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blobc2bbfe82e21961fa3f32f5799f442431742848fb
1 .. _amdgpu-dwarf-extensions-for-heterogeneous-debugging:
3 ********************************************
4 DWARF Extensions For Heterogeneous Debugging
5 ********************************************
7 .. contents::
8    :local:
10 .. warning::
12    This document describes **provisional extensions** to DWARF Version 5
13    [:ref:`DWARF <amdgpu-dwarf-DWARF>`] to support heterogeneous debugging. It is
14    not currently fully implemented and is subject to change.
16 .. _amdgpu-dwarf-introduction:
18 1. Introduction
19 ===============
21 AMD [:ref:`AMD <amdgpu-dwarf-AMD>`] has been working on supporting heterogeneous
22 computing. A heterogeneous computing program can be written in a high level
23 language such as C++ or Fortran with OpenMP pragmas, OpenCL, or HIP (a portable
24 C++ programming environment for heterogeneous computing [:ref:`HIP
25 <amdgpu-dwarf-HIP>`]). A heterogeneous compiler and runtime allows a program to
26 execute on multiple devices within the same native process. Devices could
27 include CPUs, GPUs, DSPs, FPGAs, or other special purpose accelerators.
28 Currently HIP programs execute on systems with CPUs and GPUs.
30 The AMD [:ref:`AMD <amdgpu-dwarf-AMD>`] ROCm platform [:ref:`AMD-ROCm
31 <amdgpu-dwarf-AMD-ROCm>`] is an implementation of the industry standard for
32 heterogeneous computing devices defined by the Heterogeneous System Architecture
33 (HSA) Foundation [:ref:`HSA <amdgpu-dwarf-HSA>`]. It is open sourced and
34 includes contributions to open source projects such as LLVM [:ref:`LLVM
35 <amdgpu-dwarf-LLVM>`] for compilation and GDB for debugging [:ref:`GDB
36 <amdgpu-dwarf-GDB>`].
38 The LLVM compiler has upstream support for commercially available AMD GPU
39 hardware (AMDGPU) [:ref:`AMDGPU-LLVM <amdgpu-dwarf-AMDGPU-LLVM>`]. The open
40 source ROCgdb [:ref:`AMD-ROCgdb <amdgpu-dwarf-AMD-ROCgdb>`] GDB based debugger
41 also has support for AMDGPU which is being upstreamed. Support for AMDGPU is
42 also being added by third parties to the GCC [:ref:`GCC <amdgpu-dwarf-GCC>`]
43 compiler and the Perforce TotalView HPC Debugger [:ref:`Perforce-TotalView
44 <amdgpu-dwarf-Perforce-TotalView>`].
46 To support debugging heterogeneous programs several features that are not
47 provided by current DWARF Version 5 [:ref:`DWARF <amdgpu-dwarf-DWARF>`] have
48 been identified. The :ref:`amdgpu-dwarf-extensions` section gives an overview of
49 the extensions devised to address the missing features. The extensions seek to
50 be general in nature and backwards compatible with DWARF Version 5. Their goal
51 is to be applicable to meeting the needs of any heterogeneous system and not be
52 vendor or architecture specific. That is followed by appendix
53 :ref:`amdgpu-dwarf-changes-relative-to-dwarf-version-5` which contains the
54 textual changes for the extensions relative to the DWARF Version 5 standard.
55 There are a number of notes included that raise open questions, or provide
56 alternative approaches that may be worth considering. Then appendix
57 :ref:`amdgpu-dwarf-examples` links to the AMD GPU specific usage of the
58 extensions that includes an example. Finally, appendix
59 :ref:`amdgpu-dwarf-references` provides references to further information.
61 .. _amdgpu-dwarf-extensions:
63 1. Extensions
64 =============
66 The extensions continue to evolve through collaboration with many individuals and
67 active prototyping within the GDB debugger and LLVM compiler. Input has also
68 been very much appreciated from the developers working on the Perforce TotalView
69 HPC Debugger and GCC compiler.
71 The inputs provided and insights gained so far have been incorporated into this
72 current version. The plan is to participate in upstreaming the work and
73 addressing any feedback. If there is general interest then some or all of these
74 extensions could be submitted as future DWARF standard proposals.
76 The general principles in designing the extensions have been:
78 1.  Be backwards compatible with the DWARF Version 5 [:ref:`DWARF
79     <amdgpu-dwarf-DWARF>`] standard.
81 2.  Be vendor and architecture neutral. They are intended to apply to other
82     heterogeneous hardware devices including GPUs, DSPs, FPGAs, and other
83     specialized hardware. These collectively include similar characteristics and
84     requirements as AMDGPU devices.
86 3.  Provide improved optimization support for non-GPU code. For example, some
87     extensions apply to traditional CPU hardware that supports large vector
88     registers. Compilers can map source languages, and source language
89     extensions, that describe large scale parallel execution, onto the lanes of
90     the vector registers. This is common in programming languages used in ML and
91     HPC.
93 4.  Fully define well-formed DWARF in a consistent style based on the DWARF
94     Version 5 specification.
96 It is possible that some of the generalizations may also benefit other DWARF
97 issues that have been raised.
99 The remainder of this section enumerates the extensions and provides motivation
100 for each in terms of heterogeneous debugging.
102 .. _amdgpu-dwarf-allow-location-description-on-the-dwarf-evaluation-stack:
104 2.1 Allow Location Description on the DWARF Expression Stack
105 ------------------------------------------------------------
107 DWARF Version 5 does not allow location descriptions to be entries on the DWARF
108 expression stack. They can only be the final result of the evaluation of a DWARF
109 expression. However, by allowing a location description to be a first-class
110 entry on the DWARF expression stack it becomes possible to compose expressions
111 containing both values and location descriptions naturally. It allows objects to
112 be located in any kind of memory address space, in registers, be implicit
113 values, be undefined, or a composite of any of these.
115 By extending DWARF carefully, all existing DWARF expressions can retain their
116 current semantic meaning. DWARF has implicit conversions that convert from a
117 value that represents an address in the default address space to a memory
118 location description. This can be extended to allow a default address space
119 memory location description to be implicitly converted back to its address
120 value. This allows all DWARF Version 5 expressions to retain their same meaning,
121 while enabling the ability to explicitly create memory location descriptions in
122 non-default address spaces and generalizing the power of composite location
123 descriptions to any kind of location description.
125 For those familiar with the definition of location descriptions in DWARF Version
126 5, the definitions in these extensions are presented differently, but does in
127 fact define the same concept with the same fundamental semantics. However, it
128 does so in a way that allows the concept to extend to support address spaces,
129 bit addressing, the ability for composite location descriptions to be composed
130 of any kind of location description, and the ability to support objects located
131 at multiple places. Collectively these changes expand the set of architectures
132 that can be supported and improves support for optimized code.
134 Several approaches were considered, and the one presented, together with the
135 extensions it enables, appears to be the simplest and cleanest one that offers
136 the greatest improvement of DWARF's ability to support debugging optimized GPU
137 and non-GPU code. Examining the GDB debugger and LLVM compiler, it appears only
138 to require modest changes as they both already have to support general use of
139 location descriptions. It is anticipated that will also be the case for other
140 debuggers and compilers.
142 GDB has been modified to evaluate DWARF Version 5 expressions with location
143 descriptions as stack entries and with implicit conversions. All GDB tests have
144 passed, except one that turned out to be an invalid test case by DWARF Version 5
145 rules. The code in GDB actually became simpler as all evaluation is done on a
146 single stack and there was no longer a need to maintain a separate structure for
147 the location description results. This gives confidence in backwards
148 compatibility.
