]> git.ipfire.org Git - thirdparty/binutils-gdb.git/blobdiff - gdb/nios2-tdep.c
gdb: add back declarations for _initialize functions
[thirdparty/binutils-gdb.git] / gdb / nios2-tdep.c
index 12056b51a54cdfd0d4f0b785e13567c9109f54e7..cb669da24802bdfcc1d37a99a4f6d4e8801b885c 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /* Target-machine dependent code for Nios II, for GDB.
-   Copyright (C) 2012-2015 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2012-2020 Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Peter Brookes (pbrookes@altera.com)
    and Andrew Draper (adraper@altera.com).
    Contributed by Mentor Graphics, Inc.
 #include "value.h"
 #include "symfile.h"
 #include "arch-utils.h"
-#include "floatformat.h"
 #include "infcall.h"
 #include "regset.h"
 #include "target-descriptions.h"
 
 /* To get entry_point_address.  */
 #include "objfiles.h"
-
-/* Nios II ISA specific encodings and macros.  */
-#include "opcode/nios2.h"
+#include <algorithm>
 
 /* Nios II specific header.  */
 #include "nios2-tdep.h"
 
 /* Control debugging information emitted in this file.  */
 
-static int nios2_debug = 0;
+static bool nios2_debug = false;
 
 /* The following structures are used in the cache for prologue
    analysis; see the reg_value and reg_saved tables in
    struct nios2_unwind_cache, respectively.  */
 
-/* struct reg_value is used to record that a register has the same value
-   as reg at the given offset from the start of a function.  */
+/* struct reg_value is used to record that a register has reg's initial
+   value at the start of a function plus the given constant offset.
+   If reg == 0, then the value is just the offset.
+   If reg < 0, then the value is unknown.  */
 
 struct reg_value
 {
   int reg;
-  unsigned int offset;
+  int offset;
 };
 
 /* struct reg_saved is used to record that a register value has been saved at
@@ -141,17 +140,15 @@ static int nios2_dwarf2gdb_regno_map[] =
   NIOS2_MPUACC_REGNUM     /* 48 */
 };
 
+gdb_static_assert (ARRAY_SIZE (nios2_dwarf2gdb_regno_map) == NIOS2_NUM_REGS);
 
 /* Implement the dwarf2_reg_to_regnum gdbarch method.  */
 
 static int
 nios2_dwarf_reg_to_regnum (struct gdbarch *gdbarch, int dw_reg)
 {
-  if (dw_reg < 0 || dw_reg > NIOS2_NUM_REGS)
-    {
-      warning (_("Dwarf-2 uses unmapped register #%d"), dw_reg);
-      return dw_reg;
-    }
+  if (dw_reg < 0 || dw_reg >= NIOS2_NUM_REGS)
+    return -1;
 
   return nios2_dwarf2gdb_regno_map[dw_reg];
 }
@@ -212,13 +209,13 @@ nios2_extract_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct type *valtype,
 
   /* Return values of up to 8 bytes are returned in $r2 $r3.  */
   if (len <= register_size (gdbarch, NIOS2_R2_REGNUM))
-    regcache_cooked_read (regcache, NIOS2_R2_REGNUM, valbuf);
+    regcache->cooked_read (NIOS2_R2_REGNUM, valbuf);
   else
     {
       gdb_assert (len <= (register_size (gdbarch, NIOS2_R2_REGNUM)
                          + register_size (gdbarch, NIOS2_R3_REGNUM)));
-      regcache_cooked_read (regcache, NIOS2_R2_REGNUM, valbuf);
-      regcache_cooked_read (regcache, NIOS2_R3_REGNUM, valbuf + 4);
+      regcache->cooked_read (NIOS2_R2_REGNUM, valbuf);
+      regcache->cooked_read (NIOS2_R3_REGNUM, valbuf + 4);
     }
 }
 
@@ -233,13 +230,13 @@ nios2_store_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct type *valtype,
 
   /* Return values of up to 8 bytes are returned in $r2 $r3.  */
   if (len <= register_size (gdbarch, NIOS2_R2_REGNUM))
-    regcache_cooked_write (regcache, NIOS2_R2_REGNUM, valbuf);
+    regcache->cooked_write (NIOS2_R2_REGNUM, valbuf);
   else
     {
       gdb_assert (len <= (register_size (gdbarch, NIOS2_R2_REGNUM)
                          + register_size (gdbarch, NIOS2_R3_REGNUM)));
-      regcache_cooked_write (regcache, NIOS2_R2_REGNUM, valbuf);
-      regcache_cooked_write (regcache, NIOS2_R3_REGNUM, valbuf + 4);
+      regcache->cooked_write (NIOS2_R2_REGNUM, valbuf);
+      regcache->cooked_write (NIOS2_R3_REGNUM, valbuf + 4);
     }
 }
 
@@ -287,8 +284,16 @@ nios2_fetch_insn (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc,
   unsigned long mach = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->mach;
   unsigned int insn;
 
-  if (!safe_read_memory_integer (pc, NIOS2_OPCODE_SIZE,
-                                gdbarch_byte_order (gdbarch), &memword))
+  if (mach == bfd_mach_nios2r2)
+    {
+      if (!safe_read_memory_integer (pc, NIOS2_OPCODE_SIZE,
+                                    BFD_ENDIAN_LITTLE, &memword)
+         && !safe_read_memory_integer (pc, NIOS2_CDX_OPCODE_SIZE,
+                                       BFD_ENDIAN_LITTLE, &memword))
+       return NULL;
+    }
+  else if (!safe_read_memory_integer (pc, NIOS2_OPCODE_SIZE,
+                                     gdbarch_byte_order (gdbarch), &memword))
     return NULL;
 
