gdb: remove target_gdbarch
[binutils-gdb.git] / gdb / ravenscar-thread.c
index 32a4aa8d16aac9d590f676f6cbcf0f99f1228bef..3558cfd3875d4ef93b0e2a337c8facfe5b0ef14f 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* Ada Ravenscar thread support.
 
-   Copyright (C) 2004-2019 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2004-2023 Free Software Foundation, Inc.
 
    This file is part of GDB.
 
@@ -30,6 +30,7 @@
 #include "top.h"
 #include "regcache.h"
 #include "objfiles.h"
+#include <unordered_map>
 
 /* This module provides support for "Ravenscar" tasks (Ada) when
    debugging on bare-metal targets.
    is running, switching to its corresponding ptid, and then performing
    the operation on that ptid using the target beneath us.  */
 
-/* If non-null, ravenscar task support is enabled.  */
-static int ravenscar_task_support = 1;
-
-/* PTID of the last thread that received an event.
-   This can be useful to determine the associated task that received
-   the event, to make it the current task.  */
-static ptid_t base_ptid;
+/* If true, ravenscar task support is enabled.  */
+static bool ravenscar_task_support = true;
 
 static const char running_thread_name[] = "__gnat_running_thread_table";
 
 static const char known_tasks_name[] = "system__tasking__debug__known_tasks";
 static const char first_task_name[] = "system__tasking__debug__first_task";
 
-static const char ravenscar_runtime_initializer[] =
-  "system__bb__threads__initialize";
+static const char ravenscar_runtime_initializer[]
+  "system__bb__threads__initialize";
 
 static const target_info ravenscar_target_info = {
   "ravenscar",
@@ -81,12 +77,17 @@ static const target_info ravenscar_target_info = {
 
 struct ravenscar_thread_target final : public target_ops
 {
+  ravenscar_thread_target ()
+    : m_base_ptid (inferior_ptid)
+  {
+  }
+
   const target_info &info () const override
   { return ravenscar_target_info; }
 
   strata stratum () const override { return thread_stratum; }
 
-  ptid_t wait (ptid_t, struct target_waitstatus *, int) override;
+  ptid_t wait (ptid_t, struct target_waitstatus *, target_wait_flags) override;
   void resume (ptid_t, int, enum gdb_signal) override;
 
   void fetch_registers (struct regcache *, int) override;
@@ -102,34 +103,103 @@ struct ravenscar_thread_target final : public target_ops
 
   bool stopped_data_address (CORE_ADDR *) override;
 
+  enum target_xfer_status xfer_partial (enum target_object object,
+                                       const char *annex,
+                                       gdb_byte *readbuf,
+                                       const gdb_byte *writebuf,
+                                       ULONGEST offset, ULONGEST len,
+                                       ULONGEST *xfered_len) override;
+
   bool thread_alive (ptid_t ptid) override;
 
   int core_of_thread (ptid_t ptid) override;
 
   void update_thread_list () override;
 
-  const char *extra_thread_info (struct thread_info *) override;
+  std::string pid_to_str (ptid_t) override;
 
-  const char *pid_to_str (ptid_t) override;
+  ptid_t get_ada_task_ptid (long lwp, ULONGEST thread) override;
 
-  ptid_t get_ada_task_ptid (long lwp, long thread) override;
+  struct btrace_target_info *enable_btrace (thread_info *tp,
+                                           const struct btrace_config *conf)
+    override
+  {
+    process_stratum_target *proc_target
+      = as_process_stratum_target (this->beneath ());
+    ptid_t underlying = get_base_thread_from_ravenscar_task (tp->ptid);
+    tp = proc_target->find_thread (underlying);
 
-  void mourn_inferior () override;
-};
+    return beneath ()->enable_btrace (tp, conf);
+  }
 
-/* This module's target-specific operations.  */
-static ravenscar_thread_target ravenscar_ops;
+  void mourn_inferior () override;
 