150 See :ref:`amdgpu-dwarf-expressions` and nested sections.
152 This extension is separately described at *Allow Location Descriptions on the
153 DWARF Expression Stack* [:ref:`AMDGPU-DWARF-LOC
154 <amdgpu-dwarf-AMDGPU-DWARF-LOC>`].
156 2.2 Generalize CFI to Allow Any Location Description Kind
157 ---------------------------------------------------------
159 CFI describes restoring callee saved registers that are spilled. Currently CFI
160 only allows a location description that is a register, memory address, or
161 implicit location description. AMDGPU optimized code may spill scalar registers
162 into portions of vector registers. This requires extending CFI to allow any
163 location description kind to be supported.
165 See :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`.
167 2.3 Generalize DWARF Operation Expressions to Support Multiple Places
168 ---------------------------------------------------------------------
170 In DWARF Version 5 a location description is defined as a single location
171 description or a location list. A location list is defined as either
172 effectively an undefined location description or as one or more single
173 location descriptions to describe an object with multiple places.
175 With
176 :ref:`amdgpu-dwarf-allow-location-description-on-the-dwarf-evaluation-stack`,
177 the ``DW_OP_push_object_address`` and ``DW_OP_call*`` operations can put a
178 location description on the stack. Furthermore, debugger information entry
179 attributes such as ``DW_AT_data_member_location``, ``DW_AT_use_location``, and
180 ``DW_AT_vtable_elem_location`` are defined as pushing a location description on
181 the expression stack before evaluating the expression.
183 DWARF Version 5 only allows the stack to contain values and so only a single
184 memory address can be on the stack. This makes these operations and attributes
185 incapable of handling location descriptions with multiple places, or places
186 other than memory.
188 Since
189 :ref:`amdgpu-dwarf-allow-location-description-on-the-dwarf-evaluation-stack`
190 allows the stack to contain location descriptions, the operations are
191 generalized to support location descriptions that can have multiple places. This
192 is backwards compatible with DWARF Version 5 and allows objects with multiple
193 places to be supported. For example, the expression that describes how to access
194 the field of an object can be evaluated with a location description that has
195 multiple places and will result in a location description with multiple places.
197 With this change, the separate DWARF Version 5 sections that described DWARF
198 expressions and location lists are unified into a single section that describes
199 DWARF expressions in general. This unification is a natural consequence of, and
200 a necessity of, allowing location descriptions to be part of the evaluation
201 stack.
203 See :ref:`amdgpu-dwarf-location-description`.
205 2.4 Generalize Offsetting of Location Descriptions
206 --------------------------------------------------
208 The ``DW_OP_plus`` and ``DW_OP_minus`` operations can be defined to operate on a
209 memory location description in the default target architecture specific address
210 space and a generic type value to produce an updated memory location
211 description. This allows them to continue to be used to offset an address.
213 To generalize offsetting to any location description, including location
214 descriptions that describe when bytes are in registers, are implicit, or a
215 composite of these, the ``DW_OP_LLVM_offset``, ``DW_OP_LLVM_offset_uconst``, and
216 ``DW_OP_LLVM_bit_offset`` offset operations are added.
218 The offset operations can operate on location storage of any size. For example,
219 implicit location storage could be any number of bits in size. It is simpler to
220 define offsets that exceed the size of the location storage as being an
221 evaluation error, than having to force an implementation to support potentially
222 infinite precision offsets to allow it to correctly track a series of positive
223 and negative offsets that may transiently overflow or underflow, but end up in
224 range. This is simple for the arithmetic operations as they are defined in terms
225 of two's compliment arithmetic on a base type of a fixed size. Therefore, the
226 offset operation define that integer overflow is ill-formed. This is in contrast
227 to the ``DW_OP_plus``, ``DW_OP_plus_uconst``, and ``DW_OP_minus`` arithmetic
228 operations which define that it causes wrap-around.
230 Having the offset operations allows ``DW_OP_push_object_address`` to push a
231 location description that may be in a register, or be an implicit value. The
232 DWARF expression of ``DW_TAG_ptr_to_member_type`` can use the offset operations
233 without regard to what kind of location description was pushed.
235 Since
236 :ref:`amdgpu-dwarf-allow-location-description-on-the-dwarf-evaluation-stack` has
237 generalized location storage to be bit indexable, ``DW_OP_LLVM_bit_offset``
238 generalizes DWARF to work with bit fields. This is generally not possible in
239 DWARF Version 5.
241 The ``DW_OP_*piece`` operations only allow literal indices. A way to use a
242 computed offset of an arbitrary location description (such as a vector register)
243 is required. The offset operations provide this ability since they can be used
244 to compute a location description on the stack.
246 See ``DW_OP_LLVM_offset``, ``DW_OP_LLVM_offset_uconst``, and
247 ``DW_OP_LLVM_bit_offset`` in
248 :ref:`amdgpu-dwarf-general-location-description-operations`.
250 2.5 Generalize Creation of Undefined Location Descriptions
251 ----------------------------------------------------------
253 Current DWARF uses an empty expression to indicate an undefined location
254 description. Since
255 :ref:`amdgpu-dwarf-allow-location-description-on-the-dwarf-evaluation-stack`
256 allows location descriptions to be created on the stack, it is necessary to have
257 an explicit way to specify an undefined location description.
259 For example, the ``DW_OP_LLVM_select_bit_piece`` (see
260 :ref:`amdgpu-dwarf-support-for-divergent-control-flow-of-simt-hardware`)
261 operation takes more than one location description on the stack. Without this
262 ability, it is not possible to specify that a particular one of the input
263 location descriptions is undefined.
265 See the ``DW_OP_LLVM_undefined`` operation in
266 :ref:`amdgpu-dwarf-undefined-location-description-operations`.
268 2.6 Generalize Creation of Composite Location Descriptions
269 ----------------------------------------------------------
271 To allow composition of composite location descriptions, an explicit operation
272 that indicates the end of the definition of a composite location description is
273 required. This can be implied if the end of a DWARF expression is reached,
274 allowing current DWARF expressions to remain legal.
276 See ``DW_OP_LLVM_piece_end`` in
277 :ref:`amdgpu-dwarf-composite-location-description-operations`.
279 2.7 Generalize DWARF Base Objects to Allow Any Location Description Kind
280 ------------------------------------------------------------------------
282 The number of registers and the cost of memory operations is much higher for
283 AMDGPU than a typical CPU. The compiler attempts to optimize whole variables and
284 arrays into registers.
286 Currently DWARF only allows ``DW_OP_push_object_address`` and related operations
287 to work with a global memory location. To support AMDGPU optimized code it is
288 required to generalize DWARF to allow any location description to be used. This
289 allows registers, or composite location descriptions that may be a mixture of
290 memory, registers, or even implicit values.
292 See ``DW_OP_push_object_address`` in
293 :ref:`amdgpu-dwarf-general-location-description-operations`.
295 2.8 General Support for Address Spaces
296 --------------------------------------
298 AMDGPU needs to be able to describe addresses that are in different kinds of
299 memory. Optimized code may need to describe a variable that resides in pieces
300 that are in different kinds of storage which may include parts of registers,
301 memory that is in a mixture of memory kinds, implicit values, or be undefined.
303 DWARF has the concept of segment addresses. However, the segment cannot be
304 specified within a DWARF expression, which is only able to specify the offset
305 portion of a segment address. The segment index is only provided by the entity
306 that specifies the DWARF expression. Therefore, the segment index is a property
307 that can only be put on complete objects, such as a variable. That makes it only
308 suitable for describing an entity (such as variable or subprogram code) that is
309 in a single kind of memory.
311 Therefore, AMDGPU uses the DWARF concept of address spaces. For example, a
312 variable may be allocated in a register that is partially spilled to the call
313 stack which is in the private address space, and partially spilled to the local
314 address space.