   insn = (unsigned int) memword;
@@ -305,13 +310,38 @@ static int
 nios2_match_add (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                 unsigned long mach, int *ra, int *rb, int *rc)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_ADD || op->match == MATCH_R1_MOV)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && (op->match == MATCH_R1_ADD || op->match == MATCH_R1_MOV))
     {
       *ra = GET_IW_R_A (insn);
       *rb = GET_IW_R_B (insn);
       *rc = GET_IW_R_C (insn);
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_ADD || op->match == MATCH_R2_MOV)
+    {
+      *ra = GET_IW_F3X6L5_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F3X6L5_B (insn);
+      *rc = GET_IW_F3X6L5_C (insn);
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_ADD_N)
+    {
+      *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T3X1_A3 (insn)];
+      *rb = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T3X1_B3 (insn)];
+      *rc = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T3X1_C3 (insn)];
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_MOV_N)
+    {
+      *ra = GET_IW_F2_A (insn);
+      *rb = 0;
+      *rc = GET_IW_F2_B (insn);
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -322,13 +352,31 @@ static int
 nios2_match_sub (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                 unsigned long mach, int *ra, int *rb, int *rc)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_SUB)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && op->match == MATCH_R1_SUB)
     {
       *ra = GET_IW_R_A (insn);
       *rb = GET_IW_R_B (insn);
       *rc = GET_IW_R_C (insn);
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_SUB)
+    {
+      *ra = GET_IW_F3X6L5_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F3X6L5_B (insn);
+      *rc = GET_IW_F3X6L5_C (insn);
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_SUB_N)
+    {
+      *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T3X1_A3 (insn)];
+      *rb = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T3X1_B3 (insn)];
+      *rc = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T3X1_C3 (insn)];
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -340,13 +388,49 @@ static int
 nios2_match_addi (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                  unsigned long mach, int *ra, int *rb, int *imm)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_ADDI)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && op->match == MATCH_R1_ADDI)
     {
       *ra = GET_IW_I_A (insn);
       *rb = GET_IW_I_B (insn);
       *imm = (signed) (GET_IW_I_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_ADDI)
+    {
+      *ra = GET_IW_F2I16_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F2I16_B (insn);
+      *imm = (signed) (GET_IW_F2I16_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_ADDI_N || op->match == MATCH_R2_SUBI_N)
+    {
+      *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T2X1I3_A3 (insn)];
+      *rb = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T2X1I3_B3 (insn)];
+      *imm = nios2_r2_asi_n_mappings[GET_IW_T2X1I3_IMM3 (insn)];
+      if (op->match == MATCH_R2_SUBI_N)
+       *imm = - (*imm);
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_SPADDI_N)
+    {
+      *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T1I7_A3 (insn)];
+      *rb = NIOS2_SP_REGNUM;
+      *imm = GET_IW_T1I7_IMM7 (insn) << 2;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_SPINCI_N || op->match == MATCH_R2_SPDECI_N)
+    {
+      *ra = NIOS2_SP_REGNUM;
+      *rb = NIOS2_SP_REGNUM;
+      *imm = GET_IW_X1I7_IMM7 (insn) << 2;
+      if (op->match == MATCH_R2_SPDECI_N)
+       *imm = - (*imm);
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -358,13 +442,24 @@ static int
 nios2_match_orhi (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                  unsigned long mach, int *ra, int *rb, unsigned int *uimm)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_ORHI)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && op->match == MATCH_R1_ORHI)
     {
       *ra = GET_IW_I_A (insn);
       *rb = GET_IW_I_B (insn);
       *uimm = GET_IW_I_IMM16 (insn);
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_ORHI)
+    {
+      *ra = GET_IW_F2I16_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F2I16_B (insn);
+      *uimm = GET_IW_F2I16_IMM16 (insn);
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -376,13 +471,52 @@ static int
 nios2_match_stw (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                 unsigned long mach, int *ra, int *rb, int *imm)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_STW || op->match == MATCH_R1_STWIO)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && (op->match == MATCH_R1_STW || op->match == MATCH_R1_STWIO))
     {
       *ra = GET_IW_I_A (insn);
       *rb = GET_IW_I_B (insn);
       *imm = (signed) (GET_IW_I_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_STW)
+    {
+      *ra = GET_IW_F2I16_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F2I16_B (insn);
+      *imm = (signed) (GET_IW_F2I16_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_STWIO)
+    {
+      *ra = GET_IW_F2X4I12_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F2X4I12_B (insn);
+      *imm = (signed) (GET_IW_F2X4I12_IMM12 (insn) << 20) >> 20;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_STW_N)
+    {
+      *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T2I4_A3 (insn)];
+      *rb = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T2I4_B3 (insn)];
+      *imm = GET_IW_T2I4_IMM4 (insn) << 2;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_STWSP_N)
+    {
+      *ra = NIOS2_SP_REGNUM;
+      *rb = GET_IW_F1I5_B (insn);
+      *imm = GET_IW_F1I5_IMM5 (insn) << 2;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_STWZ_N)
+    {
+      *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T1X1I6_A3 (insn)];
+      *rb = 0;
+      *imm = GET_IW_T1X1I6_IMM6 (insn) << 2;
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -394,13 +528,45 @@ static int
 nios2_match_ldw (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                 unsigned long mach, int *ra, int *rb, int *imm)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_LDW || op->match == MATCH_R1_LDWIO)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && (op->match == MATCH_R1_LDW || op->match == MATCH_R1_LDWIO))
     {
       *ra = GET_IW_I_A (insn);
       *rb = GET_IW_I_B (insn);
       *imm = (signed) (GET_IW_I_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_LDW)
+    {
+      *ra = GET_IW_F2I16_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F2I16_B (insn);
+      *imm = (signed) (GET_IW_F2I16_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_LDWIO)
+    {
+      *ra = GET_IW_F2X4I12_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F2X4I12_B (insn);
+      *imm = (signed) (GET_IW_F2X4I12_IMM12 (insn) << 20) >> 20;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_LDW_N)
+    {
+      *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T2I4_A3 (insn)];
+      *rb = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T2I4_B3 (insn)];
+      *imm = GET_IW_T2I4_IMM4 (insn) << 2;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_LDWSP_N)
+    {
+      *ra = NIOS2_SP_REGNUM;
+      *rb = GET_IW_F1I5_B (insn);
+      *imm = GET_IW_F1I5_IMM5 (insn) << 2;
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -411,15 +577,126 @@ static int
 nios2_match_rdctl (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                   unsigned long mach, int *ra, int *rc)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_RDCTL)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && (op->match == MATCH_R1_RDCTL))
     {
       *ra = GET_IW_R_IMM5 (insn);
       *rc = GET_IW_R_C (insn);
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_RDCTL)
+    {
+      *ra = GET_IW_F3X6L5_IMM5 (insn);
+      *rc = GET_IW_F3X6L5_C (insn);
+      return 1;
+    }
+  return 0;
+}
+
+/* Match and disassemble a PUSH.N or STWM instruction.
+   Returns true on success, and fills in the operand pointers.  */
+
+static int
+nios2_match_stwm (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
+                 unsigned long mach, unsigned int *reglist,
+                 int *ra, int *imm, int *wb, int *id)
+{
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_PUSH_N)
+    {
+      *reglist = 1 << 31;
+      if (GET_IW_L5I4X1_FP (insn))
+       *reglist |= (1 << 28);
+      if (GET_IW_L5I4X1_CS (insn))
+       {
+         int val = GET_IW_L5I4X1_REGRANGE (insn);
+         *reglist |= nios2_r2_reg_range_mappings[val];
+       }
+      *ra = NIOS2_SP_REGNUM;
+      *imm = GET_IW_L5I4X1_IMM4 (insn) << 2;
+      *wb = 1;
+      *id = 0;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_STWM)
+    {
+      unsigned int rawmask = GET_IW_F1X4L17_REGMASK (insn);
+      if (GET_IW_F1X4L17_RS (insn))
+       {
+         *reglist = ((rawmask << 14) & 0x00ffc000);
+         if (rawmask & (1 << 10))
+           *reglist |= (1 << 28);
+         if (rawmask & (1 << 11))
+           *reglist |= (1 << 31);
+       }
+      else
+       *reglist = rawmask << 2;
+      *ra = GET_IW_F1X4L17_A (insn);
+      *imm = 0;
+      *wb = GET_IW_F1X4L17_WB (insn);
+      *id = GET_IW_F1X4L17_ID (insn);
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
+/* Match and disassemble a POP.N or LDWM instruction.
+   Returns true on success, and fills in the operand pointers.  */
+
+static int
+nios2_match_ldwm (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
+                 unsigned long mach, unsigned int *reglist,
+                 int *ra, int *imm, int *wb, int *id, int *ret)
+{
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_POP_N)
+    {
+      *reglist = 1 << 31;
+      if (GET_IW_L5I4X1_FP (insn))
+       *reglist |= (1 << 28);
+      if (GET_IW_L5I4X1_CS (insn))
+       {
+         int val = GET_IW_L5I4X1_REGRANGE (insn);
+         *reglist |= nios2_r2_reg_range_mappings[val];
+       }
+      *ra = NIOS2_SP_REGNUM;
+      *imm = GET_IW_L5I4X1_IMM4 (insn) << 2;
+      *wb = 1;
+      *id = 1;
+      *ret = 1;
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_LDWM)
+    {
+      unsigned int rawmask = GET_IW_F1X4L17_REGMASK (insn);
+      if (GET_IW_F1X4L17_RS (insn))
+       {
+         *reglist = ((rawmask << 14) & 0x00ffc000);
+         if (rawmask & (1 << 10))
+           *reglist |= (1 << 28);
+         if (rawmask & (1 << 11))
+           *reglist |= (1 << 31);
+       }
+      else
+       *reglist = rawmask << 2;
+      *ra = GET_IW_F1X4L17_A (insn);
+      *imm = 0;
+      *wb = GET_IW_F1X4L17_WB (insn);
+      *id = GET_IW_F1X4L17_ID (insn);
+      *ret = GET_IW_F1X4L17_PC (insn);
+      return 1;
+    }
+  return 0;
+}
 
