Change inferior thread list to be a thread map
[deliverable/binutils-gdb.git] / gdb / regcache.c
index 8a535e1fd21f96e4acc9aa49afada7e989763b62..2dfe8eaf5feb13b23bebbd8323c2fb6bd00d34da 100644 (file)
@@ -1,13 +1,12 @@
 /* Cache and manage the values of registers for GDB, the GNU debugger.
 
-   Copyright (C) 1986, 1987, 1989, 1991, 1994, 1995, 1996, 1998, 2000, 2001,
-   2002, 2004, 2007 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 1986-2020 Free Software Foundation, Inc.
 
    This file is part of GDB.
 
    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
-   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+   the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.
 
    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    GNU General Public License for more details.
 
    You should have received a copy of the GNU General Public License
-   along with this program; if not, write to the Free Software
-   Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
-   Boston, MA 02110-1301, USA.  */
+   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 #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 "gdb_assert.h"
-#include "gdb_string.h"
-#include "gdbcmd.h"            /* For maintenanceprintlist.  */
-#include "observer.h"
+#include "observable.h"
+#include "regset.h"
+#include <forward_list>
 
 /*
  * DATA STRUCTURE
@@ -39,7 +37,7 @@
  */
 
 /* Per-architecture object describing the layout of a register cache.
-   Computed once when the architecture is created */
+   Computed once when the architecture is created */
 
 struct gdbarch_data *regcache_descr_handle;
 
@@ -53,9 +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_valid_p;
 
   /* The cooked register space.  Each cooked register in the range
      [0..NR_RAW_REGISTERS) is direct-mapped onto the corresponding raw
@@ -65,14 +61,11 @@ struct regcache_descr
      gdbarch_pseudo_register_read and gdbarch_pseudo_register_write.  */
   int nr_cooked_registers;
   long sizeof_cooked_registers;
-  long sizeof_cooked_register_valid_p;
 
-  /* Offset and size (in 8 bit bytes), of reach register in the
+  /* Offset and size (in 8 bit bytes), of each register in the
      register cache.  All registers (including those in the range
-     [NR_RAW_REGISTERS .. NR_COOKED_REGISTERS) are given an offset.
-     Assigning all registers an offset makes it possible to keep
-     legacy code, such as that found in read_register_bytes() and
-     write_register_bytes() working.  */
+     [NR_RAW_REGISTERS .. NR_COOKED_REGISTERS) are given an
+     offset.  */
   long *register_offset;
   long *sizeof_register;
 
@@ -94,27 +87,17 @@ 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 (current_gdbarch)
-                              + gdbarch_num_pseudo_regs (current_gdbarch);
-  descr->sizeof_cooked_register_valid_p = gdbarch_num_regs (current_gdbarch)
-                                         + gdbarch_num_pseudo_regs 
-                                             (current_gdbarch);
+  descr->nr_cooked_registers = gdbarch_num_cooked_regs (gdbarch);
 
   /* Fill in a table of register types.  */
   descr->register_type
-    = GDBARCH_OBSTACK_CALLOC (gdbarch, descr->nr_cooked_registers, struct type *);
+    = GDBARCH_OBSTACK_CALLOC (gdbarch, descr->nr_cooked_registers,
+                             struct type *);
   for (i = 0; i < descr->nr_cooked_registers; i++)
     descr->register_type[i] = gdbarch_register_type (gdbarch, i);
 
   /* Construct a strictly RAW register cache.  Don't allow pseudo's
      into the register cache.  */
-  descr->nr_raw_registers = gdbarch_num_regs (current_gdbarch);
-
-  /* FIXME: cagney/2002-08-13: Overallocate the register_valid_p
-     array.  This pretects GDB from erant code that accesses elements
-     of the global register_valid_p[] array in the range 
-     [gdbarch_num_regs .. gdbarch_num_regs + gdbarch_num_pseudo_regs).  */
-  descr->sizeof_raw_register_valid_p = descr->sizeof_cooked_register_valid_p;
 
   /* Lay out the register cache.
 
@@ -125,35 +108,38 @@ init_regcache_descr (struct gdbarch *gdbarch)
 
   {
     long offset = 0;
+
     descr->sizeof_register
       = 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_cooked_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];
+      }
+    /* Set the real size of the raw register cache buffer.  */
+    descr->sizeof_raw_registers = offset;
+
+    for (; i < descr->nr_cooked_registers; 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 register cache buffer.  */
+    /* Set the real size of the readonly register cache buffer.  */
     descr->sizeof_cooked_registers = offset;
   }
 
-  /* FIXME: cagney/2002-05-22: Should only need to allocate space for
-     the raw registers.  Unfortunately some code still accesses the
-     register array directly using the global registers[].  Until that
-     code has been purged, play safe and over allocating the register
-     buffer.  Ulgh!  */
-  descr->sizeof_raw_registers = descr->sizeof_cooked_registers;
-
   return descr;
 }
 
 static struct regcache_descr *
 regcache_descr (struct gdbarch *gdbarch)
 {
-  return gdbarch_data (gdbarch, regcache_descr_handle);
+  return (struct regcache_descr *) gdbarch_data (gdbarch,
+                                                regcache_descr_handle);
 }
 
 /* Utility functions returning useful register attributes stored in
@@ -163,6 +149,7 @@ struct type *
 register_type (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
 {
   struct regcache_descr *descr = regcache_descr (gdbarch);
+
   gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_cooked_registers);
   return descr->register_type[regnum];
 }
@@ -175,262 +162,267 @@ register_size (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
 {
   struct regcache_descr *descr = regcache_descr (gdbarch);
   int size;
-  gdb_assert (regnum >= 0
-             && regnum < (gdbarch_num_regs (current_gdbarch)
-                          + gdbarch_num_pseudo_regs (current_gdbarch)));
+
+  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < gdbarch_num_cooked_regs (gdbarch));
   size = descr->sizeof_register[regnum];
   return size;
 }
 
-/* The register cache for storing raw register values.  */
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
 
-struct regcache
+int
+regcache_register_size (const struct regcache *regcache, int n)
 {
-  struct regcache_descr *descr;
-  /* 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:
-     register_valid_p[REG] == 0 if REG value is not in the cache
-                            > 0 if REG value is in the cache
-                            < 0 if REG value is permanently unavailable */
-  signed char *register_valid_p;
-  /* 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.  */
-  int readonly_p;
-};
+  return register_size (regcache->arch (), n);
+}
 