316 DWARF uses the concept of an address in many expression operations but does not
317 define how it relates to address spaces. For example,
318 ``DW_OP_push_object_address`` pushes the address of an object. Other contexts
319 implicitly push an address on the stack before evaluating an expression. For
320 example, the ``DW_AT_use_location`` attribute of the
321 ``DW_TAG_ptr_to_member_type``. The expression belongs to a source language type
322 which may apply to objects allocated in different kinds of storage. Therefore,
323 it is desirable that the expression that uses the address can do so without
324 regard to what kind of storage it specifies, including the address space of a
325 memory location description. For example, a pointer to member value may want to
326 be applied to an object that may reside in any address space.
328 The DWARF ``DW_OP_xderef*`` operations allow a value to be converted into an
329 address of a specified address space which is then read. But it provides no
330 way to create a memory location description for an address in the non-default
331 address space. For example, AMDGPU variables can be allocated in the local
332 address space at a fixed address.
334 The ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address`` (see
335 :ref:`amdgpu-dwarf-memory-location-description-operations`) operation is defined
336 to create a memory location description from an address and address space. If
337 can be used to specify the location of a variable that is allocated in a
338 specific address space. This allows the size of addresses in an address space to
339 be larger than the generic type. It also allows a consumer great implementation
340 freedom. It allows the implicit conversion back to a value to be limited only to
341 the default address space to maintain compatibility with DWARF Version 5. For
342 other address spaces the producer can use the new operations that explicitly
343 specify the address space.
345 In contrast, if the ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address`` operation had been
346 defined to produce a value, and an implicit conversion to a memory location
347 description was defined, then it would be limited to the size of the generic
348 type (which matches the size of the default address space). An implementation
349 would likely have to use *reserved ranges* of value to represent different
350 address spaces. Such a value would likely not match any address value in the
351 actual hardware. That would require the consumer to have special treatment for
352 such values.
354 ``DW_OP_breg*`` treats the register as containing an address in the default
355 address space. A ``DW_OP_LLVM_aspace_bregx`` (see
356 :ref:`amdgpu-dwarf-memory-location-description-operations`) operation is added
357 to allow the address space of the address held in a register to be specified.
359 Similarly, ``DW_OP_implicit_pointer`` treats its implicit pointer value as being
360 in the default address space. A ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer``
361 (:ref:`amdgpu-dwarf-implicit-location-description-operations`) operation is
362 added to allow the address space to be specified.
364 Almost all uses of addresses in DWARF are limited to defining location
365 descriptions, or to be dereferenced to read memory. The exception is
366 ``DW_CFA_val_offset`` which uses the address to set the value of a register. In
367 order to support address spaces, the CFA DWARF expression is defined to be a
368 memory location description. This allows it to specify an address space which is
369 used to convert the offset address back to an address in that address space. See
370 :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`.
372 This approach of extending memory location descriptions to support address
373 spaces, allows all existing DWARF Version 5 expressions to have the identical
374 semantics. It allows the compiler to explicitly specify the address space it is
375 using. For example, a compiler could choose to access private memory in a
376 swizzled manner when mapping a source language thread to the lane of a wavefront
377 in a SIMT manner. Or a compiler could choose to access it in an unswizzled
378 manner if mapping the same language with the wavefront being the thread.
380 It also allows the compiler to mix the address space it uses to access private
381 memory. For example, for SIMT it can still spill entire vector registers in an
382 unswizzled manner, while using a swizzled private memory for SIMT variable
383 access.
385 This approach also allows memory location descriptions for different address
386 spaces to be combined using the regular ``DW_OP_*piece`` operations.
388 Location descriptions are an abstraction of storage. They give freedom to the
389 consumer on how to implement them. They allow the address space to encode lane
390 information so they can be used to read memory with only the memory location
391 description and no extra information. The same set of operations can operate on
392 locations independent of their kind of storage. The ``DW_OP_deref*`` therefore
393 can be used on any storage kind, including memory location descriptions of
394 different address spaces. Therefore, the ``DW_OP_xderef*`` operations are
395 unnecessary, except to become a more compact way to encode a non-default address
396 space address followed by dereferencing it. See
397 :ref:`amdgpu-dwarf-general-operations`.
399 2.9 Support for Vector Base Types
400 ---------------------------------
402 The vector registers of the AMDGPU are represented as their full wavefront
403 size, meaning the wavefront size times the dword size. This reflects the
404 actual hardware and allows the compiler to generate DWARF for languages that
405 map a thread to the complete wavefront. It also allows more efficient DWARF to
406 be generated to describe the CFI as only a single expression is required for
407 the whole vector register, rather than a separate expression for each lane's
408 dword of the vector register. It also allows the compiler to produce DWARF
409 that indexes the vector register if it spills scalar registers into portions
410 of a vector register.
412 Since DWARF stack value entries have a base type and AMDGPU registers are a
413 vector of dwords, the ability to specify that a base type is a vector is
414 required.
416 See ``DW_AT_LLVM_vector_size`` in :ref:`amdgpu-dwarf-literal-operations`.
418 .. _amdgpu-dwarf-operation-to-create-vector-composite-location-descriptions:
420 2.10 DWARF Operations to Create Vector Composite Location Descriptions
421 ----------------------------------------------------------------------
423 AMDGPU optimized code may spill vector registers to non-global address space
424 memory, and this spilling may be done only for SIMT lanes that are active on
425 entry to the subprogram.
427 To support this, a composite location description that can be created as a
428 masked select is required. In addition, an operation that creates a composite
429 location description that is a vector on another location description is needed.
431 An example that uses these operations is referenced in the
432 :ref:`amdgpu-dwarf-examples` appendix.
434 See ``DW_OP_LLVM_select_bit_piece`` and ``DW_OP_LLVM_extend`` in
435 :ref:`amdgpu-dwarf-composite-location-description-operations`.
437 2.11 DWARF Operation to Access Call Frame Entry Registers
438 ---------------------------------------------------------
440 As described in
441 :ref:`amdgpu-dwarf-operation-to-create-vector-composite-location-descriptions`,
442 a DWARF expression involving the set of SIMT lanes active on entry to a
443 subprogram is required. The SIMT active lane mask may be held in a register that
444 is modified as the subprogram executes. However, its value may be saved on entry
445 to the subprogram.
447 The  Call Frame Information (CFI) already encodes such register saving, so it is
448 more efficient to provide an operation to return the location of a saved
449 register than have to generate a loclist to describe the same information. This
450 is now possible since
451 :ref:`amdgpu-dwarf-allow-location-description-on-the-dwarf-evaluation-stack`
452 allows location descriptions on the stack.
454 See ``DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg`` in
455 :ref:`amdgpu-dwarf-general-location-description-operations` and
456 :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`.
458 2.12 Support for Source Languages Mapped to SIMT Hardware
459 ---------------------------------------------------------
461 If the source language is mapped onto the AMDGPU wavefronts in a SIMT manner,
462 then the variable DWARF location expressions must compute the location for a
463 single lane of the wavefront. Therefore, a DWARF operation is required to denote
464 the current lane, much like ``DW_OP_push_object_address`` denotes the current
465 object. See ``DW_OP_LLVM_push_lane`` in :ref:`amdgpu-dwarf-literal-operations`.
467 In addition, a way is needed for the compiler to communicate how many source
468 language threads of execution are mapped to a target architecture thread's SIMT
469 lanes. See ``DW_AT_LLVM_lanes`` in :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`.
471 .. _amdgpu-dwarf-support-for-divergent-control-flow-of-simt-hardware:
473 2.13 Support for Divergent Control Flow of SIMT Hardware
474 --------------------------------------------------------
476 If the source language is mapped onto the AMDGPU wavefronts in a SIMT manner the
477 compiler can use the AMDGPU execution mask register to control which lanes are
478 active. To describe the conceptual location of non-active lanes requires an
479 attribute that has an expression that computes the source location PC for each
480 lane.