-static ptid_t ravenscar_active_task (int cpu);
-static void ravenscar_update_inferior_ptid (void);
-static int has_ravenscar_runtime (void);
-static int ravenscar_runtime_initialized (void);
-static void ravenscar_inferior_created (struct target_ops *target,
-                                       int from_tty);
+  void close () override
+  {
+    delete this;
+  }
+
+  thread_info *add_active_thread ();
+
+private:
+
+  /* PTID of the last thread that received an event.
+     This can be useful to determine the associated task that received
+     the event, to make it the current task.  */
+  ptid_t m_base_ptid;
+
+  ptid_t active_task (int cpu);
+  bool task_is_currently_active (ptid_t ptid);
+  bool runtime_initialized ();
+  int get_thread_base_cpu (ptid_t ptid);
+  ptid_t get_base_thread_from_ravenscar_task (ptid_t ptid);
+  void add_thread (struct ada_task_info *task);
+
+  /* Like switch_to_thread, but uses the base ptid for the thread.  */
+  void set_base_thread_from_ravenscar_task (ptid_t ptid)
+  {
+    process_stratum_target *proc_target
+      = as_process_stratum_target (this->beneath ());
+    ptid_t underlying = get_base_thread_from_ravenscar_task (ptid);
+    switch_to_thread (proc_target->find_thread (underlying));
+  }
+
+  /* Some targets use lazy FPU initialization.  On these, the FP
+     registers for a given task might be uninitialized, or stored in
+     the per-task context, or simply be the live registers on the CPU.
+     This enum is used to encode this information.  */
+  enum fpu_state
+  {
+    /* This target doesn't do anything special for FP registers -- if
+       any exist, they are treated just identical to non-FP
+       registers.  */
+    NOTHING_SPECIAL,
+    /* This target uses the lazy FP scheme, and the FP registers are
+       taken from the CPU.  This can happen for any task, because if a
+       task switch occurs, the registers aren't immediately written to
+       the per-task context -- this is deferred until the current task
+       causes an FPU trap.  */
+    LIVE_FP_REGISTERS,
+    /* This target uses the lazy FP scheme, and the FP registers are
+       not available.  Maybe this task never initialized the FPU, or
+       maybe GDB couldn't find the required symbol.  */
+    NO_FP_REGISTERS
+  };
+
+  /* Return the FPU state.  */
+  fpu_state get_fpu_state (struct regcache *regcache,
+                          const ravenscar_arch_ops *arch_ops);
+
+  /* This maps a TID to the CPU on which it was running.  This is
+     needed because sometimes the runtime will report an active task
+     that hasn't yet been put on the list of tasks that is read by
+     ada-tasks.c.  */
+  std::unordered_map<ULONGEST, int> m_cpu_map;
+};
 
-/* Return nonzero iff PTID corresponds to a ravenscar task.  */
+/* Return true iff PTID corresponds to a ravenscar task.  */
 
-static int
+static bool
 is_ravenscar_task (ptid_t ptid)
 {
   /* By construction, ravenscar tasks have their LWP set to zero.
@@ -148,17 +218,26 @@ is_ravenscar_task (ptid_t ptid)
    This assume that PTID is a valid ptid_t.  Otherwise, a gdb_assert
    will be triggered.  */
 
-static int
-ravenscar_get_thread_base_cpu (ptid_t ptid)
+int
+ravenscar_thread_target::get_thread_base_cpu (ptid_t ptid)
 {
   int base_cpu;
 
   if (is_ravenscar_task (ptid))
     {
-      struct ada_task_info *task_info = ada_get_task_info_from_ptid (ptid);
-
-      gdb_assert (task_info != NULL);
-      base_cpu = task_info->base_cpu;
+      /* Prefer to not read inferior memory if possible, to avoid
+        reentrancy problems with xfer_partial.  */
+      auto iter = m_cpu_map.find (ptid.tid ());
+
+      if (iter != m_cpu_map.end ())
+       base_cpu = iter->second;
+      else
+       {
+         struct ada_task_info *task_info = ada_get_task_info_from_ptid (ptid);
+
+         gdb_assert (task_info != NULL);
+         base_cpu = task_info->base_cpu;
+       }
     }
   else
     {
@@ -169,7 +248,7 @@ ravenscar_get_thread_base_cpu (ptid_t ptid)
   return base_cpu;
 }
 
-/* Given a ravenscar task (identified by its ptid_t PTID), return nonzero
+/* Given a ravenscar task (identified by its ptid_t PTID), return true
    if this task is the currently active task on the cpu that task is
    running on.
 
@@ -179,11 +258,10 @@ ravenscar_get_thread_base_cpu (ptid_t ptid)
    that task's registers are in the CPU bank.  Otherwise, the task
    is currently suspended, and its registers have been saved in memory.  */
 
-static int
-ravenscar_task_is_currently_active (ptid_t ptid)
+bool
+ravenscar_thread_target::task_is_currently_active (ptid_t ptid)
 {
-  ptid_t active_task_ptid
-    = ravenscar_active_task (ravenscar_get_thread_base_cpu (ptid));
+  ptid_t active_task_ptid = active_task (get_thread_base_cpu (ptid));
 
   return ptid == active_task_ptid;
 }
@@ -194,46 +272,53 @@ ravenscar_task_is_currently_active (ptid_t ptid)
    This is the thread that corresponds to the CPU on which the task
    is running.  */
 
-static ptid_t
-get_base_thread_from_ravenscar_task (ptid_t ptid)
+ptid_t
+ravenscar_thread_target::get_base_thread_from_ravenscar_task (ptid_t ptid)
 {
   int base_cpu;
 
   if (!is_ravenscar_task (ptid))
     return ptid;
 
-  base_cpu = ravenscar_get_thread_base_cpu (ptid);
-  return ptid_t (ptid.pid (), base_cpu, 0);
+  base_cpu = get_thread_base_cpu (ptid);
+  return ptid_t (ptid.pid (), base_cpu);
 }
 
-/* Fetch the ravenscar running thread from target memory and
-   update inferior_ptid accordingly.  */
+/* Fetch the ravenscar running thread from target memory, make sure
+   there's a corresponding thread in the thread list, and return it.
+   If the runtime is not initialized, return NULL.  */
 
