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