gdbserver: Read the tpidr register from NT_ARM_TLS on Linux.
[binutils-gdb.git] / gdbserver / linux-aarch64-low.cc
index a066d963a5f03e57d2d44cd49fe620fad297dcb0..c924821c25c678efacecc4cd604fee2afb4692ce 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /* GNU/Linux/AArch64 specific low level interface, for the remote server for
    GDB.
 
-   Copyright (C) 2009-2021 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2009-2022 Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by ARM Ltd.
 
    This file is part of GDB.
@@ -43,6 +43,7 @@
 #include "arch/aarch64-mte-linux.h"
 #include "linux-aarch32-tdesc.h"
 #include "linux-aarch64-tdesc.h"
+#include "nat/aarch64-mte-linux-ptrace.h"
 #include "nat/aarch64-sve-linux-ptrace.h"
 #include "tdesc.h"
 
 #include <sys/reg.h>
 #endif
 
+#ifdef HAVE_GETAUXVAL
+#include <sys/auxv.h>
+#endif
+
 /* Linux target op definitions for the AArch64 architecture.  */
 
 class aarch64_target : public linux_process_target
@@ -82,6 +87,14 @@ public:
 
   struct emit_ops *emit_ops () override;
 
+  bool supports_memory_tagging () override;
+
+  bool fetch_memtags (CORE_ADDR address, size_t len,
+                     gdb::byte_vector &tags, int type) override;
+
+  bool store_memtags (CORE_ADDR address, size_t len,
+                     const gdb::byte_vector &tags, int type) override;
+
 protected:
 
   void low_arch_setup () override;
@@ -183,16 +196,6 @@ is_64bit_tdesc (void)
   return register_size (regcache->tdesc, 0) == 8;
 }
 
-/* Return true if the regcache contains the number of SVE registers.  */
-
-static bool
-is_sve_tdesc (void)
-{
-  struct regcache *regcache = get_thread_regcache (current_thread, 0);
-
-  return tdesc_contains_feature (regcache->tdesc, "org.gnu.gdb.aarch64.sve");
-}
-
 static void
 aarch64_fill_gregset (struct regcache *regcache, void *buf)
 {
@@ -284,6 +287,26 @@ aarch64_store_mteregset (struct regcache *regcache, const void *buf)
   supply_register (regcache, mte_base, mte_regset);
 }
 
+/* Fill BUF with TLS register from the regcache.  */
+
+static void
+aarch64_fill_tlsregset (struct regcache *regcache, void *buf)
+{
+  int tls_regnum  = find_regno (regcache->tdesc, "tpidr");
+
+  collect_register (regcache, tls_regnum, buf);
+}
+
+/* Store TLS register to regcache.  */
+
+static void
+aarch64_store_tlsregset (struct regcache *regcache, const void *buf)
+{
+  int tls_regnum  = find_regno (regcache->tdesc, "tpidr");
+
+  supply_register (regcache, tls_regnum, buf);
+}
+
 bool
 aarch64_target::low_supports_breakpoints ()
 {
@@ -410,9 +433,10 @@ aarch64_target::low_insert_point (raw_bkpt_type type, CORE_ADDR addr,
 
   if (targ_type != hw_execute)
     {
-      if (aarch64_linux_region_ok_for_watchpoint (addr, len))
+      if (aarch64_region_ok_for_watchpoint (addr, len))
        ret = aarch64_handle_watchpoint (targ_type, addr, len,
-                                        1 /* is_insert */, state);
+                                        1 /* is_insert */,
+                                        current_lwp_ptid (), state);
       else
        ret = -1;
     }
@@ -426,7 +450,8 @@ aarch64_target::low_insert_point (raw_bkpt_type type, CORE_ADDR addr,
          len = 2;
        }
       ret = aarch64_handle_breakpoint (targ_type, addr, len,
-                                      1 /* is_insert */, state);
+                                      1 /* is_insert */, current_lwp_ptid (),
+                                      state);
     }
 
