Change regcache list to be an hash map
[deliverable/binutils-gdb.git] / gdb / regcache.c
index 798812e40e33d8562bc0c904486d01ea8e2146e0..adffa415e5bda2c2c5af9327f8a13ce844561957 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* Cache and manage the values of registers for GDB, the GNU debugger.
 
-   Copyright (C) 1986-2017 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 1986-2019 Free Software Foundation, Inc.
 
    This file is part of GDB.
 
 
 #include "defs.h"
 #include "inferior.h"
+#include "gdbthread.h"
 #include "target.h"
+#include "test-target.h"
 #include "gdbarch.h"
 #include "gdbcmd.h"
 #include "regcache.h"
 #include "reggroups.h"
-#include "observer.h"
-#include "remote.h"
-#include "valprint.h"
+#include "observable.h"
 #include "regset.h"
+#include <forward_list>
 
 /*
  * DATA STRUCTURE
@@ -50,9 +51,7 @@ struct regcache_descr
      redundant information - if the PC is constructed from two
      registers then those registers and not the PC lives in the raw
      cache.  */
-  int nr_raw_registers;
   long sizeof_raw_registers;
-  long sizeof_raw_register_status;
 
   /* The cooked register space.  Each cooked register in the range
      [0..NR_RAW_REGISTERS) is direct-mapped onto the corresponding raw
@@ -62,7 +61,6 @@ struct regcache_descr
      gdbarch_pseudo_register_read and gdbarch_pseudo_register_write.  */
   int nr_cooked_registers;
   long sizeof_cooked_registers;
-  long sizeof_cooked_register_status;
 
   /* Offset and size (in 8 bit bytes), of each register in the
      register cache.  All registers (including those in the range
@@ -89,10 +87,7 @@ init_regcache_descr (struct gdbarch *gdbarch)
   /* Total size of the register space.  The raw registers are mapped
      directly onto the raw register cache while the pseudo's are
      either mapped onto raw-registers or memory.  */
-  descr->nr_cooked_registers = gdbarch_num_regs (gdbarch)
-                              + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch);
-  descr->sizeof_cooked_register_status
-    = gdbarch_num_regs (gdbarch) + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch);
+  descr->nr_cooked_registers = gdbarch_num_cooked_regs (gdbarch);
 
   /* Fill in a table of register types.  */
   descr->register_type
@@ -103,8 +98,6 @@ init_regcache_descr (struct gdbarch *gdbarch)
 
   /* Construct a strictly RAW register cache.  Don't allow pseudo's
      into the register cache.  */
-  descr->nr_raw_registers = gdbarch_num_regs (gdbarch);
-  descr->sizeof_raw_register_status = gdbarch_num_regs (gdbarch);
 
   /* Lay out the register cache.
 
@@ -120,12 +113,11 @@ init_regcache_descr (struct gdbarch *gdbarch)
       = GDBARCH_OBSTACK_CALLOC (gdbarch, descr->nr_cooked_registers, long);
     descr->register_offset
       = GDBARCH_OBSTACK_CALLOC (gdbarch, descr->nr_cooked_registers, long);
-    for (i = 0; i < descr->nr_raw_registers; i++)
+    for (i = 0; i < gdbarch_num_regs (gdbarch); i++)
       {
        descr->sizeof_register[i] = TYPE_LENGTH (descr->register_type[i]);
        descr->register_offset[i] = offset;
        offset += descr->sizeof_register[i];
-       gdb_assert (MAX_REGISTER_SIZE >= descr->sizeof_register[i]);
       }
     /* Set the real size of the raw register cache buffer.  */
     descr->sizeof_raw_registers = offset;
@@ -135,7 +127,6 @@ init_regcache_descr (struct gdbarch *gdbarch)
        descr->sizeof_register[i] = TYPE_LENGTH (descr->register_type[i]);
        descr->register_offset[i] = offset;
        offset += descr->sizeof_register[i];
-       gdb_assert (MAX_REGISTER_SIZE >= descr->sizeof_register[i]);
       }
     /* Set the real size of the readonly register cache buffer.  */
     descr->sizeof_cooked_registers = offset;
@@ -172,319 +163,154 @@ register_size (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
   struct regcache_descr *descr = regcache_descr (gdbarch);
   int size;
 
-  gdb_assert (regnum >= 0
-             && regnum < (gdbarch_num_regs (gdbarch)
-                          + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch)));
+  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < gdbarch_num_cooked_regs (gdbarch));
   size = descr->sizeof_register[regnum];
   return size;
 }
 
-/* See common/common-regcache.h.  */
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
 
 int
 regcache_register_size (const struct regcache *regcache, int n)
 {
-  return register_size (get_regcache_arch (regcache), n);
+  return register_size (regcache->arch (), n);
 }
 
-/* The register cache for storing raw register values.  */
-
-struct regcache
+reg_buffer::reg_buffer (gdbarch *gdbarch, bool has_pseudo)
+  : m_has_pseudo (has_pseudo)
 {
-public:
-  regcache (gdbarch *gdbarch, address_space *aspace_)
-    : regcache (gdbarch, aspace_, true)
-  {}
-
-  ~regcache ()
-  {
-    xfree (registers);
-    xfree (register_status);
-  }
-
-  struct regcache_descr *descr;
-
-  /* The address space of this register cache (for registers where it
-     makes sense, like PC or SP).  */
-  struct address_space *aspace;
-
-  /* The register buffers.  A read-only register cache can hold the
-     full [0 .. gdbarch_num_regs + gdbarch_num_pseudo_regs) while a read/write
-     register cache can only hold [0 .. gdbarch_num_regs).  */
-  gdb_byte *registers;
-  /* Register cache status.  */
-  signed char *register_status;
-  /* Is this a read-only cache?  A read-only cache is used for saving
-     the target's register state (e.g, across an inferior function
-     call or just before forcing a function return).  A read-only
-     cache can only be updated via the methods regcache_dup() and
-     regcache_cpy().  The actual contents are determined by the
-     reggroup_save and reggroup_restore methods.  */
-  bool readonly_p;
-  /* If this is a read-write cache, which thread's registers is
-     it connected to?  */
-  ptid_t ptid;
-
-private:
-  regcache (gdbarch *gdbarch, address_space *aspace_, bool readonly_p_)
-    : aspace (aspace_), readonly_p (readonly_p_)
-  {
-    gdb_assert (gdbarch != NULL);
-    descr = regcache_descr (gdbarch);
+  gdb_assert (gdbarch != NULL);
+  m_descr = regcache_descr (gdbarch);
 
-  if (readonly_p)
+  if (has_pseudo)
     {
-      registers = XCNEWVEC (gdb_byte, descr->sizeof_cooked_registers);
-      register_status = XCNEWVEC (signed char,
-                                 descr->sizeof_cooked_register_status);
+      m_registers.reset (new gdb_byte[m_descr->sizeof_cooked_registers] ());
+      m_register_status.reset
+       (new register_status[m_descr->nr_cooked_registers] ());
     }
   else
     {
-      registers = XCNEWVEC (gdb_byte, descr->sizeof_raw_registers);
-      register_status = XCNEWVEC (signed char,
-                                 descr->sizeof_raw_register_status);
+      m_registers.reset (new gdb_byte[m_descr->sizeof_raw_registers] ());
+      m_register_status.reset
+       (new register_status[gdbarch_num_regs (gdbarch)] ());
     }
-  ptid = minus_one_ptid;
-  }
-
-  friend regcache *
-  get_thread_arch_aspace_regcache (ptid_t ptid, gdbarch *gdbarch,
-                                  address_space *aspace);
-};
-
-/* See regcache.h.  */
-
-ptid_t
-regcache_get_ptid (const struct regcache *regcache)
-{
-  gdb_assert (!ptid_equal (regcache->ptid, minus_one_ptid));
-
-  return regcache->ptid;
-}
-
-struct regcache *
-regcache_xmalloc (struct gdbarch *gdbarch, struct address_space *aspace)
-{
-  return new regcache (gdbarch, aspace);
 }
 
-void
-regcache_xfree (struct regcache *regcache)
+regcache::regcache (gdbarch *gdbarch, const address_space *aspace_)
+/* The register buffers.  A read/write register cache can only hold
+   [0 .. gdbarch_num_regs).  */
+  : detached_regcache (gdbarch, false), m_aspace (aspace_)
 {
-  if (regcache == NULL)
-    return;
-
-  delete regcache;
+  m_ptid = minus_one_ptid;
 }
 
-static void
-do_regcache_xfree (void *data)
+readonly_detached_regcache::readonly_detached_regcache (regcache &src)
+  : readonly_detached_regcache (src.arch (),
+                               [&src] (int regnum, gdb_byte *buf)
+                                 {
+                                   return src.cooked_read (regnum, buf);
+                                 })
 {
-  regcache_xfree ((struct regcache *) data);
 }
 
-struct cleanup *
-make_cleanup_regcache_xfree (struct regcache *regcache)
+gdbarch *
+reg_buffer::arch () const
 {
-  return make_cleanup (do_regcache_xfree, regcache);
-}
-
-/* Cleanup routines for invalidating a register.  */
-
-struct register_to_invalidate
-{
-  struct regcache *regcache;
-  int regnum;
-};
-
-static void
-do_regcache_invalidate (void *data)
-{
-  struct register_to_invalidate *reg = (struct register_to_invalidate *) data;
-
-  regcache_invalidate (reg->regcache, reg->regnum);
-}
-
-static struct cleanup *
-make_cleanup_regcache_invalidate (struct regcache *regcache, int regnum)
-{
-  struct register_to_invalidate* reg = XNEW (struct register_to_invalidate);
-
-  reg->regcache = regcache;
-  reg->regnum = regnum;
-  return make_cleanup_dtor (do_regcache_invalidate, (void *) reg, xfree);
-}
-
-/* Return REGCACHE's architecture.  */
-
-struct gdbarch *
-get_regcache_arch (const struct regcache *regcache)
-{
-  return regcache->descr->gdbarch;
-}
-
-struct address_space *
-get_regcache_aspace (const struct regcache *regcache)
-{
-  return regcache->aspace;
+  return m_descr->gdbarch;
 }
 
