gdb/riscv: Make some target description functions constant
[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 #include "arch/riscv.h"
59
60 /* The stack must be 16-byte aligned.  */
61 #define SP_ALIGNMENT 16
62
63 /* The biggest alignment that the target supports.  */
64 #define BIGGEST_ALIGNMENT 16
65
66 /* Define a series of is_XXX_insn functions to check if the value INSN
67    is an instance of instruction XXX.  */
68 #define DECLARE_INSN(INSN_NAME, INSN_MATCH, INSN_MASK) \
69 static inline bool is_ ## INSN_NAME ## _insn (long insn) \
70 { \
71   return (insn & INSN_MASK) == INSN_MATCH; \
72 }
73 #include "opcode/riscv-opc.h"
74 #undef DECLARE_INSN
75
76 /* Cached information about a frame.  */
77
78 struct riscv_unwind_cache
79 {
80   /* The register from which we can calculate the frame base.  This is
81      usually $sp or $fp.  */
82   int frame_base_reg;
83
84   /* The offset from the current value in register FRAME_BASE_REG to the
85      actual frame base address.  */
86   int frame_base_offset;
87
88   /* Information about previous register values.  */
89   struct trad_frame_saved_reg *regs;
90
91   /* The id for this frame.  */
92   struct frame_id this_id;
93
94   /* The base (stack) address for this frame.  This is the stack pointer
95      value on entry to this frame before any adjustments are made.  */
96   CORE_ADDR frame_base;
97 };
98
99 /* RISC-V specific register group for CSRs.  */
100
101 static reggroup *csr_reggroup = NULL;
102
103 /* A set of registers that we expect to find in a tdesc_feature.  These
104    are use in RISCV_GDBARCH_INIT when processing the target description.  */
105
106 struct riscv_register_feature
107 {
108   /* Information for a single register.  */
109   struct register_info
110   {
111     /* The GDB register number for this register.  */
112     int regnum;
113
114     /* List of names for this register.  The first name in this list is the
115        preferred name, the name GDB should use when describing this
116        register.  */
117     std::vector <const char *> names;
118
119     /* When true this register is required in this feature set.  */
120     bool required_p;
121   };
122
123   /* The name for this feature.  This is the name used to find this feature
124      within the target description.  */
125   const char *name;
126
127   /* List of all the registers that we expect that we might find in this
128      register set.  */
129   std::vector <struct register_info> registers;
130 };
131
132 /* The general x-registers feature set.  */
133
134 static const struct riscv_register_feature riscv_xreg_feature =
135 {
136  "org.gnu.gdb.riscv.cpu",
137  {
138    { RISCV_ZERO_REGNUM + 0, { "zero", "x0" }, true },
139    { RISCV_ZERO_REGNUM + 1, { "ra", "x1" }, true },
140    { RISCV_ZERO_REGNUM + 2, { "sp", "x2" }, true },
141    { RISCV_ZERO_REGNUM + 3, { "gp", "x3" }, true },
142    { RISCV_ZERO_REGNUM + 4, { "tp", "x4" }, true },
143    { RISCV_ZERO_REGNUM + 5, { "t0", "x5" }, true },
144    { RISCV_ZERO_REGNUM + 6, { "t1", "x6" }, true },
145    { RISCV_ZERO_REGNUM + 7, { "t2", "x7" }, true },
146    { RISCV_ZERO_REGNUM + 8, { "fp", "x8", "s0" }, true },
147    { RISCV_ZERO_REGNUM + 9, { "s1", "x9" }, true },
148    { RISCV_ZERO_REGNUM + 10, { "a0", "x10" }, true },
149    { RISCV_ZERO_REGNUM + 11, { "a1", "x11" }, true },
150    { RISCV_ZERO_REGNUM + 12, { "a2", "x12" }, true },
151    { RISCV_ZERO_REGNUM + 13, { "a3", "x13" }, true },
152    { RISCV_ZERO_REGNUM + 14, { "a4", "x14" }, true },
153    { RISCV_ZERO_REGNUM + 15, { "a5", "x15" }, true },
154    { RISCV_ZERO_REGNUM + 16, { "a6", "x16" }, true },
155    { RISCV_ZERO_REGNUM + 17, { "a7", "x17" }, true },
156    { RISCV_ZERO_REGNUM + 18, { "s2", "x18" }, true },
157    { RISCV_ZERO_REGNUM + 19, { "s3", "x19" }, true },
158    { RISCV_ZERO_REGNUM + 20, { "s4", "x20" }, true },
159    { RISCV_ZERO_REGNUM + 21, { "s5", "x21" }, true },
160    { RISCV_ZERO_REGNUM + 22, { "s6", "x22" }, true },
161    { RISCV_ZERO_REGNUM + 23, { "s7", "x23" }, true },
162    { RISCV_ZERO_REGNUM + 24, { "s8", "x24" }, true },
163    { RISCV_ZERO_REGNUM + 25, { "s9", "x25" }, true },
164    { RISCV_ZERO_REGNUM + 26, { "s10", "x26" }, true },
165    { RISCV_ZERO_REGNUM + 27, { "s11", "x27" }, true },
166    { RISCV_ZERO_REGNUM + 28, { "t3", "x28" }, true },
167    { RISCV_ZERO_REGNUM + 29, { "t4", "x29" }, true },
168    { RISCV_ZERO_REGNUM + 30, { "t5", "x30" }, true },
169    { RISCV_ZERO_REGNUM + 31, { "t6", "x31" }, true },
170    { RISCV_ZERO_REGNUM + 32, { "pc" }, true }
171  }
172 };
173
174 /* The f-registers feature set.  */
175
176 static const struct riscv_register_feature riscv_freg_feature =
177 {
178  "org.gnu.gdb.riscv.fpu",
179  {
180    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 0, { "ft0", "f0" }, true },
181    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 1, { "ft1", "f1" }, true },
182    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 2, { "ft2", "f2" }, true },
183    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 3, { "ft3", "f3" }, true },
184    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 4, { "ft4", "f4" }, true },
185    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 5, { "ft5", "f5" }, true },
186    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 6, { "ft6", "f6" }, true },
187    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 7, { "ft7", "f7" }, true },
188    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 8, { "fs0", "f8", "s0" }, true },
189    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 9, { "fs1", "f9" }, true },
190    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 10, { "fa0", "f10" }, true },
191    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 11, { "fa1", "f11" }, true },
192    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 12, { "fa2", "f12" }, true },
193    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 13, { "fa3", "f13" }, true },
194    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 14, { "fa4", "f14" }, true },
195    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 15, { "fa5", "f15" }, true },
196    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 16, { "fa6", "f16" }, true },
197    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 17, { "fa7", "f17" }, true },
198    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 18, { "fs2", "f18" }, true },
199    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 19, { "fs3", "f19" }, true },
200    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 20, { "fs4", "f20" }, true },
201    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 21, { "fs5", "f21" }, true },
202    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 22, { "fs6", "f22" }, true },
203    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 23, { "fs7", "f23" }, true },
204    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 24, { "fs8", "f24" }, true },
205    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 25, { "fs9", "f25" }, true },
206    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 26, { "fs10", "f26" }, true },
207    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 27, { "fs11", "f27" }, true },
208    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 28, { "ft8", "f28" }, true },
209    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 29, { "ft9", "f29" }, true },
210    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 30, { "ft10", "f30" }, true },
211    { RISCV_FIRST_FP_REGNUM + 31, { "ft11", "f31" }, true },
212
213    { RISCV_CSR_FFLAGS_REGNUM, { "fflags" }, true },
214    { RISCV_CSR_FRM_REGNUM, { "frm" }, true },
215    { RISCV_CSR_FCSR_REGNUM, { "fcsr" }, true },
216
217  }
218 };
219
220 /* Set of virtual registers.  These are not physical registers on the
221    hardware, but might be available from the target.  These are not pseudo
222    registers, reading these really does result in a register read from the
223    target, it is just that there might not be a physical register backing
224    the result.  */
225
226 static const struct riscv_register_feature riscv_virtual_feature =
227 {
228  "org.gnu.gdb.riscv.virtual",
229  {
230    { RISCV_PRIV_REGNUM, { "priv" }, false }
231  }
232 };
233
234 /* Feature set for CSRs.  This set is NOT constant as the register names
235    list for each register is not complete.  The aliases are computed
236    during RISCV_CREATE_CSR_ALIASES.  */
237
238 static struct riscv_register_feature riscv_csr_feature =
239 {
240  "org.gnu.gdb.riscv.csr",
241  {
242 #define DECLARE_CSR(NAME,VALUE) \
243   { RISCV_ ## VALUE ## _REGNUM, { # NAME }, false },
244 #include "opcode/riscv-opc.h"
245 #undef DECLARE_CSR
246  }
247 };
248
249 /* Complete RISCV_CSR_FEATURE, building the CSR alias names and adding them
250    to the name list for each register.  */
251
252 static void
253 riscv_create_csr_aliases ()
254 {
255   for (auto &reg : riscv_csr_feature.registers)
256     {
257       int csr_num = reg.regnum - RISCV_FIRST_CSR_REGNUM;
258       const char *alias = xstrprintf ("csr%d", csr_num);
259       reg.names.push_back (alias);
260     }
261 }
262
263 /* Controls whether we place compressed breakpoints or not.  When in auto
264    mode GDB tries to determine if the target supports compressed
265    breakpoints, and uses them if it does.  */
266
267 static enum auto_boolean use_compressed_breakpoints;
268
269 /* The show callback for 'show riscv use-compressed-breakpoints'.  */
270
271 static void
272 show_use_compressed_breakpoints (struct ui_file *file, int from_tty,
273                                  struct cmd_list_element *c,
274                                  const char *value)
275 {
276   fprintf_filtered (file,
277                     _("Debugger's use of compressed breakpoints is set "
278                       "to %s.\n"), value);
279 }
280
281 /* The set and show lists for 'set riscv' and 'show riscv' prefixes.  */
282
283 static struct cmd_list_element *setriscvcmdlist = NULL;
284 static struct cmd_list_element *showriscvcmdlist = NULL;
285
286 /* The show callback for the 'show riscv' prefix command.  */
287
288 static void
289 show_riscv_command (const char *args, int from_tty)
290 {
291   help_list (showriscvcmdlist, "show riscv ", all_commands, gdb_stdout);
292 }
293
294 /* The set callback for the 'set riscv' prefix command.  */
295
296 static void
297 set_riscv_command (const char *args, int from_tty)
298 {
299   printf_unfiltered
300     (_("\"set riscv\" must be followed by an appropriate subcommand.\n"));
301   help_list (setriscvcmdlist, "set riscv ", all_commands, gdb_stdout);
302 }
303
304 /* The set and show lists for 'set riscv' and 'show riscv' prefixes.  */
305
306 static struct cmd_list_element *setdebugriscvcmdlist = NULL;
307 static struct cmd_list_element *showdebugriscvcmdlist = NULL;
308
309 /* The show callback for the 'show debug riscv' prefix command.  */
310
311 static void
312 show_debug_riscv_command (const char *args, int from_tty)
313 {
314   help_list (showdebugriscvcmdlist, "show debug riscv ", all_commands, gdb_stdout);
315 }
316
317 /* The set callback for the 'set debug riscv' prefix command.  */
318
319 static void
320 set_debug_riscv_command (const char *args, int from_tty)
321 {
322   printf_unfiltered
323     (_("\"set debug riscv\" must be followed by an appropriate subcommand.\n"));
324   help_list (setdebugriscvcmdlist, "set debug riscv ", all_commands, gdb_stdout);
325 }
326
327 /* The show callback for all 'show debug riscv VARNAME' variables.  */
328
329 static void
330 show_riscv_debug_variable (struct ui_file *file, int from_tty,
331                            struct cmd_list_element *c,
332                            const char *value)
333 {
334   fprintf_filtered (file,
335                     _("RiscV debug variable `%s' is set to: %s\n"),
336                     c->name, value);
337 }
338
339 /* When this is set to non-zero debugging information about breakpoint
340    kinds will be printed.  */
341
342 static unsigned int riscv_debug_breakpoints = 0;
343
344 /* When this is set to non-zero debugging information about inferior calls
345    will be printed.  */
346
347 static unsigned int riscv_debug_infcall = 0;
348
349 /* When this is set to non-zero debugging information about stack unwinding
350    will be printed.  */
351
352 static unsigned int riscv_debug_unwinder = 0;
353
354 /* When this is set to non-zero debugging information about gdbarch
355    initialisation will be printed.  */
356
357 static unsigned int riscv_debug_gdbarch = 0;
358
359 /* See riscv-tdep.h.  */
360
361 int
362 riscv_isa_xlen (struct gdbarch *gdbarch)
363 {
364   return gdbarch_tdep (gdbarch)->features.xlen;
365 }
366
367 /* See riscv-tdep.h.  */
368
369 int
370 riscv_isa_flen (struct gdbarch *gdbarch)
371 {
372   return gdbarch_tdep (gdbarch)->features.flen;
373 }
374
375 /* Return true if the target for GDBARCH has floating point hardware.  */
376
377 static bool
378 riscv_has_fp_regs (struct gdbarch *gdbarch)
379 {
380   return (riscv_isa_flen (gdbarch) > 0);
381 }
382
383 /* Return true if GDBARCH is using any of the floating point hardware ABIs.  */
384
385 static bool
386 riscv_has_fp_abi (struct gdbarch *gdbarch)
387 {
388   return gdbarch_tdep (gdbarch)->features.hw_float_abi;
389 }
390
391 /* Return true if REGNO is a floating pointer register.  */
392
393 static bool
394 riscv_is_fp_regno_p (int regno)
395 {
396   return (regno >= RISCV_FIRST_FP_REGNUM
397           && regno <= RISCV_LAST_FP_REGNUM);
398 }
399
400 /* Implement the breakpoint_kind_from_pc gdbarch method.  */
401
402 static int
403 riscv_breakpoint_kind_from_pc (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR *pcptr)
404 {
405   if (use_compressed_breakpoints == AUTO_BOOLEAN_AUTO)
406     {
407       bool unaligned_p = false;
408       gdb_byte buf[1];
409
410       /* Some targets don't support unaligned reads.  The address can only
411          be unaligned if the C extension is supported.  So it is safe to
412          use a compressed breakpoint in this case.  */
413       if (*pcptr & 0x2)
414         unaligned_p = true;
415       else
416         {
417           /* Read the opcode byte to determine the instruction length.  */
418           read_code (*pcptr, buf, 1);
419         }
420
421       if (riscv_debug_breakpoints)
422         {
423           const char *bp = (unaligned_p || riscv_insn_length (buf[0]) == 2
424                             ? "C.EBREAK" : "EBREAK");
425
426           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Using %s for breakpoint at %s ",
427                               bp, paddress (gdbarch, *pcptr));
428           if (unaligned_p)
429             fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(unaligned address)\n");
430           else
431             fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(instruction length %d)\n",
432                                 riscv_insn_length (buf[0]));
433         }
434       if (unaligned_p || riscv_insn_length (buf[0]) == 2)
435         return 2;
436       else
437         return 4;
438     }
439   else if (use_compressed_breakpoints == AUTO_BOOLEAN_TRUE)
440     return 2;
441   else
442     return 4;
443 }
444
445 /* Implement the sw_breakpoint_from_kind gdbarch method.  */
446
447 static const gdb_byte *
448 riscv_sw_breakpoint_from_kind (struct gdbarch *gdbarch, int kind, int *size)
449 {
450   static const gdb_byte ebreak[] = { 0x73, 0x00, 0x10, 0x00, };
451   static const gdb_byte c_ebreak[] = { 0x02, 0x90 };
452
453   *size = kind;
454   switch (kind)
455     {
456     case 2:
457       return c_ebreak;
458     case 4:
459       return ebreak;
460     default:
461       gdb_assert_not_reached (_("unhandled breakpoint kind"));
462     }
463 }
464
465 /* Callback function for user_reg_add.  */
466
467 static struct value *
468 value_of_riscv_user_reg (struct frame_info *frame, const void *baton)
469 {
470   const int *reg_p = (const int *) baton;
471   return value_of_register (*reg_p, frame);
472 }
473
474 /* Implement the register_name gdbarch method.  This is used instead of
475    the function supplied by calling TDESC_USE_REGISTERS so that we can
476    ensure the preferred names are offered.  */
477
478 static const char *
479 riscv_register_name (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
480 {
481   /* Lookup the name through the target description.  If we get back NULL