-static void
-ravenscar_update_inferior_ptid (void)
+thread_info *
+ravenscar_thread_target::add_active_thread ()
 {
-  int base_cpu;
+  process_stratum_target *proc_target
+    = as_process_stratum_target (this->beneath ());
 
-  base_ptid = inferior_ptid;
+  int base_cpu;
 
-  gdb_assert (!is_ravenscar_task (inferior_ptid));
-  base_cpu = ravenscar_get_thread_base_cpu (base_ptid);
+  gdb_assert (!is_ravenscar_task (m_base_ptid));
+  base_cpu = get_thread_base_cpu (m_base_ptid);
 
-  /* If the runtime has not been initialized yet, the inferior_ptid is
-     the only ptid that there is.  */
-  if (!ravenscar_runtime_initialized ())
-    return;
+  if (!runtime_initialized ())
+    return nullptr;
 
-  /* Make sure we set base_ptid before calling ravenscar_active_task
-     as the latter relies on it.  */
-  inferior_ptid = ravenscar_active_task (base_cpu);
-  gdb_assert (inferior_ptid != null_ptid);
+  /* It's possible for runtime_initialized to return true but for it
+     not to be fully initialized.  For example, this can happen for a
+     breakpoint placed at the task's beginning.  */
+  ptid_t active_ptid = active_task (base_cpu);
+  if (active_ptid == null_ptid)
+    return nullptr;
 
   /* The running thread may not have been added to
      system.tasking.debug's list yet; so ravenscar_update_thread_list
      may not always add it to the thread list.  Add it here.  */
-  if (!find_thread_ptid (inferior_ptid))
-    add_thread (inferior_ptid);
+  thread_info *active_thr = proc_target->find_thread (active_ptid);
+  if (active_thr == nullptr)
+    {
+      active_thr = ::add_thread (proc_target, active_ptid);
+      m_cpu_map[active_ptid.tid ()] = base_cpu;
+    }
+  return active_thr;
 }
 
 /* The Ravenscar Runtime exports a symbol which contains the ID of
@@ -242,7 +327,7 @@ ravenscar_update_inferior_ptid (void)
    Return NULL if not found.  */
 
 static struct bound_minimal_symbol
-get_running_thread_msymbol (void)
+get_running_thread_msymbol ()
 {
   struct bound_minimal_symbol msym;
 
@@ -260,15 +345,15 @@ get_running_thread_msymbol (void)
 /* Return True if the Ada Ravenscar run-time can be found in the
    application.  */
 
-static int
-has_ravenscar_runtime (void)
+static bool
+has_ravenscar_runtime ()
 {
-  struct bound_minimal_symbol msym_ravenscar_runtime_initializer =
-    lookup_minimal_symbol (ravenscar_runtime_initializer, NULL, NULL);
-  struct bound_minimal_symbol msym_known_tasks =
-    lookup_minimal_symbol (known_tasks_name, NULL, NULL);
-  struct bound_minimal_symbol msym_first_task =
-    lookup_minimal_symbol (first_task_name, NULL, NULL);
+  struct bound_minimal_symbol msym_ravenscar_runtime_initializer
+    lookup_minimal_symbol (ravenscar_runtime_initializer, NULL, NULL);
+  struct bound_minimal_symbol msym_known_tasks
+    lookup_minimal_symbol (known_tasks_name, NULL, NULL);
+  struct bound_minimal_symbol msym_first_task
+    lookup_minimal_symbol (first_task_name, NULL, NULL);
   struct bound_minimal_symbol msym_running_thread
     = get_running_thread_msymbol ();
 
@@ -280,10 +365,10 @@ has_ravenscar_runtime (void)
 /* Return True if the Ada Ravenscar run-time can be found in the
    application, and if it has been initialized on target.  */
 
-static int
-ravenscar_runtime_initialized (void)
+bool
+ravenscar_thread_target::runtime_initialized ()
 {
-  return (!(ravenscar_active_task (1) == null_ptid));
+  return active_task (1) != null_ptid;
 }
 
 /* Return the ID of the thread that is currently running.
@@ -297,14 +382,14 @@ get_running_thread_id (int cpu)
   int buf_size;
   gdb_byte *buf;
   CORE_ADDR object_addr;
-  struct type *builtin_type_void_data_ptr =
-    builtin_type (target_gdbarch ())->builtin_data_ptr;
+  struct type *builtin_type_void_data_ptr
+    = builtin_type (current_inferior ()->arch ())->builtin_data_ptr;
 
   if (!object_msym.minsym)
     return 0;
 