 /* Return  a pointer to register REGNUM's buffer cache.  */
 
-static gdb_byte *
-register_buffer (const struct regcache *regcache, int regnum)
+gdb_byte *
+reg_buffer::register_buffer (int regnum) const
 {
-  return regcache->registers + regcache->descr->register_offset[regnum];
+  return m_registers.get () + m_descr->register_offset[regnum];
 }
 
 void
-regcache_save (struct regcache *dst, regcache_cooked_read_ftype *cooked_read,
-              void *src)
+reg_buffer::save (register_read_ftype cooked_read)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = dst->descr->gdbarch;
-  gdb_byte buf[MAX_REGISTER_SIZE];
+  struct gdbarch *gdbarch = m_descr->gdbarch;
   int regnum;
 
-  /* The DST should be `read-only', if it wasn't then the save would
-     end up trying to write the register values back out to the
-     target.  */
-  gdb_assert (dst->readonly_p);
+  /* It should have pseudo registers.  */
+  gdb_assert (m_has_pseudo);
   /* Clear the dest.  */
-  memset (dst->registers, 0, dst->descr->sizeof_cooked_registers);
-  memset (dst->register_status, 0,
-         dst->descr->sizeof_cooked_register_status);
+  memset (m_registers.get (), 0, m_descr->sizeof_cooked_registers);
+  memset (m_register_status.get (), REG_UNKNOWN, m_descr->nr_cooked_registers);
   /* Copy over any registers (identified by their membership in the
      save_reggroup) and mark them as valid.  The full [0 .. gdbarch_num_regs +
      gdbarch_num_pseudo_regs) range is checked since some architectures need
      to save/restore `cooked' registers that live in memory.  */
-  for (regnum = 0; regnum < dst->descr->nr_cooked_registers; regnum++)
+  for (regnum = 0; regnum < m_descr->nr_cooked_registers; regnum++)
     {
       if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, save_reggroup))
        {
-         enum register_status status = cooked_read (src, regnum, buf);
+         gdb_byte *dst_buf = register_buffer (regnum);
+         enum register_status status = cooked_read (regnum, dst_buf);
 
-         if (status == REG_VALID)
-           memcpy (register_buffer (dst, regnum), buf,
-                   register_size (gdbarch, regnum));
-         else
-           {
-             gdb_assert (status != REG_UNKNOWN);
+         gdb_assert (status != REG_UNKNOWN);
 
-             memset (register_buffer (dst, regnum), 0,
-                     register_size (gdbarch, regnum));
-           }
-         dst->register_status[regnum] = status;
+         if (status != REG_VALID)
+           memset (dst_buf, 0, register_size (gdbarch, regnum));
+
+         m_register_status[regnum] = status;
        }
     }
 }
 
-static void
-regcache_restore (struct regcache *dst, struct regcache *src)
+void
+regcache::restore (readonly_detached_regcache *src)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = dst->descr->gdbarch;
+  struct gdbarch *gdbarch = m_descr->gdbarch;
   int regnum;
 
-  /* The dst had better not be read-only.  If it is, the `restore'
-     doesn't make much sense.  */
-  gdb_assert (!dst->readonly_p);
-  gdb_assert (src->readonly_p);
+  gdb_assert (src != NULL);
+  gdb_assert (src->m_has_pseudo);
+
+  gdb_assert (gdbarch == src->arch ());
+
   /* Copy over any registers, being careful to only restore those that
      were both saved and need to be restored.  The full [0 .. gdbarch_num_regs
      + gdbarch_num_pseudo_regs) range is checked since some architectures need
      to save/restore `cooked' registers that live in memory.  */
-  for (regnum = 0; regnum < dst->descr->nr_cooked_registers; regnum++)
+  for (regnum = 0; regnum < m_descr->nr_cooked_registers; regnum++)
     {
       if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, restore_reggroup))
        {
-         if (src->register_status[regnum] == REG_VALID)
-           regcache_cooked_write (dst, regnum, register_buffer (src, regnum));
+         if (src->m_register_status[regnum] == REG_VALID)
+           cooked_write (regnum, src->register_buffer (regnum));
        }
     }
 }
 
-static enum register_status
-do_cooked_read (void *src, int regnum, gdb_byte *buf)
-{
-  struct regcache *regcache = (struct regcache *) src;
-
-  return regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
-}
-
-static void regcache_cpy_no_passthrough (struct regcache *dst,
-                                        struct regcache *src);
-
-void
-regcache_cpy (struct regcache *dst, struct regcache *src)
-{
-  gdb_assert (src != NULL && dst != NULL);
-  gdb_assert (src->descr->gdbarch == dst->descr->gdbarch);
-  gdb_assert (src != dst);
-  gdb_assert (src->readonly_p || dst->readonly_p);
-
-  if (!src->readonly_p)
-    regcache_save (dst, do_cooked_read, src);
-  else if (!dst->readonly_p)
-    regcache_restore (dst, src);
-  else
-    regcache_cpy_no_passthrough (dst, src);
-}
-
-/* Copy/duplicate the contents of a register cache.  Unlike regcache_cpy,
-   which is pass-through, this does not go through to the target.
-   Only values values already in the cache are transferred.  The SRC and DST
-   buffers must not overlap.  */
-
-static void
-regcache_cpy_no_passthrough (struct regcache *dst, struct regcache *src)
-{
-  gdb_assert (src != NULL && dst != NULL);
-  gdb_assert (src->descr->gdbarch == dst->descr->gdbarch);
-  /* NOTE: cagney/2002-05-17: Don't let the caller do a no-passthrough
-     move of data into a thread's regcache.  Doing this would be silly
-     - it would mean that regcache->register_status would be
-     completely invalid.  */
-  gdb_assert (dst->readonly_p && src->readonly_p);
-
-  memcpy (dst->registers, src->registers,
-         dst->descr->sizeof_cooked_registers);
-  memcpy (dst->register_status, src->register_status,
-         dst->descr->sizeof_cooked_register_status);
-}
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
 
-struct regcache *
-regcache_dup (struct regcache *src)
+enum register_status
+reg_buffer::get_register_status (int regnum) const
 {
-  struct regcache *newbuf;
+  assert_regnum (regnum);
 
-  newbuf = regcache_xmalloc (src->descr->gdbarch, get_regcache_aspace (src));
-  regcache_cpy (newbuf, src);
-  return newbuf;
+  return m_register_status[regnum];
 }
 
-enum register_status
-regcache_register_status (const struct regcache *regcache, int regnum)
+void
+reg_buffer::invalidate (int regnum)
 {
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0);
-  if (regcache->readonly_p)
-    gdb_assert (regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  else
-    gdb_assert (regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-
-  return (enum register_status) regcache->register_status[regnum];
+  assert_regnum (regnum);
+  m_register_status[regnum] = REG_UNKNOWN;
 }
 
 void
-regcache_invalidate (struct regcache *regcache, int regnum)
+reg_buffer::assert_regnum (int regnum) const
 {
-  gdb_assert (regcache != NULL);
   gdb_assert (regnum >= 0);
-  gdb_assert (!regcache->readonly_p);
-  gdb_assert (regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  regcache->register_status[regnum] = REG_UNKNOWN;
+  if (m_has_pseudo)
+    gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+  else
+    gdb_assert (regnum < gdbarch_num_regs (arch ()));
 }
 
-
 /* Global structure containing the current regcache.  */
 
 /* NOTE: this is a write-through cache.  There is no "dirty" bit for
@@ -492,33 +318,56 @@ regcache_invalidate (struct regcache *regcache, int regnum)
    user).  Therefore all registers must be written back to the
    target when appropriate.  */
 
-struct regcache_list
+/* Key for the hash map keeping the regcaches.  */
+
+struct ptid_arch
+{
+  ptid_arch (ptid_t ptid, gdbarch *arch)
+    : ptid (ptid), arch (arch)
+  {}
+
+  ptid_t ptid;
+  gdbarch *arch;
+
+  bool operator== (const ptid_arch &other) const
+  {
+    return this->ptid == other.ptid && this->arch == other.arch;
+  }
+};
+
+/* Hash function for ptid_arch.  */
+
+struct hash_ptid_arch
 {
-  struct regcache *regcache;
-  struct regcache_list *next;
+  size_t operator() (const ptid_arch &val) const
+  {
+    hash_ptid h_ptid;
+    std::hash<long> h_long;
+    return h_ptid (val.ptid) + h_long ((long) val.arch);
+  }
 };
 
-static struct regcache_list *current_regcache;
+using ptid_arch_regcache_map = std::unordered_map<ptid_arch, regcache *, hash_ptid_arch>;
+
+/* Hash map containing the regcaches.  */
+
+static ptid_arch_regcache_map the_regcaches;
 
 struct regcache *
-get_thread_arch_aspace_regcache (ptid_t ptid, struct gdbarch *gdbarch,
+get_thread_arch_aspace_regcache (ptid_t ptid, gdbarch *arch,
                                 struct address_space *aspace)
 {
-  struct regcache_list *list;
-  struct regcache *new_regcache;
-
-  for (list = current_regcache; list; list = list->next)
-    if (ptid_equal (list->regcache->ptid, ptid)
-       && get_regcache_arch (list->regcache) == gdbarch)
-      return list->regcache;
+  /* Look up a regcache for this (ptid, arch).  */
+  ptid_arch key (ptid, arch);
+  auto it = the_regcaches.find (key);
+  if (it != the_regcaches.end ())
+    return it->second;
 
-  new_regcache = new regcache (gdbarch, aspace, false);
-  new_regcache->ptid = ptid;
+  /* It does not exist, create it.  */
+  regcache *new_regcache = new regcache (arch, aspace);
+  new_regcache->set_ptid (ptid);
 
-  list = XNEW (struct regcache_list);
-  list->regcache = new_regcache;
-  list->next = current_regcache;
-  current_regcache = list;
+  the_regcaches[key] = new_regcache;
 
   return new_regcache;
 }
@@ -526,17 +375,7 @@ get_thread_arch_aspace_regcache (ptid_t ptid, struct gdbarch *gdbarch,
 struct regcache *
 get_thread_arch_regcache (ptid_t ptid, struct gdbarch *gdbarch)
 {
-  struct address_space *aspace;
-
-  /* For the benefit of "maint print registers" & co when debugging an
-     executable, allow dumping the regcache even when there is no
-     thread selected (target_thread_address_space internal-errors if
-     no address space is found).  Note that normal user commands will
-     fail higher up on the call stack due to no
-     target_has_registers.  */
-  aspace = (ptid_equal (null_ptid, ptid)
-           ? NULL
-           : target_thread_address_space (ptid));
+  address_space *aspace = target_thread_address_space (ptid);
 
   return get_thread_arch_aspace_regcache  (ptid, gdbarch, aspace);
 }
@@ -547,7 +386,7 @@ static struct gdbarch *current_thread_arch;
 struct regcache *
 get_thread_regcache (ptid_t ptid)
 {
-  if (!current_thread_arch || !ptid_equal (current_thread_ptid, ptid))
+  if (!current_thread_arch || current_thread_ptid != ptid)
     {
       current_thread_ptid = ptid;
       current_thread_arch = target_thread_architecture (ptid);
@@ -556,13 +395,21 @@ get_thread_regcache (ptid_t ptid)
   return get_thread_arch_regcache (ptid, current_thread_arch);
 }
 