   if (show_debug_regs)
@@ -461,7 +486,7 @@ aarch64_target::low_remove_point (raw_bkpt_type type, CORE_ADDR addr,
   if (targ_type != hw_execute)
     ret =
       aarch64_handle_watchpoint (targ_type, addr, len, 0 /* is_insert */,
-                                state);
+                                current_lwp_ptid (), state);
   else
     {
       if (len == 3)
@@ -472,7 +497,8 @@ aarch64_target::low_remove_point (raw_bkpt_type type, CORE_ADDR addr,
          len = 2;
        }
       ret = aarch64_handle_breakpoint (targ_type, addr, len,
-                                      0 /* is_insert */,  state);
+                                      0 /* is_insert */,  current_lwp_ptid (),
+                                      state);
     }
 
   if (show_debug_regs)
@@ -667,40 +693,6 @@ aarch64_target::low_new_fork (process_info *parent,
   *child->priv->arch_private = *parent->priv->arch_private;
 }
 
-/* Matches HWCAP_PACA in kernel header arch/arm64/include/uapi/asm/hwcap.h.  */
-#define AARCH64_HWCAP_PACA (1 << 30)
-
-/* Implementation of linux target ops method "low_arch_setup".  */
-
-void
-aarch64_target::low_arch_setup ()
-{
-  unsigned int machine;
-  int is_elf64;
-  int tid;
-
-  tid = lwpid_of (current_thread);
-
-  is_elf64 = linux_pid_exe_is_elf_64_file (tid, &machine);
-
-  if (is_elf64)
-    {
-      uint64_t vq = aarch64_sve_get_vq (tid);
-      unsigned long hwcap = linux_get_hwcap (8);
-      unsigned long hwcap2 = linux_get_hwcap2 (8);
-      bool pauth_p = hwcap & AARCH64_HWCAP_PACA;
-      /* MTE is AArch64-only.  */
-      bool mte_p = hwcap2 & HWCAP2_MTE;
-
-      current_process ()->tdesc
-       = aarch64_linux_read_description (vq, pauth_p, mte_p);
-    }
-  else
-    current_process ()->tdesc = aarch32_linux_read_description ();
-
-  aarch64_linux_get_debug_reg_capacity (lwpid_of (current_thread));
-}
-
 /* Wrapper for aarch64_sve_regs_copy_to_reg_buf.  */
 
 static void
@@ -717,21 +709,40 @@ aarch64_sve_regs_copy_from_regcache (struct regcache *regcache, void *buf)
   return aarch64_sve_regs_copy_from_reg_buf (regcache, buf);
 }
 
+/* Array containing all the possible register sets for AArch64/Linux.  During
+   architecture setup, these will be checked against the HWCAP/HWCAP2 bits for
+   validity and enabled/disabled accordingly.
+
+   Their sizes are set to 0 here, but they will be adjusted later depending
+   on whether each register set is available or not.  */
 static struct regset_info aarch64_regsets[] =
 {
+  /* GPR registers.  */
   { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_PRSTATUS,
-    sizeof (struct user_pt_regs), GENERAL_REGS,
+    0, GENERAL_REGS,
     aarch64_fill_gregset, aarch64_store_gregset },
+  /* Floating Point (FPU) registers.  */
   { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_FPREGSET,
-    sizeof (struct user_fpsimd_state), FP_REGS,
+    0, FP_REGS,
     aarch64_fill_fpregset, aarch64_store_fpregset
   },
+  /* Scalable Vector Extension (SVE) registers.  */
+  { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_ARM_SVE,
+    0, EXTENDED_REGS,
+    aarch64_sve_regs_copy_from_regcache, aarch64_sve_regs_copy_to_regcache
+  },
+  /* PAC registers.  */
   { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_ARM_PAC_MASK,
-    AARCH64_PAUTH_REGS_SIZE, OPTIONAL_REGS,
-    NULL, aarch64_store_pauthregset },
+    0, OPTIONAL_REGS,
+    nullptr, aarch64_store_pauthregset },
+  /* Tagged address control / MTE registers.  */
   { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_ARM_TAGGED_ADDR_CTRL,
-    AARCH64_LINUX_SIZEOF_MTE, OPTIONAL_REGS, aarch64_fill_mteregset,
-    aarch64_store_mteregset },
+    0, OPTIONAL_REGS,
+    aarch64_fill_mteregset, aarch64_store_mteregset },
+  /* TLS register.  */
+  { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_ARM_TLS,
+    0, OPTIONAL_REGS,
+    aarch64_fill_tlsregset, aarch64_store_tlsregset },
   NULL_REGSET
 };
 
