sme: Fixup sigframe gdbarch when vg/svg changes
authorLuis Machado <luis.machado@arm.com>
Thu, 2 Feb 2023 14:00:58 +0000 (14:00 +0000)
committerLuis Machado <luis.machado@arm.com>
Wed, 4 Oct 2023 15:23:40 +0000 (16:23 +0100)
With SME, where you have two different vector lengths (vl and svl), it may be
the case that the current frame has a set of vector lengths (A) but the signal
context has a distinct set of vector lengths (B).

In this case, we may run into a situation where GDB attempts to use a gdbarch
created for set A, but it is really dealing with a frame that was using set
B.

This is problematic, specially with SME, because now we have a different
number of pseudo-registers and types that gets cached on creation of each
gdbarch variation.

For AArch64 we really need to be able to use the correct gdbarch for each
frame, and I noticed the signal frame (tramp-frame) doesn't have a settable
prev_arch field.  So it ends up using the default frame_unwind_arch function
and eventually calling get_frame_arch (next_frame).  That means the previous
frame will always have the same gdbarch as the current frame.

This patch first refactors the AArch64/Linux signal context code, simplifying
it and making it reusable for our purposes of calculating the previous frame's
gdbarch.

I introduced a struct that holds information that we have found in the signal
context, and with which we can make various decisions.

Finally, a small change to tramp-frame.c and tramp-frame.h to expose a
prev_arch hook that the architecture can set.

With this new field, AArch64/Linux can implement a hook that looks at the
signal context and infers the gdbarch for the previous frame.

Regression-tested on aarch64-linux Ubuntu 22.04/20.04.

Approved-By: Simon Marchi <simon.marchi@efficios.com>
Reviewed-by: Thiago Jung Bauermann <thiago.bauermann@linaro.org>
gdb/aarch64-linux-tdep.c
gdb/tramp-frame.c
gdb/tramp-frame.h

index f76d18880720bb15cd1c745a26a804461ca4e158..39855844ad091cd2f24894c82eaec9f3f8f37d9a 100644 (file)
 #define AARCH64_SME_CONTEXT_SIZE(svq) \
   (AARCH64_SME_CONTEXT_REGS_OFFSET + AARCH64_SME_CONTEXT_ZA_SIZE (svq))
 
+/* Holds information about the signal frame.  */
+struct aarch64_linux_sigframe
+{
+  /* The stack pointer value.  */
+  CORE_ADDR sp = 0;
+  /* The sigcontext address.  */
+  CORE_ADDR sigcontext_address = 0;
+  /* The start/end signal frame section addresses.  */
+  CORE_ADDR section = 0;
+  CORE_ADDR section_end = 0;
+
+  /* Starting address of the section containing the general purpose
+     registers.  */
+  CORE_ADDR gpr_section = 0;
+  /* Starting address of the section containing the FPSIMD registers.  */
+  CORE_ADDR fpsimd_section = 0;
+  /* Starting address of the section containing the SVE registers.  */
+  CORE_ADDR sve_section = 0;
+  /* Starting address of the section containing the ZA register.  */
+  CORE_ADDR za_section = 0;
+  /* Starting address of the section containing extra information.  */
+  CORE_ADDR extra_section = 0;
+
+  /* The vector length (SVE or SSVE).  */
+  ULONGEST vl = 0;
+  /* The streaming vector length (SSVE/ZA).  */
+  ULONGEST svl = 0;
+  /* True if we are in streaming mode, false otherwise.  */
+  bool streaming_mode = false;
+  /* True if we have a ZA payload, false otherwise.  */
+  bool za_payload = false;
+};
+
 /* Read an aarch64_ctx, returning the magic value, and setting *SIZE to the
    size, or return 0 on error.  */
 
@@ -318,129 +351,115 @@ aarch64_linux_restore_vregs (struct gdbarch *gdbarch,
     }
 }
 