-  object_size = TYPE_LENGTH (builtin_type_void_data_ptr);
-  object_addr = (BMSYMBOL_VALUE_ADDRESS (object_msym)
+  object_size = builtin_type_void_data_ptr->length ();
+  object_addr = (object_msym.value_address ()
                 + (cpu - 1) * object_size);
   buf_size = object_size;
   buf = (gdb_byte *) alloca (buf_size);
@@ -313,76 +398,96 @@ get_running_thread_id (int cpu)
 }
 
 void
-ravenscar_thread_target::resume (ptid_t ptid, int step, enum gdb_signal siggnal)
+ravenscar_thread_target::resume (ptid_t ptid, int step,
+                                enum gdb_signal siggnal)
 {
-  inferior_ptid = base_ptid;
-  beneath ()->resume (base_ptid, step, siggnal);
+  /* If we see a wildcard resume, we simply pass that on.  Otherwise,
+     arrange to resume the base ptid.  */
+  inferior_ptid = m_base_ptid;
+  if (ptid.is_pid ())
+    {
+      /* We only have one process, so resume all threads of it.  */
+      ptid = minus_one_ptid;
+    }
+  else if (ptid != minus_one_ptid)
+    ptid = m_base_ptid;
+  beneath ()->resume (ptid, step, siggnal);
 }
 
 ptid_t
 ravenscar_thread_target::wait (ptid_t ptid,
                               struct target_waitstatus *status,
-                              int options)
+                              target_wait_flags options)
 {
+  process_stratum_target *beneath
+    = as_process_stratum_target (this->beneath ());
   ptid_t event_ptid;
 
-  inferior_ptid = base_ptid;
-  event_ptid = beneath ()->wait (base_ptid, status, 0);
-  /* Find any new threads that might have been created, and update
-     inferior_ptid to the active thread.
+  if (ptid != minus_one_ptid)
+    ptid = m_base_ptid;
+  event_ptid = beneath->wait (ptid, status, 0);
+  /* Find any new threads that might have been created, and return the
+     active thread.
 
      Only do it if the program is still alive, though.  Otherwise,
      this causes problems when debugging through the remote protocol,
      because we might try switching threads (and thus sending packets)
      after the remote has disconnected.  */
-  if (status->kind != TARGET_WAITKIND_EXITED
-      && status->kind != TARGET_WAITKIND_SIGNALLED)
+  if (status->kind () != TARGET_WAITKIND_EXITED
+      && status->kind () != TARGET_WAITKIND_SIGNALLED
+      && runtime_initialized ())
     {
-      inferior_ptid = event_ptid;
+      m_base_ptid = event_ptid;
       this->update_thread_list ();
-      ravenscar_update_inferior_ptid ();
+      thread_info *thr = this->add_active_thread ();
+      if (thr != nullptr)
+       return thr->ptid;
     }
-  return inferior_ptid;
+  return event_ptid;
 }
 
 /* Add the thread associated to the given TASK to the thread list
    (if the thread has already been added, this is a no-op).  */
 
-static void
-ravenscar_add_thread (struct ada_task_info *task)
+void
+ravenscar_thread_target::add_thread (struct ada_task_info *task)
 {
-  if (find_thread_ptid (task->ptid) == NULL)
-    add_thread (task->ptid);
+  if (current_inferior ()->find_thread (task->ptid) == NULL)
+    {
+      ::add_thread (current_inferior ()->process_target (), task->ptid);
+      m_cpu_map[task->ptid.tid ()] = task->base_cpu;
+    }
 }
 
 void
 ravenscar_thread_target::update_thread_list ()
 {
-  ada_build_task_list ();
+  /* iterate_over_live_ada_tasks requires that inferior_ptid be set,
+     but this isn't always the case in target methods.  So, we ensure
+     it here.  */
+  scoped_restore save_ptid = make_scoped_restore (&inferior_ptid,
+                                                 m_base_ptid);
 
   /* Do not clear the thread list before adding the Ada task, to keep
      the thread that the process stratum has included into it
-     (base_ptid) and the running thread, that may not have been included
+     (m_base_ptid) and the running thread, that may not have been included
      to system.tasking.debug's list yet.  */
 
-  iterate_over_live_ada_tasks (ravenscar_add_thread);
+  iterate_over_live_ada_tasks ([this] (struct ada_task_info *task)
+                              {
+                                this->add_thread (task);
+                              });
 }
 
-static ptid_t
-ravenscar_active_task (int cpu)
+ptid_t
+ravenscar_thread_target::active_task (int cpu)
 {
   CORE_ADDR tid = get_running_thread_id (cpu);
 
   if (tid == 0)
     return null_ptid;
   else
-    return ptid_t (base_ptid.pid (), 0, tid);
-}
-
-const char *
-ravenscar_thread_target::extra_thread_info (thread_info *tp)
-{
-  return "Ravenscar task";
+    return ptid_t (m_base_ptid.pid (), 0, tid);
 }
 
 bool
@@ -392,29 +497,224 @@ ravenscar_thread_target::thread_alive (ptid_t ptid)
   return true;
 }
 
-const char *
+std::string
 ravenscar_thread_target::pid_to_str (ptid_t ptid)
 {
-  static char buf[30];
+  if (!is_ravenscar_task (ptid))
+    return beneath ()->pid_to_str (ptid);
+
+  return string_printf ("Ravenscar Thread 0x%s",
+                       phex_nz (ptid.tid (), sizeof (ULONGEST)));
+}
 