+/* See regcache.h.  */
+
+struct regcache *
+get_thread_regcache (thread_info *thread)
+{
+  return get_thread_regcache (thread->ptid);
+}
+
 struct regcache *
 get_current_regcache (void)
 {
-  return get_thread_regcache (inferior_ptid);
+  return get_thread_regcache (inferior_thread ());
 }
 
-/* See common/common-regcache.h.  */
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
 
 struct regcache *
 get_thread_regcache_for_ptid (ptid_t ptid)
@@ -583,11 +430,30 @@ regcache_observer_target_changed (struct target_ops *target)
 static void
 regcache_thread_ptid_changed (ptid_t old_ptid, ptid_t new_ptid)
 {
-  struct regcache_list *list;
+  std::vector<ptid_arch> keys_to_update;
+
+  /* Find all the regcaches to updates.  */
+  for (auto &pair : the_regcaches)
+    {
+      regcache *rc = pair.second;
+      if (rc->ptid () == old_ptid)
+       keys_to_update.push_back (pair.first);
+    }
+
+  for (const ptid_arch &old_key : keys_to_update)
+    {
+      /* Get the regcache, delete the hash map entry.  */
+      auto it = the_regcaches.find (old_key);
+      gdb_assert (it != the_regcaches.end ());
+      regcache *rc = it->second;
 
-  for (list = current_regcache; list; list = list->next)
-    if (ptid_equal (list->regcache->ptid, old_ptid))
-      list->regcache->ptid = new_ptid;
+      the_regcaches.erase (it);
+
+      /* Insert the regcache back, with an updated key.  */
+      ptid_arch new_key (new_ptid, rc->arch ());
+      rc->set_ptid (new_ptid);
+      the_regcaches[new_key] = rc;
+    }
 }
 
 /* Low level examining and depositing of registers.
@@ -604,34 +470,26 @@ regcache_thread_ptid_changed (ptid_t old_ptid, ptid_t new_ptid)
 void
 registers_changed_ptid (ptid_t ptid)
 {
-  struct regcache_list *list, **list_link;
-
-  list = current_regcache;
-  list_link = &current_regcache;
-  while (list)
+  for (auto iter = the_regcaches.begin (); iter != the_regcaches.end (); )
     {
-      if (ptid_match (list->regcache->ptid, ptid))
-       {
-         struct regcache_list *dead = list;
+      regcache *rc = iter->second;
 
-         *list_link = list->next;
-         regcache_xfree (list->regcache);
-         list = *list_link;
-         xfree (dead);
-         continue;
+      if (rc->ptid ().matches (ptid))
+       {
+         delete iter->second;
+         iter = the_regcaches.erase (iter);
        }
-
-      list_link = &list->next;
-      list = *list_link;
+      else
+       ++iter;
     }
 
-  if (ptid_match (current_thread_ptid, ptid))
+  if (current_thread_ptid.matches (ptid))
     {
       current_thread_ptid = null_ptid;
       current_thread_arch = NULL;
     }
 
-  if (ptid_match (inferior_ptid, ptid))
+  if (inferior_ptid.matches (ptid))
     {
       /* We just deleted the regcache of the current thread.  Need to
         forget about any frames we have cached, too.  */
@@ -639,72 +497,78 @@ registers_changed_ptid (ptid_t ptid)
     }
 }
 
+/* See regcache.h.  */
+
+void
+registers_changed_thread (thread_info *thread)
+{
+  registers_changed_ptid (thread->ptid);
+}
+
 void
 registers_changed (void)
 {
   registers_changed_ptid (minus_one_ptid);
-
-  /* Force cleanup of any alloca areas if using C alloca instead of
-     a builtin alloca.  This particular call is used to clean up
-     areas allocated by low level target code which may build up
-     during lengthy interactions between gdb and the target before
-     gdb gives control to the user (ie watchpoints).  */
-  alloca (0);
 }
 
 void
-regcache_raw_update (struct regcache *regcache, int regnum)
+regcache::raw_update (int regnum)
 {
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
+  assert_regnum (regnum);
 
   /* Make certain that the register cache is up-to-date with respect
      to the current thread.  This switching shouldn't be necessary
      only there is still only one target side register cache.  Sigh!
      On the bright side, at least there is a regcache object.  */
 
-  if (!regcache->readonly_p
-      && regcache_register_status (regcache, regnum) == REG_UNKNOWN)
+  if (get_register_status (regnum) == REG_UNKNOWN)
     {
-      target_fetch_registers (regcache, regnum);
+      target_fetch_registers (this, regnum);
 
       /* A number of targets can't access the whole set of raw
         registers (because the debug API provides no means to get at
         them).  */
-      if (regcache->register_status[regnum] == REG_UNKNOWN)
-       regcache->register_status[regnum] = REG_UNAVAILABLE;
+      if (m_register_status[regnum] == REG_UNKNOWN)
+       m_register_status[regnum] = REG_UNAVAILABLE;
     }
 }
 
 enum register_status
-regcache_raw_read (struct regcache *regcache, int regnum, gdb_byte *buf)
+readable_regcache::raw_read (int regnum, gdb_byte *buf)
 {
   gdb_assert (buf != NULL);
-  regcache_raw_update (regcache, regnum);
+  raw_update (regnum);
 
-  if (regcache->register_status[regnum] != REG_VALID)
-    memset (buf, 0, regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+  if (m_register_status[regnum] != REG_VALID)
+    memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
   else
-    memcpy (buf, register_buffer (regcache, regnum),
-           regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+    memcpy (buf, register_buffer (regnum),
+           m_descr->sizeof_register[regnum]);
 
-  return (enum register_status) regcache->register_status[regnum];
+  return m_register_status[regnum];
 }
 
 enum register_status
 regcache_raw_read_signed (struct regcache *regcache, int regnum, LONGEST *val)
+{
+  gdb_assert (regcache != NULL);
+  return regcache->raw_read (regnum, val);
+}
+
+template<typename T, typename>
+enum register_status
+readable_regcache::raw_read (int regnum, T *val)
 {
   gdb_byte *buf;
   enum register_status status;
 
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  buf = (gdb_byte *) alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  status = regcache_raw_read (regcache, regnum, buf);
+  assert_regnum (regnum);
+  buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
+  status = raw_read (regnum, buf);
   if (status == REG_VALID)
-    *val = extract_signed_integer
-      (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-       gdbarch_byte_order (regcache->descr->gdbarch));
+    *val = extract_integer<T> (buf,
+                              m_descr->sizeof_register[regnum],
+                              gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch));
   else
     *val = 0;
   return status;
@@ -714,47 +578,36 @@ enum register_status
 regcache_raw_read_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
                            ULONGEST *val)
 {
-  gdb_byte *buf;
-  enum register_status status;
-
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  buf = (gdb_byte *) alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  status = regcache_raw_read (regcache, regnum, buf);
-  if (status == REG_VALID)
-    *val = extract_unsigned_integer
-      (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-       gdbarch_byte_order (regcache->descr->gdbarch));
-  else
-    *val = 0;
-  return status;
+  return regcache->raw_read (regnum, val);
 }
 
 void
 regcache_raw_write_signed (struct regcache *regcache, int regnum, LONGEST val)
+{
+  gdb_assert (regcache != NULL);
+  regcache->raw_write (regnum, val);
+}
+
+template<typename T, typename>
+void
+regcache::raw_write (int regnum, T val)
 {
   gdb_byte *buf;
 
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  buf = (gdb_byte *) alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  store_signed_integer (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-                       gdbarch_byte_order (regcache->descr->gdbarch), val);
-  regcache_raw_write (regcache, regnum, buf);
+  assert_regnum (regnum);
+  buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
+  store_integer (buf, m_descr->sizeof_register[regnum],
+                gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch), val);
+  raw_write (regnum, buf);
 }
 
 void
 regcache_raw_write_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
                             ULONGEST val)
 {
-  gdb_byte *buf;
-
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  buf = (gdb_byte *) alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  store_unsigned_integer (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-                         gdbarch_byte_order (regcache->descr->gdbarch), val);
-  regcache_raw_write (regcache, regnum, buf);
+  regcache->raw_write (regnum, val);
 }
 
 LONGEST
@@ -771,40 +624,38 @@ regcache_raw_get_signed (struct regcache *regcache, int regnum)
 }
 
 enum register_status
-regcache_cooked_read (struct regcache *regcache, int regnum, gdb_byte *buf)
+readable_regcache::cooked_read (int regnum, gdb_byte *buf)
 {
   gdb_assert (regnum >= 0);
-  gdb_assert (regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  if (regnum < regcache->descr->nr_raw_registers)
-    return regcache_raw_read (regcache, regnum, buf);
-  else if (regcache->readonly_p
-          && regcache->register_status[regnum] != REG_UNKNOWN)
+  gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+  if (regnum < num_raw_registers ())
+    return raw_read (regnum, buf);
+  else if (m_has_pseudo
+          && m_register_status[regnum] != REG_UNKNOWN)
     {
-      /* Read-only register cache, perhaps the cooked value was
-        cached?  */
-      if (regcache->register_status[regnum] == REG_VALID)
-       memcpy (buf, register_buffer (regcache, regnum),
-               regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+      if (m_register_status[regnum] == REG_VALID)
+       memcpy (buf, register_buffer (regnum),
+               m_descr->sizeof_register[regnum]);
       else
-       memset (buf, 0, regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+       memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
 
-      return (enum register_status) regcache->register_status[regnum];
+      return m_register_status[regnum];
     }
-  else if (gdbarch_pseudo_register_read_value_p (regcache->descr->gdbarch))
+  else if (gdbarch_pseudo_register_read_value_p (m_descr->gdbarch))
     {
       struct value *mark, *computed;
       enum register_status result = REG_VALID;
 
       mark = value_mark ();
 
-      computed = gdbarch_pseudo_register_read_value (regcache->descr->gdbarch,
-                                                    regcache, regnum);
+      computed = gdbarch_pseudo_register_read_value (m_descr->gdbarch,
+                                                    this, regnum);
       if (value_entirely_available (computed))
        memcpy (buf, value_contents_raw (computed),
-               regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+               m_descr->sizeof_register[regnum]);
       else
        {
-         memset (buf, 0, regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+         memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
          result = REG_UNAVAILABLE;
        }
 
