312       struct frame_info *frame = get_current_frame ();
313
314       for (int i = 0; i < ARRAY_SIZE (misa_regs); ++i)
315         {
316           bool success = false;
317
318           TRY
319             {
320               value = get_frame_register_unsigned (frame, misa_regs[i]);
321               success = true;
322             }
323           CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
324             {
325               /* Ignore errors, it is acceptable for a target to not
326                  provide a MISA register, in which case the default value
327                  of 0 should be used.  */
328             }
329           END_CATCH
330
331           if (success)
332             break;
333         }
334     }
335
336   return value;
337 }
338
339 /* Return true if FEATURE is available for the architecture GDBARCH.  The
340    FEATURE should be one of the single character feature codes described in
341    the RiscV ISA manual, these are between 'A' and 'Z'.  */
342
343 static bool
344 riscv_has_feature (struct gdbarch *gdbarch, char feature)
345 {
346   gdb_assert (feature >= 'A' && feature <= 'Z');
347
348   uint32_t misa = riscv_read_misa_reg ();
349   if (misa == 0)
350     misa = gdbarch_tdep (gdbarch)->core_features;
351
352   return (misa & (1 << (feature - 'A'))) != 0;
353 }
354
355 /* See riscv-tdep.h.  */
356
357 int
358 riscv_isa_xlen (struct gdbarch *gdbarch)
359 {
360   switch (gdbarch_tdep (gdbarch)->abi.fields.base_len)
361     {
362     default:
363       warning (_("unknown xlen size, assuming 4 bytes"));
364       /* Fall through.  */
365     case 1:
366       return 4;
367     case 2:
368       return 8;
369     case 3:
370       return 16;
371     }
372 }
373
374 /* See riscv-tdep.h.  */
375
376 int
377 riscv_isa_flen (struct gdbarch *gdbarch)
378 {
379   if (riscv_has_feature (gdbarch, 'Q'))
380     return 16;
381   else if (riscv_has_feature (gdbarch, 'D'))
382     return 8;
383   else if (riscv_has_feature (gdbarch, 'F'))
384     return 4;
385
386   return 0;
387 }
388
389 /* Return true if the target for GDBARCH has floating point hardware.  */
390
391 static bool
392 riscv_has_fp_regs (struct gdbarch *gdbarch)
393 {
394   return (riscv_isa_flen (gdbarch) > 0);
395 }
396
397 /* Return true if GDBARCH is using any of the floating point hardware ABIs.  */
398
399 static bool
400 riscv_has_fp_abi (struct gdbarch *gdbarch)
401 {
402   return (gdbarch_tdep (gdbarch)->abi.fields.float_abi != 0);
403 }
404
405 /* Return true if REGNO is a floating pointer register.  */
406
407 static bool
408 riscv_is_fp_regno_p (int regno)
409 {
410   return (regno >= RISCV_FIRST_FP_REGNUM
411           && regno <= RISCV_LAST_FP_REGNUM);
412 }
413
414 /* Implement the breakpoint_kind_from_pc gdbarch method.  */
415
416 static int
417 riscv_breakpoint_kind_from_pc (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR *pcptr)
418 {
419   if (use_compressed_breakpoints == AUTO_BOOLEAN_AUTO)
420     {
421       bool unaligned_p = false;
422       gdb_byte buf[1];
423
424       /* Some targets don't support unaligned reads.  The address can only
425          be unaligned if the C extension is supported.  So it is safe to
426          use a compressed breakpoint in this case.  */
427       if (*pcptr & 0x2)
428         unaligned_p = true;
429       else
430         {
431           /* Read the opcode byte to determine the instruction length.  */
432           read_code (*pcptr, buf, 1);
433         }
434
435       if (riscv_debug_breakpoints)
436         {
437           const char *bp = (unaligned_p || riscv_insn_length (buf[0]) == 2
438                             ? "C.EBREAK" : "EBREAK");
439
440           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Using %s for breakpoint at %s ",
441                               bp, paddress (gdbarch, *pcptr));
442           if (unaligned_p)
443             fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(unaligned address)\n");
444           else
445             fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(instruction length %d)\n",
446                                 riscv_insn_length (buf[0]));
447         }
448       if (unaligned_p || riscv_insn_length (buf[0]) == 2)
449         return 2;
450       else
451         return 4;
452     }
453   else if (use_compressed_breakpoints == AUTO_BOOLEAN_TRUE)
454     return 2;
455   else
456     return 4;
457 }
458
459 /* Implement the sw_breakpoint_from_kind gdbarch method.  */
460
461 static const gdb_byte *
462 riscv_sw_breakpoint_from_kind (struct gdbarch *gdbarch, int kind, int *size)
463 {
464   static const gdb_byte ebreak[] = { 0x73, 0x00, 0x10, 0x00, };
465   static const gdb_byte c_ebreak[] = { 0x02, 0x90 };
466
467   *size = kind;
468   switch (kind)
469     {
470     case 2:
471       return c_ebreak;
472     case 4:
473       return ebreak;
474     default:
475       gdb_assert_not_reached (_("unhandled breakpoint kind"));
476     }
477 }
478
479 /* Callback function for user_reg_add.  */
480
481 static struct value *
482 value_of_riscv_user_reg (struct frame_info *frame, const void *baton)
483 {
484   const int *reg_p = (const int *) baton;
485   return value_of_register (*reg_p, frame);
486 }
487
488 /* Implement the register_name gdbarch method.  */
489
490 static const char *
491 riscv_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
492 {
493   /* Prefer to use the alias. */
494   if (regnum >= RISCV_ZERO_REGNUM && regnum <= RISCV_LAST_FP_REGNUM)
495     {
496       gdb_assert (regnum < ARRAY_SIZE (riscv_gdb_reg_names));
497       return riscv_gdb_reg_names[regnum];
498     }
499
500   /* Check that there's no gap between the set of registers handled above,
501      and the set of registers handled next.  */
502   gdb_assert ((RISCV_LAST_FP_REGNUM + 1) == RISCV_FIRST_CSR_REGNUM);
503
504   if (regnum >= RISCV_FIRST_CSR_REGNUM && regnum <= RISCV_LAST_CSR_REGNUM)
505     {
506 #define DECLARE_CSR(NAME,VALUE) \
507       case RISCV_ ## VALUE ## _REGNUM: return # NAME;
508
509       switch (regnum)
510         {
511           #include "opcode/riscv-opc.h"
512         default:
513           {
514             static char buf[20];
515
516             xsnprintf (buf, sizeof (buf), "csr%d",
517                        regnum - RISCV_FIRST_CSR_REGNUM);
518             return buf;
519           }
520         }
521 #undef DECLARE_CSR
522     }
523
524   if (regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
525     return "priv";
526
527   return NULL;
528 }
529
530 /* Construct a type for 64-bit FP registers.  */
531
532 static struct type *
533 riscv_fpreg_d_type (struct gdbarch *gdbarch)
534 {
535   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
536
537   if (tdep->riscv_fpreg_d_type == nullptr)
538     {
539       const struct builtin_type *bt = builtin_type (gdbarch);
540
541       /* The type we're building is this: */
542 #if 0
543       union __gdb_builtin_type_fpreg_d
544       {
545         float f;
546         double d;
547       };
548 #endif
549
550       struct type *t;
551
552       t = arch_composite_type (gdbarch,
553                                "__gdb_builtin_type_fpreg_d", TYPE_CODE_UNION);
554       append_composite_type_field (t, "float", bt->builtin_float);
555       append_composite_type_field (t, "double", bt->builtin_double);
556       TYPE_VECTOR (t) = 1;
557       TYPE_NAME (t) = "builtin_type_fpreg_d";
558       tdep->riscv_fpreg_d_type = t;
559     }
560
561   return tdep->riscv_fpreg_d_type;
562 }
563
564 /* Construct a type for 128-bit FP registers.  */
565
566 static struct type *
567 riscv_fpreg_q_type (struct gdbarch *gdbarch)
568 {
569   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
570
571   if (tdep->riscv_fpreg_q_type == nullptr)
572     {
573       const struct builtin_type *bt = builtin_type (gdbarch);
574
575       /* The type we're building is this: */
576 #if 0
577       union __gdb_builtin_type_fpreg_d
578       {
579         float f;
580         double d;
581         long double ld;
582       };
583 #endif
584
585       struct type *t;
586
587       t = arch_composite_type (gdbarch,
588                                "__gdb_builtin_type_fpreg_q", TYPE_CODE_UNION);
589       append_composite_type_field (t, "float", bt->builtin_float);
590       append_composite_type_field (t, "double", bt->builtin_double);
591       append_composite_type_field (t, "long double", bt->builtin_long_double);
592       TYPE_VECTOR (t) = 1;
593       TYPE_NAME (t) = "builtin_type_fpreg_q";
594       tdep->riscv_fpreg_q_type = t;
595     }
596
597   return tdep->riscv_fpreg_q_type;
598 }
599
600 /* Implement the register_type gdbarch method.  */
601
602 static struct type *
603 riscv_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
604 {
605   int regsize;
606
607   if (regnum < RISCV_FIRST_FP_REGNUM)
608     {
609       if (regnum == gdbarch_pc_regnum (gdbarch)
610           || regnum == RISCV_RA_REGNUM)
611         return builtin_type (gdbarch)->builtin_func_ptr;
612
613       if (regnum == RISCV_FP_REGNUM
614           || regnum == RISCV_SP_REGNUM
615           || regnum == RISCV_GP_REGNUM
616           || regnum == RISCV_TP_REGNUM)
617         return builtin_type (gdbarch)->builtin_data_ptr;
618
619       /* Remaining GPRs vary in size based on the current ISA.  */
620       regsize = riscv_isa_xlen (gdbarch);
621       switch (regsize)
622         {
623         case 4:
624           return builtin_type (gdbarch)->builtin_uint32;
625         case 8:
626           return builtin_type (gdbarch)->builtin_uint64;
627         case 16:
628           return builtin_type (gdbarch)->builtin_uint128;
629         default:
630           internal_error (__FILE__, __LINE__,
631                           _("unknown isa regsize %i"), regsize);
632         }
633     }
634   else if (regnum <= RISCV_LAST_FP_REGNUM)
635     {
636       regsize = riscv_isa_xlen (gdbarch);
637       switch (regsize)
638         {
639         case 4:
640           return builtin_type (gdbarch)->builtin_float;
641         case 8:
642           return riscv_fpreg_d_type (gdbarch);
643         case 16:
644           return riscv_fpreg_q_type (gdbarch);
645         default:
646           internal_error (__FILE__, __LINE__,
647                           _("unknown isa regsize %i"), regsize);
648         }
649     }
650   else if (regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
651     return builtin_type (gdbarch)->builtin_int8;
652   else
653     {
654       if (regnum == RISCV_CSR_FFLAGS_REGNUM
655           || regnum == RISCV_CSR_FRM_REGNUM
656           || regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM)
657         return builtin_type (gdbarch)->builtin_int32;
658
659       regsize = riscv_isa_xlen (gdbarch);
660       switch (regsize)
661         {
662         case 4:
663           return builtin_type (gdbarch)->builtin_int32;
664         case 8:
665           return builtin_type (gdbarch)->builtin_int64;
666         case 16:
667           return builtin_type (gdbarch)->builtin_int128;
668         default:
669           internal_error (__FILE__, __LINE__,
670                           _("unknown isa regsize %i"), regsize);
671         }
672     }
673 }
674
675 /* Helper for riscv_print_registers_info, prints info for a single register
676    REGNUM.  */
677
678 static void
679 riscv_print_one_register_info (struct gdbarch *gdbarch,
680                                struct ui_file *file,
681                                struct frame_info *frame,
682                                int regnum)
683 {
684   const char *name = gdbarch_register_name (gdbarch, regnum);
685   struct value *val = value_of_register (regnum, frame);
686   struct type *regtype = value_type (val);
687   int print_raw_format;
688   enum tab_stops { value_column_1 = 15 };
689
690   fputs_filtered (name, file);
691   print_spaces_filtered (value_column_1 - strlen (name), file);
692
693   print_raw_format = (value_entirely_available (val)
694                       && !value_optimized_out (val));
695
696   if (TYPE_CODE (regtype) == TYPE_CODE_FLT
697       || (TYPE_CODE (regtype) == TYPE_CODE_UNION
698           && TYPE_NFIELDS (regtype) == 2
699           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 0)) == TYPE_CODE_FLT
700           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 1)) == TYPE_CODE_FLT)
701       || (TYPE_CODE (regtype) == TYPE_CODE_UNION
702           && TYPE_NFIELDS (regtype) == 3
703           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 0)) == TYPE_CODE_FLT
704           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 1)) == TYPE_CODE_FLT
705           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 2)) == TYPE_CODE_FLT))
706     {
707       struct value_print_options opts;
708       const gdb_byte *valaddr = value_contents_for_printing (val);
709       enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (get_type_arch (regtype));
710
711       get_user_print_options (&opts);
712       opts.deref_ref = 1;
713
714       val_print (regtype,
715                  value_embedded_offset (val), 0,
716                  file, 0, val, &opts, current_language);