482 For efficiency, the expression calculates the source location the wavefront as a
483 whole. This can be done using the ``DW_OP_LLVM_select_bit_piece`` (see
484 :ref:`amdgpu-dwarf-operation-to-create-vector-composite-location-descriptions`)
485 operation.
487 The AMDGPU may update the execution mask to perform whole wavefront operations.
488 Therefore, there is a need for an attribute that computes the current active
489 lane mask. This can have an expression that may evaluate to the SIMT active lane
490 mask register or to a saved mask when in whole wavefront execution mode.
492 An example that uses these attributes is referenced in the
493 :ref:`amdgpu-dwarf-examples` appendix.
495 See ``DW_AT_LLVM_lane_pc`` and ``DW_AT_LLVM_active_lane`` in
496 :ref:`amdgpu-dwarf-composite-location-description-operations`.
498 2.14 Define Source Language Address Classes
499 -------------------------------------------
501 AMDGPU supports languages, such as OpenCL [:ref:`OpenCL <amdgpu-dwarf-OpenCL>`],
502 that define source language address classes. Support is added to define language
503 specific address classes so they can be used in a consistent way by consumers.
505 It would also be desirable to add support for using address classes in defining
506 source language types. DWARF Version 5 only supports using target architecture
507 specific address spaces.
509 See :ref:`amdgpu-dwarf-segment_addresses`.
511 2.15 Define Augmentation Strings to Support Multiple Extensions
512 ---------------------------------------------------------------
514 A ``DW_AT_LLVM_augmentation`` attribute is added to a compilation unit debugger
515 information entry to indicate that there is additional target architecture
516 specific information in the debugging information entries of that compilation
517 unit. This allows a consumer to know what extensions are present in the debugger
518 information entries as is possible with the augmentation string of other
519 sections. See .
521 The format that should be used for an augmentation string is also recommended.
522 This allows a consumer to parse the string when it contains information from
523 multiple vendors. Augmentation strings occur in the ``DW_AT_LLVM_augmentation``
524 attribute, in the lookup by name table, and in the CFI Common Information Entry
525 (CIE).
527 See :ref:`amdgpu-dwarf-full-and-partial-compilation-unit-entries`,
528 :ref:`amdgpu-dwarf-name-index-section-header`, and
529 :ref:`amdgpu-dwarf-structure_of-call-frame-information`.
531 2.16 Support Embedding Source Text for Online Compilation
532 ---------------------------------------------------------
534 AMDGPU supports programming languages that include online compilation where the
535 source text may be created at runtime. For example, the OpenCL and HIP language
536 runtimes support online compilation. To support is, a way to embed the source
537 text in the debug information is provided.
539 See :ref:`amdgpu-dwarf-line-number-information`.
541 2.17 Allow MD5 Checksums to be Optionally Present
542 -------------------------------------------------
544 In DWARF Version 5 the file timestamp and file size can be optional, but if the
545 MD5 checksum is present it must be valid for all files. This is a problem if
546 using link time optimization to combine compilation units where some have MD5
547 checksums and some do not. Therefore, sSupport to allow MD5 checksums to be
548 optionally present in the line table is added.
550 See :ref:`amdgpu-dwarf-line-number-information`.
552 2.18 Add the HIP Programing Language
553 ------------------------------------
555 The HIP programming language [:ref:`HIP <amdgpu-dwarf-HIP>`], which is supported
556 by the AMDGPU, is added.
558 See :ref:`amdgpu-dwarf-language-names-table`.
560 2.19 Support for Source Language Optimizations that Result in Concurrent Iteration Execution
561 --------------------------------------------------------------------------------------------
563 A compiler can perform loop optimizations that result in the generated code
564 executing multiple iterations concurrently. For example, software pipelining
565 schedules multiple iterations in an interleaved fashion to allow the
566 instructions of one iteration to hide the latencies of the instructions of
567 another iteration. Another example is vectorization that can exploit SIMD
568 hardware to allow a single instruction to execute multiple iterations using
569 vector registers.
571 Note that although this is similar to SIMT execution, the way a client debugger
572 uses the information is fundamentally different. In SIMT execution the debugger
573 needs to present the concurrent execution as distinct source language threads
574 that the user can list and switch focus between. With iteration concurrency
575 optimizations, such as software pipelining and vectorized SIMD, the debugger
576 must not present the concurrency as distinct source language threads. Instead,
577 it must inform the user that multiple loop iterations are executing in parallel
578 and allow the user to select between them.
580 In general, SIMT execution fixes the number of concurrent executions per target
581 architecture thread. However, both software pipelining and SIMD vectorization
582 may vary the number of concurrent iterations for different loops executed by a
583 single source language thread.
585 It is possible for the compiler to use both SIMT concurrency and iteration
586 concurrency techniques in the code of a single source language thread.
588 Therefore, a DWARF operation is required to denote the current concurrent
589 iteration instance, much like ``DW_OP_push_object_address`` denotes the current
590 object. See ``DW_OP_LLVM_push_iteration`` in
591 :ref:`amdgpu-dwarf-literal-operations`.
593 In addition, a way is needed for the compiler to communicate how many source
594 language loop iterations are executing concurrently. See
595 ``DW_AT_LLVM_iterations`` in :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`.
597 2.20 DWARF Operation to Create Runtime Overlay Composite Location Description
598 -----------------------------------------------------------------------------
600 It is common in SIMD vectorization for the compiler to generate code that
601 promotes portions of an array into vector registers. For example, if the
602 hardware has vector registers with 8 elements, and 8 wide SIMD instructions, the
603 compiler may vectorize a loop so that is executes 8 iterations concurrently for
604 each vectorized loop iteration.
606 On the first iteration of the generated vectorized loop, iterations 0 to 7 of
607 the source language loop will be executed using SIMD instructions. Then on the
608 next iteration of the generated vectorized loop, iteration 8 to 15 will be
609 executed, and so on.
611 If the source language loop accesses an array element based on the loop
612 iteration index, the compiler may read the element into a register for the
613 duration of that iteration. Next iteration it will read the next element into
614 the register, and so on. With SIMD, this generalizes to the compiler reading
615 array elements 0 to 7 into a vector register on the first vectorized loop
616 iteration, then array elements 8 to 15 on the next iteration, and so on.
618 The DWARF location description for the array needs to express that all elements
619 are in memory, except the slice that has been promoted to the vector register.
620 The starting position of the slice is a runtime value based on the iteration
621 index modulo the vectorization size. This cannot be expressed by ``DW_OP_piece``
622 and ``DW_OP_bit_piece`` which only allow constant offsets to be expressed.
624 Therefore, a new operator is defined that takes two location descriptions, an
625 offset and a size, and creates a composite that effectively uses the second
626 location description as an overlay of the first, positioned according to the
627 offset and size. See ``DW_OP_LLVM_overlay`` and ``DW_OP_LLVM_bit_overlay`` in
628 :ref:`amdgpu-dwarf-composite-location-description-operations`.
630 .. _amdgpu-dwarf-changes-relative-to-dwarf-version-5:
632 A. Changes Relative to DWARF Version 5
633 ======================================
635 .. note::
637   This appendix provides changes relative to DWARF Version 5. It has been
638   defined such that it is backwards compatible with DWARF Version 5.
639   Non-normative text is shown in *italics*. The section numbers generally
640   correspond to those in the DWARF Version 5 standard unless specified
641   otherwise. Definitions are given for the additional operations, as well as
642   clarifying how existing expression operations, CFI operations, and attributes
643   behave with respect to generalized location descriptions that support address
644   spaces and multiple places.