482      then this is an unknown register.  If we do get a name back then we
483      look up the registers preferred name below.  */
484   const char *name = tdesc_register_name (gdbarch, regnum);
485   if (name == NULL || name[0] == '\0')
486     return NULL;
487
488   if (regnum >= RISCV_ZERO_REGNUM && regnum < RISCV_FIRST_FP_REGNUM)
489     {
490       gdb_assert (regnum < riscv_xreg_feature.registers.size ());
491       return riscv_xreg_feature.registers[regnum].names[0];
492     }
493
494   if (regnum >= RISCV_FIRST_FP_REGNUM && regnum <= RISCV_LAST_FP_REGNUM)
495     {
496       if (riscv_has_fp_regs (gdbarch))
497         {
498           regnum -= RISCV_FIRST_FP_REGNUM;
499           gdb_assert (regnum < riscv_freg_feature.registers.size ());
500           return riscv_freg_feature.registers[regnum].names[0];
501         }
502       else
503         return NULL;
504     }
505
506   /* Check that there's no gap between the set of registers handled above,
507      and the set of registers handled next.  */
508   gdb_assert ((RISCV_LAST_FP_REGNUM + 1) == RISCV_FIRST_CSR_REGNUM);
509
510   if (regnum >= RISCV_FIRST_CSR_REGNUM && regnum <= RISCV_LAST_CSR_REGNUM)
511     {
512 #define DECLARE_CSR(NAME,VALUE) \
513       case RISCV_ ## VALUE ## _REGNUM: return # NAME;
514
515       switch (regnum)
516         {
517           #include "opcode/riscv-opc.h"
518         }
519 #undef DECLARE_CSR
520     }
521
522   if (regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
523     return "priv";
524
525   /* It is possible that that the target provides some registers that GDB
526      is unaware of, in that case just return the NAME from the target
527      description.  */
528   return name;
529 }
530
531 /* Construct a type for 64-bit FP registers.  */
532
533 static struct type *
534 riscv_fpreg_d_type (struct gdbarch *gdbarch)
535 {
536   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
537
538   if (tdep->riscv_fpreg_d_type == nullptr)
539     {
540       const struct builtin_type *bt = builtin_type (gdbarch);
541
542       /* The type we're building is this: */
543 #if 0
544       union __gdb_builtin_type_fpreg_d
545       {
546         float f;
547         double d;
548       };
549 #endif
550
551       struct type *t;
552
553       t = arch_composite_type (gdbarch,
554                                "__gdb_builtin_type_fpreg_d", TYPE_CODE_UNION);
555       append_composite_type_field (t, "float", bt->builtin_float);
556       append_composite_type_field (t, "double", bt->builtin_double);
557       TYPE_VECTOR (t) = 1;
558       TYPE_NAME (t) = "builtin_type_fpreg_d";
559       tdep->riscv_fpreg_d_type = t;
560     }
561
562   return tdep->riscv_fpreg_d_type;
563 }
564
565 /* Implement the register_type gdbarch method.  This is installed as an
566    for the override setup by TDESC_USE_REGISTERS, for most registers we
567    delegate the type choice to the target description, but for a few
568    registers we try to improve the types if the target description has
569    taken a simplistic approach.  */
570
571 static struct type *
572 riscv_register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
573 {
574   struct type *type = tdesc_register_type (gdbarch, regnum);
575   int xlen = riscv_isa_xlen (gdbarch);
576
577   /* We want to perform some specific type "fixes" in cases where we feel
578      that we really can do better than the target description.  For all
579      other cases we just return what the target description says.  */
580   if (riscv_is_fp_regno_p (regnum))
581     {
582       /* This spots the case for RV64 where the double is defined as
583          either 'ieee_double' or 'float' (which is the generic name that
584          converts to 'double' on 64-bit).  In these cases its better to
585          present the registers using a union type.  */
586       int flen = riscv_isa_flen (gdbarch);
587       if (flen == 8
588           && TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT
589           && TYPE_LENGTH (type) == flen
590           && (strcmp (TYPE_NAME (type), "builtin_type_ieee_double") == 0
591               || strcmp (TYPE_NAME (type), "double") == 0))
592         type = riscv_fpreg_d_type (gdbarch);
593     }
594
595   if ((regnum == gdbarch_pc_regnum (gdbarch)
596        || regnum == RISCV_RA_REGNUM
597        || regnum == RISCV_FP_REGNUM
598        || regnum == RISCV_SP_REGNUM
599        || regnum == RISCV_GP_REGNUM
600        || regnum == RISCV_TP_REGNUM)
601       && TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_INT
602       && TYPE_LENGTH (type) == xlen)
603     {
604       /* This spots the case where some interesting registers are defined
605          as simple integers of the expected size, we force these registers
606          to be pointers as we believe that is more useful.  */
607       if (regnum == gdbarch_pc_regnum (gdbarch)
608           || regnum == RISCV_RA_REGNUM)
609         type = builtin_type (gdbarch)->builtin_func_ptr;
610       else if (regnum == RISCV_FP_REGNUM
611                || regnum == RISCV_SP_REGNUM
612                || regnum == RISCV_GP_REGNUM
613                || regnum == RISCV_TP_REGNUM)
614         type = builtin_type (gdbarch)->builtin_data_ptr;
615     }
616
617   return type;
618 }
619
620 /* Helper for riscv_print_registers_info, prints info for a single register
621    REGNUM.  */
622
623 static void
624 riscv_print_one_register_info (struct gdbarch *gdbarch,
625                                struct ui_file *file,
626                                struct frame_info *frame,
627                                int regnum)
628 {
629   const char *name = gdbarch_register_name (gdbarch, regnum);
630   struct value *val;
631   struct type *regtype;
632   int print_raw_format;
633   enum tab_stops { value_column_1 = 15 };
634
635   fputs_filtered (name, file);
636   print_spaces_filtered (value_column_1 - strlen (name), file);
637
638   TRY
639     {
640       val = value_of_register (regnum, frame);
641       regtype = value_type (val);
642     }
643   CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
644     {
645       /* Handle failure to read a register without interrupting the entire
646          'info registers' flow.  */
647       fprintf_filtered (file, "%s\n", ex.message);
648       return;
649     }
650   END_CATCH
651
652   print_raw_format = (value_entirely_available (val)
653                       && !value_optimized_out (val));
654
655   if (TYPE_CODE (regtype) == TYPE_CODE_FLT
656       || (TYPE_CODE (regtype) == TYPE_CODE_UNION
657           && TYPE_NFIELDS (regtype) == 2
658           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 0)) == TYPE_CODE_FLT
659           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 1)) == TYPE_CODE_FLT)
660       || (TYPE_CODE (regtype) == TYPE_CODE_UNION
661           && TYPE_NFIELDS (regtype) == 3
662           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 0)) == TYPE_CODE_FLT
663           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 1)) == TYPE_CODE_FLT
664           && TYPE_CODE (TYPE_FIELD_TYPE (regtype, 2)) == TYPE_CODE_FLT))
665     {
666       struct value_print_options opts;
667       const gdb_byte *valaddr = value_contents_for_printing (val);
668       enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (get_type_arch (regtype));
669
670       get_user_print_options (&opts);
671       opts.deref_ref = 1;
672
673       val_print (regtype,
674                  value_embedded_offset (val), 0,
675                  file, 0, val, &opts, current_language);
676
677       if (print_raw_format)
678         {
679           fprintf_filtered (file, "\t(raw ");
680           print_hex_chars (file, valaddr, TYPE_LENGTH (regtype), byte_order,
681                            true);
682           fprintf_filtered (file, ")");
683         }
684     }
685   else
686     {
687       struct value_print_options opts;
688
689       /* Print the register in hex.  */
690       get_formatted_print_options (&opts, 'x');
691       opts.deref_ref = 1;
692       val_print (regtype,
693                  value_embedded_offset (val), 0,
694                  file, 0, val, &opts, current_language);
695
696       if (print_raw_format)
697         {
698           if (regnum == RISCV_CSR_MSTATUS_REGNUM)
699             {
700               LONGEST d;
701               int size = register_size (gdbarch, regnum);
702               unsigned xlen;
703
704               d = value_as_long (val);
705               xlen = size * 4;
706               fprintf_filtered (file,
707                                 "\tSD:%X VM:%02X MXR:%X PUM:%X MPRV:%X XS:%X "
708                                 "FS:%X MPP:%x HPP:%X SPP:%X MPIE:%X HPIE:%X "
709                                 "SPIE:%X UPIE:%X MIE:%X HIE:%X SIE:%X UIE:%X",
710                                 (int) ((d >> (xlen - 1)) & 0x1),
711                                 (int) ((d >> 24) & 0x1f),
712                                 (int) ((d >> 19) & 0x1),
713                                 (int) ((d >> 18) & 0x1),
714                                 (int) ((d >> 17) & 0x1),
715                                 (int) ((d >> 15) & 0x3),
716                                 (int) ((d >> 13) & 0x3),
717                                 (int) ((d >> 11) & 0x3),
718                                 (int) ((d >> 9) & 0x3),
719                                 (int) ((d >> 8) & 0x1),
720                                 (int) ((d >> 7) & 0x1),
721                                 (int) ((d >> 6) & 0x1),
722                                 (int) ((d >> 5) & 0x1),
723                                 (int) ((d >> 4) & 0x1),
724                                 (int) ((d >> 3) & 0x1),
725                                 (int) ((d >> 2) & 0x1),
726                                 (int) ((d >> 1) & 0x1),
727                                 (int) ((d >> 0) & 0x1));
728             }
729           else if (regnum == RISCV_CSR_MISA_REGNUM)
730             {
731               int base;
732               unsigned xlen, i;
733               LONGEST d;
734
735               d = value_as_long (val);
736               base = d >> 30;
737               xlen = 16;
738
739               for (; base > 0; base--)
740                 xlen *= 2;
741               fprintf_filtered (file, "\tRV%d", xlen);
742
743               for (i = 0; i < 26; i++)
744                 {
745                   if (d & (1 << i))
746                     fprintf_filtered (file, "%c", 'A' + i);
747                 }
748             }
749           else if (regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM
750                    || regnum == RISCV_CSR_FFLAGS_REGNUM
751                    || regnum == RISCV_CSR_FRM_REGNUM)
752             {
753               LONGEST d;
754
755               d = value_as_long (val);
756
757               fprintf_filtered (file, "\t");
758               if (regnum != RISCV_CSR_FRM_REGNUM)
759                 fprintf_filtered (file,
760                                   "RD:%01X NV:%d DZ:%d OF:%d UF:%d NX:%d",
761                                   (int) ((d >> 5) & 0x7),
762                                   (int) ((d >> 4) & 0x1),
763                                   (int) ((d >> 3) & 0x1),
764                                   (int) ((d >> 2) & 0x1),
765                                   (int) ((d >> 1) & 0x1),
766                                   (int) ((d >> 0) & 0x1));
767
768               if (regnum != RISCV_CSR_FFLAGS_REGNUM)
769                 {
770                   static const char * const sfrm[] =
771                     {
772                       "RNE (round to nearest; ties to even)",
773                       "RTZ (Round towards zero)",
774                       "RDN (Round down towards -INF)",
775                       "RUP (Round up towards +INF)",
776                       "RMM (Round to nearest; ties to max magnitude)",
777                       "INVALID[5]",
778                       "INVALID[6]",
779                       "dynamic rounding mode",
780                     };
781                   int frm = ((regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM)
782                              ? (d >> 5) : d) & 0x3;
783
784                   fprintf_filtered (file, "%sFRM:%i [%s]",
785                                     (regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM
786                                      ? " " : ""),
787                                     frm, sfrm[frm]);
788                 }
789             }
790           else if (regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
791             {
792               LONGEST d;
793               uint8_t priv;
794
795               d = value_as_long (val);
796               priv = d & 0xff;
797
798               if (priv < 4)
799                 {
800                   static const char * const sprv[] =
801                     {
802                       "User/Application",
803                       "Supervisor",
804                       "Hypervisor",
805                       "Machine"
806                     };
807                   fprintf_filtered (file, "\tprv:%d [%s]",
808                                     priv, sprv[priv]);
809                 }
810               else
811                 fprintf_filtered (file, "\tprv:%d [INVALID]", priv);
812             }
813           else
814             {
815               /* If not a vector register, print it also according to its
816                  natural format.  */
817               if (TYPE_VECTOR (regtype) == 0)
818                 {
819                   get_user_print_options (&opts);
820                   opts.deref_ref = 1;
821                   fprintf_filtered (file, "\t");
822                   val_print (regtype,
823                              value_embedded_offset (val), 0,
824                              file, 0, val, &opts, current_language);
825                 }
826             }
827         }
828     }
829   fprintf_filtered (file, "\n");
830 }
831
832 /* Return true if REGNUM is a valid CSR register.  The CSR register space
833    is sparsely populated, so not every number is a named CSR.  */
834
835 static bool
836 riscv_is_regnum_a_named_csr (int regnum)
837 {
838   gdb_assert (regnum >= RISCV_FIRST_CSR_REGNUM
839               && regnum <= RISCV_LAST_CSR_REGNUM);
840
841   switch (regnum)
842     {
843 #define DECLARE_CSR(name, num) case RISCV_ ## num ## _REGNUM:
844 #include "opcode/riscv-opc.h"
845 #undef DECLARE_CSR
846       return true;
847
848     default:
849       return false;
850     }
851 }
852
853 /* Implement the register_reggroup_p gdbarch method.  Is REGNUM a member
854    of REGGROUP?  */
855
856 static int
857 riscv_register_reggroup_p (struct gdbarch  *gdbarch, int regnum,
858                            struct reggroup *reggroup)
859 {
860   /* Used by 'info registers' and 'info registers <groupname>'.  */
861
862   if (gdbarch_register_name (gdbarch, regnum) == NULL
863       || gdbarch_register_name (gdbarch, regnum)[0] == '\0')
864     return 0;
865
866   if (regnum > RISCV_LAST_REGNUM)
867     {
868       int ret = tdesc_register_in_reggroup_p (gdbarch, regnum, reggroup);
869       if (ret != -1)
870         return ret;
871
872       return default_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, reggroup);
873     }
874
875   if (reggroup == all_reggroup)
876     {
877       if (regnum < RISCV_FIRST_CSR_REGNUM || regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
878         return 1;
879       if (riscv_is_regnum_a_named_csr (regnum))
880         return 1;
881       return 0;
882     }
883   else if (reggroup == float_reggroup)
884     return (riscv_is_fp_regno_p (regnum)
885             || regnum == RISCV_CSR_FCSR_REGNUM
886             || regnum == RISCV_CSR_FFLAGS_REGNUM
887             || regnum == RISCV_CSR_FRM_REGNUM);
888   else if (reggroup == general_reggroup)
889     return regnum < RISCV_FIRST_FP_REGNUM;
890   else if (reggroup == restore_reggroup || reggroup == save_reggroup)
891     {
892       if (riscv_has_fp_regs (gdbarch))
893         return regnum <= RISCV_LAST_FP_REGNUM;
894       else
895         return regnum < RISCV_FIRST_FP_REGNUM;
896     }
897   else if (reggroup == system_reggroup || reggroup == csr_reggroup)
898     {
899       if (regnum == RISCV_PRIV_REGNUM)
900         return 1;
901       if (regnum < RISCV_FIRST_CSR_REGNUM || regnum > RISCV_LAST_CSR_REGNUM)
902         return 0;
903       if (riscv_is_regnum_a_named_csr (regnum))