@@ -813,58 +664,62 @@ regcache_cooked_read (struct regcache *regcache, int regnum, gdb_byte *buf)
       return result;
     }
   else
-    return gdbarch_pseudo_register_read (regcache->descr->gdbarch, regcache,
+    return gdbarch_pseudo_register_read (m_descr->gdbarch, this,
                                         regnum, buf);
 }
 
 struct value *
-regcache_cooked_read_value (struct regcache *regcache, int regnum)
+readable_regcache::cooked_read_value (int regnum)
 {
   gdb_assert (regnum >= 0);
-  gdb_assert (regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
+  gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
 
-  if (regnum < regcache->descr->nr_raw_registers
-      || (regcache->readonly_p
-         && regcache->register_status[regnum] != REG_UNKNOWN)
-      || !gdbarch_pseudo_register_read_value_p (regcache->descr->gdbarch))
+  if (regnum < num_raw_registers ()
+      || (m_has_pseudo && m_register_status[regnum] != REG_UNKNOWN)
+      || !gdbarch_pseudo_register_read_value_p (m_descr->gdbarch))
     {
       struct value *result;
 
-      result = allocate_value (register_type (regcache->descr->gdbarch,
-                                             regnum));
+      result = allocate_value (register_type (m_descr->gdbarch, regnum));
       VALUE_LVAL (result) = lval_register;
       VALUE_REGNUM (result) = regnum;
 
       /* It is more efficient in general to do this delegation in this
         direction than in the other one, even though the value-based
         API is preferred.  */
-      if (regcache_cooked_read (regcache, regnum,
-                               value_contents_raw (result)) == REG_UNAVAILABLE)
+      if (cooked_read (regnum,
+                      value_contents_raw (result)) == REG_UNAVAILABLE)
        mark_value_bytes_unavailable (result, 0,
                                      TYPE_LENGTH (value_type (result)));
 
       return result;
     }
   else
-    return gdbarch_pseudo_register_read_value (regcache->descr->gdbarch,
-                                              regcache, regnum);
+    return gdbarch_pseudo_register_read_value (m_descr->gdbarch,
+                                              this, regnum);
 }
 
 enum register_status
 regcache_cooked_read_signed (struct regcache *regcache, int regnum,
                             LONGEST *val)
+{
+  gdb_assert (regcache != NULL);
+  return regcache->cooked_read (regnum, val);
+}
+
+template<typename T, typename>
+enum register_status
+readable_regcache::cooked_read (int regnum, T *val)
 {
   enum register_status status;
   gdb_byte *buf;
 
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  buf = (gdb_byte *) alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  status = regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
+  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+  buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
+  status = cooked_read (regnum, buf);
   if (status == REG_VALID)
-    *val = extract_signed_integer
-      (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-       gdbarch_byte_order (regcache->descr->gdbarch));
+    *val = extract_integer<T> (buf, m_descr->sizeof_register[regnum],
+                              gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch));
   else
     *val = 0;
   return status;
@@ -874,226 +729,280 @@ enum register_status
 regcache_cooked_read_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
                               ULONGEST *val)
 {
-  enum register_status status;
-  gdb_byte *buf;
-
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  buf = (gdb_byte *) alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  status = regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
-  if (status == REG_VALID)
-    *val = extract_unsigned_integer
-      (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-       gdbarch_byte_order (regcache->descr->gdbarch));
-  else
-    *val = 0;
-  return status;
+  return regcache->cooked_read (regnum, val);
 }
 
 void
 regcache_cooked_write_signed (struct regcache *regcache, int regnum,
                              LONGEST val)
 {
-  gdb_byte *buf;
-
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  buf = (gdb_byte *) alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  store_signed_integer (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-                       gdbarch_byte_order (regcache->descr->gdbarch), val);
-  regcache_cooked_write (regcache, regnum, buf);
+  regcache->cooked_write (regnum, val);
 }
 
+template<typename T, typename>
 void
-regcache_cooked_write_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
-                               ULONGEST val)
+regcache::cooked_write (int regnum, T val)
 {
   gdb_byte *buf;
 
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  buf = (gdb_byte *) alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  store_unsigned_integer (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-                         gdbarch_byte_order (regcache->descr->gdbarch), val);
-  regcache_cooked_write (regcache, regnum, buf);
+  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+  buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
+  store_integer (buf, m_descr->sizeof_register[regnum],
+                gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch), val);
+  cooked_write (regnum, buf);
 }
 
-/* See regcache.h.  */
-
 void
-regcache_raw_set_cached_value (struct regcache *regcache, int regnum,
-                              const gdb_byte *buf)
+regcache_cooked_write_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
+                               ULONGEST val)
 {
-  memcpy (register_buffer (regcache, regnum), buf,
-         regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  regcache->register_status[regnum] = REG_VALID;
+  gdb_assert (regcache != NULL);
+  regcache->cooked_write (regnum, val);
 }
 
 void
-regcache_raw_write (struct regcache *regcache, int regnum,
-                   const gdb_byte *buf)
+regcache::raw_write (int regnum, const gdb_byte *buf)
 {
-  struct cleanup *old_chain;
 
-  gdb_assert (regcache != NULL && buf != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  gdb_assert (!regcache->readonly_p);
+  gdb_assert (buf != NULL);
+  assert_regnum (regnum);
 
   /* On the sparc, writing %g0 is a no-op, so we don't even want to
      change the registers array if something writes to this register.  */
-  if (gdbarch_cannot_store_register (get_regcache_arch (regcache), regnum))
+  if (gdbarch_cannot_store_register (arch (), regnum))
     return;
 
   /* If we have a valid copy of the register, and new value == old
      value, then don't bother doing the actual store.  */
-  if (regcache_register_status (regcache, regnum) == REG_VALID
-      && (memcmp (register_buffer (regcache, regnum), buf,
-                 regcache->descr->sizeof_register[regnum]) == 0))
+  if (get_register_status (regnum) == REG_VALID
+      && (memcmp (register_buffer (regnum), buf,
+                 m_descr->sizeof_register[regnum]) == 0))
     return;
 
-  target_prepare_to_store (regcache);
-  regcache_raw_set_cached_value (regcache, regnum, buf);
+  target_prepare_to_store (this);
+  raw_supply (regnum, buf);
 
-  /* Register a cleanup function for invalidating the register after it is
-     written, in case of a failure.  */
-  old_chain = make_cleanup_regcache_invalidate (regcache, regnum);
+  /* Invalidate the register after it is written, in case of a
+     failure.  */
+  auto invalidator
+    = make_scope_exit ([&] { this->invalidate (regnum); });
 
-  target_store_registers (regcache, regnum);
+  target_store_registers (this, regnum);
 
-  /* The target did not throw an error so we can discard invalidating the
-     register and restore the cleanup chain to what it was.  */
-  discard_cleanups (old_chain);
+  /* The target did not throw an error so we can discard invalidating
+     the register.  */
+  invalidator.release ();
 }
 
 void
-regcache_cooked_write (struct regcache *regcache, int regnum,
-                      const gdb_byte *buf)
+regcache::cooked_write (int regnum, const gdb_byte *buf)
 {
   gdb_assert (regnum >= 0);
-  gdb_assert (regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  if (regnum < regcache->descr->nr_raw_registers)
-    regcache_raw_write (regcache, regnum, buf);
+  gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+  if (regnum < num_raw_registers ())
+    raw_write (regnum, buf);
   else
-    gdbarch_pseudo_register_write (regcache->descr->gdbarch, regcache,
+    gdbarch_pseudo_register_write (m_descr->gdbarch, this,
                                   regnum, buf);
 }
 
-/* Perform a partial register transfer using a read, modify, write
-   operation.  */
-
-typedef void (regcache_read_ftype) (struct regcache *regcache, int regnum,
-                                   void *buf);
-typedef void (regcache_write_ftype) (struct regcache *regcache, int regnum,
-                                    const void *buf);
-
-static enum register_status
-regcache_xfer_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                   int offset, int len, void *in, const void *out,
-                   enum register_status (*read) (struct regcache *regcache,
-                                                 int regnum,
-                                                 gdb_byte *buf),
-                   void (*write) (struct regcache *regcache, int regnum,
-                                  const gdb_byte *buf))
-{
-  struct regcache_descr *descr = regcache->descr;
-  struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
-  gdb_byte *reg = (gdb_byte *) alloca (register_size (gdbarch, regnum));
-
-  gdb_assert (offset >= 0 && offset <= descr->sizeof_register[regnum]);
-  gdb_assert (len >= 0 && offset + len <= descr->sizeof_register[regnum]);
-  /* Something to do?  */
-  if (offset + len == 0)
-    return REG_VALID;
-  /* Read (when needed) ...  */
-  if (in != NULL
-      || offset > 0
-      || offset + len < descr->sizeof_register[regnum])
-    {
-      enum register_status status;
+/* See regcache.h.  */
 
-      gdb_assert (read != NULL);
-      status = read (regcache, regnum, reg);
-      if (status != REG_VALID)
-       return status;
+enum register_status
+readable_regcache::read_part (int regnum, int offset, int len,
+                             gdb_byte *out, bool is_raw)
+{
+  int reg_size = register_size (arch (), regnum);
+
+  gdb_assert (out != NULL);
+  gdb_assert (offset >= 0 && offset <= reg_size);
+  gdb_assert (len >= 0 && offset + len <= reg_size);
+
+  if (offset == 0 && len == 0)
+    {
+      /* Nothing to do.  */
+      return REG_VALID;
     }
-  /* ... modify ...  */
-  if (in != NULL)
-    memcpy (in, reg + offset, len);
-  if (out != NULL)
-    memcpy (reg + offset, out, len);
-  /* ... write (when needed).  */
-  if (out != NULL)
+
+  if (offset == 0 && len == reg_size)
     {
-      gdb_assert (write != NULL);
-      write (regcache, regnum, reg);
+      /* Read the full register.  */
+      return (is_raw) ? raw_read (regnum, out) : cooked_read (regnum, out);
     }
 
+  enum register_status status;
+  gdb_byte *reg = (gdb_byte *) alloca (reg_size);
+
+  /* Read full register to buffer.  */
+  status = (is_raw) ? raw_read (regnum, reg) : cooked_read (regnum, reg);
+  if (status != REG_VALID)
+    return status;
+
+  /* Copy out.  */
+  memcpy (out, reg + offset, len);
   return REG_VALID;
 }
 