646   The names for the new operations, attributes, and constants include "\
647   ``LLVM``\ " and are encoded with vendor specific codes so these extensions can
648   be implemented as an LLVM vendor extension to DWARF Version 5.
650   .. note::
652     Notes are included to describe how the changes are to be applied to the
653     DWARF Version 5 standard. They also describe rational and issues that may
654     need further consideration.
656 A.2 General Description
657 -----------------------
659 A.2.2 Attribute Types
660 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
662 .. note::
664   This augments DWARF Version 5 section 2.2 and Table 2.2.
666 The following table provides the additional attributes.
668 .. table:: Attribute names
669    :name: amdgpu-dwarf-attribute-names-table
671    =========================== ====================================
672    Attribute                   Usage
673    =========================== ====================================
674    ``DW_AT_LLVM_active_lane``  SIMT active lanes (see :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`)
675    ``DW_AT_LLVM_augmentation`` Compilation unit augmentation string (see :ref:`amdgpu-dwarf-full-and-partial-compilation-unit-entries`)
676    ``DW_AT_LLVM_lane_pc``      SIMT lane program location (see :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`)
677    ``DW_AT_LLVM_lanes``        SIMT lane count (see :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`)
678    ``DW_AT_LLVM_iterations``   Concurrent iteration count (see :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`)
679    ``DW_AT_LLVM_vector_size``  Base type vector size (see :ref:`amdgpu-dwarf-base-type-entries`)
680    =========================== ====================================
682 .. _amdgpu-dwarf-expressions:
684 A.2.5 DWARF Expressions
685 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
687 .. note::
689   This section, and its nested sections, replaces DWARF Version 5 section 2.5
690   and section 2.6. The new DWARF expression operation extensions are defined as
691   well as clarifying the extensions to already existing DWARF Version 5
692   operations. It is based on the text of the existing DWARF Version 5 standard.
694 DWARF expressions describe how to compute a value or specify a location.
696 *The evaluation of a DWARF expression can provide the location of an object, the
697 value of an array bound, the length of a dynamic string, the desired value
698 itself, and so on.*
700 If the evaluation of a DWARF expression does not encounter an error, then it can
701 either result in a value (see :ref:`amdgpu-dwarf-expression-value`) or a
702 location description (see :ref:`amdgpu-dwarf-location-description`). When a
703 DWARF expression is evaluated, it may be specified whether a value or location
704 description is required as the result kind.
706 If a result kind is specified, and the result of the evaluation does not match
707 the specified result kind, then the implicit conversions described in
708 :ref:`amdgpu-dwarf-memory-location-description-operations` are performed if
709 valid. Otherwise, the DWARF expression is ill-formed.
711 If the evaluation of a DWARF expression encounters an evaluation error, then the
712 result is an evaluation error.
714 .. note::
716   Decided to define the concept of an evaluation error. An alternative is to
717   introduce an undefined value base type in a similar way to location
718   descriptions having an undefined location description. Then operations that
719   encounter an evaluation error can return the undefined location description or
720   value with an undefined base type.
722   All operations that act on values would return an undefined entity if given an
723   undefined value. The expression would then always evaluate to completion, and
724   can be tested to determine if it is an undefined entity.
726   However, this would add considerable additional complexity and does not match
727   that GDB throws an exception when these evaluation errors occur.
729 If a DWARF expression is ill-formed, then the result is undefined.
731 The following sections detail the rules for when a DWARF expression is
732 ill-formed or results in an evaluation error.
734 A DWARF expression can either be encoded as an operation expression (see
735 :ref:`amdgpu-dwarf-operation-expressions`), or as a location list expression
736 (see :ref:`amdgpu-dwarf-location-list-expressions`).
738 .. _amdgpu-dwarf-expression-evaluation-context:
740 A.2.5.1 DWARF Expression Evaluation Context
741 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
743 A DWARF expression is evaluated in a context that can include a number of
744 context elements.  If multiple context elements are specified then they must be
745 self consistent or the result of the evaluation is undefined. The context
746 elements that can be specified are:
748 *A current result kind*
750   The kind of result required by the DWARF expression evaluation. If specified
751   it can be a location description or a value.
753 *A current thread*
755   The target architecture thread identifier. For source languages that are not
756   implemented using a SIMT execution model, this corresponds to the source
757   program thread of execution for which a user presented expression is currently
758   being evaluated. For source languages that are implemented using a SIMT
759   execution model, this together with the current lane corresponds to the source
760   program thread of execution for which a user presented expression is currently
761   being evaluated.
763   It is required for operations that are related to target architecture threads.
765   *For example, the* ``DW_OP_regval_type`` *operation, or the*
766   ``DW_OP_form_tls_address`` *and* ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address``
767   *operations when given an address space that is target architecture thread
768   specific.*
770 *A current lane*
772   The 0 based SIMT lane identifier to be used in evaluating a user presented
773   expression. This applies to source languages that are implemented for a target
774   architecture using a SIMT execution model. These implementations map source
775   language threads of execution to lanes of the target architecture threads.
777   It is required for operations that are related to SIMT lanes.
779   *For example, the* ``DW_OP_LLVM_push_lane`` *operation and*
780   ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address`` *operation when given an address space that
781   is SIMT lane specific.*
783   If specified, it must be consistent with the value of the ``DW_AT_LLVM_lanes``
784   attribute of the subprogram corresponding to context's frame and program
785   location. It is consistent if the value is greater than or equal to 0 and less
786   than the, possibly default, value of the ``DW_AT_LLVM_lanes`` attribute.
787   Otherwise the result is undefined.
789 *A current iteration*
791   The 0 based source language iteration instance to be used in evaluating a user
792   presented expression. This applies to target architectures that support
793   optimizations that result in executing multiple source language loop iterations
794   concurrently.
796   *For example, software pipelining and SIMD vectorization.*
798   It is required for operations that are related to source language loop
799   iterations.
801   *For example, the* ``DW_OP_LLVM_push_iteration`` *operation.*
803   If specified, it must be consistent with the value of the
804   ``DW_AT_LLVM_iterations`` attribute of the subprogram corresponding to
805   context's frame and program location. It is consistent if the value is greater
806   than or equal to 0 and less than the, possibly default, value of the
807   ``DW_AT_LLVM_iterations`` attribute. Otherwise the result is undefined.
809 *A current call frame*
811   The target architecture call frame identifier. It identifies a call frame that
812   corresponds to an active invocation of a subprogram in the current thread. It
813   is identified by its address on the call stack. The address is referred to as
814   the Canonical Frame Address (CFA). The call frame information is used to
815   determine the CFA for the call frames of the current thread's call stack (see
816   :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`).
818   It is required for operations that specify target architecture registers to
819   support virtual unwinding of the call stack.
821   *For example, the* ``DW_OP_*reg*`` *operations.*
823   If specified, it must be an active call frame in the current thread. If the
824   current lane is specified, then that lane must have been active on entry to
825   the call frame (see the ``DW_AT_LLVM_lane_pc`` attribute). Otherwise the
826   result is undefined.
828   If it is the currently executing call frame, then it is termed the top call
829   frame.
831 *A current program location*
833   The target architecture program location corresponding to the current call
834   frame of the current thread.
836   The program location of the top call frame is the target architecture program
837   counter for the current thread. The call frame information is used to obtain
838   the value of the return address register to determine the program location of
839   the other call frames (see :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`).
841   It is required for the evaluation of location list expressions to select
842   amongst multiple program location ranges. It is required for operations that
843   specify target architecture registers to support virtual unwinding of the call
844   stack (see :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`).
846   If specified:
848   * If the current lane is not specified:
850     * If the current call frame is the top call frame, it must be the current
851       target architecture program location.