-/* Implement the "init" method of struct tramp_frame.  */
+/* Given a signal frame THIS_FRAME, read the signal frame information into
+   SIGNAL_FRAME.  */
 
 static void
-aarch64_linux_sigframe_init (const struct tramp_frame *self,
-                            frame_info_ptr this_frame,
-                            struct trad_frame_cache *this_cache,
-                            CORE_ADDR func)
+aarch64_linux_read_signal_frame_info (frame_info_ptr this_frame,
+                                 struct aarch64_linux_sigframe &signal_frame)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
-  enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
-  aarch64_gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep<aarch64_gdbarch_tdep> (gdbarch);
-  CORE_ADDR sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, AARCH64_SP_REGNUM);
-  CORE_ADDR sigcontext_addr = (sp + AARCH64_RT_SIGFRAME_UCONTEXT_OFFSET
-                              + AARCH64_UCONTEXT_SIGCONTEXT_OFFSET );
-  CORE_ADDR section = sigcontext_addr + AARCH64_SIGCONTEXT_RESERVED_OFFSET;
-  CORE_ADDR section_end = section + AARCH64_SIGCONTEXT_RESERVED_SIZE;
-  CORE_ADDR fpsimd = 0;
-  CORE_ADDR sve_regs = 0;
-  CORE_ADDR za_state = 0;
-  uint64_t svcr = 0;
+  signal_frame.sp = get_frame_register_unsigned (this_frame, AARCH64_SP_REGNUM);
+  signal_frame.sigcontext_address
+    = signal_frame.sp + AARCH64_RT_SIGFRAME_UCONTEXT_OFFSET
+      + AARCH64_UCONTEXT_SIGCONTEXT_OFFSET;
+  signal_frame.section
+    = signal_frame.sigcontext_address + AARCH64_SIGCONTEXT_RESERVED_OFFSET;
+  signal_frame.section_end
+    = signal_frame.section + AARCH64_SIGCONTEXT_RESERVED_SIZE;
+
+  signal_frame.gpr_section
+    = signal_frame.sigcontext_address + AARCH64_SIGCONTEXT_XO_OFFSET;
+
+  /* Search for all the other sections, stopping at null.  */
+  CORE_ADDR section = signal_frame.section;
+  CORE_ADDR section_end = signal_frame.section_end;
   uint32_t size, magic;
-  size_t vq = 0, svq = 0;
   bool extra_found = false;
-  int num_regs = gdbarch_num_regs (gdbarch);
-
-  /* Read in the integer registers.  */
+  enum bfd_endian byte_order
+    = gdbarch_byte_order (get_frame_arch (this_frame));
 
-  for (int i = 0; i < 31; i++)
-    {
-      trad_frame_set_reg_addr (this_cache,
-                              AARCH64_X0_REGNUM + i,
-                              sigcontext_addr + AARCH64_SIGCONTEXT_XO_OFFSET
-                                + i * AARCH64_SIGCONTEXT_REG_SIZE);
-    }
-  trad_frame_set_reg_addr (this_cache, AARCH64_SP_REGNUM,
-                          sigcontext_addr + AARCH64_SIGCONTEXT_XO_OFFSET
-                            + 31 * AARCH64_SIGCONTEXT_REG_SIZE);
-  trad_frame_set_reg_addr (this_cache, AARCH64_PC_REGNUM,
-                          sigcontext_addr + AARCH64_SIGCONTEXT_XO_OFFSET
-                            + 32 * AARCH64_SIGCONTEXT_REG_SIZE);
-
-  /* Search for the FP and SVE sections, stopping at null.  */
   while ((magic = read_aarch64_ctx (section, byte_order, &size)) != 0
         && size != 0)
     {
       switch (magic)
        {
        case AARCH64_FPSIMD_MAGIC:
-         fpsimd = section;
-         section += size;
-         break;
+         {
+           signal_frame.fpsimd_section = section;
+           section += size;
+           break;
+         }
 
        case AARCH64_SVE_MAGIC:
          {
            /* Check if the section is followed by a full SVE dump, and set
               sve_regs if it is.  */
            gdb_byte buf[4];
-           uint16_t flags;
-
-           if (!tdep->has_sve ())
-             break;
 