717
718       if (print_raw_format)
719         {
720           fprintf_filtered (file, "\t(raw ");
721           print_hex_chars (file, valaddr, TYPE_LENGTH (regtype), byte_order,
722                            true);
723           fprintf_filtered (file, ")");
724         }
725     }
726   else
727     {
728       struct value_print_options opts;
729
730       /* Print the register in hex.  */
731       get_formatted_print_options (&opts, 'x');
732       opts.deref_ref = 1;
733       val_print (regtype,
734                  value_embedded_offset (val), 0,
735                  file, 0, val, &opts, current_language);
736
737       if (print_raw_format)
738         {
739           if (regnum == RISCV_CSR_MSTATUS_REGNUM)
740             {
741               LONGEST d;
742               int size = register_size (gdbarch, regnum);
743               unsigned xlen;
744
745               d = value_as_long (val);
746               xlen = size * 4;
747               fprintf_filtered (file,
748                                 "\tSD:%X VM:%02X MXR:%X PUM:%X MPRV:%X XS:%X "
749                                 "FS:%X MPP:%x HPP:%X SPP:%X MPIE:%X HPIE:%X "
750                                 "SPIE:%X UPIE:%X MIE:%X HIE:%X SIE:%X UIE:%X",
751                                 (int) ((d >> (xlen - 1)) & 0x1),
752                                 (int) ((d >> 24) & 0x1f),
753                                 (int) ((d >> 19) & 0x1),
754                                 (int) ((d >> 18) & 0x1),
755                                 (int) ((d >> 17) & 0x1),
756                                 (int) ((d >> 15) & 0x3),
757                                 (int) ((d >> 13) & 0x3),
758                                 (int) ((d >> 11) & 0x3),
759                                 (int) ((d >> 9) & 0x3),
760                                 (int) ((d >> 8) & 0x1),
761                                 (int) ((d >> 7) & 0x1),
762                                 (int) ((d >> 6) & 0x1),
763                                 (int) ((d >> 5) & 0x1),
764                                 (int) ((d >> 4) & 0x1),
765                                 (int) ((d >> 3) & 0x1),
766                                 (int) ((d >> 2) & 0x1),
767                                 (int) ((d >> 1) & 0x1),
768                                 (int) ((d >> 0) & 0x1));
769             }
770           else if (regnum == RISCV_CSR_MISA_REGNUM)
771             {
772               int base;
773               unsigned xlen, i;
774               LONGEST d;
775
776               d = value_as_long (val);
777               base = d >> 30;
778               xlen = 16;
779
780               for (; base > 0; base--)
781                 xlen *= 2;
782               fprintf_filtered (file, "\tRV%d", xlen);
783
784               for (i = 0; i < 26; i++)
785                 {
786                   if (d & (1 << i))
787                     fprintf_filtered (file, "%c", 'A' + i);
788                 }
789             }
790           else if (regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM
791                    || regnum == RISCV_CSR_FFLAGS_REGNUM
792                    || regnum == RISCV_CSR_FRM_REGNUM)
793             {
794               LONGEST d;
795
796               d = value_as_long (val);
797
798               fprintf_filtered (file, "\t");
799               if (regnum != RISCV_CSR_FRM_REGNUM)
800                 fprintf_filtered (file,
801                                   "RD:%01X NV:%d DZ:%d OF:%d UF:%d NX:%d",
802                                   (int) ((d >> 5) & 0x7),
803                                   (int) ((d >> 4) & 0x1),
804                                   (int) ((d >> 3) & 0x1),
805                                   (int) ((d >> 2) & 0x1),
806                                   (int) ((d >> 1) & 0x1),
807                                   (int) ((d >> 0) & 0x1));
808
809               if (regnum != RISCV_CSR_FFLAGS_REGNUM)
810                 {
811                   static const char * const sfrm[] =
812                     {
813                       "RNE (round to nearest; ties to even)",
814                       "RTZ (Round towards zero)",
815                       "RDN (Round down towards -INF)",
816                       "RUP (Round up towards +INF)",
817                       "RMM (Round to nearest; ties to max magnitude)",
818                       "INVALID[5]",
819                       "INVALID[6]",
820                       "dynamic rounding mode",
821                     };
822                   int frm = ((regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM)
823                              ? (d >> 5) : d) & 0x3;
824
825                   fprintf_filtered (file, "%sFRM:%i [%s]",
826                                     (regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM
827                                      ? " " : ""),
828                                     frm, sfrm[frm]);
829                 }
830             }
831           else if (regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
832             {
833               LONGEST d;
834               uint8_t priv;
835
836               d = value_as_long (val);
837               priv = d & 0xff;
838
839               if (priv < 4)
840                 {
841                   static const char * const sprv[] =
842                     {
843                       "User/Application",
844                       "Supervisor",
845                       "Hypervisor",
846                       "Machine"
847                     };
848                   fprintf_filtered (file, "\tprv:%d [%s]",
849                                     priv, sprv[priv]);
850                 }
851               else
852                 fprintf_filtered (file, "\tprv:%d [INVALID]", priv);
853             }
854           else
855             {
856               /* If not a vector register, print it also according to its
857                  natural format.  */
858               if (TYPE_VECTOR (regtype) == 0)
859                 {
860                   get_user_print_options (&opts);
861                   opts.deref_ref = 1;
862                   fprintf_filtered (file, "\t");
863                   val_print (regtype,
864                              value_embedded_offset (val), 0,
865                              file, 0, val, &opts, current_language);
866                 }
867             }
868         }
869     }
870   fprintf_filtered (file, "\n");
871 }
872
873 /* Return true if REGNUM is a valid CSR register.  The CSR register space
874    is sparsely populated, so not every number is a named CSR.  */
875
876 static bool
877 riscv_is_regnum_a_named_csr (int regnum)
878 {
879   gdb_assert (regnum >= RISCV_FIRST_CSR_REGNUM
880               && regnum <= RISCV_LAST_CSR_REGNUM);
881
882   switch (regnum)
883     {
884 #define DECLARE_CSR(name, num) case RISCV_ ## num ## _REGNUM:
885 #include "opcode/riscv-opc.h"
886 #undef DECLARE_CSR
887       return true;
888
889     default:
890       return false;
891     }
892 }
893
894 /* Implement the register_reggroup_p gdbarch method.  Is REGNUM a member
895    of REGGROUP?  */
896
897 static int
898 riscv_register_reggroup_p (struct gdbarch  *gdbarch, int regnum,
899                            struct reggroup *reggroup)
900 {
901   /* Used by 'info registers' and 'info registers <groupname>'.  */
902
903   if (gdbarch_register_name (gdbarch, regnum) == NULL
904       || gdbarch_register_name (gdbarch, regnum)[0] == '\0')
905     return 0;
906
907   if (reggroup == all_reggroup)
908     {
909       if (regnum < RISCV_FIRST_CSR_REGNUM || regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
910         return 1;
911       if (riscv_is_regnum_a_named_csr (regnum))
912         return 1;
913       return 0;
914     }
915   else if (reggroup == float_reggroup)
916     return (riscv_is_fp_regno_p (regnum)
917             || regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM
918             || regnum == RISCV_CSR_FFLAGS_REGNUM
919             || regnum == RISCV_CSR_FRM_REGNUM);
920   else if (reggroup == general_reggroup)
921     return regnum < RISCV_FIRST_FP_REGNUM;
922   else if (reggroup == restore_reggroup || reggroup == save_reggroup)
923     {
924       if (riscv_has_fp_regs (gdbarch))
925         return regnum <= RISCV_LAST_FP_REGNUM;
926       else
927         return regnum < RISCV_FIRST_FP_REGNUM;
928     }
929   else if (reggroup == system_reggroup)
930     {
931       if (regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
932         return 1;
933       if (regnum < RISCV_FIRST_CSR_REGNUM || regnum > RISCV_LAST_CSR_REGNUM)
934         return 0;
935       if (riscv_is_regnum_a_named_csr (regnum))
936         return 1;
937       return 0;
938     }
939   else if (reggroup == vector_reggroup)
940     return 0;
941   else
942     return 0;
943 }
944
945 /* Implement the print_registers_info gdbarch method.  This is used by
946    'info registers' and 'info all-registers'.  */
947
948 static void
949 riscv_print_registers_info (struct gdbarch *gdbarch,
950                             struct ui_file *file,
951                             struct frame_info *frame,
952                             int regnum, int print_all)
953 {
954   if (regnum != -1)
955     {
956       /* Print one specified register.  */
957       gdb_assert (regnum <= RISCV_LAST_REGNUM);
958       if (gdbarch_register_name (gdbarch, regnum) == NULL
959           || *(gdbarch_register_name (gdbarch, regnum)) == '\0')
960         error (_("Not a valid register for the current processor type"));
961       riscv_print_one_register_info (gdbarch, file, frame, regnum);
962     }
963   else
964     {
965       struct reggroup *reggroup;
966
967       if (print_all)
968         reggroup = all_reggroup;
969       else
970         reggroup = general_reggroup;
971
972       for (regnum = 0; regnum <= RISCV_LAST_REGNUM; ++regnum)
973         {
974           /* Zero never changes, so might as well hide by default.  */
975           if (regnum == RISCV_ZERO_REGNUM && !print_all)
976             continue;
977
978           /* Registers with no name are not valid on this ISA.  */
979           if (gdbarch_register_name (gdbarch, regnum) == NULL
980               || *(gdbarch_register_name (gdbarch, regnum)) == '\0')
981             continue;
982
983           /* Is the register in the group we're interested in?  */
984           if (!riscv_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, reggroup))
985             continue;
986
987           riscv_print_one_register_info (gdbarch, file, frame, regnum);
988         }
989     }
990 }
991
992 /* Class that handles one decoded RiscV instruction.  */
993
994 class riscv_insn
995 {
996 public:
997
998   /* Enum of all the opcodes that GDB cares about during the prologue scan.  */
999   enum opcode
1000     {
1001       /* Unknown value is used at initialisation time.  */
1002       UNKNOWN = 0,
1003
1004       /* These instructions are all the ones we are interested in during the
1005          prologue scan.  */
1006       ADD,
1007       ADDI,
1008       ADDIW,
1009       ADDW,
1010       AUIPC,
1011       LUI,
1012       SD,
1013       SW,
1014       /* These are needed for software breakopint support.  */
1015       JAL,
1016       JALR,
1017       BEQ,
1018       BNE,
1019       BLT,
1020       BGE,
1021       BLTU,
1022       BGEU,
1023       /* These are needed for stepping over atomic sequences.  */
1024       LR,
1025       SC,
1026
1027       /* Other instructions are not interesting during the prologue scan, and
1028          are ignored.  */
1029       OTHER
1030     };
1031
1032   riscv_insn ()
1033     : m_length (0),
1034       m_opcode (OTHER),
1035       m_rd (0),
1036       m_rs1 (0),
1037       m_rs2 (0)
1038   {
1039     /* Nothing.  */
1040   }
1041
1042   void decode (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc);
1043
1044   /* Get the length of the instruction in bytes.  */
1045   int length () const
1046   { return m_length; }
1047
1048   /* Get the opcode for this instruction.  */
1049   enum opcode opcode () const
1050   { return m_opcode; }
1051
1052   /* Get destination register field for this instruction.  This is only
1053      valid if the OPCODE implies there is such a field for this
1054      instruction.  */
1055   int rd () const
1056   { return m_rd; }
1057
1058   /* Get the RS1 register field for this instruction.  This is only valid
1059      if the OPCODE implies there is such a field for this instruction.  */
1060   int rs1 () const
1061   { return m_rs1; }
1062
1063   /* Get the RS2 register field for this instruction.  This is only valid
1064      if the OPCODE implies there is such a field for this instruction.  */
1065   int rs2 () const
1066   { return m_rs2; }
1067
1068   /* Get the immediate for this instruction in signed form.  This is only
1069      valid if the OPCODE implies there is such a field for this
1070      instruction.  */
1071   int imm_signed () const
1072   { return m_imm.s; }
1073
1074 private:
1075
1076   /* Extract 5 bit register field at OFFSET from instruction OPCODE.  */