-struct regcache *
-regcache_xmalloc (struct gdbarch *gdbarch)
+reg_buffer::reg_buffer (gdbarch *gdbarch, bool has_pseudo)
+  : m_has_pseudo (has_pseudo)
 {
-  struct regcache_descr *descr;
-  struct regcache *regcache;
   gdb_assert (gdbarch != NULL);
-  descr = regcache_descr (gdbarch);
-  regcache = XMALLOC (struct regcache);
-  regcache->descr = descr;
-  regcache->registers
-    = XCALLOC (descr->sizeof_raw_registers, gdb_byte);
-  regcache->register_valid_p
-    = XCALLOC (descr->sizeof_raw_register_valid_p, gdb_byte);
-  regcache->readonly_p = 1;
-  return regcache;
-}
+  m_descr = regcache_descr (gdbarch);
 
-void
-regcache_xfree (struct regcache *regcache)
-{
-  if (regcache == NULL)
-    return;
-  xfree (regcache->registers);
-  xfree (regcache->register_valid_p);
-  xfree (regcache);
+  if (has_pseudo)
+    {
+      m_registers.reset (new gdb_byte[m_descr->sizeof_cooked_registers] ());
+      m_register_status.reset
+       (new register_status[m_descr->nr_cooked_registers] ());
+    }
+  else
+    {
+      m_registers.reset (new gdb_byte[m_descr->sizeof_raw_registers] ());
+      m_register_status.reset
+       (new register_status[gdbarch_num_regs (gdbarch)] ());
+    }
 }
 
-static void
-do_regcache_xfree (void *data)
+regcache::regcache (process_stratum_target *target, 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_), m_target (target)
 {
-  regcache_xfree (data);
+  m_ptid = minus_one_ptid;
 }
 
-struct cleanup *
-make_cleanup_regcache_xfree (struct regcache *regcache)
+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);
+                                 })
 {
-  return make_cleanup (do_regcache_xfree, regcache);
 }
 
-/* Return REGCACHE's architecture.  */
-
-struct gdbarch *
-get_regcache_arch (const struct regcache *regcache)
+gdbarch *
+reg_buffer::arch () const
 {
-  return regcache->descr->gdbarch;
+  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_valid_p, 0, dst->descr->sizeof_cooked_register_valid_p);
+  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))
        {
-         int valid = cooked_read (src, regnum, buf);
-         if (valid)
-           {
-             memcpy (register_buffer (dst, regnum), buf,
-                     register_size (gdbarch, regnum));
-             dst->register_valid_p[regnum] = 1;
-           }
+         gdb_byte *dst_buf = register_buffer (regnum);
+         enum register_status status = cooked_read (regnum, dst_buf);
+
+         gdb_assert (status != REG_UNKNOWN);
+
+         if (status != REG_VALID)
+           memset (dst_buf, 0, register_size (gdbarch, regnum));
+
+         m_register_status[regnum] = status;
        }
     }
 }
 
 void
-regcache_restore (struct regcache *dst,
-                 regcache_cooked_read_ftype *cooked_read,
-                 void *cooked_read_context)
+regcache::restore (readonly_detached_regcache *src)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = dst->descr->gdbarch;
-  gdb_byte buf[MAX_REGISTER_SIZE];
+  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 != 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))
        {
-         int valid = cooked_read (cooked_read_context, regnum, buf);
-         if (valid)
-           regcache_cooked_write (dst, regnum, buf);
+         if (src->m_register_status[regnum] == REG_VALID)
+           cooked_write (regnum, src->register_buffer (regnum));
        }
     }
 }
 
-static int
-do_cooked_read (void *src, int regnum, gdb_byte *buf)
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
+
+enum register_status
+reg_buffer::get_register_status (int regnum) const
 {
-  struct regcache *regcache = src;
-  if (!regcache->register_valid_p[regnum] && regcache->readonly_p)
-    /* Don't even think about fetching a register from a read-only
-       cache when the register isn't yet valid.  There isn't a target
-       from which the register value can be fetched.  */
-    return 0;
-  regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
-  return 1;
-}
+  assert_regnum (regnum);
 
+  return m_register_status[regnum];
+}
 
 void
-regcache_cpy (struct regcache *dst, struct regcache *src)
+reg_buffer::invalidate (int regnum)
 {
-  int i;
-  gdb_byte *buf;
-  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, do_cooked_read, src);
-  else
-    regcache_cpy_no_passthrough (dst, src);
+  assert_regnum (regnum);
+  m_register_status[regnum] = REG_UNKNOWN;
 }
 
 void
-regcache_cpy_no_passthrough (struct regcache *dst, struct regcache *src)
+reg_buffer::assert_regnum (int regnum) const
 {
-  int i;
-  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 the current_regcache().  Doing this would be
-     silly - it would mean that valid_p would be completely invalid.  */
-  gdb_assert (dst != current_regcache);
-  memcpy (dst->registers, src->registers, dst->descr->sizeof_raw_registers);
-  memcpy (dst->register_valid_p, src->register_valid_p,
-         dst->descr->sizeof_raw_register_valid_p);
+  gdb_assert (regnum >= 0);
+  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
+   recording if the register values have been changed (eg. by the
+   user).  Therefore all registers must be written back to the
+   target when appropriate.  */
+std::forward_list<regcache *> regcache::current_regcache;
+
 struct regcache *
-regcache_dup (struct regcache *src)
+get_thread_arch_aspace_regcache (process_stratum_target *target,
+                                ptid_t ptid, struct gdbarch *gdbarch,
+                                struct address_space *aspace)
 {
-  struct regcache *newbuf;
-  gdb_assert (current_regcache != NULL);
-  newbuf = regcache_xmalloc (src->descr->gdbarch);
-  regcache_cpy (newbuf, src);
-  return newbuf;
+  gdb_assert (target != nullptr);
+
+  for (const auto &regcache : regcache::current_regcache)
+    if (regcache->target () == target
+       && regcache->ptid () == ptid
+       && regcache->arch () == gdbarch)
+      return regcache;
+
+  regcache *new_regcache = new regcache (target, gdbarch, aspace);
+
+  regcache::current_regcache.push_front (new_regcache);
+  new_regcache->set_ptid (ptid);
+
+  return new_regcache;
 }
 
 struct regcache *
-regcache_dup_no_passthrough (struct regcache *src)
+get_thread_arch_regcache (process_stratum_target *target, ptid_t ptid,
+                         struct gdbarch *gdbarch)
 {
-  struct regcache *newbuf;
-  gdb_assert (current_regcache != NULL);
-  newbuf = regcache_xmalloc (src->descr->gdbarch);
-  regcache_cpy_no_passthrough (newbuf, src);
-  return newbuf;
+  scoped_restore_current_inferior restore_current_inferior;
+  set_current_inferior (find_inferior_ptid (target, ptid));
+  address_space *aspace = target_thread_address_space (ptid);
+
+  return get_thread_arch_aspace_regcache (target, ptid, gdbarch, aspace);
 }
 