904         return 1;
905       return 0;
906     }
907   else if (reggroup == vector_reggroup)
908     return 0;
909   else
910     return 0;
911 }
912
913 /* Implement the print_registers_info gdbarch method.  This is used by
914    'info registers' and 'info all-registers'.  */
915
916 static void
917 riscv_print_registers_info (struct gdbarch *gdbarch,
918                             struct ui_file *file,
919                             struct frame_info *frame,
920                             int regnum, int print_all)
921 {
922   if (regnum != -1)
923     {
924       /* Print one specified register.  */
925       if (gdbarch_register_name (gdbarch, regnum) == NULL
926           || *(gdbarch_register_name (gdbarch, regnum)) == '\0')
927         error (_("Not a valid register for the current processor type"));
928       riscv_print_one_register_info (gdbarch, file, frame, regnum);
929     }
930   else
931     {
932       struct reggroup *reggroup;
933
934       if (print_all)
935         reggroup = all_reggroup;
936       else
937         reggroup = general_reggroup;
938
939       for (regnum = 0; regnum <= RISCV_LAST_REGNUM; ++regnum)
940         {
941           /* Zero never changes, so might as well hide by default.  */
942           if (regnum == RISCV_ZERO_REGNUM && !print_all)
943             continue;
944
945           /* Registers with no name are not valid on this ISA.  */
946           if (gdbarch_register_name (gdbarch, regnum) == NULL
947               || *(gdbarch_register_name (gdbarch, regnum)) == '\0')
948             continue;
949
950           /* Is the register in the group we're interested in?  */
951           if (!gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, reggroup))
952             continue;
953
954           riscv_print_one_register_info (gdbarch, file, frame, regnum);
955         }
956     }
957 }
958
959 /* Class that handles one decoded RiscV instruction.  */
960
961 class riscv_insn
962 {
963 public:
964
965   /* Enum of all the opcodes that GDB cares about during the prologue scan.  */
966   enum opcode
967     {
968       /* Unknown value is used at initialisation time.  */
969       UNKNOWN = 0,
970
971       /* These instructions are all the ones we are interested in during the
972          prologue scan.  */
973       ADD,
974       ADDI,
975       ADDIW,
976       ADDW,
977       AUIPC,
978       LUI,
979       SD,
980       SW,
981       /* These are needed for software breakopint support.  */
982       JAL,
983       JALR,
984       BEQ,
985       BNE,
986       BLT,
987       BGE,
988       BLTU,
989       BGEU,
990       /* These are needed for stepping over atomic sequences.  */
991       LR,
992       SC,
993
994       /* Other instructions are not interesting during the prologue scan, and
995          are ignored.  */
996       OTHER
997     };
998
999   riscv_insn ()
1000     : m_length (0),
1001       m_opcode (OTHER),
1002       m_rd (0),
1003       m_rs1 (0),
1004       m_rs2 (0)
1005   {
1006     /* Nothing.  */
1007   }
1008
1009   void decode (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc);
1010
1011   /* Get the length of the instruction in bytes.  */
1012   int length () const
1013   { return m_length; }
1014
1015   /* Get the opcode for this instruction.  */
1016   enum opcode opcode () const
1017   { return m_opcode; }
1018
1019   /* Get destination register field for this instruction.  This is only
1020      valid if the OPCODE implies there is such a field for this
1021      instruction.  */
1022   int rd () const
1023   { return m_rd; }
1024
1025   /* Get the RS1 register field for this instruction.  This is only valid
1026      if the OPCODE implies there is such a field for this instruction.  */
1027   int rs1 () const
1028   { return m_rs1; }
1029
1030   /* Get the RS2 register field for this instruction.  This is only valid
1031      if the OPCODE implies there is such a field for this instruction.  */
1032   int rs2 () const
1033   { return m_rs2; }
1034
1035   /* Get the immediate for this instruction in signed form.  This is only
1036      valid if the OPCODE implies there is such a field for this
1037      instruction.  */
1038   int imm_signed () const
1039   { return m_imm.s; }
1040
1041 private:
1042
1043   /* Extract 5 bit register field at OFFSET from instruction OPCODE.  */
1044   int decode_register_index (unsigned long opcode, int offset)
1045   {
1046     return (opcode >> offset) & 0x1F;
1047   }
1048
1049   /* Extract 5 bit register field at OFFSET from instruction OPCODE.  */
1050   int decode_register_index_short (unsigned long opcode, int offset)
1051   {
1052     return ((opcode >> offset) & 0x7) + 8;
1053   }
1054
1055   /* Helper for DECODE, decode 32-bit R-type instruction.  */
1056   void decode_r_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1057   {
1058     m_opcode = opcode;
1059     m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1060     m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS1);
1061     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS2);
1062   }
1063
1064   /* Helper for DECODE, decode 16-bit compressed R-type instruction.  */
1065   void decode_cr_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1066   {
1067     m_opcode = opcode;
1068     m_rd = m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS1S);
1069     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS2);
1070   }
1071
1072   /* Helper for DECODE, decode 32-bit I-type instruction.  */
1073   void decode_i_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1074   {
1075     m_opcode = opcode;
1076     m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1077     m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS1);
1078     m_imm.s = EXTRACT_ITYPE_IMM (ival);
1079   }
1080
1081   /* Helper for DECODE, decode 16-bit compressed I-type instruction.  */
1082   void decode_ci_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1083   {
1084     m_opcode = opcode;
1085     m_rd = m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS1S);
1086     m_imm.s = EXTRACT_RVC_IMM (ival);
1087   }
1088
1089   /* Helper for DECODE, decode 32-bit S-type instruction.  */
1090   void decode_s_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1091   {
1092     m_opcode = opcode;
1093     m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS1);
1094     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS2);
1095     m_imm.s = EXTRACT_STYPE_IMM (ival);
1096   }
1097
1098   /* Helper for DECODE, decode 16-bit CS-type instruction.  The immediate
1099      encoding is different for each CS format instruction, so extracting
1100      the immediate is left up to the caller, who should pass the extracted
1101      immediate value through in IMM.  */
1102   void decode_cs_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival, int imm)
1103   {
1104     m_opcode = opcode;
1105     m_imm.s = imm;
1106     m_rs1 = decode_register_index_short (ival, OP_SH_CRS1S);
1107     m_rs2 = decode_register_index_short (ival, OP_SH_CRS2S);
1108   }
1109
1110   /* Helper for DECODE, decode 16-bit CSS-type instruction.  The immediate
1111      encoding is different for each CSS format instruction, so extracting
1112      the immediate is left up to the caller, who should pass the extracted
1113      immediate value through in IMM.  */
1114   void decode_css_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival, int imm)
1115   {
1116     m_opcode = opcode;
1117     m_imm.s = imm;
1118     m_rs1 = RISCV_SP_REGNUM;
1119     /* Not a compressed register number in this case.  */
1120     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS2);
1121   }
1122
1123   /* Helper for DECODE, decode 32-bit U-type instruction.  */
1124   void decode_u_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1125   {
1126     m_opcode = opcode;
1127     m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1128     m_imm.s = EXTRACT_UTYPE_IMM (ival);
1129   }
1130
1131   /* Helper for DECODE, decode 32-bit J-type instruction.  */
1132   void decode_j_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1133   {
1134     m_opcode = opcode;
1135     m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1136     m_imm.s = EXTRACT_UJTYPE_IMM (ival);
1137   }
1138
1139   /* Helper for DECODE, decode 32-bit J-type instruction.  */
1140   void decode_cj_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1141   {
1142     m_opcode = opcode;
1143     m_imm.s = EXTRACT_RVC_J_IMM (ival);
1144   }
1145
1146   void decode_b_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1147   {
1148     m_opcode = opcode;
1149     m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS1);
1150     m_rs2 = decode_register_index (ival, OP_SH_RS2);
1151     m_imm.s = EXTRACT_SBTYPE_IMM (ival);
1152   }
1153
1154   void decode_cb_type_insn (enum opcode opcode, ULONGEST ival)
1155   {
1156     m_opcode = opcode;
1157     m_rs1 = decode_register_index_short (ival, OP_SH_CRS1S);
1158     m_imm.s = EXTRACT_RVC_B_IMM (ival);
1159   }
1160
1161   /* Fetch instruction from target memory at ADDR, return the content of
1162      the instruction, and update LEN with the instruction length.  */
1163   static ULONGEST fetch_instruction (struct gdbarch *gdbarch,
1164                                      CORE_ADDR addr, int *len);
1165
1166   /* The length of the instruction in bytes.  Should be 2 or 4.  */
1167   int m_length;
1168
1169   /* The instruction opcode.  */
1170   enum opcode m_opcode;
1171
1172   /* The three possible registers an instruction might reference.  Not
1173      every instruction fills in all of these registers.  Which fields are
1174      valid depends on the opcode.  The naming of these fields matches the
1175      naming in the riscv isa manual.  */
1176   int m_rd;
1177   int m_rs1;
1178   int m_rs2;
1179
1180   /* Possible instruction immediate.  This is only valid if the instruction
1181      format contains an immediate, not all instruction, whether this is
1182      valid depends on the opcode.  Despite only having one format for now
1183      the immediate is packed into a union, later instructions might require
1184      an unsigned formatted immediate, having the union in place now will
1185      reduce the need for code churn later.  */
1186   union riscv_insn_immediate
1187   {
1188     riscv_insn_immediate ()
1189       : s (0)
1190     {
1191       /* Nothing.  */
1192     }
1193
1194     int s;
1195   } m_imm;
1196 };
1197
1198 /* Fetch instruction from target memory at ADDR, return the content of the
1199    instruction, and update LEN with the instruction length.  */
1200
1201 ULONGEST
1202 riscv_insn::fetch_instruction (struct gdbarch *gdbarch,
1203                                CORE_ADDR addr, int *len)
1204 {
1205   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
1206   gdb_byte buf[8];
1207   int instlen, status;
1208
1209   /* All insns are at least 16 bits.  */
1210   status = target_read_memory (addr, buf, 2);
1211   if (status)
1212     memory_error (TARGET_XFER_E_IO, addr);
1213
1214   /* If we need more, grab it now.  */
1215   instlen = riscv_insn_length (buf[0]);
1216   gdb_assert (instlen <= sizeof (buf));
1217   *len = instlen;
1218
1219   if (instlen > 2)
1220     {
1221       status = target_read_memory (addr + 2, buf + 2, instlen - 2);
1222       if (status)
1223         memory_error (TARGET_XFER_E_IO, addr + 2);
1224     }
1225
1226   return extract_unsigned_integer (buf, instlen, byte_order);
1227 }
1228
1229 /* Fetch from target memory an instruction at PC and decode it.  This can
1230    throw an error if the memory access fails, callers are responsible for
1231    handling this error if that is appropriate.  */
1232
1233 void
1234 riscv_insn::decode (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
1235 {
1236   ULONGEST ival;
1237
1238   /* Fetch the instruction, and the instructions length.  */
1239   ival = fetch_instruction (gdbarch, pc, &m_length);
1240
1241   if (m_length == 4)
1242     {
1243       if (is_add_insn (ival))
1244         decode_r_type_insn (ADD, ival);
1245       else if (is_addw_insn (ival))
1246         decode_r_type_insn (ADDW, ival);
1247       else if (is_addi_insn (ival))
1248         decode_i_type_insn (ADDI, ival);
1249       else if (is_addiw_insn (ival))
1250         decode_i_type_insn (ADDIW, ival);
1251       else if (is_auipc_insn (ival))
1252         decode_u_type_insn (AUIPC, ival);
1253       else if (is_lui_insn (ival))
1254         decode_u_type_insn (LUI, ival);
1255       else if (is_sd_insn (ival))
1256         decode_s_type_insn (SD, ival);
1257       else if (is_sw_insn (ival))
1258         decode_s_type_insn (SW, ival);
1259       else if (is_jal_insn (ival))
1260         decode_j_type_insn (JAL, ival);
1261       else if (is_jalr_insn (ival))
1262         decode_i_type_insn (JALR, ival);
1263       else if (is_beq_insn (ival))
1264         decode_b_type_insn (BEQ, ival);
1265       else if (is_bne_insn (ival))
1266         decode_b_type_insn (BNE, ival);
1267       else if (is_blt_insn (ival))
1268         decode_b_type_insn (BLT, ival);
1269       else if (is_bge_insn (ival))
1270         decode_b_type_insn (BGE, ival);
1271       else if (is_bltu_insn (ival))
1272         decode_b_type_insn (BLTU, ival);
1273       else if (is_bgeu_insn (ival))
1274         decode_b_type_insn (BGEU, ival);
1275       else if (is_lr_w_insn (ival))
1276         decode_r_type_insn (LR, ival);
1277       else if (is_lr_d_insn (ival))
1278         decode_r_type_insn (LR, ival);
1279       else if (is_sc_w_insn (ival))
1280         decode_r_type_insn (SC, ival);
1281       else if (is_sc_d_insn (ival))
1282         decode_r_type_insn (SC, ival);
1283       else
1284         /* None of the other fields are valid in this case.  */
1285         m_opcode = OTHER;
1286     }
1287   else if (m_length == 2)
1288     {
1289       int xlen = riscv_isa_xlen (gdbarch);
1290
1291       /* C_ADD and C_JALR have the same opcode.  If RS2 is 0, then this is a
1292          C_JALR.  So must try to match C_JALR first as it has more bits in
1293          mask.  */
1294       if (is_c_jalr_insn (ival))
1295         decode_cr_type_insn (JALR, ival);
1296       else if (is_c_add_insn (ival))
1297         decode_cr_type_insn (ADD, ival);
1298       /* C_ADDW is RV64 and RV128 only.  */
1299       else if (xlen != 4 && is_c_addw_insn (ival))
1300         decode_cr_type_insn (ADDW, ival);
1301       else if (is_c_addi_insn (ival))
1302         decode_ci_type_insn (ADDI, ival);
1303       /* C_ADDIW and C_JAL have the same opcode.  C_ADDIW is RV64 and RV128
1304          only and C_JAL is RV32 only.  */
1305       else if (xlen != 4 && is_c_addiw_insn (ival))
1306         decode_ci_type_insn (ADDIW, ival);
1307       else if (xlen == 4 && is_c_jal_insn (ival))
1308         decode_cj_type_insn (JAL, ival);
1309       /* C_ADDI16SP and C_LUI have the same opcode.  If RD is 2, then this is a
1310          C_ADDI16SP.  So must try to match C_ADDI16SP first as it has more bits
1311          in mask.  */
1312       else if (is_c_addi16sp_insn (ival))
1313         {
1314           m_opcode = ADDI;
1315           m_rd = m_rs1 = decode_register_index (ival, OP_SH_RD);
1316           m_imm.s = EXTRACT_RVC_ADDI16SP_IMM (ival);
1317         }
1318       else if (is_c_addi4spn_insn (ival))
1319         {
1320           m_opcode = ADDI;
1321           m_rd = decode_register_index_short (ival, OP_SH_CRS2S);
1322           m_rs1 = RISCV_SP_REGNUM;
1323           m_imm.s = EXTRACT_RVC_ADDI4SPN_IMM (ival);
1324         }
1325       else if (is_c_lui_insn (ival))
1326         {
1327           m_opcode = LUI;
1328           m_rd = decode_register_index (ival, OP_SH_CRS1S);
1329           m_imm.s = EXTRACT_RVC_LUI_IMM (ival);
1330         }
1331       /* C_SD and C_FSW have the same opcode.  C_SD is RV64 and RV128 only,
1332          and C_FSW is RV32 only.  */
1333       else if (xlen != 4 && is_c_sd_insn (ival))
1334         decode_cs_type_insn (SD, ival, EXTRACT_RVC_LD_IMM (ival));
1335       else if (is_c_sw_insn (ival))
1336         decode_cs_type_insn (SW, ival, EXTRACT_RVC_LW_IMM (ival));
1337       else if (is_c_swsp_insn (ival))
1338         decode_css_type_insn (SW, ival, EXTRACT_RVC_SWSP_IMM (ival));
1339       else if (xlen != 4 && is_c_sdsp_insn (ival))
1340         decode_css_type_insn (SW, ival, EXTRACT_RVC_SDSP_IMM (ival));
1341       /* C_JR and C_MV have the same opcode.  If RS2 is 0, then this is a C_JR.