 /* Match and disassemble a branch instruction, with (potentially)
    2 register operands and one immediate operand.
@@ -440,36 +717,93 @@ nios2_match_branch (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                    unsigned long mach, int *ra, int *rb, int *imm,
                    enum branch_condition *cond)
 {
-  switch (op->match)
-    {
-    case MATCH_R1_BR:
-      *cond = branch_none;
-      break;
-    case MATCH_R1_BEQ:
-      *cond = branch_eq;
-      break;
-    case MATCH_R1_BNE:
-      *cond = branch_ne;
-      break;
-    case MATCH_R1_BGE:
-      *cond = branch_ge;
-      break;
-    case MATCH_R1_BGEU:
-      *cond = branch_geu;
-      break;
-    case MATCH_R1_BLT:
-      *cond = branch_lt;
-      break;
-    case MATCH_R1_BLTU:
-      *cond = branch_ltu;
-      break;
-    default:
-      return 0;
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2)
+    {
+      switch (op->match)
+       {
+       case MATCH_R1_BR:
+         *cond = branch_none;
+         break;
+       case MATCH_R1_BEQ:
+         *cond = branch_eq;
+         break;
+       case MATCH_R1_BNE:
+         *cond = branch_ne;
+         break;
+       case MATCH_R1_BGE:
+         *cond = branch_ge;
+         break;
+       case MATCH_R1_BGEU:
+         *cond = branch_geu;
+         break;
+       case MATCH_R1_BLT:
+         *cond = branch_lt;
+         break;
+       case MATCH_R1_BLTU:
+         *cond = branch_ltu;
+         break;
+       default:
+         return 0;
+       }
+      *imm = (signed) (GET_IW_I_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
+      *ra = GET_IW_I_A (insn);
+      *rb = GET_IW_I_B (insn);
+      return 1;
     }
-  *imm = (signed) (GET_IW_I_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
-  *ra = GET_IW_I_A (insn);
-  *rb = GET_IW_I_B (insn);
-  return 1;
+  else
+    {
+      switch (op->match)
+       {
+       case MATCH_R2_BR_N:
+         *cond = branch_none;
+         *ra = NIOS2_Z_REGNUM;
+         *rb = NIOS2_Z_REGNUM;
+         *imm = (signed) ((GET_IW_I10_IMM10 (insn) << 1) << 21) >> 21;
+         return 1;
+       case MATCH_R2_BEQZ_N:
+         *cond = branch_eq;
+         *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T1I7_A3 (insn)];
+         *rb = NIOS2_Z_REGNUM;
+         *imm = (signed) ((GET_IW_T1I7_IMM7 (insn) << 1) << 24) >> 24;
+         return 1;
+       case MATCH_R2_BNEZ_N:
+         *cond = branch_ne;
+         *ra = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T1I7_A3 (insn)];
+         *rb = NIOS2_Z_REGNUM;
+         *imm = (signed) ((GET_IW_T1I7_IMM7 (insn) << 1) << 24) >> 24;
+         return 1;
+       case MATCH_R2_BR:
+         *cond = branch_none;
+         break;
+       case MATCH_R2_BEQ:
+         *cond = branch_eq;
+         break;
+       case MATCH_R2_BNE:
+         *cond = branch_ne;
+         break;
+       case MATCH_R2_BGE:
+         *cond = branch_ge;
+         break;
+       case MATCH_R2_BGEU:
+         *cond = branch_geu;
+         break;
+       case MATCH_R2_BLT:
+         *cond = branch_lt;
+         break;
+       case MATCH_R2_BLTU:
+         *cond = branch_ltu;
+         break;
+       default:
+         return 0;
+       }
+      *ra = GET_IW_F2I16_A (insn);
+      *rb = GET_IW_F2I16_B (insn);
+      *imm = (signed) (GET_IW_F2I16_IMM16 (insn) << 16) >> 16;
+      return 1;
+    }
+  return 0;
 }
 