+/* See regcache.h.  */
+
+void
+reg_buffer::raw_collect_part (int regnum, int offset, int len,
+                             gdb_byte *out) const
+{
+  int reg_size = register_size (arch (), regnum);
+
+  gdb_assert (out != nullptr);
+  gdb_assert (offset >= 0 && offset <= reg_size);
+  gdb_assert (len >= 0 && offset + len <= reg_size);
+
+  if (offset == 0 && len == 0)
+    {
+      /* Nothing to do.  */
+      return;
+    }
+
+  if (offset == 0 && len == reg_size)
+    {
+      /* Collect the full register.  */
+      return raw_collect (regnum, out);
+    }
+
+  /* Read to buffer, then write out.  */
+  gdb_byte *reg = (gdb_byte *) alloca (reg_size);
+  raw_collect (regnum, reg);
+  memcpy (out, reg + offset, len);
+}
+
+/* See regcache.h.  */
+
 enum register_status
-regcache_raw_read_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                       int offset, int len, gdb_byte *buf)
+regcache::write_part (int regnum, int offset, int len,
+                     const gdb_byte *in, bool is_raw)
 {
-  struct regcache_descr *descr = regcache->descr;
+  int reg_size = register_size (arch (), regnum);
+
+  gdb_assert (in != NULL);
+  gdb_assert (offset >= 0 && offset <= reg_size);
+  gdb_assert (len >= 0 && offset + len <= reg_size);
+
+  if (offset == 0 && len == 0)
+    {
+      /* Nothing to do.  */
+      return REG_VALID;
+    }
+
+  if (offset == 0 && len == reg_size)
+    {
+      /* Write the full register.  */
+      (is_raw) ? raw_write (regnum, in) : cooked_write (regnum, in);
+      return REG_VALID;
+    }
+
+  enum register_status status;
+  gdb_byte *reg = (gdb_byte *) alloca (reg_size);
+
+  /* Read existing register to buffer.  */
+  status = (is_raw) ? raw_read (regnum, reg) : cooked_read (regnum, reg);
+  if (status != REG_VALID)
+    return status;
 
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_raw_registers);
-  return regcache_xfer_part (regcache, regnum, offset, len, buf, NULL,
-                            regcache_raw_read, regcache_raw_write);
+  /* Update buffer, then write back to regcache.  */
+  memcpy (reg + offset, in, len);
+  is_raw ? raw_write (regnum, reg) : cooked_write (regnum, reg);
+  return REG_VALID;
 }
 
+/* See regcache.h.  */
+
 void
-regcache_raw_write_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                        int offset, int len, const gdb_byte *buf)
+reg_buffer::raw_supply_part (int regnum, int offset, int len,
+                            const gdb_byte *in)
 {
-  struct regcache_descr *descr = regcache->descr;
+  int reg_size = register_size (arch (), regnum);
+
+  gdb_assert (in != nullptr);
+  gdb_assert (offset >= 0 && offset <= reg_size);
+  gdb_assert (len >= 0 && offset + len <= reg_size);
+
+  if (offset == 0 && len == 0)
+    {
+      /* Nothing to do.  */
+      return;
+    }
 
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_raw_registers);
-  regcache_xfer_part (regcache, regnum, offset, len, NULL, buf,
-                     regcache_raw_read, regcache_raw_write);
+  if (offset == 0 && len == reg_size)
+    {
+      /* Supply the full register.  */
+      return raw_supply (regnum, in);
+    }
+
+  gdb_byte *reg = (gdb_byte *) alloca (reg_size);
+
+  /* Read existing value to buffer.  */
+  raw_collect (regnum, reg);
+
+  /* Write to buffer, then write out.  */
+  memcpy (reg + offset, in, len);
+  raw_supply (regnum, reg);
 }
 
 enum register_status
-regcache_cooked_read_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                          int offset, int len, gdb_byte *buf)
+readable_regcache::raw_read_part (int regnum, int offset, int len,
+                                 gdb_byte *buf)
 {
-  struct regcache_descr *descr = regcache->descr;
-
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_cooked_registers);
-  return regcache_xfer_part (regcache, regnum, offset, len, buf, NULL,
-                            regcache_cooked_read, regcache_cooked_write);
+  assert_regnum (regnum);
+  return read_part (regnum, offset, len, buf, true);
 }
 
+/* See regcache.h.  */
+
 void
-regcache_cooked_write_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                           int offset, int len, const gdb_byte *buf)
+regcache::raw_write_part (int regnum, int offset, int len,
+                         const gdb_byte *buf)
 {
-  struct regcache_descr *descr = regcache->descr;
+  assert_regnum (regnum);
+  write_part (regnum, offset, len, buf, true);
+}
 
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_cooked_registers);
-  regcache_xfer_part (regcache, regnum, offset, len, NULL, buf,
-                     regcache_cooked_read, regcache_cooked_write);
+/* See regcache.h.  */
+
+enum register_status
+readable_regcache::cooked_read_part (int regnum, int offset, int len,
+                                    gdb_byte *buf)
+{
+  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+  return read_part (regnum, offset, len, buf, false);
 }
 
-/* Supply register REGNUM, whose contents are stored in BUF, to REGCACHE.  */
+/* See regcache.h.  */
 
 void
-regcache_raw_supply (struct regcache *regcache, int regnum, const void *buf)
+regcache::cooked_write_part (int regnum, int offset, int len,
+                            const gdb_byte *buf)
+{
+  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+  write_part (regnum, offset, len, buf, false);
+}
+
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
+
+void
+reg_buffer::raw_supply (int regnum, const void *buf)
 {
   void *regbuf;
   size_t size;
 
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  gdb_assert (!regcache->readonly_p);
+  assert_regnum (regnum);
 
-  regbuf = register_buffer (regcache, regnum);
-  size = regcache->descr->sizeof_register[regnum];
+  regbuf = register_buffer (regnum);
+  size = m_descr->sizeof_register[regnum];
 
   if (buf)
     {
       memcpy (regbuf, buf, size);
-      regcache->register_status[regnum] = REG_VALID;
+      m_register_status[regnum] = REG_VALID;
     }
   else
     {
@@ -1101,36 +1010,119 @@ regcache_raw_supply (struct regcache *regcache, int regnum, const void *buf)
         in case the register value manages to escape somewhere (due
         to a bug, no less).  */
       memset (regbuf, 0, size);
-      regcache->register_status[regnum] = REG_UNAVAILABLE;
+      m_register_status[regnum] = REG_UNAVAILABLE;
     }
 }
 
-/* Collect register REGNUM from REGCACHE and store its contents in BUF.  */
+/* See regcache.h.  */
+
+void
+reg_buffer::raw_supply_integer (int regnum, const gdb_byte *addr,
+                               int addr_len, bool is_signed)
+{
+  enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch);
+  gdb_byte *regbuf;
+  size_t regsize;
+
+  assert_regnum (regnum);
+
+  regbuf = register_buffer (regnum);
+  regsize = m_descr->sizeof_register[regnum];
+
+  copy_integer_to_size (regbuf, regsize, addr, addr_len, is_signed,
+                       byte_order);
+  m_register_status[regnum] = REG_VALID;
+}
+
+/* See regcache.h.  */
 
 void
-regcache_raw_collect (const struct regcache *regcache, int regnum, void *buf)
+reg_buffer::raw_supply_zeroed (int regnum)
+{
+  void *regbuf;
+  size_t size;
+
+  assert_regnum (regnum);
+
+  regbuf = register_buffer (regnum);
+  size = m_descr->sizeof_register[regnum];
+
+  memset (regbuf, 0, size);
+  m_register_status[regnum] = REG_VALID;
+}
+
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
+
+void
+reg_buffer::raw_collect (int regnum, void *buf) const
 {
   const void *regbuf;
   size_t size;
 
-  gdb_assert (regcache != NULL && buf != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
+  gdb_assert (buf != NULL);
+  assert_regnum (regnum);
 
-  regbuf = register_buffer (regcache, regnum);
-  size = regcache->descr->sizeof_register[regnum];
+  regbuf = register_buffer (regnum);
+  size = m_descr->sizeof_register[regnum];
   memcpy (buf, regbuf, size);
 }
 
-/* Transfer a single or all registers belonging to a certain register
-   set to or from a buffer.  This is the main worker function for
-   regcache_supply_regset and regcache_collect_regset.  */
+/* See regcache.h.  */
 
-static void
-regcache_transfer_regset (const struct regset *regset,
-                         const struct regcache *regcache,
-                         struct regcache *out_regcache,
-                         int regnum, const void *in_buf,
-                         void *out_buf, size_t size)
+void
+reg_buffer::raw_collect_integer (int regnum, gdb_byte *addr, int addr_len,
+                                bool is_signed) const
+{
+  enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch);
+  const gdb_byte *regbuf;
+  size_t regsize;
+
+  assert_regnum (regnum);
+
+  regbuf = register_buffer (regnum);
+  regsize = m_descr->sizeof_register[regnum];
+
+  copy_integer_to_size (addr, addr_len, regbuf, regsize, is_signed,
+                       byte_order);
+}
+
+/* See regcache.h.  */
+
+void
+regcache::transfer_regset_register (struct regcache *out_regcache, int regnum,
+                                   const gdb_byte *in_buf, gdb_byte *out_buf,
+                                   int slot_size, int offs) const
+{
+  struct gdbarch *gdbarch = arch ();
+  int reg_size = std::min (register_size (gdbarch, regnum), slot_size);
+
+  /* Use part versions and reg_size to prevent possible buffer overflows when
+     accessing the regcache.  */
+
+  if (out_buf != nullptr)
+    {
+      raw_collect_part (regnum, 0, reg_size, out_buf + offs);
+
+      /* Ensure any additional space is cleared.  */
+      if (slot_size > reg_size)
+       memset (out_buf + offs + reg_size, 0, slot_size - reg_size);
+    }
+  else if (in_buf != nullptr)
+    out_regcache->raw_supply_part (regnum, 0, reg_size, in_buf + offs);
+  else
+    {
+      /* Invalidate the register.  */
+      out_regcache->raw_supply (regnum, nullptr);
+    }
+}
+
+/* See regcache.h.  */
+
+void
+regcache::transfer_regset (const struct regset *regset,
+                          struct regcache *out_regcache,
+                          int regnum, const gdb_byte *in_buf,
+                          gdb_byte *out_buf, size_t size) const
 {
   const struct regcache_map_entry *map;
   int offs = 0, count;
@@ -1143,7 +1135,7 @@ regcache_transfer_regset (const struct regset *regset,
       int slot_size = map->size;
 
       if (slot_size == 0 && regno != REGCACHE_MAP_SKIP)
-       slot_size = regcache->descr->sizeof_register[regno];
+       slot_size = m_descr->sizeof_register[regno];
 
       if (regno == REGCACHE_MAP_SKIP
          || (regnum != -1
@@ -1156,13 +1148,8 @@ regcache_transfer_regset (const struct regset *regset,
            if (offs + slot_size > size)
              break;
 