1077   int decode_register_index (unsigned long opcode, int offset)
1078   {
1079     return (opcode >> offset) & 0x1F;
1080   }
1081
1082   /* Extract 5 bit register field at OFFSET from instruction OPCODE.  */
1083   int decode_register_index_short (unsigned long opcode, int offset)
1084   {
1085     return ((opcode >> offset) & 0x7) + 8;
1086   }
1087
1088   /* Helper for DECODE, decode 32-bit R-type instruction.  */
1089   void decode_r_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1090   {
1091     m_opcode = opcode;
1092     m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1093     m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS1);
1094     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS2);
1095   }
1096
1097   /* Helper for DECODE, decode 16-bit compressed R-type instruction.  */
1098   void decode_cr_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1099   {
1100     m_opcode = opcode;
1101     m_rd = m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS1S);
1102     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS2);
1103   }
1104
1105   /* Helper for DECODE, decode 32-bit I-type instruction.  */
1106   void decode_i_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1107   {
1108     m_opcode = opcode;
1109     m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1110     m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS1);
1111     m_imm.s = EXTRACT_ITYPE_IMM (ival);
1112   }
1113
1114   /* Helper for DECODE, decode 16-bit compressed I-type instruction.  */
1115   void decode_ci_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1116   {
1117     m_opcode = opcode;
1118     m_rd = m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS1S);
1119     m_imm.s = EXTRACT_RVC_IMM (ival);
1120   }
1121
1122   /* Helper for DECODE, decode 32-bit S-type instruction.  */
1123   void decode_s_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1124   {
1125     m_opcode = opcode;
1126     m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS1);
1127     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS2);
1128     m_imm.s = EXTRACT_STYPE_IMM (ival);
1129   }
1130
1131   /* Helper for DECODE, decode 16-bit CS-type instruction.  The immediate
1132      encoding is different for each CS format instruction, so extracting
1133      the immediate is left up to the caller, who should pass the extracted
1134      immediate value through in IMM.  */
1135   void decode_cs_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival, int imm)
1136   {
1137     m_opcode = opcode;
1138     m_imm.s = imm;
1139     m_rs1 = decode_register_index_short (ival, OP_SH_CRS1S);
1140     m_rs2 = decode_register_index_short (ival, OP_SH_CRS2S);
1141   }
1142
1143   /* Helper for DECODE, decode 16-bit CSS-type instruction.  The immediate
1144      encoding is different for each CSS format instruction, so extracting
1145      the immediate is left up to the caller, who should pass the extracted
1146      immediate value through in IMM.  */
1147   void decode_css_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival, int imm)
1148   {
1149     m_opcode = opcode;
1150     m_imm.s = imm;
1151     m_rs1 = RISCV_SP_REGNUM;
1152     /* Not a compressed register number in this case.  */
1153     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS2);
1154   }
1155
1156   /* Helper for DECODE, decode 32-bit U-type instruction.  */
1157   void decode_u_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1158   {
1159     m_opcode = opcode;
1160     m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1161     m_imm.s = EXTRACT_UTYPE_IMM (ival);
1162   }
1163
1164   /* Helper for DECODE, decode 32-bit J-type instruction.  */
1165   void decode_j_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1166   {
1167     m_opcode = opcode;
1168     m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1169     m_imm.s = EXTRACT_UJTYPE_IMM (ival);
1170   }
1171
1172   /* Helper for DECODE, decode 32-bit J-type instruction.  */
1173   void decode_cj_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1174   {
1175     m_opcode = opcode;
1176     m_imm.s = EXTRACT_RVC_J_IMM (ival);
1177   }
1178
1179   void decode_b_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1180   {
1181     m_opcode = opcode;
1182     m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS1);
1183     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS2);
1184     m_imm.s = EXTRACT_SBTYPE_IMM (ival);
1185   }
1186
1187   void decode_cb_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1188   {
1189     m_opcode = opcode;
1190     m_rs1 = decode_register_index_short (ival, OP_SH_CRS1S);
1191     m_imm.s = EXTRACT_RVC_B_IMM (ival);
1192   }
1193
1194   /* Fetch instruction from target memory at ADDR, return the content of
1195      the instruction, and update LEN with the instruction length.  */
1196   static ULONGEST fetch_instruction (struct gdbarch *gdbarch,
1197                                      CORE_ADDR addr, int *len);
1198
1199   /* The length of the instruction in bytes.  Should be 2 or 4.  */
1200   int m_length;
1201
1202   /* The instruction opcode.  */
1203   enum opcode m_opcode;
1204
1205   /* The three possible registers an instruction might reference.  Not
1206      every instruction fills in all of these registers.  Which fields are
1207      valid depends on the opcode.  The naming of these fields matches the
1208      naming in the riscv isa manual.  */
1209   int m_rd;
1210   int m_rs1;
1211   int m_rs2;
1212
1213   /* Possible instruction immediate.  This is only valid if the instruction
1214      format contains an immediate, not all instruction, whether this is
1215      valid depends on the opcode.  Despite only having one format for now
1216      the immediate is packed into a union, later instructions might require
1217      an unsigned formatted immediate, having the union in place now will
1218      reduce the need for code churn later.  */
1219   union riscv_insn_immediate
1220   {
1221     riscv_insn_immediate ()
1222       : s (0)
1223     {
1224       /* Nothing.  */
1225     }
1226
1227     int s;
1228   } m_imm;
1229 };
1230
1231 /* Fetch instruction from target memory at ADDR, return the content of the
1232    instruction, and update LEN with the instruction length.  */
1233
1234 ULONGEST
1235 riscv_insn::fetch_instruction (struct gdbarch *gdbarch,
1236                                CORE_ADDR addr, int *len)
1237 {
1238   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
1239   gdb_byte buf[8];
1240   int instlen, status;
1241
1242   /* All insns are at least 16 bits.  */
1243   status = target_read_memory (addr, buf, 2);
1244   if (status)
1245     memory_error (TARGET_XFER_E_IO, addr);
1246
1247   /* If we need more, grab it now.  */
1248   instlen = riscv_insn_length (buf[0]);
1249   gdb_assert (instlen <= sizeof (buf));
1250   *len = instlen;
1251
1252   if (instlen > 2)
1253     {
1254       status = target_read_memory (addr + 2, buf + 2, instlen - 2);
1255       if (status)
1256         memory_error (TARGET_XFER_E_IO, addr + 2);
1257     }
1258
1259   return extract_unsigned_integer (buf, instlen, byte_order);
1260 }
1261
1262 /* Fetch from target memory an instruction at PC and decode it.  This can
1263    throw an error if the memory access fails, callers are responsible for
1264    handling this error if that is appropriate.  */
1265
1266 void
1267 riscv_insn::decode (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
1268 {
1269   ULONGEST ival;
1270
1271   /* Fetch the instruction, and the instructions length.  */
1272   ival = fetch_instruction (gdbarch, pc, &m_length);
1273
1274   if (m_length == 4)
1275     {
1276       if (is_add_insn (ival))
1277         decode_r_type_insn (ADD, ival);
1278       else if (is_addw_insn (ival))
1279         decode_r_type_insn (ADDW, ival);
1280       else if (is_addi_insn (ival))
1281         decode_i_type_insn (ADDI, ival);
1282       else if (is_addiw_insn (ival))
1283         decode_i_type_insn (ADDIW, ival);
1284       else if (is_auipc_insn (ival))
1285         decode_u_type_insn (AUIPC, ival);
1286       else if (is_lui_insn (ival))
1287         decode_u_type_insn (LUI, ival);
1288       else if (is_sd_insn (ival))
1289         decode_s_type_insn (SD, ival);
1290       else if (is_sw_insn (ival))
1291         decode_s_type_insn (SW, ival);
1292       else if (is_jal_insn (ival))
1293         decode_j_type_insn (JAL, ival);
1294       else if (is_jalr_insn (ival))
1295         decode_i_type_insn (JALR, ival);
1296       else if (is_beq_insn (ival))
1297         decode_b_type_insn (BEQ, ival);
1298       else if (is_bne_insn (ival))
1299         decode_b_type_insn (BNE, ival);
1300       else if (is_blt_insn (ival))
1301         decode_b_type_insn (BLT, ival);
1302       else if (is_bge_insn (ival))
1303         decode_b_type_insn (BGE, ival);
1304       else if (is_bltu_insn (ival))
1305         decode_b_type_insn (BLTU, ival);
1306       else if (is_bgeu_insn (ival))
1307         decode_b_type_insn (BGEU, ival);
1308       else if (is_lr_w_insn (ival))
1309         decode_r_type_insn (LR, ival);
1310       else if (is_lr_d_insn (ival))
1311         decode_r_type_insn (LR, ival);
1312       else if (is_sc_w_insn (ival))
1313         decode_r_type_insn (SC, ival);
1314       else if (is_sc_d_insn (ival))
1315         decode_r_type_insn (SC, ival);
1316       else
1317         /* None of the other fields are valid in this case.  */
1318         m_opcode = OTHER;
1319     }
1320   else if (m_length == 2)
1321     {
1322       int xlen = riscv_isa_xlen (gdbarch);
1323
1324       /* C_ADD and C_JALR have the same opcode.  If RS2 is 0, then this is a
1325          C_JALR.  So must try to match C_JALR first as it has more bits in
1326          mask.  */
1327       if (is_c_jalr_insn (ival))
1328         decode_cr_type_insn (JALR, ival);
1329       else if (is_c_add_insn (ival))
1330         decode_cr_type_insn (ADD, ival);
1331       /* C_ADDW is RV64 and RV128 only.  */
1332       else if (xlen != 4 && is_c_addw_insn (ival))
1333         decode_cr_type_insn (ADDW, ival);
1334       else if (is_c_addi_insn (ival))
1335         decode_ci_type_insn (ADDI, ival);
1336       /* C_ADDIW and C_JAL have the same opcode.  C_ADDIW is RV64 and RV128
1337          only and C_JAL is RV32 only.  */
1338       else if (xlen != 4 && is_c_addiw_insn (ival))
1339         decode_ci_type_insn (ADDIW, ival);
1340       else if (xlen == 4 && is_c_jal_insn (ival))
1341         decode_cj_type_insn (JAL, ival);
1342       /* C_ADDI16SP and C_LUI have the same opcode.  If RD is 2, then this is a
1343          C_ADDI16SP.  So must try to match C_ADDI16SP first as it has more bits
1344          in mask.  */
1345       else if (is_c_addi16sp_insn (ival))
1346         {
1347           m_opcode = ADDI;
1348           m_rd = m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1349           m_imm.s = EXTRACT_RVC_ADDI16SP_IMM (ival);
1350         }
1351       else if (is_c_addi4spn_insn (ival))
1352         {
1353           m_opcode = ADDI;
1354           m_rd = decode_register_index_short (ival, OP_SH_CRS2S);
1355           m_rs1 = RISCV_SP_REGNUM;
1356           m_imm.s = EXTRACT_RVC_ADDI4SPN_IMM (ival);
1357         }
1358       else if (is_c_lui_insn (ival))
1359         {
1360           m_opcode = LUI;
1361           m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS1S);
1362           m_imm.s = EXTRACT_RVC_LUI_IMM (ival);
1363         }
1364       /* C_SD and C_FSW have the same opcode.  C_SD is RV64 and RV128 only,
1365          and C_FSW is RV32 only.  */
1366       else if (xlen != 4 && is_c_sd_insn (ival))
1367         decode_cs_type_insn (SD, ival, EXTRACT_RVC_LD_IMM (ival));
1368       else if (is_c_sw_insn (ival))
1369         decode_cs_type_insn (SW, ival, EXTRACT_RVC_LW_IMM (ival));
1370       else if (is_c_swsp_insn (ival))
1371         decode_css_type_insn (SW, ival, EXTRACT_RVC_SWSP_IMM (ival));
1372       else if (xlen != 4 && is_c_sdsp_insn (ival))
1373         decode_css_type_insn (SW, ival, EXTRACT_RVC_SDSP_IMM (ival));
1374       /* C_JR and C_MV have the same opcode.  If RS2 is 0, then this is a C_JR.
1375          So must try to match C_JR first as it ahs more bits in mask.  */
1376       else if (is_c_jr_insn (ival))
1377         decode_cr_type_insn (JALR, ival);
1378       else if (is_c_j_insn (ival))
1379         decode_cj_type_insn (JAL, ival);
1380       else if (is_c_beqz_insn (ival))
1381         decode_cb_type_insn (BEQ, ival);
1382       else if (is_c_bnez_insn (ival))
1383         decode_cb_type_insn (BNE, ival);
1384       else
1385         /* None of the other fields of INSN are valid in this case.  */
1386         m_opcode = OTHER;
1387     }
1388   else
1389     internal_error (__FILE__, __LINE__,
1390                     _("unable to decode %d byte instructions in "
1391                       "prologue at %s"), m_length,
1392                     core_addr_to_string (pc));
1393 }
1394
1395 /* The prologue scanner.  This is currently only used for skipping the
1396    prologue of a function when the DWARF information is not sufficient.