 /* Match and disassemble a direct jump instruction, with an
@@ -480,11 +814,20 @@ static int
 nios2_match_jmpi (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                  unsigned long mach, unsigned int *uimm)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_JMPI)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && op->match == MATCH_R1_JMPI)
     {
       *uimm = GET_IW_J_IMM26 (insn) << 2;
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_JMPI)
+    {
+      *uimm = GET_IW_L26_IMM26 (insn) << 2;
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -496,11 +839,20 @@ static int
 nios2_match_calli (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                   unsigned long mach, unsigned int *uimm)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_CALL)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && op->match == MATCH_R1_CALL)
     {
       *uimm = GET_IW_J_IMM26 (insn) << 2;
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_CALL)
+    {
+      *uimm = GET_IW_L26_IMM26 (insn) << 2;
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -512,23 +864,49 @@ static int
 nios2_match_jmpr (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                  unsigned long mach, int *ra)
 {
-  switch (op->match)
-    {
-    case MATCH_R1_JMP:
-      *ra = GET_IW_I_A (insn);
-      return 1;
-    case MATCH_R1_RET:
-      *ra = NIOS2_RA_REGNUM;
-      return 1;
-    case MATCH_R1_ERET:
-      *ra = NIOS2_EA_REGNUM;
-      return 1;
-    case MATCH_R1_BRET:
-      *ra = NIOS2_BA_REGNUM;
-      return 1;
-    default:
-      return 0;
-    }
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2)
+    switch (op->match)
+      {
+      case MATCH_R1_JMP:
+       *ra = GET_IW_I_A (insn);
+       return 1;
+      case MATCH_R1_RET:
+       *ra = NIOS2_RA_REGNUM;
+       return 1;
+      case MATCH_R1_ERET:
+       *ra = NIOS2_EA_REGNUM;
+       return 1;
+      case MATCH_R1_BRET:
+       *ra = NIOS2_BA_REGNUM;
+       return 1;
+      default:
+       return 0;
+      }
+  else
+    switch (op->match)
+      {
+      case MATCH_R2_JMP:
+       *ra = GET_IW_F2I16_A (insn);
+       return 1;
+      case MATCH_R2_JMPR_N:
+       *ra = GET_IW_F1X1_A (insn);
+       return 1;
+      case MATCH_R2_RET:
+      case MATCH_R2_RET_N:
+       *ra = NIOS2_RA_REGNUM;
+       return 1;
+      case MATCH_R2_ERET:
+       *ra = NIOS2_EA_REGNUM;
+       return 1;
+      case MATCH_R2_BRET:
+       *ra = NIOS2_BA_REGNUM;
+       return 1;
+      default:
+       return 0;
+      }
+  return 0;
 }
 
 /* Match and disassemble an indirect call instruction, with a register
@@ -538,11 +916,25 @@ static int
 nios2_match_callr (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                   unsigned long mach, int *ra)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_CALLR)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && op->match == MATCH_R1_CALLR)
     {
       *ra = GET_IW_I_A (insn);
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_CALLR)
+    {
+      *ra = GET_IW_F2I16_A (insn);
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_CALLR_N)
+    {
+      *ra = GET_IW_F1X1_A (insn);
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -553,11 +945,25 @@ static int
 nios2_match_break (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                  unsigned long mach, unsigned int *uimm)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_BREAK)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && op->match == MATCH_R1_BREAK)
     {
       *uimm = GET_IW_R_IMM5 (insn);
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_BREAK)
+    {
+      *uimm = GET_IW_F3X6L5_IMM5 (insn);
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_BREAK_N)
+    {
+      *uimm = GET_IW_X2L5_IMM5 (insn);
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -568,11 +974,25 @@ static int
 nios2_match_trap (uint32_t insn, const struct nios2_opcode *op,
                  unsigned long mach, unsigned int *uimm)
 {
-  if (op->match == MATCH_R1_TRAP)
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
+
+  if (!is_r2 && op->match == MATCH_R1_TRAP)
     {
       *uimm = GET_IW_R_IMM5 (insn);
       return 1;
     }
+  else if (!is_r2)
+    return 0;
+  else if (op->match == MATCH_R2_TRAP)
+    {
+      *uimm = GET_IW_F3X6L5_IMM5 (insn);
+      return 1;
+    }
+  else if (op->match == MATCH_R2_TRAP_N)
+    {
+      *uimm = GET_IW_X2L5_IMM5 (insn);
+      return 1;
+    }
   return 0;
 }
 
@@ -589,6 +1009,7 @@ nios2_in_epilogue_p (struct gdbarch *gdbarch,
                     CORE_ADDR start_pc)
 {
   unsigned long mach = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->mach;
+  int is_r2 = (mach == bfd_mach_nios2r2);
   /* Maximum number of possibly-epilogue instructions to check.
      Note that this number should not be too large, else we can
      potentially end up iterating through unmapped memory.  */
@@ -597,6 +1018,7 @@ nios2_in_epilogue_p (struct gdbarch *gdbarch,
   const struct nios2_opcode *op = NULL;
   unsigned int uimm;
   int imm;
+  int wb, id, ret;
   int ra, rb, rc;
   enum branch_condition cond;
   CORE_ADDR pc;
@@ -605,17 +1027,41 @@ nios2_in_epilogue_p (struct gdbarch *gdbarch,
   if (current_pc <= start_pc)
     return 0;
 
-  /* Find the previous instruction before current_pc.
-     For the moment we will assume that all instructions are the
-     same size here.  */
-  pc = current_pc - NIOS2_OPCODE_SIZE;
+  /* Find the previous instruction before current_pc.  For R2, it might
+     be either a 16-bit or 32-bit instruction; the only way to know for
+     sure is to scan through from the beginning of the function,
+     disassembling as we go.  */
+  if (is_r2)
+    for (pc = start_pc; ; )
+      {
+       op = nios2_fetch_insn (gdbarch, pc, &insn);
+       if (op == NULL)
+         return 0;
+       if (pc + op->size < current_pc)
+         pc += op->size;
+       else
+         break;
+       /* We can skip over insns to a forward branch target.  Since
+          the branch offset is relative to the next instruction,
+          it's correct to do this after incrementing the pc above.  */
+       if (nios2_match_branch (insn, op, mach, &ra, &rb, &imm, &cond)
+           && imm > 0
+           && pc + imm < current_pc)
+         pc += imm;
+      }
+  /* Otherwise just go back to the previous 32-bit insn.  */
+  else
+    pc = current_pc - NIOS2_OPCODE_SIZE;
 