@@ -739,47 +750,101 @@ static struct regsets_info aarch64_regsets_info =
   {
     aarch64_regsets, /* regsets */
     0, /* num_regsets */
-    NULL, /* disabled_regsets */
+    nullptr, /* disabled_regsets */
   };
 
 static struct regs_info regs_info_aarch64 =
   {
-    NULL, /* regset_bitmap */
-    NULL, /* usrregs */
+    nullptr, /* regset_bitmap */
+    nullptr, /* usrregs */
     &aarch64_regsets_info,
   };
 
-static struct regset_info aarch64_sve_regsets[] =
+/* Given FEATURES, adjust the available register sets by setting their
+   sizes.  A size of 0 means the register set is disabled and won't be
+   used.  */
+
+static void
+aarch64_adjust_register_sets (const struct aarch64_features &features)
 {
-  { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_PRSTATUS,
-    sizeof (struct user_pt_regs), GENERAL_REGS,
-    aarch64_fill_gregset, aarch64_store_gregset },
-  { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_ARM_SVE,
-    SVE_PT_SIZE (AARCH64_MAX_SVE_VQ, SVE_PT_REGS_SVE), EXTENDED_REGS,
-    aarch64_sve_regs_copy_from_regcache, aarch64_sve_regs_copy_to_regcache
-  },
-  { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_ARM_PAC_MASK,
-    AARCH64_PAUTH_REGS_SIZE, OPTIONAL_REGS,
-    NULL, aarch64_store_pauthregset },
-  { PTRACE_GETREGSET, PTRACE_SETREGSET, NT_ARM_TAGGED_ADDR_CTRL,
-    AARCH64_LINUX_SIZEOF_MTE, OPTIONAL_REGS, aarch64_fill_mteregset,
-    aarch64_store_mteregset },
-  NULL_REGSET
-};
+  struct regset_info *regset;
 
-static struct regsets_info aarch64_sve_regsets_info =
-  {
-    aarch64_sve_regsets, /* regsets.  */
-    0, /* num_regsets.  */
-    NULL, /* disabled_regsets.  */
-  };
+  for (regset = aarch64_regsets; regset->size >= 0; regset++)
+    {
+      switch (regset->nt_type)
+       {
+       case NT_PRSTATUS:
+         /* General purpose registers are always present.  */
+         regset->size = sizeof (struct user_pt_regs);
+         break;
+       case NT_FPREGSET:
+         /* This is unavailable when SVE is present.  */
+         if (!features.sve)
+           regset->size = sizeof (struct user_fpsimd_state);
+         break;
+       case NT_ARM_SVE:
+         if (features.sve)
+           regset->size = SVE_PT_SIZE (AARCH64_MAX_SVE_VQ, SVE_PT_REGS_SVE);
+         break;
+       case NT_ARM_PAC_MASK:
+         if (features.pauth)
+           regset->size = AARCH64_PAUTH_REGS_SIZE;
+         break;
+       case NT_ARM_TAGGED_ADDR_CTRL:
+         if (features.mte)
+           regset->size = AARCH64_LINUX_SIZEOF_MTE;
+         break;
+       case NT_ARM_TLS:
+         if (features.tls)
+           regset->size = AARCH64_TLS_REGS_SIZE;
+         break;
+       default:
+         gdb_assert_not_reached ("Unknown register set found.");
+       }
+    }
+}
 