+           /* Extract the vector length.  */
            if (target_read_memory (section + AARCH64_SVE_CONTEXT_VL_OFFSET,
                                    buf, 2) != 0)
              {
+               warning (_("Failed to read the vector length from the SVE "
+                          "signal frame context."));
                section += size;
                break;
              }
-           vq = sve_vq_from_vl (extract_unsigned_integer (buf, 2, byte_order));
 
-           /* If SME is supported, also read the flags field.  It may
-              indicate if this SVE context is for streaming mode (SSVE).  */
-           if (tdep->has_sme ())
+           signal_frame.vl = extract_unsigned_integer (buf, 2, byte_order);
+
+           /* Extract the flags to check if we are in streaming mode.  */
+           if (target_read_memory (section
+                                   + AARCH64_SVE_CONTEXT_FLAGS_OFFSET,
+                                   buf, 2) != 0)
              {
-               if (target_read_memory (section
-                                       + AARCH64_SVE_CONTEXT_FLAGS_OFFSET,
-                                       buf, 2) != 0)
-                 {
-                   section += size;
-                   break;
-                 }
-               flags = extract_unsigned_integer (buf, 2, byte_order);
-
-               /* Is this SSVE data? If so, enable the SM bit in SVCR.  */
-               if (flags & SVE_SIG_FLAG_SM)
-                 svcr |= SVCR_SM_BIT;
+               warning (_("Failed to read the flags from the SVE signal frame"
+                          " context."));
+               section += size;
+               break;
              }
 
-           if (size >= AARCH64_SVE_CONTEXT_SIZE (vq))
-             sve_regs = section + AARCH64_SVE_CONTEXT_REGS_OFFSET;
+           uint16_t flags = extract_unsigned_integer (buf, 2, byte_order);
 
+           /* Is this SSVE data? If so, we are in streaming mode.  */
+           signal_frame.streaming_mode
+             = (flags & SVE_SIG_FLAG_SM) ? true : false;
+
+           ULONGEST vq = sve_vq_from_vl (signal_frame.vl);
+           if (size >= AARCH64_SVE_CONTEXT_SIZE (vq))
+             {
+               signal_frame.sve_section
+                 = section + AARCH64_SVE_CONTEXT_REGS_OFFSET;
+             }
            section += size;
            break;
          }
 
        case AARCH64_ZA_MAGIC:
          {
-           if (!tdep->has_sme ())
-             {
-               section += size;
-               break;
-             }
-
            /* Check if the section is followed by a full ZA dump, and set
               za_state if it is.  */
            gdb_byte buf[2];
 
+           /* Extract the streaming vector length.  */
            if (target_read_memory (section + AARCH64_SME_CONTEXT_SVL_OFFSET,
                                    buf, 2) != 0)
              {
+               warning (_("Failed to read the streaming vector length from "
+                          "ZA signal frame context."));
                section += size;
                break;
              }
-           svq = sve_vq_from_vl (extract_unsigned_integer (buf, 2,
-                                                           byte_order));
+
+           signal_frame.svl = extract_unsigned_integer (buf, 2, byte_order);
+           ULONGEST svq = sve_vq_from_vl (signal_frame.svl);
 
            if (size >= AARCH64_SME_CONTEXT_SIZE (svq))
              {
-               za_state = section + AARCH64_SME_CONTEXT_REGS_OFFSET;
-               /* We have ZA data.  Enable the ZA bit in SVCR.  */
-               svcr |= SVCR_ZA_BIT;
+               signal_frame.za_section
+                 = section + AARCH64_SME_CONTEXT_REGS_OFFSET;
+               signal_frame.za_payload = true;
              }
-
            section += size;
            break;
          }
@@ -456,11 +475,14 @@ aarch64_linux_sigframe_init (const struct tramp_frame *self,
            if (target_read_memory (section + AARCH64_EXTRA_DATAP_OFFSET,
                                    buf, 8) != 0)
              {
+               warning (_("Failed to read the extra section address from the"
+                          " signal frame context."));
                section += size;
                break;
              }
 