1342          So must try to match C_JR first as it ahs more bits in mask.  */
1343       else if (is_c_jr_insn (ival))
1344         decode_cr_type_insn (JALR, ival);
1345       else if (is_c_j_insn (ival))
1346         decode_cj_type_insn (JAL, ival);
1347       else if (is_c_beqz_insn (ival))
1348         decode_cb_type_insn (BEQ, ival);
1349       else if (is_c_bnez_insn (ival))
1350         decode_cb_type_insn (BNE, ival);
1351       else
1352         /* None of the other fields of INSN are valid in this case.  */
1353         m_opcode = OTHER;
1354     }
1355   else
1356     internal_error (__FILE__, __LINE__,
1357                     _("unable to decode %d byte instructions in "
1358                       "prologue at %s"), m_length,
1359                     core_addr_to_string (pc));
1360 }
1361
1362 /* The prologue scanner.  This is currently only used for skipping the
1363    prologue of a function when the DWARF information is not sufficient.
1364    However, it is written with filling of the frame cache in mind, which
1365    is why different groups of stack setup instructions are split apart
1366    during the core of the inner loop.  In the future, the intention is to
1367    extend this function to fully support building up a frame cache that
1368    can unwind register values when there is no DWARF information.  */
1369
1370 static CORE_ADDR
1371 riscv_scan_prologue (struct gdbarch *gdbarch,
1372                      CORE_ADDR start_pc, CORE_ADDR end_pc,
1373                      struct riscv_unwind_cache *cache)
1374 {
1375   CORE_ADDR cur_pc, next_pc, after_prologue_pc;
1376   CORE_ADDR end_prologue_addr = 0;
1377
1378   /* Find an upper limit on the function prologue using the debug
1379      information.  If the debug information could not be used to provide
1380      that bound, then use an arbitrary large number as the upper bound.  */
1381   after_prologue_pc = skip_prologue_using_sal (gdbarch, start_pc);
1382   if (after_prologue_pc == 0)
1383     after_prologue_pc = start_pc + 100;   /* Arbitrary large number.  */
1384   if (after_prologue_pc < end_pc)
1385     end_pc = after_prologue_pc;
1386
1387   pv_t regs[RISCV_NUM_INTEGER_REGS]; /* Number of GPR.  */
1388   for (int regno = 0; regno < RISCV_NUM_INTEGER_REGS; regno++)
1389     regs[regno] = pv_register (regno, 0);
1390   pv_area stack (RISCV_SP_REGNUM, gdbarch_addr_bit (gdbarch));
1391
1392   if (riscv_debug_unwinder)
1393     fprintf_unfiltered
1394       (gdb_stdlog,
1395        "Prologue scan for function starting at %s (limit %s)\n",
1396        core_addr_to_string (start_pc),
1397        core_addr_to_string (end_pc));
1398
1399   for (next_pc = cur_pc = start_pc; cur_pc < end_pc; cur_pc = next_pc)
1400     {
1401       struct riscv_insn insn;
1402
1403       /* Decode the current instruction, and decide where the next
1404          instruction lives based on the size of this instruction.  */
1405       insn.decode (gdbarch, cur_pc);
1406       gdb_assert (insn.length () > 0);
1407       next_pc = cur_pc + insn.length ();
1408
1409       /* Look for common stack adjustment insns.  */
1410       if ((insn.opcode () == riscv_insn::ADDI
1411            || insn.opcode () == riscv_insn::ADDIW)
1412           && insn.rd () == RISCV_SP_REGNUM
1413           && insn.rs1 () == RISCV_SP_REGNUM)
1414         {
1415           /* Handle: addi sp, sp, -i
1416              or:     addiw sp, sp, -i  */
1417           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1418           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1419           regs[insn.rd ()]
1420             = pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], insn.imm_signed ());
1421         }
1422       else if ((insn.opcode () == riscv_insn::SW
1423                 || insn.opcode () == riscv_insn::SD)
1424                && (insn.rs1 () == RISCV_SP_REGNUM
1425                    || insn.rs1 () == RISCV_FP_REGNUM))
1426         {
1427           /* Handle: sw reg, offset(sp)
1428              or:     sd reg, offset(sp)
1429              or:     sw reg, offset(s0)
1430              or:     sd reg, offset(s0)  */
1431           /* Instruction storing a register onto the stack.  */
1432           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1433           gdb_assert (insn.rs2 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1434           stack.store (pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], insn.imm_signed ()),
1435                         (insn.opcode () == riscv_insn::SW ? 4 : 8),
1436                         regs[insn.rs2 ()]);
1437         }
1438       else if (insn.opcode () == riscv_insn::ADDI
1439                && insn.rd () == RISCV_FP_REGNUM
1440                && insn.rs1 () == RISCV_SP_REGNUM)
1441         {
1442           /* Handle: addi s0, sp, size  */
1443           /* Instructions setting up the frame pointer.  */
1444           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1445           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1446           regs[insn.rd ()]
1447             = pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], insn.imm_signed ());
1448         }
1449       else if ((insn.opcode () == riscv_insn::ADD
1450                 || insn.opcode () == riscv_insn::ADDW)
1451                && insn.rd () == RISCV_FP_REGNUM
1452                && insn.rs1 () == RISCV_SP_REGNUM
1453                && insn.rs2 () == RISCV_ZERO_REGNUM)
1454         {
1455           /* Handle: add s0, sp, 0
1456              or:     addw s0, sp, 0  */
1457           /* Instructions setting up the frame pointer.  */
1458           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1459           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1460           regs[insn.rd ()] = pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], 0);
1461         }
1462       else if ((insn.opcode () == riscv_insn::ADDI
1463                 && insn.rd () == RISCV_ZERO_REGNUM
1464                 && insn.rs1 () == RISCV_ZERO_REGNUM
1465                 && insn.imm_signed () == 0))
1466         {
1467           /* Handle: add x0, x0, 0   (NOP)  */
1468         }
1469       else if (insn.opcode () == riscv_insn::AUIPC)
1470         {
1471           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1472           regs[insn.rd ()] = pv_constant (cur_pc + insn.imm_signed ());
1473         }
1474       else if (insn.opcode () == riscv_insn::LUI)
1475         {
1476           /* Handle: lui REG, n
1477              Where REG is not gp register.  */
1478           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1479           regs[insn.rd ()] = pv_constant (insn.imm_signed ());
1480         }
1481       else if (insn.opcode () == riscv_insn::ADDI)
1482         {
1483           /* Handle: addi REG1, REG2, IMM  */
1484           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1485           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1486           regs[insn.rd ()]
1487             = pv_add_constant (regs[insn.rs1 ()], insn.imm_signed ());
1488         }
1489       else if (insn.opcode () == riscv_insn::ADD)
1490         {
1491           /* Handle: addi REG1, REG2, IMM  */
1492           gdb_assert (insn.rd () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1493           gdb_assert (insn.rs1 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1494           gdb_assert (insn.rs2 () < RISCV_NUM_INTEGER_REGS);
1495           regs[insn.rd ()] = pv_add (regs[insn.rs1 ()], regs[insn.rs2 ()]);
1496         }
1497       else
1498         {
1499           end_prologue_addr = cur_pc;
1500           break;
1501         }
1502     }
1503
1504   if (end_prologue_addr == 0)
1505     end_prologue_addr = cur_pc;
1506
1507   if (riscv_debug_unwinder)
1508     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "End of prologue at %s\n",
1509                         core_addr_to_string (end_prologue_addr));
1510
1511   if (cache != NULL)
1512     {
1513       /* Figure out if it is a frame pointer or just a stack pointer.  Also
1514          the offset held in the pv_t is from the original register value to
1515          the current value, which for a grows down stack means a negative
1516          value.  The FRAME_BASE_OFFSET is the negation of this, how to get
1517          from the current value to the original value.  */
1518       if (pv_is_register (regs[RISCV_FP_REGNUM], RISCV_SP_REGNUM))
1519         {
1520           cache->frame_base_reg = RISCV_FP_REGNUM;
1521           cache->frame_base_offset = -regs[RISCV_FP_REGNUM].k;
1522         }
1523       else
1524         {
1525           cache->frame_base_reg = RISCV_SP_REGNUM;
1526           cache->frame_base_offset = -regs[RISCV_SP_REGNUM].k;
1527         }
1528
1529       /* Assign offset from old SP to all saved registers.  As we don't
1530          have the previous value for the frame base register at this
1531          point, we store the offset as the address in the trad_frame, and
1532          then convert this to an actual address later.  */
1533       for (int i = 0; i <= RISCV_NUM_INTEGER_REGS; i++)
1534         {
1535           CORE_ADDR offset;
1536           if (stack.find_reg (gdbarch, i, &offset))
1537             {
1538               if (riscv_debug_unwinder)
1539                 fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
1540                                     "Register $%s at stack offset %ld\n",
1541                                     gdbarch_register_name (gdbarch, i),
1542                                     offset);
1543               trad_frame_set_addr (cache->regs, i, offset);
1544             }
1545         }
1546     }
1547
1548   return end_prologue_addr;
1549 }
1550
1551 /* Implement the riscv_skip_prologue gdbarch method.  */
1552
1553 static CORE_ADDR
1554 riscv_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
1555 {
1556   CORE_ADDR func_addr;
1557
1558   /* See if we can determine the end of the prologue via the symbol
1559      table.  If so, then return either PC, or the PC after the
1560      prologue, whichever is greater.  */
1561   if (find_pc_partial_function (pc, NULL, &func_addr, NULL))
1562     {
1563       CORE_ADDR post_prologue_pc
1564         = skip_prologue_using_sal (gdbarch, func_addr);
1565
1566       if (post_prologue_pc != 0)
1567         return std::max (pc, post_prologue_pc);
1568     }
1569
1570   /* Can't determine prologue from the symbol table, need to examine
1571      instructions.  Pass -1 for the end address to indicate the prologue
1572      scanner can scan as far as it needs to find the end of the prologue.  */
1573   return riscv_scan_prologue (gdbarch, pc, ((CORE_ADDR) -1), NULL);
1574 }
1575
1576 /* Implement the gdbarch push dummy code callback.  */
1577
1578 static CORE_ADDR
1579 riscv_push_dummy_code (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR sp,
1580                        CORE_ADDR funaddr, struct value **args, int nargs,
1581                        struct type *value_type, CORE_ADDR *real_pc,
1582                        CORE_ADDR *bp_addr, struct regcache *regcache)
1583 {
1584   /* Allocate space for a breakpoint, and keep the stack correctly
1585      aligned.  */
1586   sp -= 16;
1587   *bp_addr = sp;
1588   *real_pc = funaddr;
1589   return sp;
1590 }
1591
1592 /* Compute the alignment of the type T.  Used while setting up the
1593    arguments for a dummy call.  */
1594
1595 static int
1596 riscv_type_alignment (struct type *t)
1597 {
1598   t = check_typedef (t);
1599   switch (TYPE_CODE (t))
1600     {
1601     default:
1602       error (_("Could not compute alignment of type"));
1603
1604     case TYPE_CODE_RVALUE_REF:
1605     case TYPE_CODE_PTR:
1606     case TYPE_CODE_ENUM:
1607     case TYPE_CODE_INT:
1608     case TYPE_CODE_FLT:
1609     case TYPE_CODE_REF:
1610     case TYPE_CODE_CHAR:
1611     case TYPE_CODE_BOOL:
1612       return TYPE_LENGTH (t);
1613
1614     case TYPE_CODE_ARRAY:
1615       if (TYPE_VECTOR (t))
1616         return std::min (TYPE_LENGTH (t), (unsigned) BIGGEST_ALIGNMENT);
1617       /* FALLTHROUGH */
1618
1619     case TYPE_CODE_COMPLEX:
1620       return riscv_type_alignment (TYPE_TARGET_TYPE (t));
1621
1622     case TYPE_CODE_STRUCT:
1623     case TYPE_CODE_UNION:
1624       {
1625         int i;
1626         int align = 1;
1627
1628         for (i = 0; i < TYPE_NFIELDS (t); ++i)
1629           {
1630             if (TYPE_FIELD_LOC_KIND (t, i) == FIELD_LOC_KIND_BITPOS)
1631               {
1632                 int a = riscv_type_alignment (TYPE_FIELD_TYPE (t, i));
1633                 if (a > align)
1634                   align = a;
1635               }
1636           }
1637         return align;
1638       }
1639     }
1640 }
1641
1642 /* Holds information about a single argument either being passed to an
1643    inferior function, or returned from an inferior function.  This includes
1644    information about the size, type, etc of the argument, and also
1645    information about how the argument will be passed (or returned).  */
1646
1647 struct riscv_arg_info
1648 {
1649   /* Contents of the argument.  */
1650   const gdb_byte *contents;
1651
1652   /* Length of argument.  */
1653   int length;
1654
1655   /* Alignment required for an argument of this type.  */
1656   int align;
1657
1658   /* The type for this argument.  */
1659   struct type *type;
1660
1661   /* Each argument can have either 1 or 2 locations assigned to it.  Each
1662      location describes where part of the argument will be placed.  The
1663      second location is valid based on the LOC_TYPE and C_LENGTH fields
1664      of the first location (which is always valid).  */
1665   struct location
1666   {
1667     /* What type of location this is.  */
1668     enum location_type
1669       {
1670        /* Argument passed in a register.  */
1671        in_reg,
1672
1673        /* Argument passed as an on stack argument.  */
1674        on_stack,
1675
1676        /* Argument passed by reference.  The second location is always
1677           valid for a BY_REF argument, and describes where the address
1678           of the BY_REF argument should be placed.  */
1679        by_ref
1680       } loc_type;
1681
1682     /* Information that depends on the location type.  */
1683     union
1684     {
1685       /* Which register number to use.  */
1686       int regno;
1687
1688       /* The offset into the stack region.  */
1689       int offset;
1690     } loc_data;
1691
1692     /* The length of contents covered by this location.  If this is less
1693        than the total length of the argument, then the second location
1694        will be valid, and will describe where the rest of the argument
1695        will go.  */
1696     int c_length;
1697
1698     /* The offset within CONTENTS for this part of the argument.  Will
1699        always be 0 for the first part.  For the second part of the
1700        argument, this might be the C_LENGTH value of the first part,
1701        however, if we are passing a structure in two registers, and there's
1702        is padding between the first and second field, then this offset
1703        might be greater than the length of the first argument part.  When
1704        the second argument location is not holding part of the argument
1705        value, but is instead holding the address of a reference argument,
1706        then this offset will be set to 0.  */
1707     int c_offset;
1708   } argloc[2];
1709
1710   /* TRUE if this is an unnamed argument.  */
1711   bool is_unnamed;
1712 };
1713
1714 /* Information about a set of registers being used for passing arguments as
1715    part of a function call.  The register set must be numerically
1716    sequential from NEXT_REGNUM to LAST_REGNUM.  The register set can be
1717    disabled from use by setting NEXT_REGNUM greater than LAST_REGNUM.  */
1718
1719 struct riscv_arg_reg
1720 {
1721   riscv_arg_reg (int first, int last)
1722     : next_regnum (first),
1723       last_regnum (last)
1724   {
1725     /* Nothing.  */
1726   }
1727
1728   /* The GDB register number to use in this set.  */
1729   int next_regnum;
1730
1731   /* The last GDB register number to use in this set.  */
1732   int last_regnum;
1733 };
1734
1735 /* Arguments can be passed as on stack arguments, or by reference.  The
1736    on stack arguments must be in a continuous region starting from $sp,
1737    while the by reference arguments can be anywhere, but we'll put them
1738    on the stack after (at higher address) the on stack arguments.