-  snprintf (buf, sizeof (buf), "Thread %#x", (int) ptid.tid ());
-  return buf;
+CORE_ADDR
+ravenscar_arch_ops::get_stack_base (struct regcache *regcache) const
+{
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
+  const int sp_regnum = gdbarch_sp_regnum (gdbarch);
+  ULONGEST stack_address;
+  regcache_cooked_read_unsigned (regcache, sp_regnum, &stack_address);
+  return (CORE_ADDR) stack_address;
 }
 
 void
-ravenscar_thread_target::fetch_registers (struct regcache *regcache, int regnum)
+ravenscar_arch_ops::supply_one_register (struct regcache *regcache,
+                                        int regnum,
+                                        CORE_ADDR descriptor,
+                                        CORE_ADDR stack_base) const
+{
+  CORE_ADDR addr;
+  if (regnum >= first_stack_register && regnum <= last_stack_register)
+    addr = stack_base;
+  else
+    addr = descriptor;
+  addr += offsets[regnum];
+
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
+  int size = register_size (gdbarch, regnum);
+  gdb_byte *buf = (gdb_byte *) alloca (size);
+  read_memory (addr, buf, size);
+  regcache->raw_supply (regnum, buf);
+}
+
+void
+ravenscar_arch_ops::fetch_register (struct regcache *regcache,
+                                   int regnum) const
+{
+  gdb_assert (regnum != -1);
+
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
+  /* The tid is the thread_id field, which is a pointer to the thread.  */
+  CORE_ADDR thread_descriptor_address
+    = (CORE_ADDR) regcache->ptid ().tid ();
+
+  int sp_regno = -1;
+  CORE_ADDR stack_address = 0;
+  if (regnum >= first_stack_register && regnum <= last_stack_register)
+    {
+      /* We must supply SP for get_stack_base, so recurse.  */
+      sp_regno = gdbarch_sp_regnum (gdbarch);
+      gdb_assert (!(sp_regno >= first_stack_register
+                   && sp_regno <= last_stack_register));
+      fetch_register (regcache, sp_regno);
+      stack_address = get_stack_base (regcache);
+    }
+
+  if (regnum < offsets.size () && offsets[regnum] != -1)
+    supply_one_register (regcache, regnum, thread_descriptor_address,
+                        stack_address);
+}
+
+void
+ravenscar_arch_ops::store_one_register (struct regcache *regcache, int regnum,
+                                       CORE_ADDR descriptor,
+                                       CORE_ADDR stack_base) const
+{
+  CORE_ADDR addr;
+  if (regnum >= first_stack_register && regnum <= last_stack_register)
+    addr = stack_base;
+  else
+    addr = descriptor;
+  addr += offsets[regnum];
+
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
+  int size = register_size (gdbarch, regnum);
+  gdb_byte *buf = (gdb_byte *) alloca (size);
+  regcache->raw_collect (regnum, buf);
+  write_memory (addr, buf, size);
+}
+
+void
+ravenscar_arch_ops::store_register (struct regcache *regcache,
+                                   int regnum) const
+{
+  gdb_assert (regnum != -1);
+
+  /* The tid is the thread_id field, which is a pointer to the thread.  */
+  CORE_ADDR thread_descriptor_address
+    = (CORE_ADDR) regcache->ptid ().tid ();
+
+  CORE_ADDR stack_address = 0;
+  if (regnum >= first_stack_register && regnum <= last_stack_register)
+    stack_address = get_stack_base (regcache);
+
+  if (regnum < offsets.size () && offsets[regnum] != -1)
+    store_one_register (regcache, regnum, thread_descriptor_address,
+                       stack_address);
+}
+
+/* Temporarily set the ptid of a regcache to some other value.  When
+   this object is destroyed, the regcache's original ptid is
+   restored.  */
+
+class temporarily_change_regcache_ptid
+{
+public:
+
+  temporarily_change_regcache_ptid (struct regcache *regcache, ptid_t new_ptid)
+    : m_regcache (regcache),
+      m_save_ptid (regcache->ptid ())
+  {
+    m_regcache->set_ptid (new_ptid);
+  }
+
+  ~temporarily_change_regcache_ptid ()
+  {
+    m_regcache->set_ptid (m_save_ptid);
+  }
+
+private:
+
+  /* The regcache.  */
+  struct regcache *m_regcache;
+  /* The saved ptid.  */
+  ptid_t m_save_ptid;
+};
+
+ravenscar_thread_target::fpu_state
+ravenscar_thread_target::get_fpu_state (struct regcache *regcache,
+                                       const ravenscar_arch_ops *arch_ops)
+{
+  /* We want to return true if the special FP register handling is
+     needed.  If this target doesn't have lazy FP, then no special
+     treatment is ever needed.  */
+  if (!arch_ops->on_demand_fp ())
+    return NOTHING_SPECIAL;
+
+  bound_minimal_symbol fpu_context
+    = lookup_minimal_symbol ("system__bb__cpu_primitives__current_fpu_context",
+                            nullptr, nullptr);
+  /* If the symbol can't be found, just fall back.  */
+  if (fpu_context.minsym == nullptr)
+    return NO_FP_REGISTERS;
+
+  type *ptr_type
+    = builtin_type (current_inferior ()->arch ())->builtin_data_ptr;
+  ptr_type = lookup_pointer_type (ptr_type);
+  value *val = value_from_pointer (ptr_type, fpu_context.value_address ());
+
+  int cpu = get_thread_base_cpu (regcache->ptid ());
+  /* The array index type has a lower bound of 1 -- it is Ada code --
+     so subtract 1 here.  */
+  val = value_ptradd (val, cpu - 1);
+
+  val = value_ind (val);
+  CORE_ADDR fpu_task = value_as_long (val);
+
+  /* The tid is the thread_id field, which is a pointer to the thread.  */
+  CORE_ADDR thread_descriptor_address
+    = (CORE_ADDR) regcache->ptid ().tid ();
+  if (fpu_task == (thread_descriptor_address
+                  + arch_ops->get_fpu_context_offset ()))
+    return LIVE_FP_REGISTERS;
+
+  int v_init_offset = arch_ops->get_v_init_offset ();
+  gdb_byte init = 0;
+  read_memory (thread_descriptor_address + v_init_offset, &init, 1);
+  return init ? NOTHING_SPECIAL : NO_FP_REGISTERS;
+}
+
+void
+ravenscar_thread_target::fetch_registers (struct regcache *regcache,
+                                         int regnum)
 {
   ptid_t ptid = regcache->ptid ();
 