            section = extract_unsigned_integer (buf, 8, byte_order);
+           signal_frame.extra_section = section;
            extra_found = true;
            break;
          }
@@ -476,11 +498,48 @@ aarch64_linux_sigframe_init (const struct tramp_frame *self,
       if (!extra_found && section > section_end)
        break;
     }
+}
+
+/* Implement the "init" method of struct tramp_frame.  */
+
+static void
+aarch64_linux_sigframe_init (const struct tramp_frame *self,
+                            frame_info_ptr this_frame,
+                            struct trad_frame_cache *this_cache,
+                            CORE_ADDR func)
+{
+  /* Read the signal context information.  */
+  struct aarch64_linux_sigframe signal_frame;
+  aarch64_linux_read_signal_frame_info (this_frame, signal_frame);
+
+  /* Now we have all the data required to restore the registers from the
+     signal frame.  */
+
+  /* Restore the general purpose registers.  */
+  CORE_ADDR offset = signal_frame.gpr_section;
+  for (int i = 0; i < 31; i++)
+    {
+      trad_frame_set_reg_addr (this_cache, AARCH64_X0_REGNUM + i, offset);
+      offset += AARCH64_SIGCONTEXT_REG_SIZE;
+    }
+  trad_frame_set_reg_addr (this_cache, AARCH64_SP_REGNUM, offset);
+  offset += AARCH64_SIGCONTEXT_REG_SIZE;
+  trad_frame_set_reg_addr (this_cache, AARCH64_PC_REGNUM, offset);
 
-  if (sve_regs != 0)
+  struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
+  aarch64_gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep<aarch64_gdbarch_tdep> (gdbarch);
+
+  /* Restore the SVE / FPSIMD registers.  */
+  if (tdep->has_sve () && signal_frame.sve_section != 0)
     {
-      CORE_ADDR offset;
+      ULONGEST vq = sve_vq_from_vl (signal_frame.vl);
+      CORE_ADDR sve_regs = signal_frame.sve_section;
+
+      /* Restore VG.  */
+      trad_frame_set_reg_value (this_cache, AARCH64_SVE_VG_REGNUM,
+                               sve_vg_from_vl (signal_frame.vl));
 
+      int num_regs = gdbarch_num_regs (gdbarch);
       for (int i = 0; i < 32; i++)
        {
          offset = sve_regs + (i * vq * 16);
@@ -510,30 +569,75 @@ aarch64_linux_sigframe_init (const struct tramp_frame *self,
       trad_frame_set_reg_addr (this_cache, AARCH64_SVE_FFR_REGNUM, offset);
     }
 
-  if (fpsimd != 0)
+  /* Restore the FPSIMD registers.  */
+  if (signal_frame.fpsimd_section != 0)
     {
+      CORE_ADDR fpsimd = signal_frame.fpsimd_section;
+
       trad_frame_set_reg_addr (this_cache, AARCH64_FPSR_REGNUM,
                               fpsimd + AARCH64_FPSIMD_FPSR_OFFSET);
       trad_frame_set_reg_addr (this_cache, AARCH64_FPCR_REGNUM,
                               fpsimd + AARCH64_FPSIMD_FPCR_OFFSET);
 
       /* If there was no SVE section then set up the V registers.  */
-      if (sve_regs == 0)
+      if (!tdep->has_sve () || signal_frame.sve_section == 0)
        aarch64_linux_restore_vregs (gdbarch, this_cache, fpsimd);
     }
 
-  if (za_state != 0)
+  /* Restore the SME registers.  */
+  if (tdep->has_sme ())
     {
-      /* Restore the ZA state.  */
-      trad_frame_set_reg_addr (this_cache, tdep->sme_za_regnum,
-                              za_state);
+      if (signal_frame.za_section != 0)
+       {
+         /* Restore the ZA state.  */
+         trad_frame_set_reg_addr (this_cache, tdep->sme_za_regnum,
+                                  signal_frame.za_section);
+       }
+
+      /* Restore/Reconstruct SVCR.  */
+      ULONGEST svcr = 0;
+      svcr |= signal_frame.za_payload ? SVCR_ZA_BIT : 0;
+      svcr |= signal_frame.streaming_mode ? SVCR_SM_BIT : 0;
+      trad_frame_set_reg_value (this_cache, tdep->sme_svcr_regnum, svcr);
+
+      /* Restore SVG.  */
+      trad_frame_set_reg_value (this_cache, tdep->sme_svg_regnum,
+                               sve_vg_from_vl (signal_frame.svl));
     }
 