   /* Beginning with the previous instruction we just located, check whether
      we are in a sequence of at least one stack adjustment instruction.
      Possible instructions here include:
         ADDI sp, sp, n
         ADD sp, sp, rn
-        LDW sp, n(sp)  */
+        LDW sp, n(sp)
+        SPINCI.N n
+        LDWSP.N sp, n(sp)
+        LDWM {reglist}, (sp)++, wb */
   for (ninsns = 0; ninsns < max_insns; ninsns++)
     {
       int ok = 0;
@@ -633,6 +1079,9 @@ nios2_in_epilogue_p (struct gdbarch *gdbarch,
        ok = (rc == NIOS2_SP_REGNUM);
       else if (nios2_match_ldw (insn, op, mach, &ra, &rb, &imm))
        ok = (rb == NIOS2_SP_REGNUM);
+      else if (nios2_match_ldwm (insn, op, mach, &uimm, &ra,
+                                &imm, &wb, &ret, &id))
+       ok = (ra == NIOS2_SP_REGNUM && wb && id);
       if (!ok)
        break;
     }
@@ -648,9 +1097,12 @@ nios2_in_epilogue_p (struct gdbarch *gdbarch,
     return 1;
 
   /* The next instruction following the stack adjustments must be a
-     return, jump, or unconditional branch.  */
+     return, jump, or unconditional branch, or a CDX pop.n or ldwm
+     that does an implicit return.  */
   if (nios2_match_jmpr (insn, op, mach, &ra)
       || nios2_match_jmpi (insn, op, mach, &uimm)
+      || (nios2_match_ldwm (insn, op, mach, &uimm, &ra, &imm, &wb, &id, &ret)
+         && ret)
       || (nios2_match_branch (insn, op, mach, &ra, &rb, &imm, &cond)
          && cond == branch_none))
     return 1;
@@ -684,10 +1136,12 @@ nios2_stack_frame_destroyed_p (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR pc)
          mov    ra, r8
 
      2) A stack adjustment and save of R4-R7 for varargs functions.
-        This is typically merged with item 3.
+        For R2 CDX this is typically handled with a STWM, otherwise
+       this is typically merged with item 3.
 
-     3) A stack adjustment and save of the callee-saved registers;
-       typically an explicit SP decrement and individual register
+     3) A stack adjustment and save of the callee-saved registers.
+        For R2 CDX these are typically handled with a PUSH.N or STWM,
+       otherwise as an explicit SP decrement and individual register
        saves.
 
         There may also be a stack switch here in an exception handler
@@ -741,7 +1195,6 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
      Note that this number should not be too large, else we can
      potentially end up iterating through unmapped memory.  */
   int ninsns, max_insns = 50;
-  int regno;
   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
   unsigned long mach = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->mach;
 
@@ -751,8 +1204,6 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
   struct reg_value *value = cache->reg_value;
   struct reg_value temp_value[NIOS2_NUM_REGS];
 
-  int i;
-
   /* Save the starting PC so we can correct the pc after running
      through the prolog, using symbol info.  */
   CORE_ADDR pc = start_pc;
@@ -789,7 +1240,7 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
       int ra, rb, rc, imm;
       unsigned int uimm;
       unsigned int reglist;
-      int wb, ret;
+      int wb, id, ret;
       enum branch_condition cond;
 
       if (pc == current_pc)
@@ -812,7 +1263,12 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
       pc += op->size;
 
       if (nios2_debug)
-       fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "[%08X]", insn);
+       {
+         if (op->size == 2)
+           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "[%04X]", insn & 0xffff);
+         else
+           fprintf_unfiltered (gdb_stdlog, "[%08X]", insn);
+       }
 
       /* The following instructions can appear in the prologue.  */
 
@@ -829,7 +1285,7 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
 
              /* If any registers were saved on the stack before then
                 we can't backtrace into them now.  */
-             for (i = 0 ; i < NIOS2_NUM_REGS ; i++)
+             for (int i = 0 ; i < NIOS2_NUM_REGS ; i++)
                {
                  if (cache->reg_saved[i].basereg == NIOS2_SP_REGNUM)
                    cache->reg_saved[i].basereg = -1;
@@ -954,6 +1410,41 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
            break;
         }
 
+      else if (nios2_match_stwm (insn, op, mach,
+                                &reglist, &ra, &imm, &wb, &id))
+       {
+         /* PUSH.N {reglist}, adjust
+            or
+            STWM {reglist}, --(SP)[, writeback] */
+         int off = 0;
+
+         if (ra != NIOS2_SP_REGNUM || id != 0)
+           /* This is a non-stack-push memory write and cannot be
+              part of the prologue.  */
+           break;
+
+         for (int i = 31; i >= 0; i--)
+           if (reglist & (1 << i))
+             {
+               int orig = value[i].reg;
+               
+               off += 4;
+               if (orig > 0 && value[i].offset == 0 && pc < current_pc)
+                 {
+                   cache->reg_saved[orig].basereg
+                     = value[NIOS2_SP_REGNUM].reg;
+                   cache->reg_saved[orig].addr
+                     = value[NIOS2_SP_REGNUM].offset - off;
+                 }
+             }
+
+         if (wb)
+           value[NIOS2_SP_REGNUM].offset -= off;
+         value[NIOS2_SP_REGNUM].offset -= imm;
+
+         prologue_end = pc;
+       }
+
       else if (nios2_match_rdctl (insn, op, mach, &ra, &rc))
        {
          /* RDCTL rC, ctlN
@@ -977,9 +1468,9 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
                 if ra has been stored into r8 beforehand and if it's
                 before the stack adjust.
                 Note mcount corrupts r2-r3, r9-r15 & ra.  */
-             for (i = 2 ; i <= 3 ; i++)
+             for (int i = 2 ; i <= 3 ; i++)
                value[i].reg = -1;
-             for (i = 9 ; i <= 15 ; i++)
+             for (int i = 9 ; i <= 15 ; i++)
                value[i].reg = -1;
              value[NIOS2_RA_REGNUM].reg = -1;
 
@@ -1037,6 +1528,9 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
       else if (nios2_match_callr (insn, op, mach, &ra)
               || nios2_match_jmpr (insn, op, mach, &ra)
               || nios2_match_jmpi (insn, op, mach, &uimm)
+              || (nios2_match_ldwm (insn, op, mach, &reglist, &ra,
+                                    &imm, &wb, &id, &ret)
+                  && ret)
               || nios2_match_trap (insn, op, mach, &uimm)
               || nios2_match_break (insn, op, mach, &uimm))
        break;
@@ -1126,14 +1620,14 @@ nios2_analyze_prologue (struct gdbarch *gdbarch, const CORE_ADDR start_pc,
 
   /* Adjust all the saved registers such that they contain addresses
      instead of offsets.  */
-  for (i = 0; i < NIOS2_NUM_REGS; i++)
+  for (int i = 0; i < NIOS2_NUM_REGS; i++)
     if (cache->reg_saved[i].basereg == NIOS2_SP_REGNUM)
       {
        cache->reg_saved[i].basereg = NIOS2_Z_REGNUM;
        cache->reg_saved[i].addr += frame_high;
       }
 