1397    However, it is written with filling of the frame cache in mind, which
1398    is why different groups of stack setup instructions are split apart
1399    during the core of the inner loop.  In the future, the intention is to
1400    extend this function to fully support building up a frame cache that
1401    can unwind register values when there is no DWARF information.  */
1402
1403 static CORE_ADDR
1404 riscv_scan_prologue (struct gdbarch *gdbarch,
1405                      CORE_ADDR start_pc, CORE_ADDR end_pc,
1406                      struct riscv_unwind_cache *cache)
1407 {
1408   CORE_ADDR cur_pc, next_pc, after_prologue_pc;
1409   CORE_ADDR end_prologue_addr = 0;
1410
1411   /* Find an upper limit on the function prologue using the debug
1412      information.  If the debug information could not be used to provide
1413      that bound, then use an arbitrary large number as the upper bound.  */
1414   after_prologue_pc = skip_prologue_using_sal (gdbarch, start_pc);
1415   if (after_prologue_pc == 0)
1416     after_prologue_pc = start_pc + 100;   /* Arbitrary large number.  */
1417   if (after_prologue_pc < end_pc)
1418     end_pc = after_prologue_pc;
1419
1420   pv_t regs[RISCV_NUM_INTEGER_REGS]; /* Number of GPR.  */
1421   for (int regno = 0; regno < RISCV_NUM_INTEGER_REGS; regno++)
1422     regs[regno] = pv_register (regno, 0);
1423   pv_area stack (RISCV_SP_REGNUM, gdbarch_addr_bit (gdbarch));
1424
1425   if (riscv_debug_unwinder)
1426     fprintf_unfiltered
1427       (gdb_stdlog,
1428        "Prologue scan for function starting at %s (limit %s)\n",
1429        core_addr_to_string (start_pc),
1430        core_addr_to_string (end_pc));
1431
1432   for (next_pc = cur_pc = start_pc; cur_pc < end_pc; cur_pc = next_pc)
1433     {
1434       struct riscv_insn insn;
1435
1436       /* Decode the current instruction, and decide where the next
1437          instruction lives based on the size of this instruction.  */
1438       insn.decode (gdbarch, cur_pc);
1439       gdb_assert (insn.length () > 0);
1440       next_pc = cur_pc + insn.length ();
1441
1442       /* Look for common stack adjustment insns.  */
1443       if ((insn.opcode () == riscv_insn::ADDI
1444            || insn.opcode () == riscv_insn::ADDIW)
1445           && insn.rd () == RISCV_SP_REGNUM
1446           && insn.rs1 () == RISCV_SP_REGNUM)
1447         {
1448           /* Handle: addi sp, sp, -i
1449              or:     addiw sp, sp, -i  */
1450           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1451           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1452           regs[insn.rd ()]
1453             = pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], insn.imm_signed ());
1454         }
1455       else if ((insn.opcode () == riscv_insn::SW
1456                 || insn.opcode () == riscv_insn::SD)
1457                && (insn.rs1 () == RISCV_SP_REGNUM
1458                    || insn.rs1 () == RISCV_FP_REGNUM))
1459         {
1460           /* Handle: sw reg, offset(sp)
1461              or:     sd reg, offset(sp)
1462              or:     sw reg, offset(s0)
1463              or:     sd reg, offset(s0)  */
1464           /* Instruction storing a register onto the stack.  */
1465           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1466           gdb_assert (insn.rs2 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1467           stack.store (pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], insn.imm_signed ()),
1468                         (insn.opcode () == riscv_insn::SW ? 4 : 8),
1469                         regs[insn.rs2 ()]);
1470         }
1471       else if (insn.opcode () == riscv_insn::ADDI
1472                && insn.rd () == RISCV_FP_REGNUM
1473                && insn.rs1 () == RISCV_SP_REGNUM)
1474         {
1475           /* Handle: addi s0, sp, size  */
1476           /* Instructions setting up the frame pointer.  */
1477           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1478           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1479           regs[insn.rd ()]
1480             = pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], insn.imm_signed ());
1481         }
1482       else if ((insn.opcode () == riscv_insn::ADD
1483                 || insn.opcode () == riscv_insn::ADDW)
1484                && insn.rd () == RISCV_FP_REGNUM
1485                && insn.rs1 () == RISCV_SP_REGNUM
1486                && insn.rs2 () == RISCV_ZERO_REGNUM)
1487         {
1488           /* Handle: add s0, sp, 0
1489              or:     addw s0, sp, 0  */
1490           /* Instructions setting up the frame pointer.  */
1491           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1492           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1493           regs[insn.rd ()] = pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], 0);
1494         }
1495       else if ((insn.opcode () == riscv_insn::ADDI
1496                 && insn.rd () == RISCV_ZERO_REGNUM
1497                 && insn.rs1 () == RISCV_ZERO_REGNUM
1498                 && insn.imm_signed () == 0))
1499         {
1500           /* Handle: add x0, x0, 0   (NOP)  */
1501         }
1502       else if (insn.opcode () == riscv_insn::AUIPC)
1503         {
1504           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1505           regs[insn.rd ()] = pv_constant (cur_pc + insn.imm_signed ());
1506         }
1507       else if (insn.opcode () == riscv_insn::LUI)
1508         {
1509           /* Handle: lui REG, n
1510              Where REG is not gp register.  */
1511           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1512           regs[insn.rd ()] = pv_constant (insn.imm_signed ());
1513         }
1514       else if (insn.opcode () == riscv_insn::ADDI)
1515         {
1516           /* Handle: addi REG1, REG2, IMM  */
1517           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1518           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1519           regs[insn.rd ()]
1520             = pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], insn.imm_signed ());
1521         }
1522       else if (insn.opcode () == riscv_insn::ADD)
1523         {
1524           /* Handle: addi REG1, REG2, IMM  */
1525           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1526           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1527           gdb_assert (insn.rs2 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1528           regs[insn.rd ()] = pv_add (regs[insn.rs1 ()], regs[insn.rs2 ()]);
1529         }
1530       else
1531         {
1532           end_prologue_addr = cur_pc;
1533           break;
1534         }
1535     }
1536
1537   if (end_prologue_addr == 0)
1538     end_prologue_addr = cur_pc;
1539
1540   if (riscv_debug_unwinder)
1541     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "End of prologue at %s\n",
1542                         core_addr_to_string (end_prologue_addr));
1543
1544   if (cache != NULL)
1545     {
1546       /* Figure out if it is a frame pointer or just a stack pointer.  Also
1547          the offset held in the pv_t is from the original register value to
1548          the current value, which for a grows down stack means a negative
1549          value.  The FRAME_BASE_OFFSET is the negation of this, how to get
1550          from the current value to the original value.  */
1551       if (pv_is_register (regs[RISCV_FP_REGNUM], RISCV_SP_REGNUM))
1552         {
1553           cache->frame_base_reg = RISCV_FP_REGNUM;
1554           cache->frame_base_offset = -regs[RISCV_FP_REGNUM].k;
1555         }
1556       else
1557         {
1558           cache->frame_base_reg = RISCV_SP_REGNUM;
1559           cache->frame_base_offset = -regs[RISCV_SP_REGNUM].k;
1560         }
1561
1562       /* Assign offset from old SP to all saved registers.  As we don't
1563          have the previous value for the frame base register at this
1564          point, we store the offset as the address in the trad_frame, and
1565          then convert this to an actual address later.  */
1566       for (int i = 0; i <= RISCV_NUM_INTEGER_REGS; i++)
1567         {
1568           CORE_ADDR offset;
1569           if (stack.find_reg (gdbarch, i, &offset))
1570             {
1571               if (riscv_debug_unwinder)
1572                 fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1573                                     "Register $%s at stack offset %ld\n",
1574                                     gdbarch_register_name (gdbarch, i),
1575                                     offset);
1576               trad_frame_set_addr (cache->regs, i, offset);
1577             }
1578         }
1579     }
1580
1581   return end_prologue_addr;
1582 }
1583
1584 /* Implement the riscv_skip_prologue gdbarch method.  */
1585
1586 static CORE_ADDR
1587 riscv_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
1588 {
1589   CORE_ADDR func_addr;
1590
1591   /* See if we can determine the end of the prologue via the symbol
1592      table.  If so, then return either PC, or the PC after the
1593      prologue, whichever is greater.  */
1594   if (find_pc_partial_function (pc, NULL, &func_addr, NULL))
1595     {
1596       CORE_ADDR post_prologue_pc
1597         = skip_prologue_using_sal (gdbarch, func_addr);
1598
1599       if (post_prologue_pc != 0)
1600         return std::max (pc, post_prologue_pc);
1601     }
1602
1603   /* Can't determine prologue from the symbol table, need to examine
1604      instructions.  Pass -1 for the end address to indicate the prologue
1605      scanner can scan as far as it needs to find the end of the prologue.  */
1606   return riscv_scan_prologue (gdbarch, pc, ((CORE_ADDR) -1), NULL);
1607 }
1608
1609 /* Implement the gdbarch push dummy code callback.  */
1610
1611 static CORE_ADDR
1612 riscv_push_dummy_code (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR sp,
1613                        CORE_ADDR funaddr, struct value **args, int nargs,
1614                        struct type *value_type, CORE_ADDR *real_pc,
1615                        CORE_ADDR *bp_addr, struct regcache *regcache)
1616 {
1617   /* Allocate space for a breakpoint, and keep the stack correctly
1618      aligned.  */
1619   sp -= 16;
1620   *bp_addr = sp;
1621   *real_pc = funaddr;
1622   return sp;
1623 }
1624
1625 /* Compute the alignment of the type T.  Used while setting up the
1626    arguments for a dummy call.  */
1627
1628 static int
1629 riscv_type_alignment (struct type *t)
1630 {
1631   t = check_typedef (t);
1632   switch (TYPE_CODE (t))
1633     {
1634     default:
1635       error (_("Could not compute alignment of type"));
1636
1637     case TYPE_CODE_RVALUE_REF:
1638     case TYPE_CODE_PTR:
1639     case TYPE_CODE_ENUM:
1640     case TYPE_CODE_INT:
1641     case TYPE_CODE_FLT:
1642     case TYPE_CODE_REF:
1643     case TYPE_CODE_CHAR:
1644     case TYPE_CODE_BOOL:
1645       return TYPE_LENGTH (t);
1646
1647     case TYPE_CODE_ARRAY:
1648       if (TYPE_VECTOR (t))
1649         return std::min (TYPE_LENGTH (t), (unsigned) BIGGEST_ALIGNMENT);
1650       /* FALLTHROUGH */
1651
1652     case TYPE_CODE_COMPLEX:
1653       return riscv_type_alignment (TYPE_TARGET_TYPE (t));
1654
1655     case TYPE_CODE_STRUCT:
1656     case TYPE_CODE_UNION:
1657       {
1658         int i;
1659         int align = 1;
1660
1661         for (i = 0; i < TYPE_NFIELDS (t); ++i)
1662           {
1663             if (TYPE_FIELD_LOC_KIND (t, i) == FIELD_LOC_KIND_BITPOS)
1664               {
1665                 int a = riscv_type_alignment (TYPE_FIELD_TYPE (t, i));
1666                 if (a > align)
1667                   align = a;
1668               }
1669           }
1670         return align;
1671       }
1672     }
1673 }
1674
1675 /* Holds information about a single argument either being passed to an
1676    inferior function, or returned from an inferior function.  This includes
1677    information about the size, type, etc of the argument, and also
1678    information about how the argument will be passed (or returned).  */
1679
1680 struct riscv_arg_info
1681 {
1682   /* Contents of the argument.  */
1683   const gdb_byte *contents;
1684
1685   /* Length of argument.  */
1686   int length;
1687
1688   /* Alignment required for an argument of this type.  */
1689   int align;
1690
1691   /* The type for this argument.  */
1692   struct type *type;
1693
1694   /* Each argument can have either 1 or 2 locations assigned to it.  Each
1695      location describes where part of the argument will be placed.  The
1696      second location is valid based on the LOC_TYPE and C_LENGTH fields
1697      of the first location (which is always valid).  */
1698   struct location
1699   {
1700     /* What type of location this is.  */
1701     enum location_type
1702       {
1703        /* Argument passed in a register.  */
1704        in_reg,
1705
1706        /* Argument passed as an on stack argument.  */
1707        on_stack,
1708
1709        /* Argument passed by reference.  The second location is always
1710           valid for a BY_REF argument, and describes where the address
1711           of the BY_REF argument should be placed.  */
1712        by_ref
1713       } loc_type;
1714
1715     /* Information that depends on the location type.  */
1716     union
1717     {
1718       /* Which register number to use.  */
1719       int regno;
1720
1721       /* The offset into the stack region.  */
1722       int offset;
1723     } loc_data;
1724
1725     /* The length of contents covered by this location.  If this is less
1726        than the total length of the argument, then the second location
1727        will be valid, and will describe where the rest of the argument
1728        will go.  */
1729     int c_length;
1730
1731     /* The offset within CONTENTS for this part of the argument.  Will
1732        always be 0 for the first part.  For the second part of the
1733        argument, this might be the C_LENGTH value of the first part,
1734        however, if we are passing a structure in two registers, and there's
1735        is padding between the first and second field, then this offset
1736        might be greater than the length of the first argument part.  When
1737        the second argument location is not holding part of the argument
1738        value, but is instead holding the address of a reference argument,
1739        then this offset will be set to 0.  */
1740     int c_offset;
1741   } argloc[2];
1742
1743   /* TRUE if this is an unnamed argument.  */
1744   bool is_unnamed;
1745 };
1746
1747 /* Information about a set of registers being used for passing arguments as
1748    part of a function call.  The register set must be numerically
1749    sequential from NEXT_REGNUM to LAST_REGNUM.  The register set can be
1750    disabled from use by setting NEXT_REGNUM greater than LAST_REGNUM.  */
1751
1752 struct riscv_arg_reg
1753 {
1754   riscv_arg_reg (int first, int last)
1755     : next_regnum (first),
1756       last_regnum (last)
1757   {
1758     /* Nothing.  */
1759   }
1760
1761   /* The GDB register number to use in this set.  */
1762   int next_regnum;
1763
1764   /* The last GDB register number to use in this set.  */
1765   int last_regnum;
1766 };
1767
1768 /* Arguments can be passed as on stack arguments, or by reference.  The
1769    on stack arguments must be in a continuous region starting from $sp,
1770    while the by reference arguments can be anywhere, but we'll put them
1771    on the stack after (at higher address) the on stack arguments.
1772
1773    This might not be the right approach to take.  The ABI is clear that
1774    an argument passed by reference can be modified by the callee, which
1775    us placing the argument (temporarily) onto the stack will not achieve
1776    (changes will be lost).  There's also the possibility that very large
1777    arguments could overflow the stack.