-  if (ravenscar_runtime_initialized ()
-      && is_ravenscar_task (ptid)
-      && !ravenscar_task_is_currently_active (ptid))
+  if (runtime_initialized () && is_ravenscar_task (ptid))
     {
       struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
-      struct ravenscar_arch_ops *arch_ops
-       = gdbarch_ravenscar_ops (gdbarch);
-
-      arch_ops->to_fetch_registers (regcache, regnum);
+      bool is_active = task_is_currently_active (ptid);
+      struct ravenscar_arch_ops *arch_ops = gdbarch_ravenscar_ops (gdbarch);
+      gdb::optional<fpu_state> fp_state;
+
+      int low_reg = regnum == -1 ? 0 : regnum;
+      int high_reg = regnum == -1 ? gdbarch_num_regs (gdbarch) : regnum + 1;
+
+      ptid_t base = get_base_thread_from_ravenscar_task (ptid);
+      for (int i = low_reg; i < high_reg; ++i)
+       {
+         bool use_beneath = false;
+         if (arch_ops->is_fp_register (i))
+           {
+             if (!fp_state.has_value ())
+               fp_state = get_fpu_state (regcache, arch_ops);
+             if (*fp_state == NO_FP_REGISTERS)
+               continue;
+             if (*fp_state == LIVE_FP_REGISTERS
+                 || (is_active && *fp_state == NOTHING_SPECIAL))
+               use_beneath = true;
+           }
+         else
+           use_beneath = is_active;
+
+         if (use_beneath)
+           {
+             temporarily_change_regcache_ptid changer (regcache, base);
+             beneath ()->fetch_registers (regcache, i);
+           }
+         else
+           arch_ops->fetch_register (regcache, i);
+       }
     }
   else
     beneath ()->fetch_registers (regcache, regnum);
@@ -426,15 +726,41 @@ ravenscar_thread_target::store_registers (struct regcache *regcache,
 {
   ptid_t ptid = regcache->ptid ();
 
-  if (ravenscar_runtime_initialized ()
-      && is_ravenscar_task (ptid)
-      && !ravenscar_task_is_currently_active (ptid))
+  if (runtime_initialized () && is_ravenscar_task (ptid))
     {
       struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
-      struct ravenscar_arch_ops *arch_ops
-       = gdbarch_ravenscar_ops (gdbarch);
-
-      arch_ops->to_store_registers (regcache, regnum);
+      bool is_active = task_is_currently_active (ptid);
+      struct ravenscar_arch_ops *arch_ops = gdbarch_ravenscar_ops (gdbarch);
+      gdb::optional<fpu_state> fp_state;
+
+      int low_reg = regnum == -1 ? 0 : regnum;
+      int high_reg = regnum == -1 ? gdbarch_num_regs (gdbarch) : regnum + 1;
+
+      ptid_t base = get_base_thread_from_ravenscar_task (ptid);
+      for (int i = low_reg; i < high_reg; ++i)
+       {
+         bool use_beneath = false;
+         if (arch_ops->is_fp_register (i))
+           {
+             if (!fp_state.has_value ())
+               fp_state = get_fpu_state (regcache, arch_ops);
+             if (*fp_state == NO_FP_REGISTERS)
+               continue;
+             if (*fp_state == LIVE_FP_REGISTERS
+                 || (is_active && *fp_state == NOTHING_SPECIAL))
+               use_beneath = true;
+           }
+         else
+           use_beneath = is_active;
+
+         if (use_beneath)
+           {
+             temporarily_change_regcache_ptid changer (regcache, base);
+             beneath ()->store_registers (regcache, i);
+           }
+         else
+           arch_ops->store_register (regcache, i);
+       }
     }
   else
     beneath ()->store_registers (regcache, regnum);
@@ -445,15 +771,18 @@ ravenscar_thread_target::prepare_to_store (struct regcache *regcache)
 {
   ptid_t ptid = regcache->ptid ();
 