1739
1740    This might not be the right approach to take.  The ABI is clear that
1741    an argument passed by reference can be modified by the callee, which
1742    us placing the argument (temporarily) onto the stack will not achieve
1743    (changes will be lost).  There's also the possibility that very large
1744    arguments could overflow the stack.
1745
1746    This struct is used to track offset into these two areas for where
1747    arguments are to be placed.  */
1748 struct riscv_memory_offsets
1749 {
1750   riscv_memory_offsets ()
1751     : arg_offset (0),
1752       ref_offset (0)
1753   {
1754     /* Nothing.  */
1755   }
1756
1757   /* Offset into on stack argument area.  */
1758   int arg_offset;
1759
1760   /* Offset into the pass by reference area.  */
1761   int ref_offset;
1762 };
1763
1764 /* Holds information about where arguments to a call will be placed.  This
1765    is updated as arguments are added onto the call, and can be used to
1766    figure out where the next argument should be placed.  */
1767
1768 struct riscv_call_info
1769 {
1770   riscv_call_info (struct gdbarch *gdbarch)
1771     : int_regs (RISCV_A0_REGNUM, RISCV_A0_REGNUM + 7),
1772       float_regs (RISCV_FA0_REGNUM, RISCV_FA0_REGNUM + 7)
1773   {
1774     xlen = riscv_isa_xlen (gdbarch);
1775     flen = riscv_isa_flen (gdbarch);
1776
1777     /* Disable use of floating point registers if needed.  */
1778     if (!riscv_has_fp_abi (gdbarch))
1779       float_regs.next_regnum = float_regs.last_regnum + 1;
1780   }
1781
1782   /* Track the memory areas used for holding in-memory arguments to a
1783      call.  */
1784   struct riscv_memory_offsets memory;
1785
1786   /* Holds information about the next integer register to use for passing
1787      an argument.  */
1788   struct riscv_arg_reg int_regs;
1789
1790   /* Holds information about the next floating point register to use for
1791      passing an argument.  */
1792   struct riscv_arg_reg float_regs;
1793
1794   /* The XLEN and FLEN are copied in to this structure for convenience, and
1795      are just the results of calling RISCV_ISA_XLEN and RISCV_ISA_FLEN.  */
1796   int xlen;
1797   int flen;
1798 };
1799
1800 /* Return the number of registers available for use as parameters in the
1801    register set REG.  Returned value can be 0 or more.  */
1802
1803 static int
1804 riscv_arg_regs_available (struct riscv_arg_reg *reg)
1805 {
1806   if (reg->next_regnum > reg->last_regnum)
1807     return 0;
1808
1809   return (reg->last_regnum - reg->next_regnum + 1);
1810 }
1811
1812 /* If there is at least one register available in the register set REG then
1813    the next register from REG is assigned to LOC and the length field of
1814    LOC is updated to LENGTH.  The register set REG is updated to indicate
1815    that the assigned register is no longer available and the function
1816    returns true.
1817
1818    If there are no registers available in REG then the function returns
1819    false, and LOC and REG are unchanged.  */
1820
1821 static bool
1822 riscv_assign_reg_location (struct riscv_arg_info::location *loc,
1823                            struct riscv_arg_reg *reg,
1824                            int length, int offset)
1825 {
1826   if (reg->next_regnum <= reg->last_regnum)
1827     {
1828       loc->loc_type = riscv_arg_info::location::in_reg;
1829       loc->loc_data.regno = reg->next_regnum;
1830       reg->next_regnum++;
1831       loc->c_length = length;
1832       loc->c_offset = offset;
1833       return true;
1834     }
1835
1836   return false;
1837 }
1838
1839 /* Assign LOC a location as the next stack parameter, and update MEMORY to
1840    record that an area of stack has been used to hold the parameter
1841    described by LOC.
1842
1843    The length field of LOC is updated to LENGTH, the length of the
1844    parameter being stored, and ALIGN is the alignment required by the
1845    parameter, which will affect how memory is allocated out of MEMORY.  */
1846
1847 static void
1848 riscv_assign_stack_location (struct riscv_arg_info::location *loc,
1849                              struct riscv_memory_offsets *memory,
1850                              int length, int align)
1851 {
1852   loc->loc_type = riscv_arg_info::location::on_stack;
1853   memory->arg_offset
1854     = align_up (memory->arg_offset, align);
1855   loc->loc_data.offset = memory->arg_offset;
1856   memory->arg_offset += length;
1857   loc->c_length = length;
1858
1859   /* Offset is always 0, either we're the first location part, in which
1860      case we're reading content from the start of the argument, or we're
1861      passing the address of a reference argument, so 0.  */
1862   loc->c_offset = 0;
1863 }
1864
1865 /* Update AINFO, which describes an argument that should be passed or
1866    returned using the integer ABI.  The argloc fields within AINFO are
1867    updated to describe the location in which the argument will be passed to
1868    a function, or returned from a function.
1869
1870    The CINFO structure contains the ongoing call information, the holds
1871    information such as which argument registers are remaining to be
1872    assigned to parameter, and how much memory has been used by parameters
1873    so far.
1874
1875    By examining the state of CINFO a suitable location can be selected,
1876    and assigned to AINFO.  */
1877
1878 static void
1879 riscv_call_arg_scalar_int (struct riscv_arg_info *ainfo,
1880                            struct riscv_call_info *cinfo)
1881 {
1882   if (ainfo->length > (2 * cinfo->xlen))
1883     {
1884       /* Argument is going to be passed by reference.  */
1885       ainfo->argloc[0].loc_type
1886         = riscv_arg_info::location::by_ref;
1887       cinfo->memory.ref_offset
1888         = align_up (cinfo->memory.ref_offset, ainfo->align);
1889       ainfo->argloc[0].loc_data.offset = cinfo->memory.ref_offset;
1890       cinfo->memory.ref_offset += ainfo->length;
1891       ainfo->argloc[0].c_length = ainfo->length;
1892
1893       /* The second location for this argument is given over to holding the
1894          address of the by-reference data.  Pass 0 for the offset as this
1895          is not part of the actual argument value.  */
1896       if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
1897                                       &cinfo->int_regs,
1898                                       cinfo->xlen, 0))
1899         riscv_assign_stack_location (&ainfo->argloc[1],
1900                                      &cinfo->memory, cinfo->xlen,
1901                                      cinfo->xlen);
1902     }
1903   else
1904     {
1905       int len = std::min (ainfo->length, cinfo->xlen);
1906       int align = std::max (ainfo->align, cinfo->xlen);
1907
1908       /* Unnamed arguments in registers that require 2*XLEN alignment are
1909          passed in an aligned register pair.  */
1910       if (ainfo->is_unnamed && (align == cinfo->xlen * 2)
1911           && cinfo->int_regs.next_regnum & 1)
1912         cinfo->int_regs.next_regnum++;
1913
1914       if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
1915                                       &cinfo->int_regs, len, 0))
1916         riscv_assign_stack_location (&ainfo->argloc[0],
1917                                      &cinfo->memory, len, align);
1918
1919       if (len < ainfo->length)
1920         {
1921           len = ainfo->length - len;
1922           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
1923                                           &cinfo->int_regs, len,
1924                                           cinfo->xlen))
1925             riscv_assign_stack_location (&ainfo->argloc[1],
1926                                          &cinfo->memory, len, cinfo->xlen);
1927         }
1928     }
1929 }
1930
1931 /* Like RISCV_CALL_ARG_SCALAR_INT, except the argument described by AINFO
1932    is being passed with the floating point ABI.  */
1933
1934 static void
1935 riscv_call_arg_scalar_float (struct riscv_arg_info *ainfo,
1936                              struct riscv_call_info *cinfo)
1937 {
1938   if (ainfo->length > cinfo->flen)
1939     return riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
1940   else
1941     {
1942       if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
1943                                       &cinfo->float_regs,
1944                                       ainfo->length, 0))
1945         return riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
1946     }
1947 }
1948
1949 /* Like RISCV_CALL_ARG_SCALAR_INT, except the argument described by AINFO
1950    is a complex floating point argument, and is therefore handled
1951    differently to other argument types.  */
1952
1953 static void
1954 riscv_call_arg_complex_float (struct riscv_arg_info *ainfo,
1955                               struct riscv_call_info *cinfo)
1956 {
1957   if (ainfo->length <= (2 * cinfo->flen)
1958       && riscv_arg_regs_available (&cinfo->float_regs) >= 2)
1959     {
1960       bool result;
1961       int len = ainfo->length / 2;
1962
1963       result = riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
1964                                           &cinfo->float_regs, len, len);
1965       gdb_assert (result);
1966
1967       result = riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
1968                                           &cinfo->float_regs, len, len);
1969       gdb_assert (result);
1970     }
1971   else
1972     return riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
1973 }
1974
1975 /* A structure used for holding information about a structure type within
1976    the inferior program.  The RiscV ABI has special rules for handling some
1977    structures with a single field or with two fields.  The counting of
1978    fields here is done after flattening out all nested structures.  */
1979
1980 class riscv_struct_info
1981 {
1982 public:
1983   riscv_struct_info ()
1984     : m_number_of_fields (0),
1985       m_types { nullptr, nullptr }
1986   {
1987     /* Nothing.  */
1988   }
1989
1990   /* Analyse TYPE descending into nested structures, count the number of
1991      scalar fields and record the types of the first two fields found.  */
1992   void analyse (struct type *type);
1993
1994   /* The number of scalar fields found in the analysed type.  This is
1995      currently only accurate if the value returned is 0, 1, or 2 as the
1996      analysis stops counting when the number of fields is 3.  This is
1997      because the RiscV ABI only has special cases for 1 or 2 fields,
1998      anything else we just don't care about.  */
1999   int number_of_fields () const
2000   { return m_number_of_fields; }
2001
2002   /* Return the type for scalar field INDEX within the analysed type.  Will
2003      return nullptr if there is no field at that index.  Only INDEX values
2004      0 and 1 can be requested as the RiscV ABI only has special cases for
2005      structures with 1 or 2 fields.  */
2006   struct type *field_type (int index) const
2007   {
2008     gdb_assert (index < (sizeof (m_types) / sizeof (m_types[0])));
2009     return m_types[index];
2010   }
2011
2012 private:
2013   /* The number of scalar fields found within the structure after recursing
2014      into nested structures.  */
2015   int m_number_of_fields;
2016
2017   /* The types of the first two scalar fields found within the structure
2018      after recursing into nested structures.  */
2019   struct type *m_types[2];
2020 };
2021
2022 /* Analyse TYPE descending into nested structures, count the number of
2023    scalar fields and record the types of the first two fields found.  */
2024
2025 void
2026 riscv_struct_info::analyse (struct type *type)
2027 {
2028   unsigned int count = TYPE_NFIELDS (type);
2029   unsigned int i;
2030
2031   for (i = 0; i < count; ++i)
2032     {
2033       if (TYPE_FIELD_LOC_KIND (type, i) != FIELD_LOC_KIND_BITPOS)
2034         continue;
2035
2036       struct type *field_type = TYPE_FIELD_TYPE (type, i);
2037       field_type = check_typedef (field_type);
2038
2039       switch (TYPE_CODE (field_type))
2040         {
2041         case TYPE_CODE_STRUCT:
2042           analyse (field_type);
2043           break;
2044
2045         default:
2046           /* RiscV only flattens out structures.  Anything else does not
2047              need to be flattened, we just record the type, and when we
2048              look at the analysis results we'll realise this is not a
2049              structure we can special case, and pass the structure in
2050              memory.  */
2051           if (m_number_of_fields < 2)
2052             m_types[m_number_of_fields] = field_type;
2053           m_number_of_fields++;
2054           break;
2055         }
2056
2057       /* RiscV only has special handling for structures with 1 or 2 scalar
2058          fields, any more than that and the structure is just passed in
2059          memory.  We can safely drop out early when we find 3 or more
2060          fields then.  */
2061
2062       if (m_number_of_fields > 2)
2063         return;
2064     }
2065 }
2066
2067 /* Like RISCV_CALL_ARG_SCALAR_INT, except the argument described by AINFO
2068    is a structure.  Small structures on RiscV have some special case
2069    handling in order that the structure might be passed in register.
2070    Larger structures are passed in memory.  After assigning location
2071    information to AINFO, CINFO will have been updated.  */
2072
2073 static void
2074 riscv_call_arg_struct (struct riscv_arg_info *ainfo,
2075                        struct riscv_call_info *cinfo)
2076 {
2077   if (riscv_arg_regs_available (&cinfo->float_regs) >= 1)
2078     {
2079       struct riscv_struct_info sinfo;
2080
2081       sinfo.analyse (ainfo->type);
2082       if (sinfo.number_of_fields () == 1
2083           && TYPE_CODE (sinfo.field_type (0)) == TYPE_CODE_COMPLEX)
2084         {
2085           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2086                       == TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)));
2087           return riscv_call_arg_complex_float (ainfo, cinfo);
2088         }
2089
2090       if (sinfo.number_of_fields () == 1
2091           && TYPE_CODE (sinfo.field_type (0)) == TYPE_CODE_FLT)
2092         {
2093           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2094                       == TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)));
2095           return riscv_call_arg_scalar_float (ainfo, cinfo);
2096         }
2097
2098       if (sinfo.number_of_fields () == 2
2099           && TYPE_CODE (sinfo.field_type (0)) == TYPE_CODE_FLT
2100           && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)) <= cinfo->flen
2101           && TYPE_CODE (sinfo.field_type (1)) == TYPE_CODE_FLT
2102           && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1)) <= cinfo->flen
2103           && riscv_arg_regs_available (&cinfo->float_regs) >= 2)
2104         {
2105           int len0, len1, offset;
2106
2107           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type) <= (2 * cinfo->flen));
2108
2109           len0 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0));
2110           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
2111                                           &cinfo->float_regs, len0, 0))
2112             error (_("failed during argument setup"));
2113
2114           len1 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1));
2115           offset = align_up (len0, riscv_type_alignment (sinfo.field_type (1)));
2116           gdb_assert (len1 <= (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2117                                - TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0))));
2118
2119           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
2120                                           &cinfo->float_regs,
2121                                           len1, offset))
2122             error (_("failed during argument setup"));
2123           return;
2124         }
2125
2126       if (sinfo.number_of_fields () == 2
2127           && riscv_arg_regs_available (&cinfo->int_regs) >= 1
2128           && (TYPE_CODE (sinfo.field_type (0)) == TYPE_CODE_FLT
2129               && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)) <= cinfo->flen
2130               && is_integral_type (sinfo.field_type (1))
2131               && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1)) <= cinfo->xlen))
2132         {
2133           int len0, len1, offset;
2134
2135           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2136                       <= (cinfo->flen + cinfo->xlen));
2137
2138           len0 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0));
2139           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
2140                                           &cinfo->float_regs, len0, 0))
2141             error (_("failed during argument setup"));
2142
2143           len1 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1));
2144           offset = align_up (len0, riscv_type_alignment (sinfo.field_type (1)));
2145           gdb_assert (len1 <= cinfo->xlen);
2146           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
2147                                           &cinfo->int_regs, len1, offset))
2148             error (_("failed during argument setup"));
2149           return;
2150         }
2151
2152       if (sinfo.number_of_fields () == 2
2153           && riscv_arg_regs_available (&cinfo->int_regs) >= 1
2154           && (is_integral_type (sinfo.field_type (0))
2155               && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0)) <= cinfo->xlen
2156               && TYPE_CODE (sinfo.field_type (1)) == TYPE_CODE_FLT
2157               && TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1)) <= cinfo->flen))
2158         {
2159           int len0, len1, offset;
2160
2161           gdb_assert (TYPE_LENGTH (ainfo->type)
2162                       <= (cinfo->flen + cinfo->xlen));
2163
2164           len0 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (0));
2165           len1 = TYPE_LENGTH (sinfo.field_type (1));
2166           offset = align_up (len0, riscv_type_alignment (sinfo.field_type (1)));
2167
2168           gdb_assert (len0 <= cinfo->xlen);
2169           gdb_assert (len1 <= cinfo->flen);
2170
2171           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[0],
2172                                           &cinfo->int_regs, len0, 0))
2173             error (_("failed during argument setup"));
2174
2175           if (!riscv_assign_reg_location (&ainfo->argloc[1],
2176                                           &cinfo->float_regs,
2177                                           len1, offset))
2178             error (_("failed during argument setup"));
2179
2180           return;
2181         }
2182     }
2183
2184   /* Non of the structure flattening cases apply, so we just pass using
2185      the integer ABI.  */
2186   ainfo->length = align_up (ainfo->length, cinfo->xlen);
2187   riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
2188 }
2189
2190 /* Assign a location to call (or return) argument AINFO, the location is
2191    selected from CINFO which holds information about what call argument
2192    locations are available for use next.  The TYPE is the type of the
2193    argument being passed, this information is recorded into AINFO (along
2194    with some additional information derived from the type).  IS_UNNAMED
2195    is true if this is an unnamed (stdarg) argument, this info is also
2196    recorded into AINFO.