-  for (i = 0; i < NIOS2_NUM_REGS; i++)
+  for (int i = 0; i < NIOS2_NUM_REGS; i++)
     if (cache->reg_saved[i].basereg == NIOS2_GP_REGNUM)
       {
        CORE_ADDR gp = get_frame_register_unsigned (this_frame,
@@ -1190,7 +1684,7 @@ nios2_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR start_pc)
         = skip_prologue_using_sal (gdbarch, func_addr);
 
       if (post_prologue_pc != 0)
-        return max (start_pc, post_prologue_pc);
+        return std::max (start_pc, post_prologue_pc);
     }
 
   /* Prologue analysis does the rest....  */
@@ -1198,9 +1692,34 @@ nios2_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR start_pc)
   return nios2_analyze_prologue (gdbarch, start_pc, start_pc, &cache, NULL);
 }
 
-/* Implement the breakpoint_from_pc gdbarch hook.
+/* Implement the breakpoint_kind_from_pc gdbarch method.  */
+
+static int
+nios2_breakpoint_kind_from_pc (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR *pcptr)
+{
+  unsigned long mach = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->mach;
+
+  if (mach == bfd_mach_nios2r2)
+    {
+      unsigned int insn;
+      const struct nios2_opcode *op
+       = nios2_fetch_insn (gdbarch, *pcptr, &insn);
+
+      if (op && op->size == NIOS2_CDX_OPCODE_SIZE)
+       return NIOS2_CDX_OPCODE_SIZE;
+      else
+       return NIOS2_OPCODE_SIZE;
+    }
+  else
+    return NIOS2_OPCODE_SIZE;
+}
+
+/* Implement the sw_breakpoint_from_kind gdbarch method.  */
 
-   The Nios II ABI for Linux says: "Userspace programs should not use
+static const gdb_byte *
+nios2_sw_breakpoint_from_kind (struct gdbarch *gdbarch, int kind, int *size)
+{
+/* The Nios II ABI for Linux says: "Userspace programs should not use
    the break instruction and userspace debuggers should not insert
    one." and "Userspace breakpoints are accomplished using the trap
    instruction with immediate operand 31 (all ones)."
@@ -1208,37 +1727,49 @@ nios2_skip_prologue (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR start_pc)
    So, we use "trap 31" consistently as the breakpoint on bare-metal
    as well as Linux targets.  */
 
-static const gdb_byte*
-nios2_breakpoint_from_pc (struct gdbarch *gdbarch, CORE_ADDR *bp_addr,
-                         int *bp_size)
-{
-  enum bfd_endian byte_order_for_code = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
-  unsigned long mach = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->mach;
+  /* R2 trap encoding:
+     ((0x2d << 26) | (0x1f << 21) | (0x1d << 16) | (0x20 << 0))
+     0xb7fd0020
+     CDX trap.n encoding:
+     ((0xd << 12) | (0x1f << 6) | (0x9 << 0))
+     0xd7c9
+     Note that code is always little-endian on R2.  */
+  *size = kind;
 
-  /* R1 trap encoding:
-     ((0x1d << 17) | (0x2d << 11) | (0x1f << 6) | (0x3a << 0))
-     0x003b6ffa */
-  static const gdb_byte r1_breakpoint_le[] = {0xfa, 0x6f, 0x3b, 0x0};
-  static const gdb_byte r1_breakpoint_be[] = {0x0, 0x3b, 0x6f, 0xfa};
-  *bp_size = NIOS2_OPCODE_SIZE;
-  if (byte_order_for_code == BFD_ENDIAN_BIG)
-    return r1_breakpoint_be;
+  if (kind == NIOS2_CDX_OPCODE_SIZE)
+    {
+      static const gdb_byte cdx_breakpoint_le[] = {0xc9, 0xd7};
+
+      return cdx_breakpoint_le;
+    }
   else
-    return r1_breakpoint_le;
-}
+    {
+      unsigned long mach = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->mach;
 
-/* Implement the print_insn gdbarch method.  */
+      if (mach == bfd_mach_nios2r2)
+       {
+         static const gdb_byte r2_breakpoint_le[] = {0x20, 0x00, 0xfd, 0xb7};
 
-static int
-nios2_print_insn (bfd_vma memaddr, disassemble_info *info)
-{
-  if (info->endian == BFD_ENDIAN_BIG)
-    return print_insn_big_nios2 (memaddr, info);
-  else
-    return print_insn_little_nios2 (memaddr, info);
+         return r2_breakpoint_le;
+       }
+      else
+       {
+         enum bfd_endian byte_order_for_code
+           = gdbarch_byte_order_for_code (gdbarch);
+         /* R1 trap encoding:
+            ((0x1d << 17) | (0x2d << 11) | (0x1f << 6) | (0x3a << 0))
+            0x003b6ffa */
+         static const gdb_byte r1_breakpoint_le[] = {0xfa, 0x6f, 0x3b, 0x0};
+         static const gdb_byte r1_breakpoint_be[] = {0x0, 0x3b, 0x6f, 0xfa};
+
+         if (byte_order_for_code == BFD_ENDIAN_BIG)
+           return r1_breakpoint_be;
+         else
+           return r1_breakpoint_le;
+       }
+    }
 }
 
-
 /* Implement the frame_align gdbarch method.  */
 
 static CORE_ADDR
@@ -1266,30 +1797,19 @@ nios2_return_value (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
   return RETURN_VALUE_REGISTER_CONVENTION;
 }
 
-/* Implement the dummy_id gdbarch method.  */
-
-static struct frame_id
-nios2_dummy_id (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
-{
-  return frame_id_build
-    (get_frame_register_unsigned (this_frame, NIOS2_SP_REGNUM),
-     get_frame_pc (this_frame));
-}
-
 /* Implement the push_dummy_call gdbarch method.  */
 
 static CORE_ADDR
 nios2_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
                        struct regcache *regcache, CORE_ADDR bp_addr,
                        int nargs, struct value **args, CORE_ADDR sp,
-                       int struct_return, CORE_ADDR struct_addr)
+                      function_call_return_method return_method,
+                      CORE_ADDR struct_addr)
 {
   int argreg;
-  int float_argreg;
   int argnum;
-  int len = 0;
+  int arg_space = 0;
   int stack_offset = 0;
-  CORE_ADDR func_addr = find_function_addr (function, NULL);
   enum bfd_endian byte_order = gdbarch_byte_order (gdbarch);
 
   /* Set the return address register to point to the entry point of
@@ -1298,15 +1818,15 @@ nios2_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
 