-int
-regcache_valid_p (const struct regcache *regcache, int regnum)
+static process_stratum_target *current_thread_target;
+static ptid_t current_thread_ptid;
+static struct gdbarch *current_thread_arch;
+
+struct regcache *
+get_thread_regcache (process_stratum_target *target, ptid_t ptid)
 {
-  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);
+  if (!current_thread_arch
+      || target != current_thread_target
+      || current_thread_ptid != ptid)
+    {
+      gdb_assert (ptid != null_ptid);
 
-  return regcache->register_valid_p[regnum];
-}
+      current_thread_ptid = ptid;
+      current_thread_target = target;
 
-void
-regcache_invalidate (struct regcache *regcache, int regnum)
-{
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0);
-  gdb_assert (!regcache->readonly_p);
-  gdb_assert (regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  regcache->register_valid_p[regnum] = 0;
+      scoped_restore_current_inferior restore_current_inferior;
+      set_current_inferior (find_inferior_ptid (target, ptid));
+      current_thread_arch = target_thread_architecture (ptid);
+    }
+
+  return get_thread_arch_regcache (target, ptid, current_thread_arch);
 }
 
+/* See regcache.h.  */
 
-/* Global structure containing the current regcache.  */
-/* FIXME: cagney/2002-05-11: The two global arrays registers[] and
-   deprecated_register_valid[] currently point into this structure.  */
-struct regcache *current_regcache;
+struct regcache *
+get_thread_regcache (thread_info *thread)
+{
+  return get_thread_regcache (thread->inf->process_target (),
+                             thread->ptid);
+}
 
-/* NOTE: this is a write-through cache.  There is no "dirty" bit for
-   recording if the register values have been changed (eg. by the
-   user).  Therefore all registers must be written back to the
-   target when appropriate.  */
+struct regcache *
+get_current_regcache (void)
+{
+  return get_thread_regcache (inferior_thread ());
+}
 
-/* The thread/process associated with the current set of registers. */
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
 
-static ptid_t registers_ptid;
+struct regcache *
+get_thread_regcache_for_ptid (ptid_t ptid)
+{
+  /* This function doesn't take a process_stratum_target parameter
+     because it's a gdbsupport/ routine implemented by both gdb and
+     gdbserver.  It always refers to a ptid of the current target.  */
+  process_stratum_target *proc_target = current_inferior ()->process_target ();
+  return get_thread_regcache (proc_target, ptid);
+}
 
 /* Observer for the target_changed event.  */
 
-void
+static void
 regcache_observer_target_changed (struct target_ops *target)
 {
   registers_changed ();
 }
 
+/* Update global variables old ptids to hold NEW_PTID if they were
+   holding OLD_PTID.  */
+void
+regcache::regcache_thread_ptid_changed (ptid_t old_ptid, ptid_t new_ptid)
+{
+  for (auto &regcache : regcache::current_regcache)
+    {
+      if (regcache->ptid () == old_ptid)
+       regcache->set_ptid (new_ptid);
+    }
+}
+
 /* Low level examining and depositing of registers.
 
    The caller is responsible for making sure that the inferior is
@@ -443,591 +435,882 @@ regcache_observer_target_changed (struct target_ops *target)
    Indicate that registers may have changed, so invalidate the cache.  */
 
 void
-registers_changed (void)
+registers_changed_ptid (process_stratum_target *target, ptid_t ptid)
 {
-  int i;
+  for (auto oit = regcache::current_regcache.before_begin (),
+        it = std::next (oit);
+       it != regcache::current_regcache.end ();
+       )
+    {
+      struct regcache *regcache = *it;
+      if ((target == nullptr || regcache->target () == target)
+         && regcache->ptid ().matches (ptid))
+       {
+         delete regcache;
+         it = regcache::current_regcache.erase_after (oit);
+       }
+      else
+       oit = it++;
+    }
 
-  registers_ptid = pid_to_ptid (-1);
+  if ((target == nullptr || current_thread_target == target)
+      && current_thread_ptid.matches (ptid))
+    {
+      current_thread_target = NULL;
+      current_thread_ptid = null_ptid;
+      current_thread_arch = NULL;
+    }
+
+  if ((target == nullptr || current_inferior ()->process_target () == target)
+      && inferior_ptid.matches (ptid))
+    {
+      /* We just deleted the regcache of the current thread.  Need to
+        forget about any frames we have cached, too.  */
+      reinit_frame_cache ();
+    }
+}
 
-  /* 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);
+/* See regcache.h.  */
 
-  for (i = 0; i < current_regcache->descr->nr_raw_registers; i++)
-    regcache_invalidate (current_regcache, i);
+void
+registers_changed_thread (thread_info *thread)
+{
+  registers_changed_ptid (thread->inf->process_target (), thread->ptid);
 }
 
+void
+registers_changed (void)
+{
+  registers_changed_ptid (nullptr, minus_one_ptid);
+}
 
 void
-regcache_raw_read (struct regcache *regcache, int regnum, gdb_byte *buf)
+regcache::raw_update (int regnum)
 {
-  gdb_assert (regcache != NULL && buf != 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)
+
+  if (get_register_status (regnum) == REG_UNKNOWN)
     {
-      gdb_assert (regcache == current_regcache);
-      if (! ptid_equal (registers_ptid, inferior_ptid))
-       {
-         registers_changed ();
-         registers_ptid = inferior_ptid;
-       }
-      if (!regcache_valid_p (regcache, regnum))
-       target_fetch_registers (regcache, regnum);
-#if 0
-      /* FIXME: cagney/2004-08-07: At present a number of targets
-        forget (or didn't know that they needed) to set this leading to
-        panics.  Also is the problem that targets need to indicate
-        that a register is in one of the possible states: valid,
-        undefined, unknown.  The last of which isn't yet
-        possible.  */
-      gdb_assert (regcache_valid_p (regcache, regnum));
-#endif
+      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 (m_register_status[regnum] == REG_UNKNOWN)
+       m_register_status[regnum] = REG_UNAVAILABLE;
     }
-  /* Copy the value directly into the register cache.  */
-  memcpy (buf, register_buffer (regcache, regnum),
-         regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
 }
 
-void
+enum register_status
+readable_regcache::raw_read (int regnum, gdb_byte *buf)
+{
+  gdb_assert (buf != NULL);
+  raw_update (regnum);
+
+  if (m_register_status[regnum] != REG_VALID)
+    memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
+  else
+    memcpy (buf, register_buffer (regnum),
+           m_descr->sizeof_register[regnum]);
+
+  return m_register_status[regnum];
+}
+
+enum register_status
 regcache_raw_read_signed (struct regcache *regcache, int regnum, LONGEST *val)
 {
-  gdb_byte *buf;
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  buf = alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  regcache_raw_read (regcache, regnum, buf);
-  (*val) = extract_signed_integer (buf,
-                                  regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+  return regcache->raw_read (regnum, val);
 }
 