2197
2198    After assigning a location to AINFO, CINFO will have been updated.  */
2199
2200 static void
2201 riscv_arg_location (struct gdbarch *gdbarch,
2202                     struct riscv_arg_info *ainfo,
2203                     struct riscv_call_info *cinfo,
2204                     struct type *type, bool is_unnamed)
2205 {
2206   ainfo->type = type;
2207   ainfo->length = TYPE_LENGTH (ainfo->type);
2208   ainfo->align = riscv_type_alignment (ainfo->type);
2209   ainfo->is_unnamed = is_unnamed;
2210   ainfo->contents = nullptr;
2211
2212   switch (TYPE_CODE (ainfo->type))
2213     {
2214     case TYPE_CODE_INT:
2215     case TYPE_CODE_BOOL:
2216     case TYPE_CODE_CHAR:
2217     case TYPE_CODE_RANGE:
2218     case TYPE_CODE_ENUM:
2219     case TYPE_CODE_PTR:
2220       if (ainfo->length <= cinfo->xlen)
2221         {
2222           ainfo->type = builtin_type (gdbarch)->builtin_long;
2223           ainfo->length = cinfo->xlen;
2224         }
2225       else if (ainfo->length <= (2 * cinfo->xlen))
2226         {
2227           ainfo->type = builtin_type (gdbarch)->builtin_long_long;
2228           ainfo->length = 2 * cinfo->xlen;
2229         }
2230
2231       /* Recalculate the alignment requirement.  */
2232       ainfo->align = riscv_type_alignment (ainfo->type);
2233       riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
2234       break;
2235
2236     case TYPE_CODE_FLT:
2237       riscv_call_arg_scalar_float (ainfo, cinfo);
2238       break;
2239
2240     case TYPE_CODE_COMPLEX:
2241       riscv_call_arg_complex_float (ainfo, cinfo);
2242       break;
2243
2244     case TYPE_CODE_STRUCT:
2245       riscv_call_arg_struct (ainfo, cinfo);
2246       break;
2247
2248     default:
2249       riscv_call_arg_scalar_int (ainfo, cinfo);
2250       break;
2251     }
2252 }
2253
2254 /* Used for printing debug information about the call argument location in
2255    INFO to STREAM.  The addresses in SP_REFS and SP_ARGS are the base
2256    addresses for the location of pass-by-reference and
2257    arguments-on-the-stack memory areas.  */
2258
2259 static void
2260 riscv_print_arg_location (ui_file *stream, struct gdbarch *gdbarch,
2261                           struct riscv_arg_info *info,
2262                           CORE_ADDR sp_refs, CORE_ADDR sp_args)
2263 {
2264   fprintf_unfiltered (stream, "type: '%s', length: 0x%x, alignment: 0x%x",
2265                       TYPE_SAFE_NAME (info->type), info->length, info->align);
2266   switch (info->argloc[0].loc_type)
2267     {
2268     case riscv_arg_info::location::in_reg:
2269       fprintf_unfiltered
2270         (stream, ", register %s",
2271          gdbarch_register_name (gdbarch, info->argloc[0].loc_data.regno));
2272       if (info->argloc[0].c_length < info->length)
2273         {
2274           switch (info->argloc[1].loc_type)
2275             {
2276             case riscv_arg_info::location::in_reg:
2277               fprintf_unfiltered
2278                 (stream, ", register %s",
2279                  gdbarch_register_name (gdbarch,
2280                                         info->argloc[1].loc_data.regno));
2281               break;
2282
2283             case riscv_arg_info::location::on_stack:
2284               fprintf_unfiltered (stream, ", on stack at offset 0x%x",
2285                                   info->argloc[1].loc_data.offset);
2286               break;
2287
2288             case riscv_arg_info::location::by_ref:
2289             default:
2290               /* The second location should never be a reference, any
2291                  argument being passed by reference just places its address
2292                  in the first location and is done.  */
2293               error (_("invalid argument location"));
2294               break;
2295             }
2296
2297           if (info->argloc[1].c_offset > info->argloc[0].c_length)
2298             fprintf_unfiltered (stream, " (offset 0x%x)",
2299                                 info->argloc[1].c_offset);
2300         }
2301       break;
2302
2303     case riscv_arg_info::location::on_stack:
2304       fprintf_unfiltered (stream, ", on stack at offset 0x%x",
2305                           info->argloc[0].loc_data.offset);
2306       break;
2307
2308     case riscv_arg_info::location::by_ref:
2309       fprintf_unfiltered
2310         (stream, ", by reference, data at offset 0x%x (%s)",
2311          info->argloc[0].loc_data.offset,
2312          core_addr_to_string (sp_refs + info->argloc[0].loc_data.offset));
2313       if (info->argloc[1].loc_type
2314           == riscv_arg_info::location::in_reg)
2315         fprintf_unfiltered
2316           (stream, ", address in register %s",
2317            gdbarch_register_name (gdbarch, info->argloc[1].loc_data.regno));
2318       else
2319         {
2320           gdb_assert (info->argloc[1].loc_type
2321                       == riscv_arg_info::location::on_stack);
2322           fprintf_unfiltered
2323             (stream, ", address on stack at offset 0x%x (%s)",
2324              info->argloc[1].loc_data.offset,
2325              core_addr_to_string (sp_args + info->argloc[1].loc_data.offset));
2326         }
2327       break;
2328
2329     default:
2330       gdb_assert_not_reached (_("unknown argument location type"));
2331     }
2332 }
2333
2334 /* Implement the push dummy call gdbarch callback.  */
2335
2336 static CORE_ADDR
2337 riscv_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch,
2338                        struct value *function,
2339                        struct regcache *regcache,
2340                        CORE_ADDR bp_addr,
2341                        int nargs,
2342                        struct value **args,
2343                        CORE_ADDR sp,
2344                        function_call_return_method return_method,
2345                        CORE_ADDR struct_addr)
2346 {
2347   int i;
2348   CORE_ADDR sp_args, sp_refs;
2349   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
2350
2351   struct riscv_arg_info *arg_info =
2352     (struct riscv_arg_info *) alloca (nargs * sizeof (struct riscv_arg_info));
2353
2354   struct riscv_call_info call_info (gdbarch);
2355
2356   CORE_ADDR osp = sp;
2357
2358   struct type *ftype = check_typedef (value_type (function));
2359
2360   if (TYPE_CODE (ftype) == TYPE_CODE_PTR)
2361     ftype = check_typedef (TYPE_TARGET_TYPE (ftype));
2362
2363   /* We'll use register $a0 if we're returning a struct.  */
2364   if (return_method == return_method_struct)
2365     ++call_info.int_regs.next_regnum;
2366
2367   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2368     {
2369       struct value *arg_value;
2370       struct type *arg_type;
2371       struct riscv_arg_info *info = &arg_info[i];
2372
2373       arg_value = args[i];
2374       arg_type = check_typedef (value_type (arg_value));
2375
2376       riscv_arg_location (gdbarch, info, &call_info, arg_type,
2377                           TYPE_VARARGS (ftype) && i >= TYPE_NFIELDS (ftype));
2378
2379       if (info->type != arg_type)
2380         arg_value = value_cast (info->type, arg_value);
2381       info->contents = value_contents (arg_value);
2382     }
2383
2384   /* Adjust the stack pointer and align it.  */
2385   sp = sp_refs = align_down (sp - call_info.memory.ref_offset, SP_ALIGNMENT);
2386   sp = sp_args = align_down (sp - call_info.memory.arg_offset, SP_ALIGNMENT);
2387
2388   if (riscv_debug_infcall > 0)
2389     {
2390       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "dummy call args:\n");
2391       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ": floating point ABI %s in use\n",
2392                (riscv_has_fp_abi (gdbarch) ? "is" : "is not"));
2393       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ": xlen: %d\n: flen: %d\n",
2394                call_info.xlen, call_info.flen);
2395       if (return_method == return_method_struct)
2396         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog,
2397                             "[*] struct return pointer in register $A0\n");
2398       for (i = 0; i < nargs; ++i)
2399         {
2400           struct riscv_arg_info *info = &arg_info [i];
2401
2402           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "[%2d] ", i);
2403           riscv_print_arg_location (gdb_stdlog, gdbarch, info, sp_refs, sp_args);
2404           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\n");
2405         }
2406       if (call_info.memory.arg_offset > 0
2407           || call_info.memory.ref_offset > 0)
2408         {
2409           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "              Original sp: %s\n",
2410                               core_addr_to_string (osp));
2411           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Stack required (for args): 0x%x\n",
2412                               call_info.memory.arg_offset);
2413           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Stack required (for refs): 0x%x\n",
2414                               call_info.memory.ref_offset);
2415           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "          Stack allocated: %s\n",
2416                               core_addr_to_string_nz (osp - sp));
2417         }
2418     }
2419
2420   /* Now load the argument into registers, or onto the stack.  */
2421
2422   if (return_method == return_method_struct)
2423     {
2424       gdb_byte buf[sizeof (LONGEST)];
2425
2426       store_unsigned_integer (buf, call_info.xlen, byte_order, struct_addr);
2427       regcache->cooked_write (RISCV_A0_REGNUM, buf);
2428     }
2429
2430   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2431     {
2432       CORE_ADDR dst;
2433       int second_arg_length = 0;
2434       const gdb_byte *second_arg_data;
2435       struct riscv_arg_info *info = &arg_info [i];
2436
2437       gdb_assert (info->length > 0);
2438
2439       switch (info->argloc[0].loc_type)
2440         {
2441         case riscv_arg_info::location::in_reg:
2442           {
2443             gdb_byte tmp [sizeof (ULONGEST)];
2444
2445             gdb_assert (info->argloc[0].c_length <= info->length);
2446             /* FP values in FP registers must be NaN-boxed.  */
2447             if (riscv_is_fp_regno_p (info->argloc[0].loc_data.regno)
2448                 && info->argloc[0].c_length < call_info.flen)
2449               memset (tmp, -1, sizeof (tmp));
2450             else
2451               memset (tmp, 0, sizeof (tmp));
2452             memcpy (tmp, info->contents, info->argloc[0].c_length);
2453             regcache->cooked_write (info->argloc[0].loc_data.regno, tmp);
2454             second_arg_length =
2455               ((info->argloc[0].c_length < info->length)
2456                ? info->argloc[1].c_length : 0);
2457             second_arg_data = info->contents + info->argloc[1].c_offset;
2458           }
2459           break;
2460
2461         case riscv_arg_info::location::on_stack:
2462           dst = sp_args + info->argloc[0].loc_data.offset;
2463           write_memory (dst, info->contents, info->length);
2464           second_arg_length = 0;
2465           break;
2466
2467         case riscv_arg_info::location::by_ref:
2468           dst = sp_refs + info->argloc[0].loc_data.offset;
2469           write_memory (dst, info->contents, info->length);
2470
2471           second_arg_length = call_info.xlen;
2472           second_arg_data = (gdb_byte *) &dst;
2473           break;
2474
2475         default:
2476           gdb_assert_not_reached (_("unknown argument location type"));
2477         }
2478
2479       if (second_arg_length > 0)
2480         {
2481           switch (info->argloc[1].loc_type)
2482             {
2483             case riscv_arg_info::location::in_reg:
2484               {
2485                 gdb_byte tmp [sizeof (ULONGEST)];
2486
2487                 gdb_assert ((riscv_is_fp_regno_p (info->argloc[1].loc_data.regno)
2488                              && second_arg_length <= call_info.flen)
2489                             || second_arg_length <= call_info.xlen);
2490                 /* FP values in FP registers must be NaN-boxed.  */
2491                 if (riscv_is_fp_regno_p (info->argloc[1].loc_data.regno)
2492                     && second_arg_length < call_info.flen)
2493                   memset (tmp, -1, sizeof (tmp));
2494                 else
2495                   memset (tmp, 0, sizeof (tmp));
2496                 memcpy (tmp, second_arg_data, second_arg_length);
2497                 regcache->cooked_write (info->argloc[1].loc_data.regno, tmp);
2498               }
2499               break;
2500
2501             case riscv_arg_info::location::on_stack:
2502               {
2503                 CORE_ADDR arg_addr;
2504
2505                 arg_addr = sp_args + info->argloc[1].loc_data.offset;
2506                 write_memory (arg_addr, second_arg_data, second_arg_length);
2507                 break;
2508               }
2509
2510             case riscv_arg_info::location::by_ref:
2511             default:
2512               /* The second location should never be a reference, any
2513                  argument being passed by reference just places its address
2514                  in the first location and is done.  */
2515               error (_("invalid argument location"));
2516               break;
2517             }
2518         }
2519     }
2520
2521   /* Set the dummy return value to bp_addr.
