sim: mips: Only truncate sign extension bits for 32-bit target models
authorFaraz Shahbazker <fshahbazker@wavecomp.com>
Tue, 4 May 2021 23:21:16 +0000 (04:51 +0530)
committerFaraz Shahbazker <fshahbazker@wavecomp.com>
Sat, 22 May 2021 06:00:57 +0000 (11:30 +0530)
commitb312488f1046a1b837561a4adf4323e29377cf12
tree3fcac6c8c64a31fc7d509541bcf1e257ef3c2963
parent39549caef4ae5e5adb5a52518d195f367315e9e9
sim: mips: Only truncate sign extension bits for 32-bit target models

64-bit BFD for MIPS applies a standard sign extension on all addresses
assuming 64-bit target.  These bits are required for 64-bit and can only
be safely truncated for 32-bit target models. This partially reverts commit
b36d953bced0a4fecdde1823abac70ed7038ee95

The sign-extension logic modeled by BFD is an integral part of the
MIPS64 architecture spec. It appears in the virtual address map, where
sign extension allows for 32-bit compatibility segments [1] with 64-bit
addressing. Truncating these addresses prematurely (commit
models (-DWITH_TARGET_WORD_BITSIZE=64).

In the ISA itself, direct addressing (Load-Upper-Immediate) and indirect
addressing (Load-Word) both automatically sign-extend their results. These
instructions regenerate the sign-extended addresses even if we don't start
with one (see pr gdb/19447).

Moreover, some instructions like ADD*/SUB* have unpredictable behaviour when
an operand is not correctly sign extended [3]. This affects PC-relative
addressing in particular, so arithmetic on the link-address generated in the
return address register by a jump-and-link is no longer possible, neither is
the use of the PC-relative addressing instructions provided by MIPSR6.

[1] "MIPS64 Architecture for Programmers Volume III: The MIPS64
    Privileged Resource Architecture", Document Number: MD00091,
    Revision 6.02, December 10, 2015, Section 4.3 "Virtual Address
    Spaces", pp. 29-31
https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/downloads-mips/documents/MD00091-2B-MIPS64PRA-AFP-06.03.pdf

[2] "MIPS64 Architecture for Programmers Volume II-A: The MIPS64
    Instruction Set Reference Manual", Document Number: MD00087,
    Revision 6.06, December 15, 2016, Section 3.2 "Alphabetical
    List of Instructions", pp. 321
https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/downloads-mips/documents/MD00087-2B-MIPS64BIS-AFP-6.06.pdf

[3] "MIPS64 Architecture for Programmers Volume II-A: The MIPS64
    Instruction Set Reference Manual", Document Number: MD00087,
    Revision 6.06, December 15, 2016, Section 3.2 "Alphabetical
    List of Instructions", pp. 56
https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/downloads-mips/documents/MD00087-2B-MIPS64BIS-AFP-6.06.pdf

2021-04-23  Faraz Shahbazker  <fshahbazker@wavecomp.com>

sim/mips/ChangeLog:
* interp.c (sim_create_inferior): Only truncate sign extension
bits for 32-bit target models
.
sim/mips/ChangeLog
sim/mips/interp.c