853     * If the current call frame F is not the top call frame, it must be the
854       program location associated with the call site in the current caller frame
855       F that invoked the callee frame.
857   * If the current lane is specified and the architecture program location LPC
858     computed by the ``DW_AT_LLVM_lane_pc`` attribute for the current lane is not
859     the undefined location description (indicating the lane was not active on
860     entry to the call frame), it must be LPC.
862   * Otherwise the result is undefined.
864 *A current compilation unit*
866   The compilation unit debug information entry that contains the DWARF expression
867   being evaluated.
869   It is required for operations that reference debug information associated with
870   the same compilation unit, including indicating if such references use the
871   32-bit or 64-bit DWARF format. It can also provide the default address space
872   address size if no current target architecture is specified.
874   *For example, the* ``DW_OP_constx`` *and* ``DW_OP_addrx`` *operations.*
876   *Note that this compilation unit may not be the same as the compilation unit
877   determined from the loaded code object corresponding to the current program
878   location. For example, the evaluation of the expression E associated with a*
879   ``DW_AT_location`` *attribute of the debug information entry operand of the*
880   ``DW_OP_call*`` *operations is evaluated with the compilation unit that
881   contains E and not the one that contains the* ``DW_OP_call*`` *operation
882   expression.*
884 *A current target architecture*
886   The target architecture.
888   It is required for operations that specify target architecture specific
889   entities.
891   *For example, target architecture specific entities include DWARF register
892   identifiers, DWARF lane identifiers, DWARF address space identifiers, the
893   default address space, and the address space address sizes.*
895   If specified:
897   * If the current thread is specified, then the current target architecture
898     must be the same as the target architecture of the current thread.
900   * If the current compilation unit is specified, then the current target
901     architecture default address space address size must be the same as the
902     ``address_size`` field in the header of the current compilation unit and any
903     associated entry in the ``.debug_aranges`` section.
905   * If the current program location is specified, then the current target
906     architecture must be the same as the target architecture of any line number
907     information entry (see :ref:`amdgpu-dwarf-line-number-information`)
908     corresponding to the current program location.
910   * If the current program location is specified, then the current target
911     architecture default address space address size must be the same as the
912     ``address_size`` field in the header of any entry corresponding to the
913     current program location in the ``.debug_addr``, ``.debug_line``,
914     ``.debug_rnglists``, ``.debug_rnglists.dwo``, ``.debug_loclists``, and
915     ``.debug_loclists.dwo`` sections.
917   * Otherwise the result is undefined.
919 *A current object*
921   The location description of a program object.
923   It is required for the ``DW_OP_push_object_address`` operation.
925   *For example, the* ``DW_AT_data_location`` *attribute on type debug
926   information entries specifies the program object corresponding to a runtime
927   descriptor as the current object when it evaluates its associated expression.*
929   The result is undefined if the location descriptor is invalid (see
930   :ref:`amdgpu-dwarf-location-description`).
932 *An initial stack*
934   This is a list of values or location descriptions that will be pushed on the
935   operation expression evaluation stack in the order provided before evaluation
936   of an operation expression starts.
938   Some debugger information entries have attributes that evaluate their DWARF
939   expression value with initial stack entries. In all other cases the initial
940   stack is empty.
942   The result is undefined if any location descriptors are invalid (see
943   :ref:`amdgpu-dwarf-location-description`).
945 If the evaluation requires a context element that is not specified, then the
946 result of the evaluation is an error.
948 *A DWARF expression for a location description may be able to be evaluated
949 without a thread, lane, call frame, program location, or architecture context.
950 For example, the location of a global variable may be able to be evaluated
951 without such context. If the expression evaluates with an error then it may
952 indicate the variable has been optimized and so requires more context.*
954 *The DWARF expression for call frame information (see
955 :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`) operations are restricted to those
956 that do not require the compilation unit context to be specified.*
958 The DWARF is ill-formed if all the ``address_size`` fields in the headers of all
959 the entries in the ``.debug_info``, ``.debug_addr``, ``.debug_line``,
960 ``.debug_rnglists``, ``.debug_rnglists.dwo``, ``.debug_loclists``, and
961 ``.debug_loclists.dwo`` sections corresponding to any given program location do
962 not match.
964 .. _amdgpu-dwarf-expression-value:
966 A.2.5.2 DWARF Expression Value
967 ++++++++++++++++++++++++++++++
969 A value has a type and a literal value. It can represent a literal value of any
970 supported base type of the target architecture. The base type specifies the
971 size, encoding, and endianity of the literal value.
973 .. note::
975   It may be desirable to add an implicit pointer base type encoding. It would be
976   used for the type of the value that is produced when the ``DW_OP_deref*``
977   operation retrieves the full contents of an implicit pointer location storage
978   created by the ``DW_OP_implicit_pointer`` or
979   ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer`` operations. The literal value would
980   record the debugging information entry and byte displacement specified by the
981   associated ``DW_OP_implicit_pointer`` or
982   ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer`` operations.
984 There is a distinguished base type termed the generic type, which is an integral
985 type that has the size of an address in the target architecture default address
986 space, a target architecture defined endianity, and unspecified signedness.
988 *The generic type is the same as the unspecified type used for stack operations
989 defined in DWARF Version 4 and before.*
991 An integral type is a base type that has an encoding of ``DW_ATE_signed``,
992 ``DW_ATE_signed_char``, ``DW_ATE_unsigned``, ``DW_ATE_unsigned_char``,
993 ``DW_ATE_boolean``, or any target architecture defined integral encoding in the
994 inclusive range ``DW_ATE_lo_user`` to ``DW_ATE_hi_user``.
996 .. note::
998   It is unclear if ``DW_ATE_address`` is an integral type. GDB does not seem to
999   consider it as integral.
1001 .. _amdgpu-dwarf-location-description:
1003 A.2.5.3 DWARF Location Description
1004 ++++++++++++++++++++++++++++++++++
1006 *Debugging information must provide consumers a way to find the location of
1007 program variables, determine the bounds of dynamic arrays and strings, and
1008 possibly to find the base address of a subprogram’s call frame or the return
1009 address of a subprogram. Furthermore, to meet the needs of recent computer
1010 architectures and optimization techniques, debugging information must be able to
1011 describe the location of an object whose location changes over the object’s
1012 lifetime, and may reside at multiple locations simultaneously during parts of an
1013 object's lifetime.*
1015 Information about the location of program objects is provided by location
1016 descriptions.
1018 Location descriptions can consist of one or more single location descriptions.
1020 A single location description specifies the location storage that holds a
1021 program object and a position within the location storage where the program
1022 object starts. The position within the location storage is expressed as a bit
1023 offset relative to the start of the location storage.
1025 A location storage is a linear stream of bits that can hold values. Each
1026 location storage has a size in bits and can be accessed using a zero-based bit
1027 offset. The ordering of bits within a location storage uses the bit numbering
1028 and direction conventions that are appropriate to the current language on the
1029 target architecture.
1031 There are five kinds of location storage:
1033 *memory location storage*
1034   Corresponds to the target architecture memory address spaces.
1036 *register location storage*
1037   Corresponds to the target architecture registers.
1039 *implicit location storage*
1040   Corresponds to fixed values that can only be read.
1042 *undefined location storage*
1043   Indicates no value is available and therefore cannot be read or written.
1045 *composite location storage*
1046   Allows a mixture of these where some bits come from one location storage and
1047   some from another location storage, or from disjoint parts of the same
1048   location storage.
1050 .. note::
1052   It may be better to add an implicit pointer location storage kind used by the
1053   ``DW_OP_implicit_pointer`` and ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer``
1054   operations. It would specify the debugger information entry and byte offset
1055   provided by the operations.