-void
+template<typename T, typename>
+enum register_status
+readable_regcache::raw_read (int regnum, T *val)
+{
+  gdb_byte *buf;
+  enum register_status status;
+
+  assert_regnum (regnum);
+  buf = (gdb_byte *) alloca (m_descr->sizeof_register[regnum]);
+  status = raw_read (regnum, buf);
+  if (status == REG_VALID)
+    *val = extract_integer<T> (buf,
+                              m_descr->sizeof_register[regnum],
+                              gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch));
+  else
+    *val = 0;
+  return status;
+}
+
+enum register_status
 regcache_raw_read_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 = alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  regcache_raw_read (regcache, regnum, buf);
-  (*val) = extract_unsigned_integer (buf,
-                                    regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+  return regcache->raw_read (regnum, val);
 }
 
 void
 regcache_raw_write_signed (struct regcache *regcache, int regnum, LONGEST val)
 {
-  void *buf;
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  buf = alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  store_signed_integer (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum], val);
-  regcache_raw_write (regcache, regnum, buf);
+  regcache->raw_write (regnum, val);
+}
+
+template<typename T, typename>
+void
+regcache::raw_write (int regnum, T val)
+{
+  gdb_byte *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)
 {
-  void *buf;
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  buf = alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  store_unsigned_integer (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum], val);
-  regcache_raw_write (regcache, regnum, buf);
+  regcache->raw_write (regnum, val);
 }
 
-void
-regcache_cooked_read (struct regcache *regcache, int regnum, gdb_byte *buf)
+LONGEST
+regcache_raw_get_signed (struct regcache *regcache, int regnum)
+{
+  LONGEST value;
+  enum register_status status;
+
+  status = regcache_raw_read_signed (regcache, regnum, &value);
+  if (status == REG_UNAVAILABLE)
+    throw_error (NOT_AVAILABLE_ERROR,
+                _("Register %d is not available"), regnum);
+  return value;
+}
+
+enum register_status
+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)
-    regcache_raw_read (regcache, regnum, buf);
-  else if (regcache->readonly_p
-          && regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers
-          && regcache->register_valid_p[regnum])
-    /* Read-only register cache, perhaps the cooked value was cached?  */
-    memcpy (buf, register_buffer (regcache, regnum),
-           regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+  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)
+    {
+      if (m_register_status[regnum] == REG_VALID)
+       memcpy (buf, register_buffer (regnum),
+               m_descr->sizeof_register[regnum]);
+      else
+       memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
+
+      return m_register_status[regnum];
+    }
+  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 (m_descr->gdbarch,
+                                                    this, regnum);
+      if (value_entirely_available (computed))
+       memcpy (buf, value_contents_raw (computed),
+               m_descr->sizeof_register[regnum]);
+      else
+       {
+         memset (buf, 0, m_descr->sizeof_register[regnum]);
+         result = REG_UNAVAILABLE;
+       }
+
+      value_free_to_mark (mark);
+
+      return result;
+    }
   else
-    gdbarch_pseudo_register_read (regcache->descr->gdbarch, regcache,
-                                 regnum, buf);
+    return gdbarch_pseudo_register_read (m_descr->gdbarch, this,
+                                        regnum, buf);
 }
 
-void
+struct value *
+readable_regcache::cooked_read_value (int regnum)
+{
+  gdb_assert (regnum >= 0);
+  gdb_assert (regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+
+  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 (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 (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 (m_descr->gdbarch,
+                                              this, regnum);
+}
+
+enum register_status
 regcache_cooked_read_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 = alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
-  (*val) = extract_signed_integer (buf,
-                                  regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+  return regcache->cooked_read (regnum, val);
 }
 
-void
+template<typename T, typename>
+enum register_status
+readable_regcache::cooked_read (int regnum, T *val)
+{
+  enum register_status status;
+  gdb_byte *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_integer<T> (buf, m_descr->sizeof_register[regnum],
+                              gdbarch_byte_order (m_descr->gdbarch));
+  else
+    *val = 0;
+  return status;
+}
+
+enum register_status
 regcache_cooked_read_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
                               ULONGEST *val)
 {
-  gdb_byte *buf;
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  buf = alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
-  (*val) = extract_unsigned_integer (buf,
-                                    regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
+  return regcache->cooked_read (regnum, val);
 }
 
 void
 regcache_cooked_write_signed (struct regcache *regcache, int regnum,
                              LONGEST val)
 {
-  void *buf;
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  buf = alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  store_signed_integer (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum], val);
-  regcache_cooked_write (regcache, regnum, buf);
+  regcache->cooked_write (regnum, val);
+}
+
+template<typename T, typename>
+void
+regcache::cooked_write (int regnum, T val)
+{
+  gdb_byte *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);
 }
 
 void
 regcache_cooked_write_unsigned (struct regcache *regcache, int regnum,
                                ULONGEST val)
 {
-  void *buf;
   gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >=0 && regnum < regcache->descr->nr_cooked_registers);
-  buf = alloca (regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  store_unsigned_integer (buf, regcache->descr->sizeof_register[regnum], val);
-  regcache_cooked_write (regcache, regnum, buf);
+  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)
 {
-  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 (current_gdbarch, regnum))
+  if (gdbarch_cannot_store_register (arch (), regnum))
     return;
 
-  /* Make certain that the correct cache is selected.  */
-  gdb_assert (regcache == current_regcache);
-  if (! ptid_equal (registers_ptid, inferior_ptid))
-    {
-      registers_changed ();
-      registers_ptid = inferior_ptid;
-    }
-
   /* If we have a valid copy of the register, and new value == old
-     value, then don't bother doing the actual store. */
-  if (regcache_valid_p (regcache, regnum)
-      && (memcmp (register_buffer (regcache, regnum), buf,
-                 regcache->descr->sizeof_register[regnum]) == 0))
+     value, then don't bother doing the actual store.  */
+  if (get_register_status (regnum) == REG_VALID
+      && (memcmp (register_buffer (regnum), buf,
+                 m_descr->sizeof_register[regnum]) == 0))
     return;
 