1778
1779    This struct is used to track offset into these two areas for where
1780    arguments are to be placed.  */
1781 struct riscv_memory_offsets
1782 {
1783   riscv_memory_offsets ()
1784     : arg_offset (0),
1785       ref_offset (0)
1786   {
1787     /* Nothing.  */
1788   }
1789
1790   /* Offset into on stack argument area.  */
1791   int arg_offset;
1792
1793   /* Offset into the pass by reference area.  */
1794   int ref_offset;
1795 };
1796
1797 /* Holds information about where arguments to a call will be placed.  This
1798    is updated as arguments are added onto the call, and can be used to
1799    figure out where the next argument should be placed.  */
1800
1801 struct riscv_call_info
1802 {
1803   riscv_call_info (struct gdbarch *gdbarch)
1804     : int_regs (RISCV_A0_REGNUM, RISCV_A0_REGNUM + 7),
1805       float_regs (RISCV_FA0_REGNUM, RISCV_FA0_REGNUM + 7)
1806   {
1807     xlen = riscv_isa_xlen (gdbarch);
1808     flen = riscv_isa_flen (gdbarch);
1809
1810     /* Disable use of floating point registers if needed.  */
1811     if (!riscv_has_fp_abi (gdbarch))
1812       float_regs.next_regnum = float_regs.last_regnum + 1;
1813   }
1814
1815   /* Track the memory areas used for holding in-memory arguments to a
1816      call.  */
1817   struct riscv_memory_offsets memory;
1818
1819   /* Holds information about the next integer register to use for passing
1820      an argument.  */
1821   struct riscv_arg_reg int_regs;
1822
1823   /* Holds information about the next floating point register to use for
1824      passing an argument.  */
1825   struct riscv_arg_reg float_regs;
1826
1827   /* The XLEN and FLEN are copied in to this structure for convenience, and
1828      are just the results of calling RISCV_ISA_XLEN and RISCV_ISA_FLEN.  */
1829   int xlen;
1830   int flen;
1831 };
1832
1833 /* Return the number of registers available for use as parameters in the
1834    register set REG.  Returned value can be 0 or more.  */
1835
1836 static int
1837 riscv_arg_regs_available (struct riscv_arg_reg *reg)
1838 {
1839   if (reg->next_regnum > reg->last_regnum)
1840     return 0;
1841
1842   return (reg->last_regnum - reg->next_regnum + 1);
1843 }
1844
1845 /* If there is at least one register available in the register set REG then
1846    the next register from REG is assigned to LOC and the length field of
1847    LOC is updated to LENGTH.  The register set REG is updated to indicate
1848    that the assigned register is no longer available and the function
1849    returns true.
1850
1851    If there are no registers available in REG then the function returns
1852    false, and LOC and REG are unchanged.  */
1853
1854 static bool
1855 riscv_assign_reg_location (struct riscv_arg_info::location *loc,
1856                            struct riscv_arg_reg *reg,
1857                            int length, int offset)
1858 {
1859   if (reg->next_regnum <= reg->last_regnum)
1860     {
1861       loc->loc_type = riscv_arg_info::location::in_reg;
1862       loc->loc_data.regno = reg->next_regnum;
1863       reg->next_regnum++;
1864       loc->c_length = length;
1865       loc->c_offset = offset;
1866       return true;
1867     }
1868
1869   return false;
1870 }
1871
1872 /* Assign LOC a location as the next stack parameter, and update MEMORY to
1873    record that an area of stack has been used to hold the parameter
1874    described by LOC.
1875
1876    The length field of LOC is updated to LENGTH, the length of the
1877    parameter being stored, and ALIGN is the alignment required by the
1878    parameter, which will affect how memory is allocated out of MEMORY.  */
1879
1880 static void
1881 riscv_assign_stack_location (struct riscv_arg_info::location *loc,
1882                              struct riscv_memory_offsets *memory,
1883                              int length, int align)
1884 {
1885   loc->loc_type = riscv_arg_info::location::on_stack;
1886   memory->arg_offset
1887     = align_up (memory->arg_offset, align);
1888   loc->loc_data.offset = memory->arg_offset;
1889   memory->arg_offset += length;
1890   loc->c_length = length;
1891
1892   /* Offset is always 0, either we're the first location part, in which
1893      case we're reading content from the start of the argument, or we're
1894      passing the address of a reference argument, so 0.  */
1895   loc->c_offset = 0;
1896 }
1897
1898 /* Update AINFO, which describes an argument that should be passed or
1899    returned using the integer ABI.  The argloc fields within AINFO are
1900    updated to describe the location in which the argument will be passed to
1901    a function, or returned from a function.
1902
1903    The CINFO structure contains the ongoing call information, the holds
1904    information such as which argument registers are remaining to be
1905    assigned to parameter, and how much memory has been used by parameters
1906    so far.
1907
1908    By examining the state of CINFO a suitable location can be selected,
1909    and assigned to AINFO.  */
1910
1911 static void
1912 riscv_call_arg_scalar_int (struct riscv_arg_info *ainfo,
1913                            struct riscv_call_info *cinfo)
1914 {
1915   if (ainfo->length > (2 * cinfo->xlen))
1916     {
1917       /* Argument is going to be passed by reference.  */
1918       ainfo->argloc[0].loc_type
1919         = riscv_arg_info::location::by_ref;
1920       cinfo->memory.ref_offset
1921         = align_up (cinfo->memory.ref_offset, ainfo->align);
1922       ainfo->argloc[0].loc_data.offset = cinfo->memory.ref_offset;
1923       cinfo->memory.ref_offset += ainfo->length;
1924       ainfo->argloc[0].c_length = ainfo->length;
1925
1926       /* The second location for this argument is given over to holding the
1927          address of the by-reference data.  Pass 0 for the offset as this
1928          is not part of the actual argument value.  */
1929       if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
1930                                       &cinfo->int_regs,
1931                                       cinfo->xlen, 0))
1932         riscv_assign_stack_location (&ainfo->argloc[1],
1933                                      &cinfo->memory, cinfo->xlen,
1934                                      cinfo->xlen);
1935     }
1936   else
1937     {
1938       int len = std::min (ainfo->length, cinfo->xlen);
1939       int align = std::max (ainfo->align, cinfo->xlen);
1940
1941       /* Unnamed arguments in registers that require 2*XLEN alignment are
1942          passed in an aligned register pair.  */
1943       if (ainfo->is_unnamed && (align == cinfo->xlen * 2)
1944           && cinfo->int_regs.next_regnum & 1)
1945         cinfo->int_regs.next_regnum++;
1946
1947       if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
1948                                       &cinfo->int_regs, len, 0))
1949         riscv_assign_stack_location (&ainfo->argloc[0],
1950                                      &cinfo->memory, len, align);
1951
1952       if (len < ainfo->length)
1953         {
1954           len = ainfo->length - len;
1955           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
1956                                           &cinfo->int_regs, len,
1957                                           cinfo->xlen))
1958             riscv_assign_stack_location (&ainfo->argloc[1],
1959                                          &cinfo->memory, len, cinfo->xlen);
1960         }
1961     }
1962 }
1963
1964 /* Like RISCV_CALL_ARG_SCALAR_INT, except the argument described by AINFO
1965    is being passed with the floating point ABI.  */
1966
1967 static void
1968 riscv_call_arg_scalar_float (struct riscv_arg_info *ainfo,
1969                              struct riscv_call_info *cinfo)
1970 {
1971   if (ainfo->length > cinfo->flen)
1972     return riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
1973   else
1974     {
1975       if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
1976                                       &cinfo->float_regs,
1977                                       ainfo->length, 0))
1978         return riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
1979     }
1980 }
1981
1982 /* Like RISCV_CALL_ARG_SCALAR_INT, except the argument described by AINFO
1983    is a complex floating point argument, and is therefore handled
1984    differently to other argument types.  */
1985
1986 static void
1987 riscv_call_arg_complex_float (struct riscv_arg_info *ainfo,
1988                               struct riscv_call_info *cinfo)
1989 {
1990   if (ainfo->length <= (2 * cinfo->flen)
1991       && riscv_arg_regs_available (&cinfo->float_regs) >= 2)
1992     {
1993       bool result;
1994       int len = ainfo->length / 2;
1995
1996       result = riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
1997                                           &cinfo->float_regs, len, len);
1998       gdb_assert (result);
1999
2000       result = riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
2001                                           &cinfo->float_regs, len, len);
2002       gdb_assert (result);
2003     }
2004   else
2005     return riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
2006 }
2007
2008 /* A structure used for holding information about a structure type within
2009    the inferior program.  The RiscV ABI has special rules for handling some
2010    structures with a single field or with two fields.  The counting of
2011    fields here is done after flattening out all nested structures.  */
2012
2013 class riscv_struct_info
2014 {
2015 public:
2016   riscv_struct_info ()
2017     : m_number_of_fields (0),
2018       m_types { nullptr, nullptr }
2019   {
2020     /* Nothing.  */
2021   }
2022
2023   /* Analyse TYPE descending into nested structures, count the number of
2024      scalar fields and record the types of the first two fields found.  */
2025   void analyse (struct type *type);
2026
2027   /* The number of scalar fields found in the analysed type.  This is
2028      currently only accurate if the value returned is 0, 1, or 2 as the
2029      analysis stops counting when the number of fields is 3.  This is
2030      because the RiscV ABI only has special cases for 1 or 2 fields,
2031      anything else we just don't care about.  */
2032   int number_of_fields () const
2033   { return m_number_of_fields; }
2034
2035   /* Return the type for scalar field INDEX within the analysed type.  Will
2036      return nullptr if there is no field at that index.  Only INDEX values
2037      0 and 1 can be requested as the RiscV ABI only has special cases for
2038      structures with 1 or 2 fields.  */
2039   struct type *field_type (int index) const
2040   {
2041     gdb_assert (index < (sizeof (m_types) / sizeof (m_types[0])));
2042     return m_types[index];
2043   }
2044
2045 private:
2046   /* The number of scalar fields found within the structure after recursing
2047      into nested structures.  */
2048   int m_number_of_fields;
2049
2050   /* The types of the first two scalar fields found within the structure
2051      after recursing into nested structures.  */
2052   struct type *m_types[2];
2053 };
2054
2055 /* Analyse TYPE descending into nested structures, count the number of
2056    scalar fields and record the types of the first two fields found.  */
2057
2058 void
2059 riscv_struct_info::analyse (struct type *type)
2060 {
2061   unsigned int count = TYPE_NFIELDS (type);
2062   unsigned int i;
2063
2064   for (i = 0; i < count; ++i)
2065     {
2066       if (TYPE_FIELD_LOC_KIND (type, i) != FIELD_LOC_KIND_BITPOS)
2067         continue;
2068
2069       struct type *field_type = TYPE_FIELD_TYPE (type, i);
2070       field_type = check_typedef (field_type);
2071
2072       switch (TYPE_CODE (field_type))
2073         {
2074         case TYPE_CODE_STRUCT:
2075           analyse (field_type);
2076           break;
2077
2078         default:
2079           /* RiscV only flattens out structures.  Anything else does not
2080              need to be flattened, we just record the type, and when we
2081              look at the analysis results we'll realise this is not a
2082              structure we can special case, and pass the structure in
2083              memory.  */
2084           if (m_number_of_fields < 2)
2085             m_types[m_number_of_fields] = field_type;
2086           m_number_of_fields++;
2087           break;
2088         }
2089
2090       /* RiscV only has special handling for structures with 1 or 2 scalar
2091          fields, any more than that and the structure is just passed in
2092          memory.  We can safely drop out early when we find 3 or more
2093          fields then.  */
2094
2095       if (m_number_of_fields > 2)
2096         return;
2097     }
2098 }
2099
2100 /* Like RISCV_CALL_ARG_SCALAR_INT, except the argument described by AINFO
2101    is a structure.  Small structures on RiscV have some special case
2102    handling in order that the structure might be passed in register.