-           if (out_buf)
-             regcache_raw_collect (regcache, regno,
-                                   (gdb_byte *) out_buf + offs);
-           else
-             regcache_raw_supply (out_regcache, regno, in_buf
-                                  ? (const gdb_byte *) in_buf + offs
-                                  : NULL);
+           transfer_regset_register (out_regcache, regno, in_buf, out_buf,
+                                     slot_size, offs);
          }
       else
        {
@@ -1171,13 +1158,8 @@ regcache_transfer_regset (const struct regset *regset,
          if (offs + slot_size > size)
            return;
 
-         if (out_buf)
-           regcache_raw_collect (regcache, regnum,
-                                 (gdb_byte *) out_buf + offs);
-         else
-           regcache_raw_supply (out_regcache, regnum, in_buf
-                                ? (const gdb_byte *) in_buf + offs
-                                : NULL);
+         transfer_regset_register (out_regcache, regnum, in_buf, out_buf,
+                                   slot_size, offs);
          return;
        }
     }
@@ -1192,8 +1174,14 @@ regcache_supply_regset (const struct regset *regset,
                        struct regcache *regcache,
                        int regnum, const void *buf, size_t size)
 {
-  regcache_transfer_regset (regset, regcache, regcache, regnum,
-                           buf, NULL, size);
+  regcache->supply_regset (regset, regnum, (const gdb_byte *) buf, size);
+}
+
+void
+regcache::supply_regset (const struct regset *regset,
+                        int regnum, const void *buf, size_t size)
+{
+  transfer_regset (regset, this, regnum, (const gdb_byte *) buf, nullptr, size);
 }
 
 /* Collect register REGNUM from REGCACHE to BUF, using the register
@@ -1205,17 +1193,37 @@ regcache_collect_regset (const struct regset *regset,
                         const struct regcache *regcache,
                         int regnum, void *buf, size_t size)
 {
-  regcache_transfer_regset (regset, regcache, NULL, regnum,
-                           NULL, buf, size);
+  regcache->collect_regset (regset, regnum, (gdb_byte *) buf, size);
+}
+
+void
+regcache::collect_regset (const struct regset *regset,
+                        int regnum, void *buf, size_t size) const
+{
+  transfer_regset (regset, nullptr, regnum, nullptr, (gdb_byte *) buf, size);
 }
 
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
+
+bool
+reg_buffer::raw_compare (int regnum, const void *buf, int offset) const
+{
+  gdb_assert (buf != NULL);
+  assert_regnum (regnum);
+
+  const char *regbuf = (const char *) register_buffer (regnum);
+  size_t size = m_descr->sizeof_register[regnum];
+  gdb_assert (size >= offset);
+
+  return (memcmp (buf, regbuf + offset, size - offset) == 0);
+}
 
 /* Special handling for register PC.  */
 
 CORE_ADDR
 regcache_read_pc (struct regcache *regcache)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
 
   CORE_ADDR pc_val;
 
@@ -1242,7 +1250,7 @@ regcache_read_pc (struct regcache *regcache)
 void
 regcache_write_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
 
   if (gdbarch_write_pc_p (gdbarch))
     gdbarch_write_pc (gdbarch, regcache, pc);
@@ -1258,11 +1266,16 @@ regcache_write_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc)
   reinit_frame_cache ();
 }
 
+int
+reg_buffer::num_raw_registers () const
+{
+  return gdbarch_num_regs (arch ());
+}
+
 void
-regcache_debug_print_register (const char *func, struct regcache *regcache,
-                              int regno)
+regcache::debug_print_register (const char *func,  int regno)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = get_regcache_arch (regcache);
+  struct gdbarch *gdbarch = arch ();
 
   fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "%s ", func);
   if (regno >= 0 && regno < gdbarch_num_regs (gdbarch)
@@ -1276,7 +1289,7 @@ regcache_debug_print_register (const char *func, struct regcache *regcache,
     {
       enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
       int size = register_size (gdbarch, regno);
-      gdb_byte *buf = register_buffer (regcache, regno);
+      gdb_byte *buf = register_buffer (regno);
 
       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, " = ");
       for (int i = 0; i < size; i++)
@@ -1295,7 +1308,7 @@ regcache_debug_print_register (const char *func, struct regcache *regcache,
 }
 
 static void
-reg_flush_command (char *command, int from_tty)
+reg_flush_command (const char *command, int from_tty)
 {
   /* Force-flush the register cache.  */
   registers_changed ();
@@ -1303,54 +1316,27 @@ reg_flush_command (char *command, int from_tty)
     printf_filtered (_("Register cache flushed.\n"));
 }
 
-enum regcache_dump_what
-{
-  regcache_dump_none, regcache_dump_raw,
-  regcache_dump_cooked, regcache_dump_groups,
-  regcache_dump_remote
-};
-
-static void
-regcache_dump (struct regcache *regcache, struct ui_file *file,
-              enum regcache_dump_what what_to_dump)
+void
+register_dump::dump (ui_file *file)
 {
-  struct cleanup *cleanups = make_cleanup (null_cleanup, NULL);
-  struct gdbarch *gdbarch = regcache->descr->gdbarch;
+  auto descr = regcache_descr (m_gdbarch);
   int regnum;
   int footnote_nr = 0;
-  int footnote_register_size = 0;
   int footnote_register_offset = 0;
   int footnote_register_type_name_null = 0;
   long register_offset = 0;
-  gdb_byte buf[MAX_REGISTER_SIZE];
-
-#if 0
-  fprintf_unfiltered (file, "nr_raw_registers %d\n",
-                     regcache->descr->nr_raw_registers);
-  fprintf_unfiltered (file, "nr_cooked_registers %d\n",
-                     regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  fprintf_unfiltered (file, "sizeof_raw_registers %ld\n",
-                     regcache->descr->sizeof_raw_registers);
-  fprintf_unfiltered (file, "sizeof_raw_register_status %ld\n",
-                     regcache->descr->sizeof_raw_register_status);
-  fprintf_unfiltered (file, "gdbarch_num_regs %d\n", 
-                     gdbarch_num_regs (gdbarch));
-  fprintf_unfiltered (file, "gdbarch_num_pseudo_regs %d\n",
-                     gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch));
-#endif
 
-  gdb_assert (regcache->descr->nr_cooked_registers
-             == (gdbarch_num_regs (gdbarch)
-                 + gdbarch_num_pseudo_regs (gdbarch)));
+  gdb_assert (descr->nr_cooked_registers
+             == gdbarch_num_cooked_regs (m_gdbarch));
 
-  for (regnum = -1; regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers; regnum++)
+  for (regnum = -1; regnum < descr->nr_cooked_registers; regnum++)
     {
       /* Name.  */
       if (regnum < 0)
        fprintf_unfiltered (file, " %-10s", "Name");
       else
        {
-         const char *p = gdbarch_register_name (gdbarch, regnum);
+         const char *p = gdbarch_register_name (m_gdbarch, regnum);
 
          if (p == NULL)
            p = "";
@@ -1368,11 +1354,11 @@ regcache_dump (struct regcache *regcache, struct ui_file *file,
       /* Relative number.  */
       if (regnum < 0)
        fprintf_unfiltered (file, " %4s", "Rel");
-      else if (regnum < gdbarch_num_regs (gdbarch))
+      else if (regnum < gdbarch_num_regs (m_gdbarch))
        fprintf_unfiltered (file, " %4d", regnum);
       else
        fprintf_unfiltered (file, " %4d",
-                           (regnum - gdbarch_num_regs (gdbarch)));
+                           (regnum - gdbarch_num_regs (m_gdbarch)));
 
       /* Offset.  */
       if (regnum < 0)
@@ -1380,12 +1366,12 @@ regcache_dump (struct regcache *regcache, struct ui_file *file,
       else
        {
          fprintf_unfiltered (file, " %6ld",
-                             regcache->descr->register_offset[regnum]);
-         if (register_offset != regcache->descr->register_offset[regnum]
+                             descr->register_offset[regnum]);
+         if (register_offset != descr->register_offset[regnum]
              || (regnum > 0
-                 && (regcache->descr->register_offset[regnum]
-                     != (regcache->descr->register_offset[regnum - 1]
-                         + regcache->descr->sizeof_register[regnum - 1])))
+                 && (descr->register_offset[regnum]
+                     != (descr->register_offset[regnum - 1]
+                         + descr->sizeof_register[regnum - 1])))
              )
            {
              if (!footnote_register_offset)
@@ -1394,20 +1380,20 @@ regcache_dump (struct regcache *regcache, struct ui_file *file,
            }
          else
            fprintf_unfiltered (file, "  ");
-         register_offset = (regcache->descr->register_offset[regnum]
-                            + regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+         register_offset = (descr->register_offset[regnum]
+                            + descr->sizeof_register[regnum]);
        }
 
       /* Size.  */
       if (regnum < 0)
        fprintf_unfiltered (file, " %5s ", "Size");
       else
-       fprintf_unfiltered (file, " %5ld",
-                           regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+       fprintf_unfiltered (file, " %5ld", descr->sizeof_register[regnum]);
 
       /* Type.  */
       {
        const char *t;
+       std::string name_holder;
 
        if (regnum < 0)
          t = "Type";
@@ -1415,16 +1401,14 @@ regcache_dump (struct regcache *regcache, struct ui_file *file,
          {
            static const char blt[] = "builtin_type";
 
-           t = TYPE_NAME (register_type (regcache->descr->gdbarch, regnum));
+           t = TYPE_NAME (register_type (m_gdbarch, regnum));
            if (t == NULL)
              {
-               char *n;
-
                if (!footnote_register_type_name_null)
                  footnote_register_type_name_null = ++footnote_nr;
-               n = xstrprintf ("*%d", footnote_register_type_name_null);
-               make_cleanup (xfree, n);
-               t = n;
+               name_holder = string_printf ("*%d",
+                                            footnote_register_type_name_null);
+               t = name_holder.c_str ();
              }
            /* Chop a leading builtin_type.  */
            if (startswith (t, blt))
@@ -1436,150 +1420,435 @@ regcache_dump (struct regcache *regcache, struct ui_file *file,
       /* Leading space always present.  */
       fprintf_unfiltered (file, " ");
 