-  target_prepare_to_store (regcache);
-  memcpy (register_buffer (regcache, regnum), buf,
-         regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-  regcache->register_valid_p[regnum] = 1;
-  target_store_registers (regcache, regnum);
+  target_prepare_to_store (this);
+  raw_supply (regnum, buf);
+
+  /* Invalidate the register after it is written, in case of a
+     failure.  */
+  auto invalidator
+    = make_scope_exit ([&] { this->invalidate (regnum); });
+
+  target_store_registers (this, regnum);
+
+  /* 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.  */
+/* See regcache.h.  */
 
-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);
+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);
 
-static void
-regcache_xfer_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                   int offset, int len, void *in, const void *out,
-                   void (*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;
-  gdb_byte reg[MAX_REGISTER_SIZE];
-  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;
-  /* Read (when needed) ... */
-  if (in != NULL
-      || offset > 0
-      || offset + len < descr->sizeof_register[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)
     {
-      gdb_assert (read != NULL);
-      read (regcache, regnum, reg);
+      /* 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);
     }
-}
 
-void
-regcache_raw_read_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                       int offset, int len, gdb_byte *buf)
-{
-  struct regcache_descr *descr = regcache->descr;
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_raw_registers);
-  regcache_xfer_part (regcache, regnum, offset, len, buf, NULL,
-                     regcache_raw_read, regcache_raw_write);
+  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
-regcache_raw_write_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                        int offset, int len, const gdb_byte *buf)
+reg_buffer::raw_collect_part (int regnum, int offset, int len,
+                             gdb_byte *out) const
 {
-  struct regcache_descr *descr = regcache->descr;
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_raw_registers);
-  regcache_xfer_part (regcache, regnum, offset, len, NULL, buf,
-                     regcache_raw_read, regcache_raw_write);
+  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);
 }
 
-void
-regcache_cooked_read_part (struct regcache *regcache, int regnum,
-                          int offset, int len, gdb_byte *buf)
+/* See regcache.h.  */
+
+enum register_status
+regcache::write_part (int regnum, int offset, int len,
+                     const gdb_byte *in, bool is_raw)
 {
-  struct regcache_descr *descr = regcache->descr;
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_cooked_registers);
-  regcache_xfer_part (regcache, regnum, offset, len, buf, NULL,
-                     regcache_cooked_read, regcache_cooked_write);
+  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;
+
+  /* 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_cooked_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;
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_cooked_registers);
-  regcache_xfer_part (regcache, regnum, offset, len, NULL, buf,
-                     regcache_cooked_read, regcache_cooked_write);
-}
+  int reg_size = register_size (arch (), regnum);
 
-/* Hack to keep code that view the register buffer as raw bytes
-   working.  */
+  gdb_assert (in != nullptr);
+  gdb_assert (offset >= 0 && offset <= reg_size);
+  gdb_assert (len >= 0 && offset + len <= reg_size);
 
-int
-register_offset_hack (struct gdbarch *gdbarch, int regnum)
-{
-  struct regcache_descr *descr = regcache_descr (gdbarch);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < descr->nr_cooked_registers);
-  return descr->register_offset[regnum];
-}
+  if (offset == 0 && len == 0)
+    {
+      /* Nothing to do.  */
+      return;
+    }
 
-/* Return the contents of register REGNUM as an unsigned integer.  */
+  if (offset == 0 && len == reg_size)
+    {
+      /* Supply the full register.  */
+      return raw_supply (regnum, in);
+    }
 
-ULONGEST
-read_register (int regnum)
-{
-  gdb_byte *buf = alloca (register_size (current_gdbarch, regnum));
-  gdb_assert (current_regcache != NULL);
-  gdb_assert (current_regcache->descr->gdbarch == current_gdbarch);
-  regcache_cooked_read (current_regcache, regnum, buf);
-  return (extract_unsigned_integer (buf, register_size (current_gdbarch, regnum)));
-}
+  gdb_byte *reg = (gdb_byte *) alloca (reg_size);
 
-ULONGEST
-read_register_pid (int regnum, ptid_t ptid)
-{
-  ptid_t save_ptid;
-  int save_pid;
-  CORE_ADDR retval;
+  /* Read existing value to buffer.  */
+  raw_collect (regnum, reg);
 
-  if (ptid_equal (ptid, inferior_ptid))
-    return read_register (regnum);
+  /* Write to buffer, then write out.  */
+  memcpy (reg + offset, in, len);
+  raw_supply (regnum, reg);
+}
 
-  save_ptid = inferior_ptid;
+enum register_status
+readable_regcache::raw_read_part (int regnum, int offset, int len,
+                                 gdb_byte *buf)
+{
+  assert_regnum (regnum);
+  return read_part (regnum, offset, len, buf, true);
+}
 
-  inferior_ptid = ptid;
+/* See regcache.h.  */
 
-  retval = read_register (regnum);
+void
+regcache::raw_write_part (int regnum, int offset, int len,
+                         const gdb_byte *buf)
+{
+  assert_regnum (regnum);
+  write_part (regnum, offset, len, buf, true);
+}
 
-  inferior_ptid = save_ptid;
+/* See regcache.h.  */
 
-  return retval;
+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);
 }
 
-/* Store VALUE into the raw contents of register number REGNUM.  */
+/* See regcache.h.  */
 
 void
-write_register (int regnum, LONGEST val)
+regcache::cooked_write_part (int regnum, int offset, int len,
+                            const gdb_byte *buf)
 {
-  void *buf;
-  int size;
-  size = register_size (current_gdbarch, regnum);
-  buf = alloca (size);
-  store_signed_integer (buf, size, (LONGEST) val);
-  gdb_assert (current_regcache != NULL);
-  gdb_assert (current_regcache->descr->gdbarch == current_gdbarch);
-  regcache_cooked_write (current_regcache, regnum, buf);
+  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < m_descr->nr_cooked_registers);
+  write_part (regnum, offset, len, buf, false);
 }
 
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
+
 void
-write_register_pid (int regnum, CORE_ADDR val, ptid_t ptid)
+reg_buffer::raw_supply (int regnum, const void *buf)
 {
-  ptid_t save_ptid;
+  void *regbuf;
+  size_t size;
 
-  if (ptid_equal (ptid, inferior_ptid))
+  assert_regnum (regnum);
+
+  regbuf = register_buffer (regnum);
+  size = m_descr->sizeof_register[regnum];
+
+  if (buf)
     {
-      write_register (regnum, val);
-      return;
+      memcpy (regbuf, buf, size);
+      m_register_status[regnum] = REG_VALID;
     }
+  else
+    {
+      /* This memset not strictly necessary, but better than garbage
+        in case the register value manages to escape somewhere (due
+        to a bug, no less).  */
+      memset (regbuf, 0, size);
+      m_register_status[regnum] = REG_UNAVAILABLE;
+    }
+}
 
-  save_ptid = inferior_ptid;
+/* See regcache.h.  */
 
-  inferior_ptid = ptid;
+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;
 