2103    Larger structures are passed in memory.  After assigning location
2104    information to AINFO, CINFO will have been updated.  */
2105
2106 static void
2107 riscv_call_arg_struct (struct riscv_arg_info *ainfo,
2108                        struct riscv_call_info *cinfo)
2109 {
2110   if (riscv_arg_regs_available (&cinfo->float_regs) >= 1)
2111     {
2112       struct riscv_struct_info sinfo;
2113
2114       sinfo.analyse (ainfo->type);
2115       if (sinfo.number_of_fields () == 1
2116           && TYPE_CODE (sinfo.field_type (0)) == TYPE_CODE_COMPLEX)
2117         {
2118           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2119                       == TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)));
2120           return riscv_call_arg_complex_float (ainfo, cinfo);
2121         }
2122
2123       if (sinfo.number_of_fields () == 1
2124           && TYPE_CODE (sinfo.field_type (0)) == TYPE_CODE_FLT)
2125         {
2126           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2127                       == TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)));
2128           return riscv_call_arg_scalar_float (ainfo, cinfo);
2129         }
2130
2131       if (sinfo.number_of_fields () == 2
2132           && TYPE_CODE (sinfo.field_type (0)) == TYPE_CODE_FLT
2133           && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)) <= cinfo->flen
2134           && TYPE_CODE (sinfo.field_type (1)) == TYPE_CODE_FLT
2135           && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1)) <= cinfo->flen
2136           && riscv_arg_regs_available (&cinfo->float_regs) >= 2)
2137         {
2138           int len0, len1, offset;
2139
2140           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type) <= (2 * cinfo->flen));
2141
2142           len0 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0));
2143           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
2144                                           &cinfo->float_regs, len0, 0))
2145             error (_("failed during argument setup"));
2146
2147           len1 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1));
2148           offset = align_up (len0, riscv_type_alignment (sinfo.field_type (1)));
2149           gdb_assert (len1 <= (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2150                                - TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0))));
2151
2152           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
2153                                           &cinfo->float_regs,
2154                                           len1, offset))
2155             error (_("failed during argument setup"));
2156           return;
2157         }
2158
2159       if (sinfo.number_of_fields () == 2
2160           && riscv_arg_regs_available (&cinfo->int_regs) >= 1
2161           && (TYPE_CODE (sinfo.field_type (0)) == TYPE_CODE_FLT
2162               && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)) <= cinfo->flen
2163               && is_integral_type (sinfo.field_type (1))
2164               && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1)) <= cinfo->xlen))
2165         {
2166           int len0, len1, offset;
2167
2168           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2169                       <= (cinfo->flen + cinfo->xlen));
2170
2171           len0 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0));
2172           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
2173                                           &cinfo->float_regs, len0, 0))
2174             error (_("failed during argument setup"));
2175
2176           len1 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1));
2177           offset = align_up (len0, riscv_type_alignment (sinfo.field_type (1)));
2178           gdb_assert (len1 <= cinfo->xlen);
2179           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
2180                                           &cinfo->int_regs, len1, offset))
2181             error (_("failed during argument setup"));
2182           return;
2183         }
2184
2185       if (sinfo.number_of_fields () == 2
2186           && riscv_arg_regs_available (&cinfo->int_regs) >= 1
2187           && (is_integral_type (sinfo.field_type (0))
2188               && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)) <= cinfo->xlen
2189               && TYPE_CODE (sinfo.field_type (1)) == TYPE_CODE_FLT
2190               && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1)) <= cinfo->flen))
2191         {
2192           int len0, len1, offset;
2193
2194           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2195                       <= (cinfo->flen + cinfo->xlen));
2196
2197           len0 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0));
2198           len1 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1));
2199           offset = align_up (len0, riscv_type_alignment (sinfo.field_type (1)));
2200
2201           gdb_assert (len0 <= cinfo->xlen);
2202           gdb_assert (len1 <= cinfo->flen);
2203
2204           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
2205                                           &cinfo->int_regs, len0, 0))
2206             error (_("failed during argument setup"));
2207
2208           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
2209                                           &cinfo->float_regs,
2210                                           len1, offset))
2211             error (_("failed during argument setup"));
2212
2213           return;
2214         }
2215     }
2216
2217   /* Non of the structure flattening cases apply, so we just pass using
2218      the integer ABI.  */
2219   ainfo->length = align_up (ainfo->length, cinfo->xlen);
2220   riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
2221 }
2222
2223 /* Assign a location to call (or return) argument AINFO, the location is
2224    selected from CINFO which holds information about what call argument
2225    locations are available for use next.  The TYPE is the type of the
2226    argument being passed, this information is recorded into AINFO (along
2227    with some additional information derived from the type).  IS_UNNAMED
2228    is true if this is an unnamed (stdarg) argument, this info is also
2229    recorded into AINFO.
2230
2231    After assigning a location to AINFO, CINFO will have been updated.  */
2232
2233 static void
2234 riscv_arg_location (struct gdbarch *gdbarch,
2235                     struct riscv_arg_info *ainfo,
2236                     struct riscv_call_info *cinfo,
2237                     struct type *type, bool is_unnamed)
2238 {
2239   ainfo->type = type;
2240   ainfo->length = TYPE_LENGTH (ainfo->type);
2241   ainfo->align = riscv_type_alignment (ainfo->type);
2242   ainfo->is_unnamed = is_unnamed;
2243   ainfo->contents = nullptr;
2244
2245   switch (TYPE_CODE (ainfo->type))
2246     {
2247     case TYPE_CODE_INT:
2248     case TYPE_CODE_BOOL:
2249     case TYPE_CODE_CHAR:
2250     case TYPE_CODE_RANGE:
2251     case TYPE_CODE_ENUM:
2252     case TYPE_CODE_PTR:
2253       if (ainfo->length <= cinfo->xlen)
2254         {
2255           ainfo->type = builtin_type (gdbarch)->builtin_long;
2256           ainfo->length = cinfo->xlen;
2257         }
2258       else if (ainfo->length <= (2 * cinfo->xlen))
2259         {
2260           ainfo->type = builtin_type (gdbarch)->builtin_long_long;
2261           ainfo->length = 2 * cinfo->xlen;
2262         }
2263
2264       /* Recalculate the alignment requirement.  */
2265       ainfo->align = riscv_type_alignment (ainfo->type);
2266       riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
2267       break;
2268
2269     case TYPE_CODE_FLT:
2270       riscv_call_arg_scalar_float (ainfo, cinfo);
2271       break;
2272
2273     case TYPE_CODE_COMPLEX:
2274       riscv_call_arg_complex_float (ainfo, cinfo);
2275       break;
2276
2277     case TYPE_CODE_STRUCT:
2278       riscv_call_arg_struct (ainfo, cinfo);
2279       break;
2280
2281     default:
2282       riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
2283       break;
2284     }
2285 }
2286
2287 /* Used for printing debug information about the call argument location in
2288    INFO to STREAM.  The addresses in SP_REFS and SP_ARGS are the base
2289    addresses for the location of pass-by-reference and
2290    arguments-on-the-stack memory areas.  */
2291
2292 static void
2293 riscv_print_arg_location (ui_file *stream, struct gdbarch *gdbarch,
2294                           struct riscv_arg_info *info,
2295                           CORE_ADDR sp_refs, CORE_ADDR sp_args)
2296 {
2297   fprintf_unfiltered (stream, "type: '%s', length: 0x%x, alignment: 0x%x",
2298                       TYPE_SAFE_NAME (info->type), info->length, info->align);
2299   switch (info->argloc[0].loc_type)
2300     {
2301     case riscv_arg_info::location::in_reg:
2302       fprintf_unfiltered
2303         (stream, ", register %s",
2304          gdbarch_register_name (gdbarch, info->argloc[0].loc_data.regno));
2305       if (info->argloc[0].c_length < info->length)
2306         {
2307           switch (info->argloc[1].loc_type)
2308             {
2309             case riscv_arg_info::location::in_reg:
2310               fprintf_unfiltered
2311                 (stream, ", register %s",
2312                  gdbarch_register_name (gdbarch,
2313                                         info->argloc[1].loc_data.regno));
2314               break;
2315
2316             case riscv_arg_info::location::on_stack:
2317               fprintf_unfiltered (stream, ", on stack at offset 0x%x",
2318                                   info->argloc[1].loc_data.offset);
2319               break;
2320
2321             case riscv_arg_info::location::by_ref:
2322             default:
2323               /* The second location should never be a reference, any
2324                  argument being passed by reference just places its address
2325                  in the first location and is done.  */
2326               error (_("invalid argument location"));
2327               break;
2328             }
2329
2330           if (info->argloc[1].c_offset > info->argloc[0].c_length)
2331             fprintf_unfiltered (stream, " (offset 0x%x)",
2332                                 info->argloc[1].c_offset);
2333         }
2334       break;
2335
2336     case riscv_arg_info::location::on_stack:
2337       fprintf_unfiltered (stream, ", on stack at offset 0x%x",
2338                           info->argloc[0].loc_data.offset);
2339       break;
2340
2341     case riscv_arg_info::location::by_ref:
2342       fprintf_unfiltered
2343         (stream, ", by reference, data at offset 0x%x (%s)",
2344          info->argloc[0].loc_data.offset,
2345          core_addr_to_string (sp_refs + info->argloc[0].loc_data.offset));
2346       if (info->argloc[1].loc_type
2347           == riscv_arg_info::location::in_reg)
2348         fprintf_unfiltered
2349           (stream, ", address in register %s",
2350            gdbarch_register_name (gdbarch, info->argloc[1].loc_data.regno));
2351       else
2352         {
2353           gdb_assert (info->argloc[1].loc_type
2354                       == riscv_arg_info::location::on_stack);
2355           fprintf_unfiltered
2356             (stream, ", address on stack at offset 0x%x (%s)",
2357              info->argloc[1].loc_data.offset,
2358              core_addr_to_string (sp_args + info->argloc[1].loc_data.offset));
2359         }
2360       break;
2361
2362     default:
2363       gdb_assert_not_reached (_("unknown argument location type"));
2364     }
2365 }
2366
2367 /* Implement the push dummy call gdbarch callback.  */
2368
2369 static CORE_ADDR
2370 riscv_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch,
2371                        struct value *function,
2372                        struct regcache *regcache,
2373                        CORE_ADDR bp_addr,
2374                        int nargs,
2375                        struct value **args,
2376                        CORE_ADDR sp,
2377                        function_call_return_method return_method,
2378                        CORE_ADDR struct_addr)
2379 {
2380   int i;
2381   CORE_ADDR sp_args, sp_refs;
2382   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2383
2384   struct riscv_arg_info *arg_info =
2385     (struct riscv_arg_info *) alloca (nargs * sizeof (struct riscv_arg_info));
2386
2387   struct riscv_call_info call_info (gdbarch);
2388
2389   CORE_ADDR osp = sp;
2390
2391   struct type *ftype = check_typedef (value_type (function));
2392
2393   if (TYPE_CODE (ftype) == TYPE_CODE_PTR)
2394     ftype = check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (ftype));
2395
2396   /* We'll use register $a0 if we're returning a struct.  */
2397   if (return_method == return_method_struct)
2398     ++call_info.int_regs.next_regnum;
2399
2400   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2401     {
2402       struct value *arg_value;
2403       struct type *arg_type;
2404       struct riscv_arg_info *info = &arg_info[i];
2405
2406       arg_value = args[i];
2407       arg_type = check_typedef (value_type (arg_value));
2408
2409       riscv_arg_location (gdbarch, info, &call_info, arg_type,
2410                           TYPE_VARARGS (ftype) && i >= TYPE_NFIELDS (ftype));
2411
2412       if (info->type != arg_type)
2413         arg_value = value_cast (info->type, arg_value);
2414       info->contents = value_contents (arg_value);
2415     }
2416
2417   /* Adjust the stack pointer and align it.  */
2418   sp = sp_refs = align_down (sp - call_info.memory.ref_offset, SP_ALIGNMENT);
2419   sp = sp_args = align_down (sp - call_info.memory.arg_offset, SP_ALIGNMENT);
2420
2421   if (riscv_debug_infcall > 0)
2422     {
2423       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "dummy call args:\n");
2424       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ": floating point ABI %s in use\n",
2425                (riscv_has_fp_abi (gdbarch) ? "is" : "is not"));
2426       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ": xlen: %d\n: flen: %d\n",
2427                call_info.xlen, call_info.flen);
2428       if (return_method == return_method_struct)
2429         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
2430                             "[*] struct return pointer in register $A0\n");
2431       for (i = 0; i < nargs; ++i)
2432         {
2433           struct riscv_arg_info *info = &arg_info [i];
2434
2435           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "[%2d] ", i);
2436           riscv_print_arg_location (gdb_stdlog, gdbarch, info, sp_refs, sp_args);
2437           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\n");
2438         }
2439       if (call_info.memory.arg_offset > 0
2440           || call_info.memory.ref_offset > 0)
2441         {
2442           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "              Original sp: %s\n",
2443                               core_addr_to_string (osp));
2444           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Stack required (for args): 0x%x\n",
2445                               call_info.memory.arg_offset);
2446           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Stack required (for refs): 0x%x\n",
2447                               call_info.memory.ref_offset);
2448           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "          Stack allocated: %s\n",
2449                               core_addr_to_string_nz (osp - sp));
2450         }
2451     }
2452
2453   /* Now load the argument into registers, or onto the stack.  */
2454
2455   if (return_method == return_method_struct)
2456     {
2457       gdb_byte buf[sizeof (LONGEST)];
2458
2459       store_unsigned_integer (buf, call_info.xlen, byte_order, struct_addr);
2460       regcache->cooked_write (RISCV_A0_REGNUM, buf);
2461     }
2462
2463   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2464     {
2465       CORE_ADDR dst;
2466       int second_arg_length = 0;
2467       const gdb_byte *second_arg_data;
2468       struct riscv_arg_info *info = &arg_info [i];
2469
2470       gdb_assert (info->length > 0);
2471
2472       switch (info->argloc[0].loc_type)
2473         {
2474         case riscv_arg_info::location::in_reg:
2475           {
2476             gdb_byte tmp [sizeof (ULONGEST)];
2477
2478             gdb_assert (info->argloc[0].c_length <= info->length);
2479             /* FP values in FP registers must be NaN-boxed.  */
2480             if (riscv_is_fp_regno_p (info->argloc[0].loc_data.regno)
2481                 && info->argloc[0].c_length < call_info.flen)
2482               memset (tmp, -1, sizeof (tmp));
2483             else
2484               memset (tmp, 0, sizeof (tmp));
2485             memcpy (tmp, info->contents, info->argloc[0].c_length);
2486             regcache->cooked_write (info->argloc[0].loc_data.regno, tmp);
2487             second_arg_length =
2488               ((info->argloc[0].c_length < info->length)
2489                ? info->argloc[1].c_length : 0);
2490             second_arg_data = info->contents + info->argloc[1].c_offset;
2491           }
2492           break;
2493
2494         case riscv_arg_info::location::on_stack:
2495           dst = sp_args + info->argloc[0].loc_data.offset;
2496           write_memory (dst, info->contents, info->length);
2497           second_arg_length = 0;
2498           break;
2499
2500         case riscv_arg_info::location::by_ref:
2501           dst = sp_refs + info->argloc[0].loc_data.offset;
2502           write_memory (dst, info->contents, info->length);
2503
2504           second_arg_length = call_info.xlen;
2505           second_arg_data = (gdb_byte *) &dst;
2506           break;
2507
2508         default:
2509           gdb_assert_not_reached (_("unknown argument location type"));
2510         }
2511
2512       if (second_arg_length > 0)
2513         {
2514           switch (info->argloc[1].loc_type)
2515             {
2516             case riscv_arg_info::location::in_reg:
2517               {
2518                 gdb_byte tmp [sizeof (ULONGEST)];
2519
2520                 gdb_assert ((riscv_is_fp_regno_p (info->argloc[1].loc_data.regno)
2521                              && second_arg_length <= call_info.flen)
2522                             || second_arg_length <= call_info.xlen);
2523                 /* FP values in FP registers must be NaN-boxed.  */
2524                 if (riscv_is_fp_regno_p (info->argloc[1].loc_data.regno)
2525                     && second_arg_length < call_info.flen)
2526                   memset (tmp, -1, sizeof (tmp));
2527                 else
2528                   memset (tmp, 0, sizeof (tmp));
2529                 memcpy (tmp, second_arg_data, second_arg_length);
2530                 regcache->cooked_write (info->argloc[1].loc_data.regno, tmp);
2531               }
2532               break;
2533
2534             case riscv_arg_info::location::on_stack:
2535               {
2536                 CORE_ADDR arg_addr;
2537
2538                 arg_addr = sp_args + info->argloc[1].loc_data.offset;
2539                 write_memory (arg_addr, second_arg_data, second_arg_length);
2540                 break;
2541               }
2542
2543             case riscv_arg_info::location::by_ref:
2544             default:
2545               /* The second location should never be a reference, any
2546                  argument being passed by reference just places its address
2547                  in the first location and is done.  */
2548               error (_("invalid argument location"));
2549               break;
2550             }
2551         }
2552     }
2553
2554   /* Set the dummy return value to bp_addr.