-  /* If SME is supported, set SVCR as well.  */
-  if (tdep->has_sme ())
-    trad_frame_set_reg_value (this_cache, tdep->sme_svcr_regnum, svcr);
+  trad_frame_set_id (this_cache, frame_id_build (signal_frame.sp, func));
+}
 
-  trad_frame_set_id (this_cache, frame_id_build (sp, func));
+/* Implements the "prev_arch" method of struct tramp_frame.  */
+
+static struct gdbarch *
+aarch64_linux_sigframe_prev_arch (frame_info_ptr this_frame,
+                                 void **frame_cache)
+{
+  struct trad_frame_cache *cache
+    = (struct trad_frame_cache *) *frame_cache;
+
+  gdb_assert (cache != nullptr);
+
+  struct aarch64_linux_sigframe signal_frame;
+  aarch64_linux_read_signal_frame_info (this_frame, signal_frame);
+
+  /* The SVE vector length and the SME vector length may change from frame to
+     frame.  Make sure we report the correct architecture to the previous
+     frame.
+
+     We can reuse the next frame's architecture here, as it should be mostly
+     the same, except for potential different vg and svg values.  */
+  const struct target_desc *tdesc
+    = gdbarch_target_desc (get_frame_arch (this_frame));
+  aarch64_features features = aarch64_features_from_target_desc (tdesc);
+  features.vq = sve_vq_from_vl (signal_frame.vl);
+  features.svq = (uint8_t) sve_vq_from_vl (signal_frame.svl);
+
+  struct gdbarch_info info;
+  info.bfd_arch_info = bfd_lookup_arch (bfd_arch_aarch64, bfd_mach_aarch64);
+  info.target_desc = aarch64_read_description (features);
+  return gdbarch_find_by_info (info);
 }
 
 static const struct tramp_frame aarch64_linux_rt_sigframe =
@@ -550,7 +654,9 @@ static const struct tramp_frame aarch64_linux_rt_sigframe =
     {0xd4000001, ULONGEST_MAX},
     {TRAMP_SENTINEL_INSN, ULONGEST_MAX}
   },
-  aarch64_linux_sigframe_init
+  aarch64_linux_sigframe_init,
+  nullptr, /* validate */
+  aarch64_linux_sigframe_prev_arch, /* prev_arch */
 };
 
 /* Register maps.  */
index c69ee6efc2c4d8f83552c30bed144ca562d1382c..94e42e9fec1cf19aea48a8bbe512f65be5486711 100644 (file)
@@ -170,5 +170,6 @@ tramp_frame_prepend_unwinder (struct gdbarch *gdbarch,
   unwinder->stop_reason = default_frame_unwind_stop_reason;
   unwinder->this_id = tramp_frame_this_id;
   unwinder->prev_register = tramp_frame_prev_register;
+  unwinder->prev_arch = tramp_frame->prev_arch;
   frame_unwind_prepend_unwinder (gdbarch, unwinder);
 }
index a8e4ab6dd48214f789a83485ce717520a9d58c5b..5e6d1b1a7fa69afb534bcad6f618aea1ee3ac014 100644 (file)
@@ -21,6 +21,7 @@
 #define TRAMP_FRAME_H
 
 #include "frame.h"
+#include "frame-unwind.h"      /* For frame_prev_arch_ftype.  */
 
 class frame_info_ptr;
 struct trad_frame_cache;
@@ -75,6 +76,10 @@ struct tramp_frame
   int (*validate) (const struct tramp_frame *self,
                   frame_info_ptr this_frame,
                   CORE_ADDR *pc);
+
+  /* Given the current frame in THIS_FRAME and a frame cache in FRAME_CACHE,
+     return the architecture of the previous frame.  */
+  frame_prev_arch_ftype *prev_arch;
 };
 
 void tramp_frame_prepend_unwinder (struct gdbarch *gdbarch,