-  write_register (regnum, val);
+  assert_regnum (regnum);
 
-  inferior_ptid = save_ptid;
+  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;
 }
 
-/* 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)
+reg_buffer::raw_supply_zeroed (int regnum)
 {
   void *regbuf;
   size_t size;
 
-  gdb_assert (regcache != NULL);
-  gdb_assert (regnum >= 0 && regnum < regcache->descr->nr_raw_registers);
-  gdb_assert (!regcache->readonly_p);
-
-  /* FIXME: kettenis/20030828: It shouldn't be necessary to handle
-     CURRENT_REGCACHE specially here.  */
-  if (regcache == current_regcache
-      && !ptid_equal (registers_ptid, inferior_ptid))
-    {
-      registers_changed ();
-      registers_ptid = inferior_ptid;
-    }
+  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);
-  else
-    memset (regbuf, 0, size);
-
-  /* Mark the register as cached.  */
-  regcache->register_valid_p[regnum] = 1;
+  memset (regbuf, 0, size);
+  m_register_status[regnum] = REG_VALID;
 }
 
-/* Collect register REGNUM from REGCACHE and store its contents in BUF.  */
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
 
 void
-regcache_raw_collect (const struct regcache *regcache, int regnum, void *buf)
+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);
 }
 
+/* See regcache.h.  */
 
-/* read_pc, write_pc, etc.  Special handling for register PC.  */
+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;
 
-/* NOTE: cagney/2001-02-18: The functions read_pc_pid(), read_pc() and
-   read_sp(), will eventually be replaced by per-frame methods.
-   Instead of relying on the global INFERIOR_PTID, they will use the
-   contextual information provided by the FRAME.  These functions do
-   not belong in the register cache.  */
+  assert_regnum (regnum);
 
-/* NOTE: cagney/2003-06-07: The functions generic_target_write_pc(),
-   write_pc_pid() and write_pc(), all need to be replaced by something
-   that does not rely on global state.  But what?  */
+  regbuf = register_buffer (regnum);
+  regsize = m_descr->sizeof_register[regnum];
 
-CORE_ADDR
-read_pc_pid (ptid_t ptid)
+  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
 {
-  ptid_t saved_inferior_ptid;
-  CORE_ADDR pc_val;
+  struct gdbarch *gdbarch = arch ();
+  int reg_size = std::min (register_size (gdbarch, regnum), slot_size);
 
-  /* In case ptid != inferior_ptid. */
-  saved_inferior_ptid = inferior_ptid;
-  inferior_ptid = ptid;
+  /* Use part versions and reg_size to prevent possible buffer overflows when
+     accessing the regcache.  */
 
-  if (TARGET_READ_PC_P ())
-    pc_val = TARGET_READ_PC (ptid);
-  /* Else use per-frame method on get_current_frame.  */
-  else if (PC_REGNUM >= 0)
+  if (out_buf != nullptr)
     {
-      CORE_ADDR raw_val = read_register_pid (PC_REGNUM, ptid);
-      pc_val = gdbarch_addr_bits_remove (current_gdbarch, raw_val);
+      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
-    internal_error (__FILE__, __LINE__, _("read_pc_pid: Unable to find PC"));
-
-  inferior_ptid = saved_inferior_ptid;
-  return pc_val;
+    {
+      /* Invalidate the register.  */
+      out_regcache->raw_supply (regnum, nullptr);
+    }
 }
 
-CORE_ADDR
-read_pc (void)
+/* 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
 {
-  return read_pc_pid (inferior_ptid);
+  const struct regcache_map_entry *map;
+  int offs = 0, count;
+
+  for (map = (const struct regcache_map_entry *) regset->regmap;
+       (count = map->count) != 0;
+       map++)
+    {
+      int regno = map->regno;
+      int slot_size = map->size;
+
+      if (slot_size == 0 && regno != REGCACHE_MAP_SKIP)
+       slot_size = m_descr->sizeof_register[regno];
+
+      if (regno == REGCACHE_MAP_SKIP
+         || (regnum != -1
+             && (regnum < regno || regnum >= regno + count)))
+         offs += count * slot_size;
+
+      else if (regnum == -1)
+       for (; count--; regno++, offs += slot_size)
+         {
+           if (offs + slot_size > size)
+             break;
+
+           transfer_regset_register (out_regcache, regno, in_buf, out_buf,
+                                     slot_size, offs);
+         }
+      else
+       {
+         /* Transfer a single register and return.  */
+         offs += (regnum - regno) * slot_size;
+         if (offs + slot_size > size)
+           return;
+
+         transfer_regset_register (out_regcache, regnum, in_buf, out_buf,
+                                   slot_size, offs);
+         return;
+       }
+    }
 }
 
+/* Supply register REGNUM from BUF to REGCACHE, using the register map
+   in REGSET.  If REGNUM is -1, do this for all registers in REGSET.
+   If BUF is NULL, set the register(s) to "unavailable" status. */
+
 void
-generic_target_write_pc (CORE_ADDR pc, ptid_t ptid)
+regcache_supply_regset (const struct regset *regset,
+                       struct regcache *regcache,
+                       int regnum, const void *buf, size_t size)
 {
-  if (PC_REGNUM >= 0)
-    write_register_pid (PC_REGNUM, pc, ptid);
-  else
-    internal_error (__FILE__, __LINE__,
-                   _("generic_target_write_pc"));
+  regcache->supply_regset (regset, regnum, (const gdb_byte *) buf, size);
 }
 
 void
-write_pc_pid (CORE_ADDR pc, ptid_t ptid)
+regcache::supply_regset (const struct regset *regset,
+                        int regnum, const void *buf, size_t size)
 {
-  ptid_t saved_inferior_ptid;
-
-  /* In case ptid != inferior_ptid. */
-  saved_inferior_ptid = inferior_ptid;
-  inferior_ptid = ptid;
+  transfer_regset (regset, this, regnum, (const gdb_byte *) buf, nullptr, size);
+}
 
-  TARGET_WRITE_PC (pc, ptid);
+/* Collect register REGNUM from REGCACHE to BUF, using the register
+   map in REGSET.  If REGNUM is -1, do this for all registers in
+   REGSET.  */
 
-  inferior_ptid = saved_inferior_ptid;
+void
+regcache_collect_regset (const struct regset *regset,
+                        const struct regcache *regcache,
+                        int regnum, void *buf, size_t size)
+{
+  regcache->collect_regset (regset, regnum, (gdb_byte *) buf, size);
 }
 
 void
-write_pc (CORE_ADDR pc)
+regcache::collect_regset (const struct regset *regset,
+                        int regnum, void *buf, size_t size) const
 {
-  write_pc_pid (pc, inferior_ptid);
+  transfer_regset (regset, nullptr, regnum, nullptr, (gdb_byte *) buf, size);
 }
 