-static struct regs_info regs_info_aarch64_sve =
-  {
-    NULL, /* regset_bitmap.  */
-    NULL, /* usrregs.  */
-    &aarch64_sve_regsets_info,
-  };
+/* Matches HWCAP_PACA in kernel header arch/arm64/include/uapi/asm/hwcap.h.  */
+#define AARCH64_HWCAP_PACA (1 << 30)
+
+/* Implementation of linux target ops method "low_arch_setup".  */
+
+void
+aarch64_target::low_arch_setup ()
+{
+  unsigned int machine;
+  int is_elf64;
+  int tid;
+
+  tid = lwpid_of (current_thread);
+
+  is_elf64 = linux_pid_exe_is_elf_64_file (tid, &machine);
+
+  if (is_elf64)
+    {
+      struct aarch64_features features;
+
+      uint64_t vq = aarch64_sve_get_vq (tid);
+      features.sve = (vq > 0);
+      /* A-profile PAC is 64-bit only.  */
+      features.pauth = linux_get_hwcap (8) & AARCH64_HWCAP_PACA;
+      /* A-profile MTE is 64-bit only.  */
+      features.mte = linux_get_hwcap2 (8) & HWCAP2_MTE;
+      features.tls = true;
+
+      current_process ()->tdesc
+       = aarch64_linux_read_description (vq, features.pauth, features.mte,
+                                         features.tls);
+
+      /* Adjust the register sets we should use for this particular set of
+        features.  */
+      aarch64_adjust_register_sets (features);
+    }
+  else
+    current_process ()->tdesc = aarch32_linux_read_description ();
+
+  aarch64_linux_get_debug_reg_capacity (lwpid_of (current_thread));
+}
 
 /* Implementation of linux target ops method "get_regs_info".  */
 
@@ -789,9 +854,7 @@ aarch64_target::get_regs_info ()
   if (!is_64bit_tdesc ())
     return &regs_info_aarch32;
 
-  if (is_sve_tdesc ())
-    return &regs_info_aarch64_sve;
-
+  /* AArch64 64-bit registers.  */
   return &regs_info_aarch64;
 }
 
@@ -2437,9 +2500,8 @@ emit_ops_insns (const uint32_t *start, int len)
 {
   CORE_ADDR buildaddr = current_insn_ptr;
 
-  if (debug_threads)
-    debug_printf ("Adding %d instrucions at %s\n",
-                 len, paddress (buildaddr));
+  threads_debug_printf ("Adding %d instrucions at %s",
+                       len, paddress (buildaddr));
 
   append_insns (&buildaddr, len, start);
   current_insn_ptr = buildaddr;
@@ -3223,6 +3285,54 @@ aarch64_target::breakpoint_kind_from_current_state (CORE_ADDR *pcptr)
     return arm_breakpoint_kind_from_current_state (pcptr);
 }
 
+/* Returns true if memory tagging is supported.  */
+bool
+aarch64_target::supports_memory_tagging ()
+{
+  if (current_thread == NULL)
+    {
+      /* We don't have any processes running, so don't attempt to
+        use linux_get_hwcap2 as it will try to fetch the current
+        thread id.  Instead, just fetch the auxv from the self
+        PID.  */
+#ifdef HAVE_GETAUXVAL
+      return (getauxval (AT_HWCAP2) & HWCAP2_MTE) != 0;
+#else
+      return true;
+#endif
+    }
+
+  return (linux_get_hwcap2 (8) & HWCAP2_MTE) != 0;
+}
+
+bool
+aarch64_target::fetch_memtags (CORE_ADDR address, size_t len,
+                              gdb::byte_vector &tags, int type)
+{
+  /* Allocation tags are per-process, so any tid is fine.  */
+  int tid = lwpid_of (current_thread);
+
+  /* Allocation tag?  */
+  if (type == static_cast <int> (aarch64_memtag_type::mte_allocation))
+    return aarch64_mte_fetch_memtags (tid, address, len, tags);
+
+  return false;
+}
+
+bool
+aarch64_target::store_memtags (CORE_ADDR address, size_t len,
+                              const gdb::byte_vector &tags, int type)
+{
+  /* Allocation tags are per-process, so any tid is fine.  */
+  int tid = lwpid_of (current_thread);
+
+  /* Allocation tag?  */
+  if (type == static_cast <int> (aarch64_memtag_type::mte_allocation))
+    return aarch64_mte_store_memtags (tid, address, len, tags);
+
+  return false;
+}
+
 /* The linux target ops object.  */
 
 linux_process_target *the_linux_target = &the_aarch64_target;
@@ -3233,5 +3343,4 @@ initialize_low_arch (void)
   initialize_low_arch_aarch32 ();
 
   initialize_regsets_info (&aarch64_regsets_info);
-  initialize_regsets_info (&aarch64_sve_regsets_info);
 }