-      /* Value, raw.  */
-      if (what_to_dump == regcache_dump_raw)
-       {
-         if (regnum < 0)
-           fprintf_unfiltered (file, "Raw value");
-         else if (regnum >= regcache->descr->nr_raw_registers)
-           fprintf_unfiltered (file, "<cooked>");
-         else if (regcache_register_status (regcache, regnum) == REG_UNKNOWN)
-           fprintf_unfiltered (file, "<invalid>");
-         else if (regcache_register_status (regcache, regnum) == REG_UNAVAILABLE)
-           fprintf_unfiltered (file, "<unavailable>");
-         else
-           {
-             regcache_raw_read (regcache, regnum, buf);
-             print_hex_chars (file, buf,
-                              regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-                              gdbarch_byte_order (gdbarch));
-           }
-       }
-
-      /* Value, cooked.  */
-      if (what_to_dump == regcache_dump_cooked)
-       {
-         if (regnum < 0)
-           fprintf_unfiltered (file, "Cooked value");
-         else
-           {
-             enum register_status status;
-
-             status = regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
-             if (status == REG_UNKNOWN)
-               fprintf_unfiltered (file, "<invalid>");
-             else if (status == REG_UNAVAILABLE)
-               fprintf_unfiltered (file, "<unavailable>");
-             else
-               print_hex_chars (file, buf,
-                                regcache->descr->sizeof_register[regnum],
-                                gdbarch_byte_order (gdbarch));
-           }
-       }
-
-      /* Group members.  */
-      if (what_to_dump == regcache_dump_groups)
-       {
-         if (regnum < 0)
-           fprintf_unfiltered (file, "Groups");
-         else
-           {
-             const char *sep = "";
-             struct reggroup *group;
-
-             for (group = reggroup_next (gdbarch, NULL);
-                  group != NULL;
-                  group = reggroup_next (gdbarch, group))
-               {
-                 if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, group))
-                   {
-                     fprintf_unfiltered (file,
-                                         "%s%s", sep, reggroup_name (group));
-                     sep = ",";
-                   }
-               }
-           }
-       }
-
-      /* Remote packet configuration.  */
-      if (what_to_dump == regcache_dump_remote)
-       {
-         if (regnum < 0)
-           {
-             fprintf_unfiltered (file, "Rmt Nr  g/G Offset");
-           }
-         else if (regnum < regcache->descr->nr_raw_registers)
-           {
-             int pnum, poffset;
-
-             if (remote_register_number_and_offset (get_regcache_arch (regcache), regnum,
-                                                    &pnum, &poffset))
-               fprintf_unfiltered (file, "%7d %11d", pnum, poffset);
-           }
-       }
+      dump_reg (file, regnum);
 
       fprintf_unfiltered (file, "\n");
     }
 
-  if (footnote_register_size)
-    fprintf_unfiltered (file, "*%d: Inconsistent register sizes.\n",
-                       footnote_register_size);
   if (footnote_register_offset)
     fprintf_unfiltered (file, "*%d: Inconsistent register offsets.\n",
                        footnote_register_offset);
   if (footnote_register_type_name_null)
-    fprintf_unfiltered (file, 
+    fprintf_unfiltered (file,
                        "*%d: Register type's name NULL.\n",
                        footnote_register_type_name_null);
-  do_cleanups (cleanups);
 }
 
-static void
-regcache_print (char *args, enum regcache_dump_what what_to_dump)
+#if GDB_SELF_TEST
+#include "gdbsupport/selftest.h"
+#include "selftest-arch.h"
+#include "target-float.h"
+
+namespace selftests {
+
+class regcache_access : public regcache
 {
-  if (args == NULL)
-    regcache_dump (get_current_regcache (), gdb_stdout, what_to_dump);
-  else
-    {
-      stdio_file file;
+public:
 
-      if (!file.open (args, "w"))
-       perror_with_name (_("maintenance print architecture"));
-      regcache_dump (get_current_regcache (), &file, what_to_dump);
-    }
-}
+  /* Return the number of elements in current_regcache.  */
+
+  static size_t
+  current_regcache_size ()
+  {
+    return the_regcaches.size ();
+  }
+};
 
 static void
-maintenance_print_registers (char *args, int from_tty)
+current_regcache_test (void)
+{
+  /* It is empty at the start.  */
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 0);
+
+  ptid_t ptid1 (1), ptid2 (2), ptid3 (3);
+
+  /* Get regcache from ptid1, a new regcache is added to
+     current_regcache.  */
+  regcache *regcache = get_thread_arch_aspace_regcache (ptid1,
+                                                       target_gdbarch (),
+                                                       NULL);
+
+  SELF_CHECK (regcache != NULL);
+  SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid1);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 1);
+
+  /* Get regcache from ptid2, a new regcache is added to
+     current_regcache.  */
+  regcache = get_thread_arch_aspace_regcache (ptid2,
+                                             target_gdbarch (),
+                                             NULL);
+  SELF_CHECK (regcache != NULL);
+  SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid2);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 2);
+
+  /* Get regcache from ptid3, a new regcache is added to
+     current_regcache.  */
+  regcache = get_thread_arch_aspace_regcache (ptid3,
+                                             target_gdbarch (),
+                                             NULL);
+  SELF_CHECK (regcache != NULL);
+  SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid3);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 3);
+
+  /* Get regcache from ptid2 again, nothing is added to
+     current_regcache.  */
+  regcache = get_thread_arch_aspace_regcache (ptid2,
+                                             target_gdbarch (),
+                                             NULL);
+  SELF_CHECK (regcache != NULL);
+  SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid2);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 3);
+
+  /* Mark ptid2 is changed, so regcache of ptid2 should be removed from
+     current_regcache.  */
+  registers_changed_ptid (ptid2);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 2);
+}
+
+class target_ops_no_register : public test_target_ops
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_none);
+public:
+  target_ops_no_register ()
+    : test_target_ops {}
+  {}
+
+  void reset ()
+  {
+    fetch_registers_called = 0;
+    store_registers_called = 0;
+    xfer_partial_called = 0;
+  }
+
+  void fetch_registers (regcache *regs, int regno) override;
+  void store_registers (regcache *regs, int regno) 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;
+
+  unsigned int fetch_registers_called = 0;
+  unsigned int store_registers_called = 0;
+  unsigned int xfer_partial_called = 0;
+};
+
+void
+target_ops_no_register::fetch_registers (regcache *regs, int regno)
+{
+  /* Mark register available.  */
+  regs->raw_supply_zeroed (regno);
+  this->fetch_registers_called++;
 }
 
-static void
-maintenance_print_raw_registers (char *args, int from_tty)
+void
+target_ops_no_register::store_registers (regcache *regs, int regno)
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_raw);
+  this->store_registers_called++;
 }
 
-static void
-maintenance_print_cooked_registers (char *args, int from_tty)
+enum target_xfer_status
+target_ops_no_register::xfer_partial (enum target_object object,
+                                     const char *annex, gdb_byte *readbuf,
+                                     const gdb_byte *writebuf,
+                                     ULONGEST offset, ULONGEST len,
+                                     ULONGEST *xfered_len)
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_cooked);
+  this->xfer_partial_called++;
+
+  *xfered_len = len;
+  return TARGET_XFER_OK;
 }
 