   /* Now make space on the stack for the args.  */
   for (argnum = 0; argnum < nargs; argnum++)
-    len += align_up (TYPE_LENGTH (value_type (args[argnum])), 4);
-  sp -= len;
+    arg_space += align_up (TYPE_LENGTH (value_type (args[argnum])), 4);
+  sp -= arg_space;
 
   /* Initialize the register pointer.  */
   argreg = NIOS2_FIRST_ARGREG;
 
   /* The struct_return pointer occupies the first parameter-passing
      register.  */
-  if (struct_return)
+  if (return_method == return_method_struct)
     regcache_cooked_write_unsigned (regcache, argreg++, struct_addr);
 
   /* Now load as many as possible of the first arguments into
@@ -1315,11 +1835,9 @@ nios2_push_dummy_call (struct gdbarch *gdbarch, struct value *function,
   for (argnum = 0; argnum < nargs; argnum++)
     {
       const gdb_byte *val;
-      gdb_byte valbuf[MAX_REGISTER_SIZE];
       struct value *arg = args[argnum];
       struct type *arg_type = check_typedef (value_type (arg));
       int len = TYPE_LENGTH (arg_type);
-      enum type_code typecode = TYPE_CODE (arg_type);
 
       val = value_contents (arg);
 
@@ -1370,14 +1888,6 @@ nios2_unwind_pc (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *next_frame)
   return extract_typed_address (buf, builtin_type (gdbarch)->builtin_func_ptr);
 }
 
-/* Implement the unwind_sp gdbarch method.  */
-
-static CORE_ADDR
-nios2_unwind_sp (struct gdbarch *gdbarch, struct frame_info *this_frame)
-{
-  return frame_unwind_register_unsigned (this_frame, NIOS2_SP_REGNUM);
-}
-
 /* Use prologue analysis to fill in the register cache
    *THIS_PROLOGUE_CACHE for THIS_FRAME.  This function initializes
    *THIS_PROLOGUE_CACHE first.  */
@@ -1389,10 +1899,9 @@ nios2_frame_unwind_cache (struct frame_info *this_frame,
   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
   CORE_ADDR current_pc;
   struct nios2_unwind_cache *cache;
-  int i;
 
   if (*this_prologue_cache)
-    return *this_prologue_cache;
+    return (struct nios2_unwind_cache *) *this_prologue_cache;
 
   cache = FRAME_OBSTACK_ZALLOC (struct nios2_unwind_cache);
   *this_prologue_cache = cache;
@@ -1497,10 +2006,9 @@ nios2_stub_frame_cache (struct frame_info *this_frame, void **this_cache)
   CORE_ADDR stack_addr;
   struct trad_frame_cache *this_trad_cache;
   struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (this_frame);
-  int num_regs = gdbarch_num_regs (gdbarch);
 
   if (*this_cache != NULL)
-    return *this_cache;
+    return (struct trad_frame_cache *) *this_cache;
   this_trad_cache = trad_frame_cache_zalloc (this_frame);
   *this_cache = this_trad_cache;
 
@@ -1555,7 +2063,6 @@ nios2_stub_frame_sniffer (const struct frame_unwind *self,
                          struct frame_info *this_frame, void **cache)
 {
   gdb_byte dummy[4];
-  struct obj_section *s;
   CORE_ADDR pc = get_frame_address_in_block (this_frame);
 
   /* Use the stub unwinder for unreadable code.  */
@@ -1586,9 +2093,9 @@ static const struct frame_unwind nios2_stub_frame_unwind =
    branch prediction.  */
 
 static CORE_ADDR
-nios2_get_next_pc (struct frame_info *frame, CORE_ADDR pc)
+nios2_get_next_pc (struct regcache *regcache, CORE_ADDR pc)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
+  struct gdbarch *gdbarch = regcache->arch ();
   struct gdbarch_tdep *tdep = gdbarch_tdep (gdbarch);
   unsigned long mach = gdbarch_bfd_arch_info (gdbarch)->mach;
   unsigned int insn;
@@ -1597,7 +2104,7 @@ nios2_get_next_pc (struct frame_info *frame, CORE_ADDR pc)
   int rb;
   int imm;
   unsigned int uimm;
-  int wb, ret;
+  int wb, id, ret;
   enum branch_condition cond;
 
   /* Do something stupid if we can't disassemble the insn at pc.  */
@@ -1606,10 +2113,10 @@ nios2_get_next_pc (struct frame_info *frame, CORE_ADDR pc)
     
   if (nios2_match_branch (insn, op, mach, &ra, &rb, &imm, &cond))
     {
-      int ras = get_frame_register_signed (frame, ra);
-      int rbs = get_frame_register_signed (frame, rb);
-      unsigned int rau = get_frame_register_unsigned (frame, ra);
-      unsigned int rbu = get_frame_register_unsigned (frame, rb);
+      int ras = regcache_raw_get_signed (regcache, ra);
+      int rbs = regcache_raw_get_signed (regcache, rb);
+      unsigned int rau = regcache_raw_get_unsigned (regcache, ra);
+      unsigned int rbu = regcache_raw_get_unsigned (regcache, rb);
 
       pc += op->size;
       switch (cond)
@@ -1646,18 +2153,48 @@ nios2_get_next_pc (struct frame_info *frame, CORE_ADDR pc)
        }
     }
 
-  else if (nios2_match_jmpi (insn, op, mach, &uimm)
-          || nios2_match_calli (insn, op, mach, &uimm))
+  else if (nios2_match_jmpi (insn, op, mach, &uimm))
     pc = (pc & 0xf0000000) | uimm;
+  else if (nios2_match_calli (insn, op, mach, &uimm))
+    {
+      CORE_ADDR callto = (pc & 0xf0000000) | uimm;
+      if (tdep->is_kernel_helper != NULL
+         && tdep->is_kernel_helper (callto))
+       /* Step over call to kernel helper, which we cannot debug
+          from user space.  */
+       pc += op->size;
+      else
+       pc = callto;
+    }
 
-  else if (nios2_match_jmpr (insn, op, mach, &ra)
-          || nios2_match_callr (insn, op, mach, &ra))
-    pc = get_frame_register_unsigned (frame, ra);
+  else if (nios2_match_jmpr (insn, op, mach, &ra))
+    pc = regcache_raw_get_unsigned (regcache, ra);
+  else if (nios2_match_callr (insn, op, mach, &ra))
+    {
+      CORE_ADDR callto = regcache_raw_get_unsigned (regcache, ra);
+      if (tdep->is_kernel_helper != NULL
+         && tdep->is_kernel_helper (callto))
+       /* Step over call to kernel helper.  */
+       pc += op->size;
+      else
+       pc = callto;
+    }
 