2522      A dummy breakpoint will be setup to execute the call.  */
2523
2524   if (riscv_debug_infcall > 0)
2525     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ": writing $ra = %s\n",
2526                         core_addr_to_string (bp_addr));
2527   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, RISCV_RA_REGNUM, bp_addr);
2528
2529   /* Finally, update the stack pointer.  */
2530
2531   if (riscv_debug_infcall > 0)
2532     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, ": writing $sp = %s\n",
2533                         core_addr_to_string (sp));
2534   regcache_cooked_write_unsigned (regcache, RISCV_SP_REGNUM, sp);
2535
2536   return sp;
2537 }
2538
2539 /* Implement the return_value gdbarch method.  */
2540
2541 static enum return_value_convention
2542 riscv_return_value (struct gdbarch  *gdbarch,
2543                     struct value *function,
2544                     struct type *type,
2545                     struct regcache *regcache,
2546                     gdb_byte *readbuf,
2547                     const gdb_byte *writebuf)
2548 {
2549   struct riscv_call_info call_info (gdbarch);
2550   struct riscv_arg_info info;
2551   struct type *arg_type;
2552
2553   arg_type = check_typedef (type);
2554   riscv_arg_location (gdbarch, &info, &call_info, arg_type, false);
2555
2556   if (riscv_debug_infcall > 0)
2557     {
2558       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "riscv return value:\n");
2559       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "[R] ");
2560       riscv_print_arg_location (gdb_stdlog, gdbarch, &info, 0, 0);
2561       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\n");
2562     }
2563
2564   if (readbuf != nullptr || writebuf != nullptr)
2565     {
2566         int regnum;
2567
2568         switch (info.argloc[0].loc_type)
2569           {
2570             /* Return value in register(s).  */
2571           case riscv_arg_info::location::in_reg:
2572             {
2573               regnum = info.argloc[0].loc_data.regno;
2574
2575               if (readbuf)
2576                 regcache->cooked_read (regnum, readbuf);
2577
2578               if (writebuf)
2579                 regcache->cooked_write (regnum, writebuf);
2580
2581               /* A return value in register can have a second part in a
2582                  second register.  */
2583               if (info.argloc[0].c_length < info.length)
2584                 {
2585                   switch (info.argloc[1].loc_type)
2586                     {
2587                     case riscv_arg_info::location::in_reg:
2588                       regnum = info.argloc[1].loc_data.regno;
2589
2590                       if (readbuf)
2591                         {
2592                           readbuf += info.argloc[1].c_offset;
2593                           regcache->cooked_read (regnum, readbuf);
2594                         }
2595
2596                       if (writebuf)
2597                         {
2598                           writebuf += info.argloc[1].c_offset;
2599                           regcache->cooked_write (regnum, writebuf);
2600                         }
2601                       break;
2602
2603                     case riscv_arg_info::location::by_ref:
2604                     case riscv_arg_info::location::on_stack:
2605                     default:
2606                       error (_("invalid argument location"));
2607                       break;
2608                     }
2609                 }
2610             }
2611             break;
2612
2613             /* Return value by reference will have its address in A0.  */
2614           case riscv_arg_info::location::by_ref:
2615             {
2616               ULONGEST addr;
2617
2618               regcache_cooked_read_unsigned (regcache, RISCV_A0_REGNUM,
2619                                              &addr);
2620               if (readbuf != nullptr)
2621                 read_memory (addr, readbuf, info.length);
2622               if (writebuf != nullptr)
2623                 write_memory (addr, writebuf, info.length);
2624             }
2625             break;
2626
2627           case riscv_arg_info::location::on_stack:
2628           default:
2629             error (_("invalid argument location"));
2630             break;
2631           }
2632     }
2633
2634   switch (info.argloc[0].loc_type)
2635     {
2636     case riscv_arg_info::location::in_reg:
2637       return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
2638     case riscv_arg_info::location::by_ref:
2639       return RETURN_VALUE_ABI_RETURNS_ADDRESS;
2640     case riscv_arg_info::location::on_stack:
2641     default:
2642       error (_("invalid argument location"));
2643     }
2644 }
2645
2646 /* Implement the frame_align gdbarch method.  */
2647
2648 static CORE_ADDR
2649 riscv_frame_align (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR addr)
2650 {
2651   return align_down (addr, 16);
2652 }
2653
2654 /* Implement the unwind_pc gdbarch method.  */
2655
2656 static CORE_ADDR
2657 riscv_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2658 {
2659   return frame_unwind_register_unsigned (next_frame, RISCV_PC_REGNUM);
2660 }
2661
2662 /* Implement the unwind_sp gdbarch method.  */
2663
2664 static CORE_ADDR
2665 riscv_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
2666 {
2667   return frame_unwind_register_unsigned (next_frame, RISCV_SP_REGNUM);
2668 }
2669
2670 /* Implement the dummy_id gdbarch method.  */
2671
2672 static struct frame_id
2673 riscv_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
2674 {
2675   return frame_id_build (get_frame_register_signed (this_frame, RISCV_SP_REGNUM),
2676                          get_frame_pc (this_frame));
2677 }
2678
2679 /* Generate, or return the cached frame cache for the RiscV frame
2680    unwinder.  */
2681
2682 static struct riscv_unwind_cache *
2683 riscv_frame_cache (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
2684 {
2685   CORE_ADDR pc, start_addr;
2686   struct riscv_unwind_cache *cache;
2687   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
2688   int numregs, regno;
2689
2690   if ((*this_cache) != NULL)
2691     return (struct riscv_unwind_cache *) *this_cache;
2692
2693   cache = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct riscv_unwind_cache);
2694   cache->regs = trad_frame_alloc_saved_regs (this_frame);
2695   (*this_cache) = cache;
2696
2697   /* Scan the prologue, filling in the cache.  */
2698   start_addr = get_frame_func (this_frame);
2699   pc = get_frame_pc (this_frame);
2700   riscv_scan_prologue (gdbarch, start_addr, pc, cache);
2701
2702   /* We can now calculate the frame base address.  */
2703   cache->frame_base
2704     = (get_frame_register_signed (this_frame, cache->frame_base_reg)
2705        + cache->frame_base_offset);
2706   if (riscv_debug_unwinder)
2707     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Frame base is %s ($%s + 0x%x)\n",
2708                         core_addr_to_string (cache->frame_base),
2709                         gdbarch_register_name (gdbarch,
2710                                                cache->frame_base_reg),
2711                         cache->frame_base_offset);
2712
2713   /* The prologue scanner sets the address of registers stored to the stack
2714      as the offset of that register from the frame base.  The prologue
2715      scanner doesn't know the actual frame base value, and so is unable to
2716      compute the exact address.  We do now know the frame base value, so
2717      update the address of registers stored to the stack.  */
2718   numregs = gdbarch_num_regs (gdbarch) + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch);
2719   for (regno = 0; regno < numregs; ++regno)
2720     {
2721       if (trad_frame_addr_p (cache->regs, regno))
2722         cache->regs[regno].addr += cache->frame_base;
2723     }
2724
2725   /* The previous $pc can be found wherever the $ra value can be found.
2726      The previous $ra value is gone, this would have been stored be the
2727      previous frame if required.  */
2728   cache->regs[gdbarch_pc_regnum (gdbarch)] = cache->regs[RISCV_RA_REGNUM];
2729   trad_frame_set_unknown (cache->regs, RISCV_RA_REGNUM);
2730
2731   /* Build the frame id.  */
2732   cache->this_id = frame_id_build (cache->frame_base, start_addr);
2733
2734   /* The previous $sp value is the frame base value.  */
2735   trad_frame_set_value (cache->regs, gdbarch_sp_regnum (gdbarch),
2736                         cache->frame_base);
2737
2738   return cache;
2739 }
2740
2741 /* Implement the this_id callback for RiscV frame unwinder.  */
2742
2743 static void
2744 riscv_frame_this_id (struct frame_info *this_frame,
2745                      void **prologue_cache,
2746                      struct frame_id *this_id)
2747 {
2748   struct riscv_unwind_cache *cache;
2749
2750   TRY
2751     {
2752       cache = riscv_frame_cache (this_frame, prologue_cache);
2753       *this_id = cache->this_id;
2754     }
2755   CATCH (ex, RETURN_MASK_ERROR)
2756     {
2757       /* Ignore errors, this leaves the frame id as the predefined outer
2758          frame id which terminates the backtrace at this point.  */
2759     }
2760   END_CATCH
2761 }
2762
2763 /* Implement the prev_register callback for RiscV frame unwinder.  */
2764
2765 static struct value *
2766 riscv_frame_prev_register (struct frame_info *this_frame,
2767                            void **prologue_cache,
2768                            int regnum)
2769 {
2770   struct riscv_unwind_cache *cache;
2771
2772   cache = riscv_frame_cache (this_frame, prologue_cache);
2773   return trad_frame_get_prev_register (this_frame, cache->regs, regnum);
2774 }
2775
2776 /* Structure defining the RiscV normal frame unwind functions.  Since we
2777    are the fallback unwinder (DWARF unwinder is used first), we use the
2778    default frame sniffer, which always accepts the frame.  */
2779
2780 static const struct frame_unwind riscv_frame_unwind =
2781 {
2782   /*.type          =*/ NORMAL_FRAME,
2783   /*.stop_reason   =*/ default_frame_unwind_stop_reason,
2784   /*.this_id       =*/ riscv_frame_this_id,
2785   /*.prev_register =*/ riscv_frame_prev_register,
2786   /*.unwind_data   =*/ NULL,
2787   /*.sniffer       =*/ default_frame_sniffer,
2788   /*.dealloc_cache =*/ NULL,
2789   /*.prev_arch     =*/ NULL,
2790 };
2791
2792 /* Find a suitable default target description.  Use the contents of INFO,
2793    specifically the bfd object being executed, to guide the selection of a
2794    suitable default target description.  */
2795
2796 static const struct target_desc *
2797 riscv_find_default_target_description (const struct gdbarch_info info)
2798 {
2799   struct riscv_gdbarch_features features;
2800
2801   /* Setup some arbitrary defaults.  */
2802   features.xlen = 8;
2803   features.flen = 0;
2804   features.hw_float_abi = false;
2805
2806   /* Now try to improve on the defaults by looking at the binary we are
2807      going to execute.  We assume the user knows what they are doing and
2808      that the target will match the binary.  Remember, this code path is
2809      only used at all if the target hasn't given us a description, so this
2810      is really a last ditched effort to do something sane before giving
2811      up.  */
2812   if (info.abfd != NULL
2813       && bfd_get_flavour (info.abfd) == bfd_target_elf_flavour)
2814     {
2815       unsigned char eclass = elf_elfheader (info.abfd)->e_ident[EI_CLASS];
2816       int e_flags = elf_elfheader (info.abfd)->e_flags;
2817
2818       if (eclass == ELFCLASS32)
2819         features.xlen = 4;
2820       else if (eclass == ELFCLASS64)
2821         features.xlen = 8;
2822       else
2823         internal_error (__FILE__, __LINE__,
2824                         _("unknown ELF header class %d"), eclass);
2825
2826       if (e_flags & EF_RISCV_FLOAT_ABI_DOUBLE)
2827         {
2828           features.flen = 8;
2829           features.hw_float_abi = true;
2830         }
2831       else if (e_flags & EF_RISCV_FLOAT_ABI_SINGLE)
2832         {
2833           features.flen = 4;
2834           features.hw_float_abi = true;
2835         }
2836     }
2837   else
2838     {
2839       const struct bfd_arch_info *binfo = info.bfd_arch_info;
2840
2841       if (binfo->bits_per_word == 32)
2842         features.xlen = 4;
2843       else if (binfo->bits_per_word == 64)
2844         features.xlen = 8;
2845       else
2846         internal_error (__FILE__, __LINE__, _("unknown bits_per_word %d"),
2847                         binfo->bits_per_word);
2848     }
2849
2850   /* Now build a target description based on the feature set.  */
2851   return riscv_create_target_description (features);
2852 }
2853
2854 /* All of the registers in REG_SET are checked for in FEATURE, TDESC_DATA
2855    is updated with the register numbers for each register as listed in
2856    REG_SET.  If any register marked as required in REG_SET is not found in
2857    FEATURE then this function returns false, otherwise, it returns true.  */
2858
2859 static bool
2860 riscv_check_tdesc_feature (struct tdesc_arch_data *tdesc_data,
2861                            const struct tdesc_feature *feature,
2862                            const struct riscv_register_feature *reg_set)
2863 {
2864   for (const auto &reg : reg_set->registers)
2865     {
2866       bool found = false;
2867
2868       for (const char *name : reg.names)
2869         {
2870           found =
2871             tdesc_numbered_register (feature, tdesc_data, reg.regnum, name);
2872
2873           if (found)
2874             break;
2875         }
2876
2877       if (!found && reg.required_p)
2878         return false;
2879     }
2880
2881   return true;
2882 }
2883
2884 /* Add all the expected register sets into GDBARCH.  */
2885
2886 static void
2887 riscv_add_reggroups (struct gdbarch *gdbarch)
2888 {
2889   /* Add predefined register groups.  */
2890   reggroup_add (gdbarch, all_reggroup);
2891   reggroup_add (gdbarch, save_reggroup);
2892   reggroup_add (gdbarch, restore_reggroup);
2893   reggroup_add (gdbarch, system_reggroup);
2894   reggroup_add (gdbarch, vector_reggroup);
2895   reggroup_add (gdbarch, general_reggroup);
2896   reggroup_add (gdbarch, float_reggroup);
2897
2898   /* Add RISC-V specific register groups.  */
2899   reggroup_add (gdbarch, csr_reggroup);
2900 }
2901
2902 /* Create register aliases for all the alternative names that exist for
2903    registers in REG_SET.  */
2904
2905 static void
2906 riscv_setup_register_aliases (struct gdbarch *gdbarch,
2907                               const struct riscv_register_feature *reg_set)
2908 {
2909   for (auto &reg : reg_set->registers)
2910     {
2911       /* The first item in the names list is the preferred name for the
2912          register, this is what RISCV_REGISTER_NAME returns, and so we
2913          don't need to create an alias with that name here.  */
2914       for (int i = 1; i < reg.names.size (); ++i)
2915         user_reg_add (gdbarch, reg.names[i], value_of_riscv_user_reg,
2916                       &reg.regnum);
2917     }
2918 }
2919
2920 /* Initialize the current architecture based on INFO.  If possible,
2921    re-use an architecture from ARCHES, which is a list of
2922    architectures already created during this debugging session.