-  if (ravenscar_runtime_initialized ()
-      && is_ravenscar_task (ptid)
-      && !ravenscar_task_is_currently_active (ptid))
+  if (runtime_initialized () && is_ravenscar_task (ptid))
     {
-      struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
-      struct ravenscar_arch_ops *arch_ops
-       = gdbarch_ravenscar_ops (gdbarch);
-
-      arch_ops->to_prepare_to_store (regcache);
+      if (task_is_currently_active (ptid))
+       {
+         ptid_t base = get_base_thread_from_ravenscar_task (ptid);
+         temporarily_change_regcache_ptid changer (regcache, base);
+         beneath ()->prepare_to_store (regcache);
+       }
+      else
+       {
+         /* Nothing.  */
+       }
     }
   else
     beneath ()->prepare_to_store (regcache);
@@ -464,13 +793,9 @@ ravenscar_thread_target::prepare_to_store (struct regcache *regcache)
 bool
 ravenscar_thread_target::stopped_by_sw_breakpoint ()
 {
-  ptid_t saved_ptid = inferior_ptid;
-  bool result;
-
-  inferior_ptid = get_base_thread_from_ravenscar_task (saved_ptid);
-  result = beneath ()->stopped_by_sw_breakpoint ();
-  inferior_ptid = saved_ptid;
-  return result;
+  scoped_restore_current_thread saver;
+  set_base_thread_from_ravenscar_task (inferior_ptid);
+  return beneath ()->stopped_by_sw_breakpoint ();
 }
 
 /* Implement the to_stopped_by_hw_breakpoint target_ops "method".  */
@@ -478,13 +803,9 @@ ravenscar_thread_target::stopped_by_sw_breakpoint ()
 bool
 ravenscar_thread_target::stopped_by_hw_breakpoint ()
 {
-  ptid_t saved_ptid = inferior_ptid;
-  bool result;
-
-  inferior_ptid = get_base_thread_from_ravenscar_task (saved_ptid);
-  result = beneath ()->stopped_by_hw_breakpoint ();
-  inferior_ptid = saved_ptid;
-  return result;
+  scoped_restore_current_thread saver;
+  set_base_thread_from_ravenscar_task (inferior_ptid);
+  return beneath ()->stopped_by_hw_breakpoint ();
 }
 
 /* Implement the to_stopped_by_watchpoint target_ops "method".  */
@@ -492,13 +813,9 @@ ravenscar_thread_target::stopped_by_hw_breakpoint ()
 bool
 ravenscar_thread_target::stopped_by_watchpoint ()
 {
-  ptid_t saved_ptid = inferior_ptid;
-  bool result;
-
-  inferior_ptid = get_base_thread_from_ravenscar_task (saved_ptid);
-  result = beneath ()->stopped_by_watchpoint ();
-  inferior_ptid = saved_ptid;
-  return result;
+  scoped_restore_current_thread saver;
+  set_base_thread_from_ravenscar_task (inferior_ptid);
+  return beneath ()->stopped_by_watchpoint ();
 }
 
 /* Implement the to_stopped_data_address target_ops "method".  */
@@ -506,21 +823,18 @@ ravenscar_thread_target::stopped_by_watchpoint ()
 bool
 ravenscar_thread_target::stopped_data_address (CORE_ADDR *addr_p)
 {
-  ptid_t saved_ptid = inferior_ptid;
-  bool result;
-
-  inferior_ptid = get_base_thread_from_ravenscar_task (saved_ptid);
-  result = beneath ()->stopped_data_address (addr_p);
-  inferior_ptid = saved_ptid;
-  return result;
+  scoped_restore_current_thread saver;
+  set_base_thread_from_ravenscar_task (inferior_ptid);
+  return beneath ()->stopped_data_address (addr_p);
 }
 
 void
 ravenscar_thread_target::mourn_inferior ()
 {
-  base_ptid = null_ptid;
-  beneath ()->mourn_inferior ();
-  unpush_target (&ravenscar_ops);
+  m_base_ptid = null_ptid;
+  target_ops *beneath = this->beneath ();
+  current_inferior ()->unpush_target (this);
+  beneath->mourn_inferior ();
 }
 
 /* Implement the to_core_of_thread target_ops "method".  */
@@ -528,24 +842,40 @@ ravenscar_thread_target::mourn_inferior ()
 int
 ravenscar_thread_target::core_of_thread (ptid_t ptid)
 {
-  ptid_t saved_ptid = inferior_ptid;
-  int result;
+  scoped_restore_current_thread saver;
+  set_base_thread_from_ravenscar_task (inferior_ptid);
+  return beneath ()->core_of_thread (inferior_ptid);
+}
 
-  inferior_ptid = get_base_thread_from_ravenscar_task (saved_ptid);
-  result = beneath ()->core_of_thread (inferior_ptid);
-  inferior_ptid = saved_ptid;
-  return result;
+/* Implement the target xfer_partial method.  */
+
+enum target_xfer_status
+ravenscar_thread_target::xfer_partial (enum target_object object,
+                                      const char *annex,
+                                      gdb_byte *readbuf,
+                                      const gdb_byte *writebuf,
+                                      ULONGEST offset, ULONGEST len,
+                                      ULONGEST *xfered_len)
+{
+  scoped_restore save_ptid = make_scoped_restore (&inferior_ptid);
+  /* Calling get_base_thread_from_ravenscar_task can read memory from
+     the inferior.  However, that function is written to prefer our
+     internal map, so it should not result in recursive calls in
+     practice.  */
+  inferior_ptid = get_base_thread_from_ravenscar_task (inferior_ptid);
+  return beneath ()->xfer_partial (object, annex, readbuf, writebuf,
+                                  offset, len, xfered_len);
 }
 