2555      A dummy breakpoint will be setup to execute the call.  */
2556
2557   if (riscv_debug_infcall > 0)
2558     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ": writing $ra = %s\n",
2559                         core_addr_to_string (bp_addr));
2560   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, RISCV_RA_REGNUM, bp_addr);
2561
2562   /* Finally, update the stack pointer.  */
2563
2564   if (riscv_debug_infcall > 0)
2565     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ": writing $sp = %s\n",
2566                         core_addr_to_string (sp));
2567   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, RISCV_SP_REGNUM, sp);
2568
2569   return sp;
2570 }
2571
2572 /* Implement the return_value gdbarch method.  */
2573
2574 static enum return_value_convention
2575 riscv_return_value (struct gdbarch  *gdbarch,
2576                     struct value *function,
2577                     struct type *type,
2578                     struct regcache *regcache,
2579                     gdb_byte *readbuf,
2580                     const gdb_byte *writebuf)
2581 {
2582   struct riscv_call_info call_info (gdbarch);
2583   struct riscv_arg_info info;
2584   struct type *arg_type;
2585
2586   arg_type = check_typedef (type);
2587   riscv_arg_location (gdbarch, &info, &call_info, arg_type, false);
2588
2589   if (riscv_debug_infcall > 0)
2590     {
2591       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "riscv return value:\n");
2592       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "[R] ");
2593       riscv_print_arg_location (gdb_stdlog, gdbarch, &info, 0, 0);
2594       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\n");
2595     }
2596
2597   if (readbuf != nullptr || writebuf != nullptr)
2598     {
2599         int regnum;
2600
2601         switch (info.argloc[0].loc_type)
2602           {
2603             /* Return value in register(s).  */
2604           case riscv_arg_info::location::in_reg:
2605             {
2606               regnum = info.argloc[0].loc_data.regno;
2607
2608               if (readbuf)
2609                 regcache->cooked_read (regnum, readbuf);
2610
2611               if (writebuf)
2612                 regcache->cooked_write (regnum, writebuf);
2613
2614               /* A return value in register can have a second part in a
2615                  second register.  */
2616               if (info.argloc[0].c_length < info.length)
2617                 {
2618                   switch (info.argloc[1].loc_type)
2619                     {
2620                     case riscv_arg_info::location::in_reg:
2621                       regnum = info.argloc[1].loc_data.regno;
2622
2623                       if (readbuf)
2624                         {
2625                           readbuf += info.argloc[1].c_offset;
2626                           regcache->cooked_read (regnum, readbuf);
2627                         }
2628
2629                       if (writebuf)
2630                         {
2631                           writebuf += info.argloc[1].c_offset;
2632                           regcache->cooked_write (regnum, writebuf);
2633                         }
2634                       break;
2635
2636                     case riscv_arg_info::location::by_ref:
2637                     case riscv_arg_info::location::on_stack:
2638                     default:
2639                       error (_("invalid argument location"));
2640                       break;
2641                     }
2642                 }
2643             }
2644             break;
2645
2646             /* Return value by reference will have its address in A0.  */
2647           case riscv_arg_info::location::by_ref:
2648             {
2649               ULONGEST addr;
2650
2651               regcache_cooked_read_unsigned (regcache, RISCV_A0_REGNUM,
2652                                              &addr);
2653               if (readbuf != nullptr)
2654                 read_memory (addr, readbuf, info.length);
2655               if (writebuf != nullptr)
2656                 write_memory (addr, writebuf, info.length);
2657             }
2658             break;
2659
2660           case riscv_arg_info::location::on_stack:
2661           default:
2662             error (_("invalid argument location"));
2663             break;
2664           }
2665     }
2666
2667   switch (info.argloc[0].loc_type)
2668     {
2669     case riscv_arg_info::location::in_reg:
2670       return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
2671     case riscv_arg_info::location::by_ref:
2672       return RETURN_VALUE_ABI_RETURNS_ADDRESS;
2673     case riscv_arg_info::location::on_stack:
2674     default:
2675       error (_("invalid argument location"));
2676     }
2677 }
2678
2679 /* Implement the frame_align gdbarch method.  */
2680
2681 static CORE_ADDR
2682 riscv_frame_align (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR addr)
2683 {
2684   return align_down (addr, 16);
2685 }
2686
2687 /* Implement the unwind_pc gdbarch method.  */
2688
2689 static CORE_ADDR
2690 riscv_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2691 {
2692   return frame_unwind_register_unsigned (next_frame, RISCV_PC_REGNUM);
2693 }
2694
2695 /* Implement the unwind_sp gdbarch method.  */
2696
2697 static CORE_ADDR
2698 riscv_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2699 {
2700   return frame_unwind_register_unsigned (next_frame, RISCV_SP_REGNUM);
2701 }
2702
2703 /* Implement the dummy_id gdbarch method.  */
2704
2705 static struct frame_id
2706 riscv_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
2707 {
2708   return frame_id_build (get_frame_register_signed (this_frame, RISCV_SP_REGNUM),
2709                          get_frame_pc (this_frame));
2710 }
2711
2712 /* Generate, or return the cached frame cache for the RiscV frame
2713    unwinder.  */
2714
2715 static struct riscv_unwind_cache *
2716 riscv_frame_cache (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
2717 {
2718   CORE_ADDR pc, start_addr;
2719   struct riscv_unwind_cache *cache;
2720   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
2721   int numregs, regno;
2722
2723   if ((*this_cache) != NULL)
2724     return (struct riscv_unwind_cache *) *this_cache;
2725
2726   cache = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct riscv_unwind_cache);
2727   cache->regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
2728   (*this_cache) = cache;
2729
2730   /* Scan the prologue, filling in the cache.  */
2731   start_addr = get_frame_func (this_frame);
2732   pc = get_frame_pc (this_frame);
2733   riscv_scan_prologue (gdbarch, start_addr, pc, cache);
2734
2735   /* We can now calculate the frame base address.  */
2736   cache->frame_base
2737     = (get_frame_register_signed (this_frame, cache->frame_base_reg)
2738        + cache->frame_base_offset);
2739   if (riscv_debug_unwinder)
2740     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Frame base is %s ($%s + 0x%x)\n",
2741                         core_addr_to_string (cache->frame_base),
2742                         gdbarch_register_name (gdbarch,
2743                                                cache->frame_base_reg),
2744                         cache->frame_base_offset);
2745
2746   /* The prologue scanner sets the address of registers stored to the stack
2747      as the offset of that register from the frame base.  The prologue
2748      scanner doesn't know the actual frame base value, and so is unable to
2749      compute the exact address.  We do now know the frame base value, so
2750      update the address of registers stored to the stack.  */
2751   numregs = gdbarch_num_regs (gdbarch) + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch);
2752   for (regno = 0; regno < numregs; ++regno)
2753     {
2754       if (trad_frame_addr_p (cache->regs, regno))
2755         cache->regs[regno].addr += cache->frame_base;
2756     }
2757
2758   /* The previous $pc can be found wherever the $ra value can be found.
2759      The previous $ra value is gone, this would have been stored be the
2760      previous frame if required.  */
2761   cache->regs[gdbarch_pc_regnum (gdbarch)] = cache->regs[RISCV_RA_REGNUM];
2762   trad_frame_set_unknown (cache->regs, RISCV_RA_REGNUM);
2763
2764   /* Build the frame id.  */
2765   cache->this_id = frame_id_build (cache->frame_base, start_addr);
2766
2767   /* The previous $sp value is the frame base value.  */
2768   trad_frame_set_value (cache->regs, gdbarch_sp_regnum (gdbarch),
2769                         cache->frame_base);
2770
2771   return cache;
2772 }
2773
2774 /* Implement the this_id callback for RiscV frame unwinder.  */
2775
2776 static void
2777 riscv_frame_this_id (struct frame_info *this_frame,
2778                      void **prologue_cache,
2779                      struct frame_id *this_id)
2780 {
2781   struct riscv_unwind_cache *cache;
2782
2783   TRY
2784     {
2785       cache = riscv_frame_cache (this_frame, prologue_cache);
2786       *this_id = cache->this_id;
2787     }
2788   CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
2789     {
2790       /* Ignore errors, this leaves the frame id as the predefined outer
2791          frame id which terminates the backtrace at this point.  */
2792     }
2793   END_CATCH
2794 }
2795
2796 /* Implement the prev_register callback for RiscV frame unwinder.  */
2797
2798 static struct value *
2799 riscv_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame,
2800                            void **prologue_cache,
2801                            int regnum)
2802 {
2803   struct riscv_unwind_cache *cache;
2804
2805   cache = riscv_frame_cache (this_frame, prologue_cache);
2806   return trad_frame_get_prev_register (this_frame, cache->regs, regnum);
2807 }
2808
2809 /* Structure defining the RiscV normal frame unwind functions.  Since we
2810    are the fallback unwinder (DWARF unwinder is used first), we use the
2811    default frame sniffer, which always accepts the frame.  */
2812
2813 static const struct frame_unwind riscv_frame_unwind =
2814 {
2815   /*.type          =*/ NORMAL_FRAME,
2816   /*.stop_reason   =*/ default_frame_unwind_stop_reason,
2817   /*.this_id       =*/ riscv_frame_this_id,
2818   /*.prev_register =*/ riscv_frame_prev_register,
2819   /*.unwind_data   =*/ NULL,
2820   /*.sniffer       =*/ default_frame_sniffer,
2821   /*.dealloc_cache =*/ NULL,
2822   /*.prev_arch     =*/ NULL,
2823 };
2824
2825 /* Initialize the current architecture based on INFO.  If possible,
2826    re-use an architecture from ARCHES, which is a list of
2827    architectures already created during this debugging session.
2828
2829    Called e.g. at program startup, when reading a core file, and when
2830    reading a binary file.  */
2831
2832 static struct gdbarch *
2833 riscv_gdbarch_init (struct gdbarch_info info,
2834                     struct gdbarch_list *arches)
2835 {
2836   struct gdbarch *gdbarch;
2837   struct gdbarch_tdep *tdep;
2838   struct gdbarch_tdep tmp_tdep;
2839   int i;
2840
2841   /* Ideally, we'd like to get as much information from the target for
2842      things like register size, and whether the target has floating point
2843      hardware.  However, there are some things that the target can't tell
2844      us, like, what ABI is being used.
2845
2846      So, for now, we take as much information as possible from the ELF,
2847      including things like register size, and FP hardware support, along
2848      with information about the ABI.