1057 *Location descriptions are a language independent representation of addressing
1058 rules.*
1060 * *They can be the result of evaluating a debugger information entry attribute
1061   that specifies an operation expression of arbitrary complexity. In this usage
1062   they can describe the location of an object as long as its lifetime is either
1063   static or the same as the lexical block (see
1064   :ref:`amdgpu-dwarf-lexical-block-entries`) that owns it, and it does not move
1065   during its lifetime.*
1067 * *They can be the result of evaluating a debugger information entry attribute
1068   that specifies a location list expression. In this usage they can describe the
1069   location of an object that has a limited lifetime, changes its location during
1070   its lifetime, or has multiple locations over part or all of its lifetime.*
1072 If a location description has more than one single location description, the
1073 DWARF expression is ill-formed if the object value held in each single location
1074 description's position within the associated location storage is not the same
1075 value, except for the parts of the value that are uninitialized.
1077 *A location description that has more than one single location description can
1078 only be created by a location list expression that has overlapping program
1079 location ranges, or certain expression operations that act on a location
1080 description that has more than one single location description. There are no
1081 operation expression operations that can directly create a location description
1082 with more than one single location description.*
1084 *A location description with more than one single location description can be
1085 used to describe objects that reside in more than one piece of storage at the
1086 same time. An object may have more than one location as a result of
1087 optimization. For example, a value that is only read may be promoted from memory
1088 to a register for some region of code, but later code may revert to reading the
1089 value from memory as the register may be used for other purposes. For the code
1090 region where the value is in a register, any change to the object value must be
1091 made in both the register and the memory so both regions of code will read the
1092 updated value.*
1094 *A consumer of a location description with more than one single location
1095 description can read the object's value from any of the single location
1096 descriptions (since they all refer to location storage that has the same value),
1097 but must write any changed value to all the single location descriptions.*
1099 The evaluation of an expression may require context elements to create a
1100 location description. If such a location description is accessed, the storage it
1101 denotes is that associated with the context element values specified when the
1102 location description was created, which may differ from the context at the time
1103 it is accessed.
1105 *For example, creating a register location description requires the thread
1106 context: the location storage is for the specified register of that thread.
1107 Creating a memory location description for an address space may required a
1108 thread and a lane context: the location storage is the memory associated with
1109 that thread and lane.*
1111 If any of the context elements required to create a location description change,
1112 the location description becomes invalid and accessing it is undefined.
1114 *Examples of context that can invalidate a location description are:*
1116 * *The thread context is required and execution causes the thread to terminate.*
1117 * *The call frame context is required and further execution causes the call
1118   frame to return to the calling frame.*
1119 * *The program location is required and further execution of the thread occurs.
1120   That could change the location list entry or call frame information entry that
1121   applies.*
1122 * *An operation uses call frame information:*
1124   * *Any of the frames used in the virtual call frame unwinding return.*
1125   * *The top call frame is used, the program location is used to select the call
1126     frame information entry, and further execution of the thread occurs.*
1128 *A DWARF expression can be used to compute a location description for an object.
1129 A subsequent DWARF expression evaluation can be given the object location
1130 description as the object context or initial stack context to compute a
1131 component of the object. The final result is undefined if the object location
1132 description becomes invalid between the two expression evaluations.*
1134 A change of a thread's program location may not make a location description
1135 invalid, yet may still render it as no longer meaningful. Accessing such a
1136 location description, or using it as the object context or initial stack context
1137 of an expression evaluation, may produce an undefined result.
1139 *For example, a location description may specify a register that no longer holds
1140 the intended program object after a program location change. One way to avoid
1141 such problems is to recompute location descriptions associated with threads when
1142 their program locations change.*
1144 .. _amdgpu-dwarf-operation-expressions:
1146 A.2.5.4 DWARF Operation Expressions
1147 +++++++++++++++++++++++++++++++++++
1149 An operation expression is comprised of a stream of operations, each consisting
1150 of an opcode followed by zero or more operands. The number of operands is
1151 implied by the opcode.
1153 Operations represent a postfix operation on a simple stack machine. Each stack
1154 entry can hold either a value or a location description. Operations can act on
1155 entries on the stack, including adding entries and removing entries. If the kind
1156 of a stack entry does not match the kind required by the operation and is not
1157 implicitly convertible to the required kind (see
1158 :ref:`amdgpu-dwarf-memory-location-description-operations`), then the DWARF
1159 operation expression is ill-formed.
1161 Evaluation of an operation expression starts with an empty stack on which the
1162 entries from the initial stack provided by the context are pushed in the order
1163 provided. Then the operations are evaluated, starting with the first operation
1164 of the stream. Evaluation continues until either an operation has an evaluation
1165 error, or until one past the last operation of the stream is reached.
1167 The result of the evaluation is:
1169 * If an operation has an evaluation error, or an operation evaluates an
1170   expression that has an evaluation error, then the result is an evaluation
1171   error.
1173 * If the current result kind specifies a location description, then:
1175   * If the stack is empty, the result is a location description with one
1176     undefined location description.
1178     *This rule is for backwards compatibility with DWARF Version 5 which has no
1179     explicit operation to create an undefined location description, and uses an
1180     empty operation expression for this purpose.*
1182   * If the top stack entry is a location description, or can be converted
1183     to one (see :ref:`amdgpu-dwarf-memory-location-description-operations`),
1184     then the result is that, possibly converted, location description. Any other
1185     entries on the stack are discarded.
1187   * Otherwise the DWARF expression is ill-formed.
1189     .. note::
1191       Could define this case as returning an implicit location description as
1192       if the ``DW_OP_implicit`` operation is performed.
1194 * If the current result kind specifies a value, then:
1196   * If the top stack entry is a value, or can be converted to one (see
1197     :ref:`amdgpu-dwarf-memory-location-description-operations`), then the result
1198     is that, possibly converted, value. Any other entries on the stack are
1199     discarded.
1201   * Otherwise the DWARF expression is ill-formed.
1203 * If the current result kind is not specified, then:
1205   * If the stack is empty, the result is a location description with one
1206     undefined location description.
1208     *This rule is for backwards compatibility with DWARF Version 5 which has no
1209     explicit operation to create an undefined location description, and uses an
1210     empty operation expression for this purpose.*
1212     .. note::
1214       This rule is consistent with the rule above for when a location
1215       description is requested. However, GDB appears to report this as an error
1216       and no GDB tests appear to cause an empty stack for this case.
1218   * Otherwise, the top stack entry is returned. Any other entries on the stack
1219     are discarded.
1221 An operation expression is encoded as a byte block with some form of prefix that
1222 specifies the byte count. It can be used:
1224 * as the value of a debugging information entry attribute that is encoded using
1225   class ``exprloc`` (see :ref:`amdgpu-dwarf-classes-and-forms`),
1227 * as the operand to certain operation expression operations,
1229 * as the operand to certain call frame information operations (see
1230   :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`),
1232 * and in location list entries (see
1233   :ref:`amdgpu-dwarf-location-list-expressions`).
1235 .. _amdgpu-dwarf-stack-operations:
1237 A.2.5.4.1 Stack Operations
1238 ##########################
1240 .. note::
1242   This section replaces DWARF Version 5 section 2.5.1.3.
1244 The following operations manipulate the DWARF stack. Operations that index the
1245 stack assume that the top of the stack (most recently added entry) has index 0.
1246 They allow the stack entries to be either a value or location description.
1248 If any stack entry accessed by a stack operation is an incomplete composite
1249 location description (see
1250 :ref:`amdgpu-dwarf-composite-location-description-operations`), then the DWARF
1251 expression is ill-formed.
1253 .. note::
1255   These operations now support stack entries that are values and location
1256   descriptions.
