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)
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

index 85ce1ac8c4f6564e1e1245882d965684f1ff2f83..123d722bdb56b5dd5bde2f5dbcb52768743e5ff2 100644 (file)
@@ -1,3 +1,9 @@
+2021-05-22  Faraz Shahbazker  <fshahbazker@wavecomp.com>
+
+sim/mips/ChangeLog:
+       * interp.c (sim_create_inferior): Only truncate sign extension
+       bits for 32-bit target models.
+
 2021-05-17  Mike Frysinger  <vapier@gentoo.org>
 
        * sim-main.h (SIM_HAVE_COMMON_SIM_STATE): Delete.
index 2839715959c051fef8be729be35bd499cb709539..6e00fd0dbf00dbebf8a021e2c374482c0e258945 100644 (file)
@@ -1014,12 +1014,11 @@ sim_create_inferior (SIM_DESC sd, struct bfd *abfd,
          sim_cpu *cpu = STATE_CPU (sd, cpu_nr);
          sim_cia pc = bfd_get_start_address (abfd);
 
-         /* We need to undo brain-dead bfd behavior where it sign-extends
-            addresses that are supposed to be unsigned.  See the mips bfd
-            sign_extend_vma setting.  We have to check the ELF data itself
-            in order to handle o32 & n32 ABIs.  */
-         if (abfd->tdata.elf_obj_data->elf_header->e_ident[EI_CLASS] ==
-             ELFCLASS32)
+         /* The 64-bit BFD sign-extends MIPS addresses to model
+            32-bit compatibility segments with 64-bit addressing.
+            These addresses work as is on 64-bit targets but
+            can be truncated for 32-bit targets.  */
+         if (WITH_TARGET_WORD_BITSIZE == 32)
            pc = (unsigned32) pc;
 
          CPU_PC_SET (cpu, pc);