+/* See gdbsupport/common-regcache.h.  */
 
-static void
-reg_flush_command (char *command, int from_tty)
+bool
+reg_buffer::raw_compare (int regnum, const void *buf, int offset) const
 {
-  /* Force-flush the register cache.  */
-  registers_changed ();
-  if (from_tty)
-    printf_filtered (_("Register cache flushed.\n"));
+  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);
 }
 
-static void
-build_regcache (void)
+/* Special handling for register PC.  */
+
+CORE_ADDR
+regcache_read_pc (struct regcache *regcache)
 {
-  current_regcache = regcache_xmalloc (current_gdbarch);
-  current_regcache->readonly_p = 0;
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
+
+  CORE_ADDR pc_val;
+
+  if (gdbarch_read_pc_p (gdbarch))
+    pc_val = gdbarch_read_pc (gdbarch, regcache);
+  /* Else use per-frame method on get_current_frame.  */
+  else if (gdbarch_pc_regnum (gdbarch) >= 0)
+    {
+      ULONGEST raw_val;
+
+      if (regcache_cooked_read_unsigned (regcache,
+                                        gdbarch_pc_regnum (gdbarch),
+                                        &raw_val) == REG_UNAVAILABLE)
+       throw_error (NOT_AVAILABLE_ERROR, _("PC register is not available"));
+
+      pc_val = gdbarch_addr_bits_remove (gdbarch, raw_val);
+    }
+  else
+    internal_error (__FILE__, __LINE__,
+                   _("regcache_read_pc: Unable to find PC"));
+  return pc_val;
 }
 
-static void
-dump_endian_bytes (struct ui_file *file, enum bfd_endian endian,
-                  const unsigned char *buf, long len)
+void
+regcache_write_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc)
 {
-  int i;
-  switch (endian)
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
+
+  if (gdbarch_write_pc_p (gdbarch))
+    gdbarch_write_pc (gdbarch, regcache, pc);
+  else if (gdbarch_pc_regnum (gdbarch) >= 0)
+    regcache_cooked_write_unsigned (regcache,
+                                   gdbarch_pc_regnum (gdbarch), pc);
+  else
+    internal_error (__FILE__, __LINE__,
+                   _("regcache_write_pc: Unable to update PC"));
+
+  /* Writing the PC (for instance, from "load") invalidates the
+     current frame.  */
+  reinit_frame_cache ();
+}
+
+int
+reg_buffer::num_raw_registers () const
+{
+  return gdbarch_num_regs (arch ());
+}
+
+void
+regcache::debug_print_register (const char *func,  int regno)
+{
+  struct gdbarch *gdbarch = arch ();
+
+  fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "%s ", func);
+  if (regno >= 0 && regno < gdbarch_num_regs (gdbarch)
+      && gdbarch_register_name (gdbarch, regno) != NULL
+      && gdbarch_register_name (gdbarch, regno)[0] != '\0')
+    fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(%s)",
+                       gdbarch_register_name (gdbarch, regno));
+  else
+    fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "(%d)", regno);
+  if (regno >= 0 && regno < gdbarch_num_regs (gdbarch))
     {
-    case BFD_ENDIAN_BIG:
-      for (i = 0; i < len; i++)
-       fprintf_unfiltered (file, "%02x", buf[i]);
-      break;
-    case BFD_ENDIAN_LITTLE:
-      for (i = len - 1; i >= 0; i--)
-       fprintf_unfiltered (file, "%02x", buf[i]);
-      break;
-    default:
-      internal_error (__FILE__, __LINE__, _("Bad switch"));
+      enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
+      int size = register_size (gdbarch, regno);
+      gdb_byte *buf = register_buffer (regno);
+
+      fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, " = ");
+      for (int i = 0; i < size; i++)
+       {
+         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "%02x", buf[i]);
+       }
+      if (size <= sizeof (LONGEST))
+       {
+         ULONGEST val = extract_unsigned_integer (buf, size, byte_order);
+
+         fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, " %s %s",
+                             core_addr_to_string_nz (val), plongest (val));
+       }
     }
+  fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "\n");
 }
 
-enum regcache_dump_what
+static void
+reg_flush_command (const char *command, int from_tty)
 {
-  regcache_dump_none, regcache_dump_raw, regcache_dump_cooked, regcache_dump_groups
-};
+  /* Force-flush the register cache.  */
+  registers_changed ();
+  if (from_tty)
+    printf_filtered (_("Register cache flushed.\n"));
+}
 
-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;
-  unsigned char 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_valid_p %ld\n",
-                     regcache->descr->sizeof_raw_register_valid_p);
-  fprintf_unfiltered (file, "gdbarch_num_regs %d\n", 
-                     gdbarch_num_regs (current_gdbarch));
-  fprintf_unfiltered (file, "gdbarch_num_pseudo_regs %d\n",
-                     gdbarch_num_pseudo_regs (current_gdbarch));
-#endif
 
-  gdb_assert (regcache->descr->nr_cooked_registers
-             == (gdbarch_num_regs (current_gdbarch)
-                 + gdbarch_num_pseudo_regs (current_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 (current_gdbarch, regnum);
+         const char *p = gdbarch_register_name (m_gdbarch, regnum);
+
          if (p == NULL)
            p = "";
          else if (p[0] == '\0')
@@ -1044,11 +1327,11 @@ 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 (current_gdbarch))
+      else if (regnum < gdbarch_num_regs (m_gdbarch))
        fprintf_unfiltered (file, " %4d", regnum);
       else
        fprintf_unfiltered (file, " %4d",
-                           (regnum - gdbarch_num_regs (current_gdbarch)));
+                           (regnum - gdbarch_num_regs (m_gdbarch)));
 
       /* Offset.  */
       if (regnum < 0)
@@ -1056,12 +1339,12 @@ 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)
@@ -1070,37 +1353,38 @@ 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";
        else
          {
            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 (strncmp (t, blt, strlen (blt)) == 0)
+           if (startswith (t, blt))
              t += strlen (blt);
          }
        fprintf_unfiltered (file, " %-15s", t);
@@ -1109,150 +1393,486 @@ 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_valid_p (regcache, regnum))
-           fprintf_unfiltered (file, "<invalid>");
-         else
-           {
-             regcache_raw_read (regcache, regnum, buf);
-             fprintf_unfiltered (file, "0x");
-             dump_endian_bytes (file,
-                                gdbarch_byte_order (current_gdbarch), buf,
-                                regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-           }
-       }
-
-      /* Value, cooked.  */
-      if (what_to_dump == regcache_dump_cooked)
-       {
-         if (regnum < 0)
-           fprintf_unfiltered (file, "Cooked value");
-         else
-           {
-             regcache_cooked_read (regcache, regnum, buf);
-             fprintf_unfiltered (file, "0x");
-             dump_endian_bytes (file,
-                                gdbarch_byte_order (current_gdbarch), buf,
-                                regcache->descr->sizeof_register[regnum]);
-           }
-       }
-
-      /* 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 = ",";
-                   }
-               }
-           }
-       }
+      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);
 }
 