 /* Observer on inferior_created: push ravenscar thread stratum if needed.  */
 
 static void
-ravenscar_inferior_created (struct target_ops *target, int from_tty)
+ravenscar_inferior_created (inferior *inf)
 {
   const char *err_msg;
 
   if (!ravenscar_task_support
-      || gdbarch_ravenscar_ops (target_gdbarch ()) == NULL
+      || gdbarch_ravenscar_ops (current_inferior ()->arch ()) == NULL
       || !has_ravenscar_runtime ())
     return;
 
@@ -556,38 +886,23 @@ ravenscar_inferior_created (struct target_ops *target, int from_tty)
       return;
     }
 
-  ravenscar_update_inferior_ptid ();
-  push_target (&ravenscar_ops);
+  ravenscar_thread_target *rtarget = new ravenscar_thread_target ();
+  inf->push_target (target_ops_up (rtarget));
+  thread_info *thr = rtarget->add_active_thread ();
+  if (thr != nullptr)
+    switch_to_thread (thr);
 }
 
 ptid_t
-ravenscar_thread_target::get_ada_task_ptid (long lwp, long thread)
+ravenscar_thread_target::get_ada_task_ptid (long lwp, ULONGEST thread)
 {
-  return ptid_t (base_ptid.pid (), 0, thread);
+  return ptid_t (m_base_ptid.pid (), 0, thread);
 }
 
 /* Command-list for the "set/show ravenscar" prefix command.  */
 static struct cmd_list_element *set_ravenscar_list;
 static struct cmd_list_element *show_ravenscar_list;
 
-/* Implement the "set ravenscar" prefix command.  */
-
-static void
-set_ravenscar_command (const char *arg, int from_tty)
-{
-  printf_unfiltered (_(\
-"\"set ravenscar\" must be followed by the name of a setting.\n"));
-  help_list (set_ravenscar_list, "set ravenscar ", all_commands, gdb_stdout);
-}
-
-/* Implement the "show ravenscar" prefix command.  */
-
-static void
-show_ravenscar_command (const char *args, int from_tty)
-{
-  cmd_show_list (show_ravenscar_list, from_tty, "");
-}
-
 /* Implement the "show ravenscar task-switching" command.  */
 
 static void
@@ -596,38 +911,37 @@ show_ravenscar_task_switching_command (struct ui_file *file, int from_tty,
                                       const char *value)
 {
   if (ravenscar_task_support)
-    fprintf_filtered (file, _("\
+    gdb_printf (file, _("\
 Support for Ravenscar task/thread switching is enabled\n"));
   else
-    fprintf_filtered (file, _("\
+    gdb_printf (file, _("\
 Support for Ravenscar task/thread switching is disabled\n"));
 }
 
 /* Module startup initialization function, automagically called by
    init.c.  */
 
+void _initialize_ravenscar ();
 void
-_initialize_ravenscar (void)
+_initialize_ravenscar ()
 {
-  base_ptid = null_ptid;
-
   /* Notice when the inferior is created in order to push the
      ravenscar ops if needed.  */
-  gdb::observers::inferior_created.attach (ravenscar_inferior_created);
-
-  add_prefix_cmd ("ravenscar", no_class, set_ravenscar_command,
-                  _("Prefix command for changing Ravenscar-specific settings"),
-                  &set_ravenscar_list, "set ravenscar ", 0, &setlist);
+  gdb::observers::inferior_created.attach (ravenscar_inferior_created,
+                                          "ravenscar-thread");
 
-  add_prefix_cmd ("ravenscar", no_class, show_ravenscar_command,
-                  _("Prefix command for showing Ravenscar-specific settings"),
-                  &show_ravenscar_list, "show ravenscar ", 0, &showlist);
+  add_setshow_prefix_cmd
+    ("ravenscar", no_class,
+     _("Prefix command for changing Ravenscar-specific settings."),
+     _("Prefix command for showing Ravenscar-specific settings."),
+     &set_ravenscar_list, &show_ravenscar_list,
+     &setlist, &showlist);
 
   add_setshow_boolean_cmd ("task-switching", class_obscure,
-                           &ravenscar_task_support, _("\
-Enable or disable support for GNAT Ravenscar tasks"), _("\
-Show whether support for GNAT Ravenscar tasks is enabled"),
-                           _("\
+                          &ravenscar_task_support, _("\
+Enable or disable support for GNAT Ravenscar tasks."), _("\
+Show whether support for GNAT Ravenscar tasks is enabled."),
+                          _("\
 Enable or disable support for task/thread switching with the GNAT\n\
 Ravenscar run-time library for bareboard configuration."),
                           NULL, show_ravenscar_task_switching_command,