-  else if (nios2_match_trap (insn, op, mach, &uimm))
+  else if (nios2_match_ldwm (insn, op, mach, &uimm, &ra, &imm, &wb, &id, &ret)
+          && ret)
+    {
+      /* If ra is in the reglist, we have to use the value saved in the
+        stack frame rather than the current value.  */
+      if (uimm & (1 << NIOS2_RA_REGNUM))
+       pc = nios2_unwind_pc (gdbarch, get_current_frame ());
+      else
+       pc = regcache_raw_get_unsigned (regcache, NIOS2_RA_REGNUM);
+    }
+
+  else if (nios2_match_trap (insn, op, mach, &uimm) && uimm == 0)
     {
       if (tdep->syscall_next_pc != NULL)
-       return tdep->syscall_next_pc (frame);
+       return tdep->syscall_next_pc (get_current_frame (), op);
     }
 
   else
@@ -1668,16 +2205,12 @@ nios2_get_next_pc (struct frame_info *frame, CORE_ADDR pc)
 
 /* Implement the software_single_step gdbarch method.  */
 
-static int
-nios2_software_single_step (struct frame_info *frame)
+static std::vector<CORE_ADDR>
+nios2_software_single_step (struct regcache *regcache)
 {
-  struct gdbarch *gdbarch = get_frame_arch (frame);
-  struct address_space *aspace = get_frame_address_space (frame);
-  CORE_ADDR next_pc = nios2_get_next_pc (frame, get_frame_pc (frame));
-
-  insert_single_step_breakpoint (gdbarch, aspace, next_pc);
+  CORE_ADDR next_pc = nios2_get_next_pc (regcache, regcache_read_pc (regcache));
 
-  return 1;
+  return {next_pc};
 }
 
 /* Implement the get_longjump_target gdbarch method.  */
@@ -1698,6 +2231,42 @@ nios2_get_longjmp_target (struct frame_info *frame, CORE_ADDR *pc)
   return 1;
 }
 
+/* Implement the type_align gdbarch function.  */
+
+static ULONGEST
+nios2_type_align (struct gdbarch *gdbarch, struct type *type)
+{
+  switch (TYPE_CODE (type))
+    {
+    case TYPE_CODE_PTR:
+    case TYPE_CODE_FUNC:
+    case TYPE_CODE_FLAGS:
+    case TYPE_CODE_INT:
+    case TYPE_CODE_RANGE:
+    case TYPE_CODE_FLT:
+    case TYPE_CODE_ENUM:
+    case TYPE_CODE_REF:
+    case TYPE_CODE_RVALUE_REF:
+    case TYPE_CODE_CHAR:
+    case TYPE_CODE_BOOL:
+    case TYPE_CODE_DECFLOAT:
+    case TYPE_CODE_METHODPTR:
+    case TYPE_CODE_MEMBERPTR:
+      type = check_typedef (type);
+      return std::min<ULONGEST> (4, TYPE_LENGTH (type));
+    default:
+      return 0;
+    }
+}
+
+/* Implement the gcc_target_options gdbarch method.  */
+static std::string
+nios2_gcc_target_options (struct gdbarch *gdbarch)
+{
+  /* GCC doesn't know "-m32".  */
+  return {};
+}
+
 /* Initialize the Nios II gdbarch.  */
 
 static struct gdbarch *
@@ -1705,7 +2274,7 @@ nios2_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
 {
   struct gdbarch *gdbarch;
   struct gdbarch_tdep *tdep;
-  int register_bytes, i;
+  int i;
   struct tdesc_arch_data *tdesc_data = NULL;
   const struct target_desc *tdesc = info.target_desc;
 
@@ -1745,7 +2314,7 @@ nios2_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
 
   /* None found, create a new architecture from the information
      provided.  */
-  tdep = xcalloc (1, sizeof (struct gdbarch_tdep));
+  tdep = XCNEW (struct gdbarch_tdep);
   gdbarch = gdbarch_alloc (&info, tdep);
 
   /* longjmp support not enabled by default.  */
@@ -1761,6 +2330,8 @@ nios2_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
   set_gdbarch_float_bit (gdbarch, 32);
   set_gdbarch_double_bit (gdbarch, 64);
 
+  set_gdbarch_type_align (gdbarch, nios2_type_align);
+
   set_gdbarch_float_format (gdbarch, floatformats_ieee_single);
   set_gdbarch_double_format (gdbarch, floatformats_ieee_double);
 
@@ -1785,11 +2356,10 @@ nios2_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
 
   set_gdbarch_skip_prologue (gdbarch, nios2_skip_prologue);
   set_gdbarch_stack_frame_destroyed_p (gdbarch, nios2_stack_frame_destroyed_p);
-  set_gdbarch_breakpoint_from_pc (gdbarch, nios2_breakpoint_from_pc);
+  set_gdbarch_breakpoint_kind_from_pc (gdbarch, nios2_breakpoint_kind_from_pc);
+  set_gdbarch_sw_breakpoint_from_kind (gdbarch, nios2_sw_breakpoint_from_kind);
 
-  set_gdbarch_dummy_id (gdbarch, nios2_dummy_id);
   set_gdbarch_unwind_pc (gdbarch, nios2_unwind_pc);
-  set_gdbarch_unwind_sp (gdbarch, nios2_unwind_sp);
 
   /* The dwarf2 unwinder will normally produce the best results if
      the debug information is available, so register it first.  */
@@ -1800,6 +2370,9 @@ nios2_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
   /* Single stepping.  */
   set_gdbarch_software_single_step (gdbarch, nios2_software_single_step);
 
+  /* Target options for compile.  */
+  set_gdbarch_gcc_target_options (gdbarch, nios2_gcc_target_options);
+
   /* Hook in ABI-specific overrides, if they have been registered.  */
   gdbarch_init_osabi (info, gdbarch);
 
@@ -1808,8 +2381,6 @@ nios2_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
 
   frame_base_set_default (gdbarch, &nios2_frame_base);
 
-  set_gdbarch_print_insn (gdbarch, nios2_print_insn);
-
   /* Enable inferior call support.  */
   set_gdbarch_push_dummy_call (gdbarch, nios2_push_dummy_call);
 
@@ -1819,10 +2390,9 @@ nios2_gdbarch_init (struct gdbarch_info info, struct gdbarch_list *arches)
   return gdbarch;
 }
 
-extern initialize_file_ftype _initialize_nios2_tdep; /* -Wmissing-prototypes */
-
+void _initialize_nios2_tdep ();
 void
-_initialize_nios2_tdep (void)
+_initialize_nios2_tdep ()
 {
   gdbarch_register (bfd_arch_nios2, nios2_gdbarch_init, NULL);
   initialize_tdesc_nios2 ();