2849
2850      Information about this target is built up in TMP_TDEP, and then we
2851      look for an existing gdbarch in ARCHES that matches TMP_TDEP.  If no
2852      match is found we'll create a new gdbarch and copy TMP_TDEP over.  */
2853   memset (&tmp_tdep, 0, sizeof (tmp_tdep));
2854
2855   if (info.abfd != NULL
2856       && bfd_get_flavour (info.abfd) == bfd_target_elf_flavour)
2857     {
2858       unsigned char eclass = elf_elfheader (info.abfd)->e_ident[EI_CLASS];
2859       int e_flags = elf_elfheader (info.abfd)->e_flags;
2860
2861       if (eclass == ELFCLASS32)
2862         tmp_tdep.abi.fields.base_len = 1;
2863       else if (eclass == ELFCLASS64)
2864         tmp_tdep.abi.fields.base_len = 2;
2865       else
2866         internal_error (__FILE__, __LINE__,
2867                         _("unknown ELF header class %d"), eclass);
2868
2869       if (e_flags & EF_RISCV_RVC)
2870         tmp_tdep.core_features |= (1 << ('C' - 'A'));
2871
2872       if (e_flags & EF_RISCV_FLOAT_ABI_DOUBLE)
2873         {
2874           tmp_tdep.abi.fields.float_abi = 2;
2875           tmp_tdep.core_features |= (1 << ('D' - 'A'));
2876           tmp_tdep.core_features |= (1 << ('F' - 'A'));
2877         }
2878       else if (e_flags & EF_RISCV_FLOAT_ABI_SINGLE)
2879         {
2880           tmp_tdep.abi.fields.float_abi = 1;
2881           tmp_tdep.core_features |= (1 << ('F' - 'A'));
2882         }
2883     }
2884   else
2885     {
2886       const struct bfd_arch_info *binfo = info.bfd_arch_info;
2887
2888       if (binfo->bits_per_word == 32)
2889         tmp_tdep.abi.fields.base_len = 1;
2890       else if (binfo->bits_per_word == 64)
2891         tmp_tdep.abi.fields.base_len = 2;
2892       else
2893         internal_error (__FILE__, __LINE__, _("unknown bits_per_word %d"),
2894                         binfo->bits_per_word);
2895     }
2896
2897   /* Find a candidate among the list of pre-declared architectures.  */
2898   for (arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
2899        arches != NULL;
2900        arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches->next, &info))
2901     if (gdbarch_tdep (arches->gdbarch)->abi.value == tmp_tdep.abi.value)
2902       return arches->gdbarch;
2903
2904   /* None found, so create a new architecture from the information provided.  */
2905   tdep = (struct gdbarch_tdep *) xmalloc (sizeof *tdep);
2906   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
2907   memcpy (tdep, &tmp_tdep, sizeof (tmp_tdep));
2908
2909   /* Target data types.  */
2910   set_gdbarch_short_bit (gdbarch, 16);
2911   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 32);
2912   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, riscv_isa_xlen (gdbarch) * 8);
2913   set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 64);
2914   set_gdbarch_float_bit (gdbarch, 32);
2915   set_gdbarch_double_bit (gdbarch, 64);
2916   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, 128);
2917   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, floatformats_ia64_quad);
2918   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, riscv_isa_xlen (gdbarch) * 8);
2919   set_gdbarch_char_signed (gdbarch, 0);
2920
2921   /* Information about the target architecture.  */
2922   set_gdbarch_return_value (gdbarch, riscv_return_value);
2923   set_gdbarch_breakpoint_kind_from_pc (gdbarch, riscv_breakpoint_kind_from_pc);
2924   set_gdbarch_sw_breakpoint_from_kind (gdbarch, riscv_sw_breakpoint_from_kind);
2925   set_gdbarch_have_nonsteppable_watchpoint (gdbarch, 1);
2926
2927   /* Register architecture.  */
2928   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, RISCV_LAST_REGNUM + 1);
2929   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, RISCV_SP_REGNUM);
2930   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, RISCV_PC_REGNUM);
2931   set_gdbarch_ps_regnum (gdbarch, RISCV_FP_REGNUM);
2932   set_gdbarch_deprecated_fp_regnum (gdbarch, RISCV_FP_REGNUM);
2933
2934   /* Functions to supply register information.  */
2935   set_gdbarch_register_name (gdbarch, riscv_register_name);
2936   set_gdbarch_register_type (gdbarch, riscv_register_type);
2937   set_gdbarch_print_registers_info (gdbarch, riscv_print_registers_info);
2938   set_gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, riscv_register_reggroup_p);
2939
2940   /* Functions to analyze frames.  */
2941   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, riscv_skip_prologue);
2942   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
2943   set_gdbarch_frame_align (gdbarch, riscv_frame_align);
2944
2945   /* Functions to access frame data.  */
2946   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, riscv_unwind_pc);
2947   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, riscv_unwind_sp);
2948
2949   /* Functions handling dummy frames.  */
2950   set_gdbarch_call_dummy_location (gdbarch, ON_STACK);
2951   set_gdbarch_push_dummy_code (gdbarch, riscv_push_dummy_code);
2952   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, riscv_push_dummy_call);
2953   set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, riscv_dummy_id);
2954
2955   /* Frame unwinders.  Use DWARF debug info if available, otherwise use our own
2956      unwinder.  */
2957   dwarf2_append_unwinders (gdbarch);
2958   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &riscv_frame_unwind);
2959
2960   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (riscv_register_aliases); ++i)
2961     user_reg_add (gdbarch, riscv_register_aliases[i].name,
2962                   value_of_riscv_user_reg, &riscv_register_aliases[i].regnum);
2963
2964   /* Hook in OS ABI-specific overrides, if they have been registered.  */
2965   gdbarch_init_osabi (info, gdbarch);
2966
2967   return gdbarch;
2968 }
2969
2970 /* This decodes the current instruction and determines the address of the
2971    next instruction.  */
2972
2973 static CORE_ADDR
2974 riscv_next_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc)
2975 {
2976   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
2977   struct riscv_insn insn;
2978   CORE_ADDR next_pc;
2979
2980   insn.decode (gdbarch, pc);
2981   next_pc = pc + insn.length ();
2982
2983   if (insn.opcode () == riscv_insn::JAL)
2984     next_pc = pc + insn.imm_signed ();
2985   else if (insn.opcode () == riscv_insn::JALR)
2986     {
2987       LONGEST source;
2988       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &source);
2989       next_pc = (source + insn.imm_signed ()) & ~(CORE_ADDR) 0x1;
2990     }
2991   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BEQ)
2992     {
2993       LONGEST src1, src2;
2994       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
2995       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
2996       if (src1 == src2)
2997         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
2998     }
2999   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BNE)
3000     {
3001       LONGEST src1, src2;
3002       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3003       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3004       if (src1 != src2)
3005         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3006     }
3007   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BLT)
3008     {
3009       LONGEST src1, src2;
3010       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3011       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3012       if (src1 < src2)
3013         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3014     }
3015   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BGE)
3016     {
3017       LONGEST src1, src2;
3018       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3019       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3020       if (src1 >= src2)
3021         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3022     }
3023   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BLTU)
3024     {
3025       ULONGEST src1, src2;
3026       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3027       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3028       if (src1 < src2)
3029         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3030     }
3031   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BGEU)
3032     {
3033       ULONGEST src1, src2;
3034       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3035       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3036       if (src1 >= src2)
3037         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3038     }
3039
3040   return next_pc;
3041 }
3042
3043 /* We can't put a breakpoint in the middle of a lr/sc atomic sequence, so look
3044    for the end of the sequence and put the breakpoint there.  */
3045
3046 static bool
3047 riscv_next_pc_atomic_sequence (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc,
3048                                CORE_ADDR *next_pc)
3049 {
3050   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
3051   struct riscv_insn insn;
3052   CORE_ADDR cur_step_pc = pc;
3053   CORE_ADDR last_addr = 0;
3054
3055   /* First instruction has to be a load reserved.  */
3056   insn.decode (gdbarch, cur_step_pc);
3057   if (insn.opcode () != riscv_insn::LR)
3058     return false;
3059   cur_step_pc = cur_step_pc + insn.length ();
3060
3061   /* Next instruction should be branch to exit.  */
3062   insn.decode (gdbarch, cur_step_pc);
3063   if (insn.opcode () != riscv_insn::BNE)
3064     return false;
3065   last_addr = cur_step_pc + insn.imm_signed ();
3066   cur_step_pc = cur_step_pc + insn.length ();
3067
3068   /* Next instruction should be store conditional.  */
3069   insn.decode (gdbarch, cur_step_pc);
3070   if (insn.opcode () != riscv_insn::SC)
3071     return false;
3072   cur_step_pc = cur_step_pc + insn.length ();
3073
3074   /* Next instruction should be branch to start.  */
3075   insn.decode (gdbarch, cur_step_pc);
3076   if (insn.opcode () != riscv_insn::BNE)
3077     return false;
3078   if (pc != (cur_step_pc + insn.imm_signed ()))
3079     return false;
3080   cur_step_pc = cur_step_pc + insn.length ();
3081
3082   /* We should now be at the end of the sequence.  */
3083   if (cur_step_pc != last_addr)
3084     return false;
3085
3086   *next_pc = cur_step_pc;
3087   return true;
3088 }
3089
3090 /* This is called just before we want to resume the inferior, if we want to
3091    single-step it but there is no hardware or kernel single-step support.  We
3092    find the target of the coming instruction and breakpoint it.  */
3093
3094 std::vector<CORE_ADDR>
3095 riscv_software_single_step (struct regcache *regcache)
3096 {
3097   CORE_ADDR pc, next_pc;
3098
3099   pc = regcache_read_pc (regcache);
3100
3101   if (riscv_next_pc_atomic_sequence (regcache, pc, &next_pc))
3102     return {next_pc};
3103
3104   next_pc = riscv_next_pc (regcache, pc);
3105
3106   return {next_pc};
3107 }
3108
3109 void
3110 _initialize_riscv_tdep (void)
3111 {
3112   gdbarch_register (bfd_arch_riscv, riscv_gdbarch_init, NULL);
3113
3114   /* Add root prefix command for all "set debug riscv" and "show debug
3115      riscv" commands.  */
3116   add_prefix_cmd ("riscv", no_class, set_debug_riscv_command,
3117                   _("RISC-V specific debug commands."),
3118                   &setdebugriscvcmdlist, "set debug riscv ", 0,
3119                   &setdebuglist);
3120
3121   add_prefix_cmd ("riscv", no_class, show_debug_riscv_command,
3122                   _("RISC-V specific debug commands."),
3123                   &showdebugriscvcmdlist, "show debug riscv ", 0,
3124                   &showdebuglist);
3125
3126   add_setshow_zuinteger_cmd ("breakpoints", class_maintenance,
3127                              &riscv_debug_breakpoints,  _("\
3128 Set riscv breakpoint debugging."), _("\
3129 Show riscv breakpoint debugging."), _("\
3130 When non-zero, print debugging information for the riscv specific parts\n\
3131 of the breakpoint mechanism."),
3132                              NULL,
3133                              show_riscv_debug_variable,
3134                              &setdebugriscvcmdlist, &showdebugriscvcmdlist);
3135
3136   add_setshow_zuinteger_cmd ("infcall", class_maintenance,
3137                              &riscv_debug_infcall,  _("\
3138 Set riscv inferior call debugging."), _("\
3139 Show riscv inferior call debugging."), _("\
3140 When non-zero, print debugging information for the riscv specific parts\n\
3141 of the inferior call mechanism."),
3142                              NULL,
3143                              show_riscv_debug_variable,
3144                              &setdebugriscvcmdlist, &showdebugriscvcmdlist);
3145
3146   add_setshow_zuinteger_cmd ("unwinder", class_maintenance,
3147                              &riscv_debug_unwinder,  _("\
3148 Set riscv stack unwinding debugging."), _("\
3149 Show riscv stack unwinding debugging."), _("\
3150 When non-zero, print debugging information for the riscv specific parts\n\
3151 of the stack unwinding mechanism."),
3152                              NULL,
3153                              show_riscv_debug_variable,
3154                              &setdebugriscvcmdlist, &showdebugriscvcmdlist);
3155
3156   /* Add root prefix command for all "set riscv" and "show riscv" commands.  */
3157   add_prefix_cmd ("riscv", no_class, set_riscv_command,
3158                   _("RISC-V specific commands."),
3159                   &setriscvcmdlist, "set riscv ", 0, &setlist);
3160
3161   add_prefix_cmd ("riscv", no_class, show_riscv_command,
3162                   _("RISC-V specific commands."),
3163                   &showriscvcmdlist, "show riscv ", 0, &showlist);
3164
3165
3166   use_compressed_breakpoints = AUTO_BOOLEAN_AUTO;
3167   add_setshow_auto_boolean_cmd ("use-compressed-breakpoints", no_class,
3168                                 &use_compressed_breakpoints,
3169                                 _("\
3170 Set debugger's use of compressed breakpoints."), _("    \
3171 Show debugger's use of compressed breakpoints."), _("\
3172 Debugging compressed code requires compressed breakpoints to be used. If\n\
3173 left to 'auto' then gdb will use them if the existing instruction is a\n\
3174 compressed instruction. If that doesn't give the correct behavior, then\n\
3175 this option can be used."),
3176                                 NULL,
3177                                 show_use_compressed_breakpoints,
3178                                 &setriscvcmdlist,
3179                                 &showriscvcmdlist);
3180 }