-static void
-maintenance_print_register_groups (char *args, int from_tty)
+class readwrite_regcache : public regcache
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_groups);
+public:
+  readwrite_regcache (struct gdbarch *gdbarch)
+    : regcache (gdbarch, nullptr)
+  {}
+};
+
+/* Test regcache::cooked_read gets registers from raw registers and
+   memory instead of target to_{fetch,store}_registers.  */
+
+static void
+cooked_read_test (struct gdbarch *gdbarch)
+{
+  /* Error out if debugging something, because we're going to push the
+     test target, which would pop any existing target.  */
+  if (current_top_target ()->stratum () >= process_stratum)
+    error (_("target already pushed"));
+
+  /* Create a mock environment.  An inferior with a thread, with a
+     process_stratum target pushed.  */
+
+  target_ops_no_register mock_target;
+  ptid_t mock_ptid (1, 1);
+  inferior mock_inferior (mock_ptid.pid ());
+  address_space mock_aspace {};
+  mock_inferior.gdbarch = gdbarch;
+  mock_inferior.aspace = &mock_aspace;
+  thread_info mock_thread (&mock_inferior, mock_ptid);
+  mock_inferior.thread_map[mock_ptid] = &mock_thread;
+
+  /* Add the mock inferior to the inferior list so that look ups by
+     target+ptid can find it.  */
+  scoped_restore restore_inferior_list
+    = make_scoped_restore (&inferior_list);
+  inferior_list = &mock_inferior;
+
+  /* Switch to the mock inferior.  */
+  scoped_restore_current_inferior restore_current_inferior;
+  set_current_inferior (&mock_inferior);
+
+  /* Push the process_stratum target so we can mock accessing
+     registers.  */
+  push_target (&mock_target);
+
+  /* Pop it again on exit (return/exception).  */
+  struct on_exit
+  {
+    ~on_exit ()
+    {
+      pop_all_targets_at_and_above (process_stratum);
+    }
+  } pop_targets;
+
+  /* Switch to the mock thread.  */
+  scoped_restore restore_inferior_ptid
+    = make_scoped_restore (&inferior_ptid, mock_ptid);
+
+  /* Test that read one raw register from regcache_no_target will go
+     to the target layer.  */
+
+  /* Find a raw register which size isn't zero.  */
+  int nonzero_regnum;
+  for (nonzero_regnum = 0;
+       nonzero_regnum < gdbarch_num_regs (gdbarch);
+       nonzero_regnum++)
+    {
+      if (register_size (gdbarch, nonzero_regnum) != 0)
+       break;
+    }
+
+  readwrite_regcache readwrite (gdbarch);
+  gdb::def_vector<gdb_byte> buf (register_size (gdbarch, nonzero_regnum));
+
+  readwrite.raw_read (nonzero_regnum, buf.data ());
+
+  /* raw_read calls target_fetch_registers.  */
+  SELF_CHECK (mock_target.fetch_registers_called > 0);
+  mock_target.reset ();
+
+  /* Mark all raw registers valid, so the following raw registers
+     accesses won't go to target.  */
+  for (auto i = 0; i < gdbarch_num_regs (gdbarch); i++)
+    readwrite.raw_update (i);
+
+  mock_target.reset ();
+  /* Then, read all raw and pseudo registers, and don't expect calling
+     to_{fetch,store}_registers.  */
+  for (int regnum = 0; regnum < gdbarch_num_cooked_regs (gdbarch); regnum++)
+    {
+      if (register_size (gdbarch, regnum) == 0)
+       continue;
+
+      gdb::def_vector<gdb_byte> inner_buf (register_size (gdbarch, regnum));
+
+      SELF_CHECK (REG_VALID == readwrite.cooked_read (regnum,
+                                                     inner_buf.data ()));
+
+      SELF_CHECK (mock_target.fetch_registers_called == 0);
+      SELF_CHECK (mock_target.store_registers_called == 0);
+      SELF_CHECK (mock_target.xfer_partial_called == 0);
+
+      mock_target.reset ();
+    }
+
+  readonly_detached_regcache readonly (readwrite);
+
+  /* GDB may go to target layer to fetch all registers and memory for
+     readonly regcache.  */
+  mock_target.reset ();
+
+  for (int regnum = 0; regnum < gdbarch_num_cooked_regs (gdbarch); regnum++)
+    {
+      if (register_size (gdbarch, regnum) == 0)
+       continue;
+
+      gdb::def_vector<gdb_byte> inner_buf (register_size (gdbarch, regnum));
+      enum register_status status = readonly.cooked_read (regnum,
+                                                         inner_buf.data ());
+
+      if (regnum < gdbarch_num_regs (gdbarch))
+       {
+         auto bfd_arch = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->arch;
+
+         if (bfd_arch == bfd_arch_frv || bfd_arch == bfd_arch_h8300
+             || bfd_arch == bfd_arch_m32c || bfd_arch == bfd_arch_sh
+             || bfd_arch == bfd_arch_alpha || bfd_arch == bfd_arch_v850
+             || bfd_arch == bfd_arch_msp430 || bfd_arch == bfd_arch_mep
+             || bfd_arch == bfd_arch_mips || bfd_arch == bfd_arch_v850_rh850
+             || bfd_arch == bfd_arch_tic6x || bfd_arch == bfd_arch_mn10300
+             || bfd_arch == bfd_arch_rl78 || bfd_arch == bfd_arch_score
+             || bfd_arch == bfd_arch_riscv || bfd_arch == bfd_arch_csky)
+           {
+             /* Raw registers.  If raw registers are not in save_reggroup,
+                their status are unknown.  */
+             if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, save_reggroup))
+               SELF_CHECK (status == REG_VALID);
+             else
+               SELF_CHECK (status == REG_UNKNOWN);
+           }
+         else
+           SELF_CHECK (status == REG_VALID);
+       }
+      else
+       {
+         if (gdbarch_register_reggroup_p (gdbarch, regnum, save_reggroup))
+           SELF_CHECK (status == REG_VALID);
+         else
+           {
+             /* If pseudo registers are not in save_reggroup, some of
+                them can be computed from saved raw registers, but some
+                of them are unknown.  */
+             auto bfd_arch = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->arch;
+
+             if (bfd_arch == bfd_arch_frv
+                 || bfd_arch == bfd_arch_m32c
+                 || bfd_arch == bfd_arch_mep
+                 || bfd_arch == bfd_arch_sh)
+               SELF_CHECK (status == REG_VALID || status == REG_UNKNOWN);
+             else if (bfd_arch == bfd_arch_mips
+                      || bfd_arch == bfd_arch_h8300)
+               SELF_CHECK (status == REG_UNKNOWN);
+             else
+               SELF_CHECK (status == REG_VALID);
+           }
+       }
+
+      SELF_CHECK (mock_target.fetch_registers_called == 0);
+      SELF_CHECK (mock_target.store_registers_called == 0);
+      SELF_CHECK (mock_target.xfer_partial_called == 0);
+
+      mock_target.reset ();
+    }
 }
 
+/* Test regcache::cooked_write by writing some expected contents to
+   registers, and checking that contents read from registers and the
+   expected contents are the same.  */
+
 static void
-maintenance_print_remote_registers (char *args, int from_tty)
+cooked_write_test (struct gdbarch *gdbarch)
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_remote);
+  /* Error out if debugging something, because we're going to push the
+     test target, which would pop any existing target.  */
+  if (current_top_target ()->stratum () >= process_stratum)
+    error (_("target already pushed"));
+
+  /* Create a mock environment.  A process_stratum target pushed.  */
+
+  target_ops_no_register mock_target;
+
+  /* Push the process_stratum target so we can mock accessing
+     registers.  */
+  push_target (&mock_target);
+
+  /* Pop it again on exit (return/exception).  */
+  struct on_exit
+  {
+    ~on_exit ()
+    {
+      pop_all_targets_at_and_above (process_stratum);
+    }
+  } pop_targets;
+
+  readwrite_regcache readwrite (gdbarch);
+
+  const int num_regs = gdbarch_num_cooked_regs (gdbarch);
+
+  for (auto regnum = 0; regnum < num_regs; regnum++)
+    {
+      if (register_size (gdbarch, regnum) == 0
+         || gdbarch_cannot_store_register (gdbarch, regnum))
+       continue;
+
+      auto bfd_arch = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->arch;
+
+      if (bfd_arch == bfd_arch_sparc
+         /* SPARC64_CWP_REGNUM, SPARC64_PSTATE_REGNUM,
+            SPARC64_ASI_REGNUM and SPARC64_CCR_REGNUM are hard to test.  */
+         && gdbarch_ptr_bit (gdbarch) == 64
+         && (regnum >= gdbarch_num_regs (gdbarch)
+             && regnum <= gdbarch_num_regs (gdbarch) + 4))
+       continue;
+
+      std::vector<gdb_byte> expected (register_size (gdbarch, regnum), 0);
+      std::vector<gdb_byte> buf (register_size (gdbarch, regnum), 0);
+      const auto type = register_type (gdbarch, regnum);
+
+      if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLT
+         || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_DECFLOAT)
+       {
+         /* Generate valid float format.  */
+         target_float_from_string (expected.data (), type, "1.25");
+       }
+      else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_INT
+              || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_ARRAY
+              || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_PTR
+              || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_UNION
+              || TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_STRUCT)
+       {
+         if (bfd_arch == bfd_arch_ia64
+             || (regnum >= gdbarch_num_regs (gdbarch)
+                 && (bfd_arch == bfd_arch_xtensa
+                     || bfd_arch == bfd_arch_bfin
+                     || bfd_arch == bfd_arch_m32c
+                     /* m68hc11 pseudo registers are in memory.  */
+                     || bfd_arch == bfd_arch_m68hc11
+                     || bfd_arch == bfd_arch_m68hc12
+                     || bfd_arch == bfd_arch_s390))
+             || (bfd_arch == bfd_arch_frv
+                 /* FRV pseudo registers except iacc0.  */
+                 && regnum > gdbarch_num_regs (gdbarch)))
+           {
+             /* Skip setting the expected values for some architecture
+                registers.  */
+           }
+         else if (bfd_arch == bfd_arch_rl78 && regnum == 40)
+           {
+             /* RL78_PC_REGNUM */
+             for (auto j = 0; j < register_size (gdbarch, regnum) - 1; j++)
+               expected[j] = j;
+           }
+         else
+           {
+             for (auto j = 0; j < register_size (gdbarch, regnum); j++)
+               expected[j] = j;
+           }
+       }
+      else if (TYPE_CODE (type) == TYPE_CODE_FLAGS)
+       {
+         /* No idea how to test flags.  */
+         continue;
+       }
+      else
+       {
+         /* If we don't know how to create the expected value for the
+            this type, make it fail.  */
+         SELF_CHECK (0);
+       }
+
+      readwrite.cooked_write (regnum, expected.data ());
+
+      SELF_CHECK (readwrite.cooked_read (regnum, buf.data ()) == REG_VALID);
+      SELF_CHECK (expected == buf);
+    }
 }
 
-extern initialize_file_ftype _initialize_regcache; /* -Wmissing-prototype */
+} // namespace selftests
+#endif /* GDB_SELF_TEST */
 
 void
 _initialize_regcache (void)
@@ -1587,36 +1856,18 @@ _initialize_regcache (void)
   regcache_descr_handle
     = gdbarch_data_register_post_init (init_regcache_descr);
 
-  observer_attach_target_changed (regcache_observer_target_changed);
-  observer_attach_thread_ptid_changed (regcache_thread_ptid_changed);
+  gdb::observers::target_changed.attach (regcache_observer_target_changed);
+  gdb::observers::thread_ptid_changed.attach (regcache_thread_ptid_changed);
 
   add_com ("flushregs", class_maintenance, reg_flush_command,
-          _("Force gdb to flush its register cache (maintainer command)"));
-
-  add_cmd ("registers", class_maintenance, maintenance_print_registers,
-          _("Print the internal register configuration.\n"
-            "Takes an optional file parameter."), &maintenanceprintlist);
-  add_cmd ("raw-registers", class_maintenance,
-          maintenance_print_raw_registers,
-          _("Print the internal register configuration "
-            "including raw values.\n"
-            "Takes an optional file parameter."), &maintenanceprintlist);
-  add_cmd ("cooked-registers", class_maintenance,
-          maintenance_print_cooked_registers,
-          _("Print the internal register configuration "
-            "including cooked values.\n"
-            "Takes an optional file parameter."), &maintenanceprintlist);
-  add_cmd ("register-groups", class_maintenance,
-          maintenance_print_register_groups,
-          _("Print the internal register configuration "
-            "including each register's group.\n"
-            "Takes an optional file parameter."),
-          &maintenanceprintlist);
-  add_cmd ("remote-registers", class_maintenance,
-          maintenance_print_remote_registers, _("\
-Print the internal register configuration including each register's\n\
-remote register number and buffer offset in the g/G packets.\n\
-Takes an optional file parameter."),
-          &maintenanceprintlist);
+          _("Force gdb to flush its register cache (maintainer command)."));
+
+#if GDB_SELF_TEST
+  selftests::register_test ("current_regcache", selftests::current_regcache_test);
 
+  selftests::register_test_foreach_arch ("regcache::cooked_read_test",
+                                        selftests::cooked_read_test);
+  selftests::register_test_foreach_arch ("regcache::cooked_write_test",
+                                        selftests::cooked_write_test);
+#endif
 }
This page took 0.050647 seconds and 4 git commands to generate.