2923
2924    Called e.g. at program startup, when reading a core file, and when
2925    reading a binary file.  */
2926
2927 static struct gdbarch *
2928 riscv_gdbarch_init (struct gdbarch_info info,
2929                     struct gdbarch_list *arches)
2930 {
2931   struct gdbarch *gdbarch;
2932   struct gdbarch_tdep *tdep;
2933   struct riscv_gdbarch_features features;
2934   const struct target_desc *tdesc = info.target_desc;
2935
2936   /* Ensure we always have a target description.  */
2937   if (!tdesc_has_registers (tdesc))
2938     tdesc = riscv_find_default_target_description (info);
2939   gdb_assert (tdesc);
2940
2941   if (riscv_debug_gdbarch)
2942     fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Have got a target description\n");
2943
2944   const struct tdesc_feature *feature_cpu
2945     = tdesc_find_feature (tdesc, riscv_xreg_feature.name);
2946   const struct tdesc_feature *feature_fpu
2947     = tdesc_find_feature (tdesc, riscv_freg_feature.name);
2948   const struct tdesc_feature *feature_virtual
2949     = tdesc_find_feature (tdesc, riscv_virtual_feature.name);
2950   const struct tdesc_feature *feature_csr
2951     = tdesc_find_feature (tdesc, riscv_csr_feature.name);
2952
2953   if (feature_cpu == NULL)
2954     return NULL;
2955
2956   struct tdesc_arch_data *tdesc_data = tdesc_data_alloc ();
2957
2958   bool valid_p = riscv_check_tdesc_feature (tdesc_data,
2959                                             feature_cpu,
2960                                             &riscv_xreg_feature);
2961   if (valid_p)
2962     {
2963       /* Check that all of the core cpu registers have the same bitsize.  */
2964       int xlen_bitsize = tdesc_register_bitsize (feature_cpu, "pc");
2965
2966       for (auto &tdesc_reg : feature_cpu->registers)
2967         valid_p &= (tdesc_reg->bitsize == xlen_bitsize);
2968
2969       if (riscv_debug_gdbarch)
2970         fprintf_filtered
2971           (gdb_stdlog,
2972            "From target-description, xlen = %d\n", xlen_bitsize);
2973
2974       features.xlen = (xlen_bitsize / 8);
2975     }
2976
2977   if (feature_fpu != NULL)
2978     {
2979       valid_p &= riscv_check_tdesc_feature (tdesc_data, feature_fpu,
2980                                             &riscv_freg_feature);
2981
2982       int bitsize = tdesc_register_bitsize (feature_fpu, "ft0");
2983       features.flen = (bitsize / 8);
2984       features.hw_float_abi = true;
2985
2986       if (riscv_debug_gdbarch)
2987         fprintf_filtered
2988           (gdb_stdlog,
2989            "From target-description, flen = %d\n", bitsize);
2990     }
2991   else
2992     {
2993       features.flen = 0;
2994       features.hw_float_abi = false;
2995
2996       if (riscv_debug_gdbarch)
2997         fprintf_filtered
2998           (gdb_stdlog,
2999            "No FPU in target-description, assume soft-float ABI\n");
3000     }
3001
3002   if (feature_virtual)
3003     riscv_check_tdesc_feature (tdesc_data, feature_virtual,
3004                                &riscv_virtual_feature);
3005
3006   if (feature_csr)
3007     riscv_check_tdesc_feature (tdesc_data, feature_csr,
3008                                &riscv_csr_feature);
3009
3010   if (!valid_p)
3011     {
3012       if (riscv_debug_gdbarch)
3013         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "Target description is not valid\n");
3014       tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
3015       return NULL;
3016     }
3017
3018   /* Find a candidate among the list of pre-declared architectures.  */
3019   for (arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches, &info);
3020        arches != NULL;
3021        arches = gdbarch_list_lookup_by_info (arches->next, &info))
3022     {
3023       /* Check that the feature set of the ARCHES matches the feature set
3024          we are looking for.  If it doesn't then we can't reuse this
3025          gdbarch.  */
3026       struct gdbarch_tdep *other_tdep = gdbarch_tdep (arches->gdbarch);
3027
3028       if (other_tdep->features.hw_float_abi != features.hw_float_abi
3029           || other_tdep->features.xlen != features.xlen
3030           || other_tdep->features.flen != features.flen)
3031         continue;
3032
3033       break;
3034     }
3035
3036   if (arches != NULL)
3037     {
3038       tdesc_data_cleanup (tdesc_data);
3039       return arches->gdbarch;
3040     }
3041
3042   /* None found, so create a new architecture from the information provided.  */
3043   tdep = new (struct gdbarch_tdep);
3044   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
3045   tdep->features = features;
3046
3047   /* Target data types.  */
3048   set_gdbarch_short_bit (gdbarch, 16);
3049   set_gdbarch_int_bit (gdbarch, 32);
3050   set_gdbarch_long_bit (gdbarch, riscv_isa_xlen (gdbarch) * 8);
3051   set_gdbarch_long_long_bit (gdbarch, 64);
3052   set_gdbarch_float_bit (gdbarch, 32);
3053   set_gdbarch_double_bit (gdbarch, 64);
3054   set_gdbarch_long_double_bit (gdbarch, 128);
3055   set_gdbarch_long_double_format (gdbarch, floatformats_ia64_quad);
3056   set_gdbarch_ptr_bit (gdbarch, riscv_isa_xlen (gdbarch) * 8);
3057   set_gdbarch_char_signed (gdbarch, 0);
3058
3059   /* Information about the target architecture.  */
3060   set_gdbarch_return_value (gdbarch, riscv_return_value);
3061   set_gdbarch_breakpoint_kind_from_pc (gdbarch, riscv_breakpoint_kind_from_pc);
3062   set_gdbarch_sw_breakpoint_from_kind (gdbarch, riscv_sw_breakpoint_from_kind);
3063   set_gdbarch_have_nonsteppable_watchpoint (gdbarch, 1);
3064
3065   /* Functions to analyze frames.  */
3066   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, riscv_skip_prologue);
3067   set_gdbarch_inner_than (gdbarch, core_addr_lessthan);
3068   set_gdbarch_frame_align (gdbarch, riscv_frame_align);
3069
3070   /* Functions to access frame data.  */
3071   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, riscv_unwind_pc);
3072   set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, riscv_unwind_sp);
3073
3074   /* Functions handling dummy frames.  */
3075   set_gdbarch_call_dummy_location (gdbarch, ON_STACK);
3076   set_gdbarch_push_dummy_code (gdbarch, riscv_push_dummy_code);
3077   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, riscv_push_dummy_call);
3078   set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, riscv_dummy_id);
3079
3080   /* Frame unwinders.  Use DWARF debug info if available, otherwise use our own
3081      unwinder.  */
3082   dwarf2_append_unwinders (gdbarch);
3083   frame_unwind_append_unwinder (gdbarch, &riscv_frame_unwind);
3084
3085   /* Register architecture.  */
3086   riscv_add_reggroups (gdbarch);
3087
3088   /* We reserve all possible register numbers for the known registers.
3089      This means the target description mechanism will add any target
3090      specific registers after this number.  This helps make debugging GDB
3091      just a little easier.  */
3092   set_gdbarch_num_regs (gdbarch, RISCV_LAST_REGNUM + 1);
3093
3094   /* We don't have to provide the count of 0 here (its the default) but
3095      include this line to make it explicit that, right now, we don't have
3096      any pseudo registers on RISC-V.  */
3097   set_gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch, 0);
3098
3099   /* Some specific register numbers GDB likes to know about.  */
3100   set_gdbarch_sp_regnum (gdbarch, RISCV_SP_REGNUM);
3101   set_gdbarch_pc_regnum (gdbarch, RISCV_PC_REGNUM);
3102
3103   set_gdbarch_print_registers_info (gdbarch, riscv_print_registers_info);
3104
3105   /* Finalise the target description registers.  */
3106   tdesc_use_registers (gdbarch, tdesc, tdesc_data);
3107
3108   /* Override the register type callback setup by the target description
3109      mechanism.  This allows us to provide special type for floating point
3110      registers.  */
3111   set_gdbarch_register_type (gdbarch, riscv_register_type);
3112
3113   /* Override the register name callback setup by the target description
3114      mechanism.  This allows us to force our preferred names for the
3115      registers, no matter what the target description called them.  */
3116   set_gdbarch_register_name (gdbarch, riscv_register_name);
3117
3118   /* Override the register group callback setup by the target description
3119      mechanism.  This allows us to force registers into the groups we
3120      want, ignoring what the target tells us.  */
3121   set_gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, riscv_register_reggroup_p);
3122
3123   /* Create register aliases for alternative register names.  */
3124   riscv_setup_register_aliases (gdbarch, &riscv_xreg_feature);
3125   if (riscv_has_fp_regs (gdbarch))
3126     riscv_setup_register_aliases (gdbarch, &riscv_freg_feature);
3127   riscv_setup_register_aliases (gdbarch, &riscv_csr_feature);
3128
3129   /* Hook in OS ABI-specific overrides, if they have been registered.  */
3130   gdbarch_init_osabi (info, gdbarch);
3131
3132   return gdbarch;
3133 }
3134
3135 /* This decodes the current instruction and determines the address of the
3136    next instruction.  */
3137
3138 static CORE_ADDR
3139 riscv_next_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc)
3140 {
3141   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
3142   struct riscv_insn insn;
3143   CORE_ADDR next_pc;
3144
3145   insn.decode (gdbarch, pc);
3146   next_pc = pc + insn.length ();
3147
3148   if (insn.opcode () == riscv_insn::JAL)
3149     next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3150   else if (insn.opcode () == riscv_insn::JALR)
3151     {
3152       LONGEST source;
3153       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &source);
3154       next_pc = (source + insn.imm_signed ()) & ~(CORE_ADDR) 0x1;
3155     }
3156   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BEQ)
3157     {
3158       LONGEST src1, src2;
3159       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3160       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3161       if (src1 == src2)
3162         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3163     }
3164   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BNE)
3165     {
3166       LONGEST src1, src2;
3167       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3168       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3169       if (src1 != src2)
3170         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3171     }
3172   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BLT)
3173     {
3174       LONGEST src1, src2;
3175       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3176       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3177       if (src1 < src2)
3178         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3179     }
3180   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BGE)
3181     {
3182       LONGEST src1, src2;
3183       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3184       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3185       if (src1 >= src2)
3186         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3187     }
3188   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BLTU)
3189     {
3190       ULONGEST src1, src2;
3191       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3192       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3193       if (src1 < src2)
3194         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3195     }
3196   else if (insn.opcode () == riscv_insn::BGEU)
3197     {
3198       ULONGEST src1, src2;
3199       regcache->cooked_read (insn.rs1 (), &src1);
3200       regcache->cooked_read (insn.rs2 (), &src2);
3201       if (src1 >= src2)
3202         next_pc = pc + insn.imm_signed ();
3203     }
3204
3205   return next_pc;
3206 }
3207
3208 /* We can't put a breakpoint in the middle of a lr/sc atomic sequence, so look
3209    for the end of the sequence and put the breakpoint there.  */
3210
3211 static bool
3212 riscv_next_pc_atomic_sequence (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc,
3213                                CORE_ADDR *next_pc)
3214 {
3215   struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
3216   struct riscv_insn insn;
3217   CORE_ADDR cur_step_pc = pc;
3218   CORE_ADDR last_addr = 0;
3219
3220   /* First instruction has to be a load reserved.  */
3221   insn.decode (gdbarch, cur_step_pc);
3222   if (insn.opcode () != riscv_insn::LR)
3223     return false;
3224   cur_step_pc = cur_step_pc + insn.length ();
3225
3226   /* Next instruction should be branch to exit.  */
3227   insn.decode (gdbarch, cur_step_pc);
3228   if (insn.opcode () != riscv_insn::BNE)
3229     return false;
3230   last_addr = cur_step_pc + insn.imm_signed ();
3231   cur_step_pc = cur_step_pc + insn.length ();
3232
3233   /* Next instruction should be store conditional.  */
3234   insn.decode (gdbarch, cur_step_pc);
3235   if (insn.opcode () != riscv_insn::SC)
3236     return false;
3237   cur_step_pc = cur_step_pc + insn.length ();
3238
3239   /* Next instruction should be branch to start.  */
3240   insn.decode (gdbarch, cur_step_pc);
3241   if (insn.opcode () != riscv_insn::BNE)
3242     return false;
3243   if (pc != (cur_step_pc + insn.imm_signed ()))
3244     return false;
3245   cur_step_pc = cur_step_pc + insn.length ();
3246
3247   /* We should now be at the end of the sequence.  */
3248   if (cur_step_pc != last_addr)
3249     return false;
3250
3251   *next_pc = cur_step_pc;
3252   return true;
3253 }
3254
3255 /* This is called just before we want to resume the inferior, if we want to
3256    single-step it but there is no hardware or kernel single-step support.  We
3257    find the target of the coming instruction and breakpoint it.  */
3258
3259 std::vector<CORE_ADDR>
3260 riscv_software_single_step (struct regcache *regcache)
3261 {
3262   CORE_ADDR pc, next_pc;
3263
3264   pc = regcache_read_pc (regcache);
3265
3266   if (riscv_next_pc_atomic_sequence (regcache, pc, &next_pc))
3267     return {next_pc};
3268
3269   next_pc = riscv_next_pc (regcache, pc);
3270
3271   return {next_pc};
3272 }
3273
3274 /* Create RISC-V specific reggroups.  */
3275
3276 static void
3277 riscv_init_reggroups ()
3278 {
3279   csr_reggroup = reggroup_new ("csr", USER_REGGROUP);
3280 }
3281
3282 void
3283 _initialize_riscv_tdep (void)
3284 {
3285   riscv_create_csr_aliases ();
3286   riscv_init_reggroups ();
3287
3288   gdbarch_register (bfd_arch_riscv, riscv_gdbarch_init, NULL);
3289
3290   /* Add root prefix command for all "set debug riscv" and "show debug
3291      riscv" commands.  */
3292   add_prefix_cmd ("riscv", no_class, set_debug_riscv_command,
3293                   _("RISC-V specific debug commands."),
3294                   &setdebugriscvcmdlist, "set debug riscv ", 0,
3295                   &setdebuglist);
3296
3297   add_prefix_cmd ("riscv", no_class, show_debug_riscv_command,
3298                   _("RISC-V specific debug commands."),
3299                   &showdebugriscvcmdlist, "show debug riscv ", 0,
3300                   &showdebuglist);
3301
3302   add_setshow_zuinteger_cmd ("breakpoints", class_maintenance,
3303                              &riscv_debug_breakpoints,  _("\
3304 Set riscv breakpoint debugging."), _("\
3305 Show riscv breakpoint debugging."), _("\
3306 When non-zero, print debugging information for the riscv specific parts\n\
3307 of the breakpoint mechanism."),
3308                              NULL,
3309                              show_riscv_debug_variable,
3310                              &setdebugriscvcmdlist, &showdebugriscvcmdlist);
3311
3312   add_setshow_zuinteger_cmd ("infcall", class_maintenance,
3313                              &riscv_debug_infcall,  _("\
3314 Set riscv inferior call debugging."), _("\
3315 Show riscv inferior call debugging."), _("\
3316 When non-zero, print debugging information for the riscv specific parts\n\
3317 of the inferior call mechanism."),
3318                              NULL,
3319                              show_riscv_debug_variable,
3320                              &setdebugriscvcmdlist, &showdebugriscvcmdlist);
3321
3322   add_setshow_zuinteger_cmd ("unwinder", class_maintenance,
3323                              &riscv_debug_unwinder,  _("\
3324 Set riscv stack unwinding debugging."), _("\
3325 Show riscv stack unwinding debugging."), _("\
3326 When non-zero, print debugging information for the riscv specific parts\n\
3327 of the stack unwinding mechanism."),
3328                              NULL,
3329                              show_riscv_debug_variable,
3330                              &setdebugriscvcmdlist, &showdebugriscvcmdlist);
3331
3332   add_setshow_zuinteger_cmd ("gdbarch", class_maintenance,
3333                              &riscv_debug_gdbarch,  _("\
3334 Set riscv gdbarch initialisation debugging."), _("\
3335 Show riscv gdbarch initialisation debugging."), _("\
3336 When non-zero, print debugging information for the riscv gdbarch\n\
3337 initialisation process."),
3338                              NULL,
3339                              show_riscv_debug_variable,
3340                              &setdebugriscvcmdlist, &showdebugriscvcmdlist);
3341
3342   /* Add root prefix command for all "set riscv" and "show riscv" commands.  */
3343   add_prefix_cmd ("riscv", no_class, set_riscv_command,
3344                   _("RISC-V specific commands."),
3345                   &setriscvcmdlist, "set riscv ", 0, &setlist);
3346
3347   add_prefix_cmd ("riscv", no_class, show_riscv_command,
3348                   _("RISC-V specific commands."),
3349                   &showriscvcmdlist, "show riscv ", 0, &showlist);
3350
3351
3352   use_compressed_breakpoints = AUTO_BOOLEAN_AUTO;
3353   add_setshow_auto_boolean_cmd ("use-compressed-breakpoints", no_class,
3354                                 &use_compressed_breakpoints,
3355                                 _("\
3356 Set debugger's use of compressed breakpoints."), _("    \
3357 Show debugger's use of compressed breakpoints."), _("\
3358 Debugging compressed code requires compressed breakpoints to be used. If\n\
3359 left to 'auto' then gdb will use them if the existing instruction is a\n\
3360 compressed instruction. If that doesn't give the correct behavior, then\n\
3361 this option can be used."),
3362                                 NULL,
3363                                 show_use_compressed_breakpoints,
3364                                 &setriscvcmdlist,
3365                                 &showriscvcmdlist);
3366 }