+#if GDB_SELF_TEST
+#include "gdbsupport/selftest.h"
+#include "selftest-arch.h"
+#include "target-float.h"
+
+namespace selftests {
+
+class regcache_access : public regcache
+{
+public:
+
+  /* Return the number of elements in current_regcache.  */
+
+  static size_t
+  current_regcache_size ()
+  {
+    return std::distance (regcache::current_regcache.begin (),
+                         regcache::current_regcache.end ());
+  }
+};
+
+/* Wrapper around get_thread_arch_aspace_regcache that does some self checks.  */
+
 static void
-regcache_print (char *args, enum regcache_dump_what what_to_dump)
+test_get_thread_arch_aspace_regcache (process_stratum_target *target,
+                                     ptid_t ptid, struct gdbarch *gdbarch,
+                                     address_space *aspace)
 {
-  if (args == NULL)
-    regcache_dump (current_regcache, gdb_stdout, what_to_dump);
-  else
-    {
-      struct ui_file *file = gdb_fopen (args, "w");
-      if (file == NULL)
-       perror_with_name (_("maintenance print architecture"));
-      regcache_dump (current_regcache, file, what_to_dump);    
-      ui_file_delete (file);
-    }
+  struct regcache *regcache
+    = get_thread_arch_aspace_regcache (target, ptid, gdbarch, aspace);
+  SELF_CHECK (regcache != NULL);
+  SELF_CHECK (regcache->target () == target);
+  SELF_CHECK (regcache->ptid () == ptid);
+  SELF_CHECK (regcache->aspace () == aspace);
 }
 
 static void
-maintenance_print_registers (char *args, int from_tty)
+current_regcache_test (void)
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_none);
+  /* It is empty at the start.  */
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 0);
+
+  ptid_t ptid1 (1), ptid2 (2), ptid3 (3);
+
+  test_target_ops test_target1;
+  test_target_ops test_target2;
+
+  /* Get regcache from (target1,ptid1), a new regcache is added to
+     current_regcache.  */
+  test_get_thread_arch_aspace_regcache (&test_target1, ptid1,
+                                       target_gdbarch (),
+                                       NULL);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 1);
+
+  /* Get regcache from (target1,ptid2), a new regcache is added to
+     current_regcache.  */
+  test_get_thread_arch_aspace_regcache (&test_target1, ptid2,
+                                       target_gdbarch (),
+                                       NULL);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 2);
+
+  /* Get regcache from (target1,ptid3), a new regcache is added to
+     current_regcache.  */
+  test_get_thread_arch_aspace_regcache (&test_target1, ptid3,
+                                       target_gdbarch (),
+                                       NULL);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 3);
+
+  /* Get regcache from (target1,ptid2) again, nothing is added to
+     current_regcache.  */
+  test_get_thread_arch_aspace_regcache (&test_target1, ptid2,
+                                       target_gdbarch (),
+                                       NULL);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 3);
+
+  /* Get regcache from (target2,ptid2), a new regcache is added to
+     current_regcache, since this time we're using a differen
+     target.  */
+  test_get_thread_arch_aspace_regcache (&test_target2, ptid2,
+                                       target_gdbarch (),
+                                       NULL);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 4);
+
+  /* Mark that (target1,ptid2) changed.  The regcache of (target1,
+     ptid2) should be removed from current_regcache.  */
+  registers_changed_ptid (&test_target1, ptid2);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 3);
+
+  /* Get the regcache from (target2,ptid2) again, confirming the
+     registers_changed_ptid call above did not delete it.  */
+  test_get_thread_arch_aspace_regcache (&test_target2, ptid2,
+                                       target_gdbarch (),
+                                       NULL);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 3);
+
+  /* Confirm that marking all regcaches of all targets as changed
+     clears current_regcache.  */
+  registers_changed_ptid (nullptr, minus_one_ptid);
+  SELF_CHECK (regcache_access::current_regcache_size () == 0);
 }
 
-static void
-maintenance_print_raw_registers (char *args, int from_tty)
+class target_ops_no_register : public test_target_ops
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_raw);
+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++;
+}
+
+void
+target_ops_no_register::store_registers (regcache *regs, int regno)
+{
+  this->store_registers_called++;
+}
+
+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)
+{
+  this->xfer_partial_called++;
+
+  *xfered_len = len;
+  return TARGET_XFER_OK;
 }
 
+class readwrite_regcache : public regcache
+{
+public:
+  readwrite_regcache (process_stratum_target *target,
+                     struct gdbarch *gdbarch)
+    : regcache (target, gdbarch, nullptr)
+  {}
+};
+
+/* Test regcache::cooked_read gets registers from raw registers and
+   memory instead of target to_{fetch,store}_registers.  */
+
 static void
-maintenance_print_cooked_registers (char *args, int from_tty)
+cooked_read_test (struct gdbarch *gdbarch)
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_cooked);
+  /* 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 (&mock_target, 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_register_groups (char *args, int from_tty)
+cooked_write_test (struct gdbarch *gdbarch)
 {
-  regcache_print (args, regcache_dump_groups);
+  /* 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 (&mock_target, 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)
 {
-  regcache_descr_handle = gdbarch_data_register_post_init (init_regcache_descr);
-  DEPRECATED_REGISTER_GDBARCH_SWAP (current_regcache);
-  deprecated_register_gdbarch_swap (NULL, 0, build_regcache);
+  regcache_descr_handle
+    = gdbarch_data_register_post_init (init_regcache_descr);
 
-  observer_attach_target_changed (regcache_observer_target_changed);
+  gdb::observers::target_changed.attach (regcache_observer_target_changed);
+  gdb::observers::thread_ptid_changed.attach
+    (regcache::regcache_thread_ptid_changed);
 
   add_com ("flushregs", class_maintenance, reg_flush_command,
-          _("Force gdb to flush its register cache (maintainer command)"));
-
-   /* Initialize the thread/process associated with the current set of
-      registers.  For now, -1 is special, and means `no current process'.  */
-  registers_ptid = pid_to_ptid (-1);
-
-  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);
+          _("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 0.051904 seconds and 4 git commands to generate.