1258 .. note::
1260   If it is desired to also make them work with incomplete composite location
1261   descriptions, then would need to define that the composite location storage
1262   specified by the incomplete composite location description is also replicated
1263   when a copy is pushed. This ensures that each copy of the incomplete composite
1264   location description can update the composite location storage they specify
1265   independently.
1267 1.  ``DW_OP_dup``
1269     ``DW_OP_dup`` duplicates the stack entry at the top of the stack.
1271 2.  ``DW_OP_drop``
1273     ``DW_OP_drop`` pops the stack entry at the top of the stack and discards it.
1275 3.  ``DW_OP_pick``
1277     ``DW_OP_pick`` has a single unsigned 1-byte operand that represents an index
1278     I. A copy of the stack entry with index I is pushed onto the stack.
1280 4.  ``DW_OP_over``
1282     ``DW_OP_over`` pushes a copy of the entry with index 1.
1284     *This is equivalent to a* ``DW_OP_pick 1`` *operation.*
1286 5.  ``DW_OP_swap``
1288     ``DW_OP_swap`` swaps the top two stack entries. The entry at the top of the
1289     stack becomes the second stack entry, and the second stack entry becomes the
1290     top of the stack.
1292 6.  ``DW_OP_rot``
1294     ``DW_OP_rot`` rotates the first three stack entries. The entry at the top of
1295     the stack becomes the third stack entry, the second entry becomes the top of
1296     the stack, and the third entry becomes the second entry.
1298 .. _amdgpu-dwarf-control-flow-operations:
1300 A.2.5.4.2 Control Flow Operations
1301 #################################
1303 .. note::
1305   This section replaces DWARF Version 5 section 2.5.1.5.
1307 The following operations provide simple control of the flow of a DWARF operation
1308 expression.
1310 1.  ``DW_OP_nop``
1312     ``DW_OP_nop`` is a place holder. It has no effect on the DWARF stack
1313     entries.
1315 2.  ``DW_OP_le``, ``DW_OP_ge``, ``DW_OP_eq``, ``DW_OP_lt``, ``DW_OP_gt``,
1316     ``DW_OP_ne``
1318     .. note::
1320       The same as in DWARF Version 5 section 2.5.1.5.
1322 3.  ``DW_OP_skip``
1324     ``DW_OP_skip`` is an unconditional branch. Its single operand is a 2-byte
1325     signed integer constant. The 2-byte constant is the number of bytes of the
1326     DWARF expression to skip forward or backward from the current operation,
1327     beginning after the 2-byte constant.
1329     If the updated position is at one past the end of the last operation, then
1330     the operation expression evaluation is complete.
1332     Otherwise, the DWARF expression is ill-formed if the updated operation
1333     position is not in the range of the first to last operation inclusive, or
1334     not at the start of an operation.
1336 4.  ``DW_OP_bra``
1338     ``DW_OP_bra`` is a conditional branch. Its single operand is a 2-byte signed
1339     integer constant. This operation pops the top of stack. If the value popped
1340     is not the constant 0, the 2-byte constant operand is the number of bytes of
1341     the DWARF operation expression to skip forward or backward from the current
1342     operation, beginning after the 2-byte constant.
1344     If the updated position is at one past the end of the last operation, then
1345     the operation expression evaluation is complete.
1347     Otherwise, the DWARF expression is ill-formed if the updated operation
1348     position is not in the range of the first to last operation inclusive, or
1349     not at the start of an operation.
1351 5.  ``DW_OP_call2, DW_OP_call4, DW_OP_call_ref``
1353     ``DW_OP_call2``, ``DW_OP_call4``, and ``DW_OP_call_ref`` perform DWARF
1354     procedure calls during evaluation of a DWARF expression.
1356     ``DW_OP_call2`` and ``DW_OP_call4``, have one operand that is, respectively,
1357     a 2-byte or 4-byte unsigned offset DR that represents the byte offset of a
1358     debugging information entry D relative to the beginning of the current
1359     compilation unit.
1361     ``DW_OP_call_ref`` has one operand that is a 4-byte unsigned value in the
1362     32-bit DWARF format, or an 8-byte unsigned value in the 64-bit DWARF format,
1363     that represents the byte offset DR of a debugging information entry D
1364     relative to the beginning of the ``.debug_info`` section that contains the
1365     current compilation unit. D may not be in the current compilation unit.
1367     .. note::
1369       DWARF Version 5 states that DR can be an offset in a ``.debug_info``
1370       section other than the one that contains the current compilation unit. It
1371       states that relocation of references from one executable or shared object
1372       file to another must be performed by the consumer. But given that DR is
1373       defined as an offset in a ``.debug_info`` section this seems impossible.
1374       If DR was defined as an implementation defined value, then the consumer
1375       could choose to interpret the value in an implementation defined manner to
1376       reference a debug information in another executable or shared object.
1378       In ELF the ``.debug_info`` section is in a non-\ ``PT_LOAD`` segment so
1379       standard dynamic relocations cannot be used. But even if they were loaded
1380       segments and dynamic relocations were used, DR would need to be the
1381       address of D, not an offset in a ``.debug_info`` section. That would also
1382       need DR to be the size of a global address. So it would not be possible to
1383       use the 32-bit DWARF format in a 64-bit global address space. In addition,
1384       the consumer would need to determine what executable or shared object the
1385       relocated address was in so it could determine the containing compilation
1386       unit.
1388       GDB only interprets DR as an offset in the ``.debug_info`` section that
1389       contains the current compilation unit.
1391       This comment also applies to ``DW_OP_implicit_pointer`` and
1392       ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer``.
1394     *Operand interpretation of* ``DW_OP_call2``\ *,* ``DW_OP_call4``\ *, and*
1395     ``DW_OP_call_ref`` *is exactly like that for* ``DW_FORM_ref2``\ *,
1396     ``DW_FORM_ref4``\ *, and* ``DW_FORM_ref_addr``\ *, respectively.*
1398     The call operation is evaluated by:
1400     * If D has a ``DW_AT_location`` attribute that is encoded as a ``exprloc``
1401       that specifies an operation expression E, then execution of the current
1402       operation expression continues from the first operation of E. Execution
1403       continues until one past the last operation of E is reached, at which
1404       point execution continues with the operation following the call operation.
1405       The operations of E are evaluated with the same current context, except
1406       current compilation unit is the one that contains D and the stack is the
1407       same as that being used by the call operation. After the call operation
1408       has been evaluated, the stack is therefore as it is left by the evaluation
1409       of the operations of E. Since E is evaluated on the same stack as the call
1410       operation, E can use, and/or remove entries already on the stack, and can
1411       add new entries to the stack.
1413       *Values on the stack at the time of the call may be used as parameters by
1414       the called expression and values left on the stack by the called expression
1415       may be used as return values by prior agreement between the calling and
1416       called expressions.*
1418     * If D has a ``DW_AT_location`` attribute that is encoded as a ``loclist`` or
1419       ``loclistsptr``, then the specified location list expression E is
1420       evaluated. The evaluation of E uses the current context, except the result
1421       kind is a location description, the compilation unit is the one that
1422       contains D, and the initial stack is empty. The location description
1423       result is pushed on the stack.
1425       .. note::
1427         This rule avoids having to define how to execute a matched location list
1428         entry operation expression on the same stack as the call when there are
1429         multiple matches. But it allows the call to obtain the location
1430         description for a variable or formal parameter which may use a location
1431         list expression.
1433         An alternative is to treat the case when D has a ``DW_AT_location``
1434         attribute that is encoded as a ``loclist`` or ``loclistsptr``, and the
1435         specified location list expression E' matches a single location list
1436         entry with operation expression E, the same as the ``exprloc`` case and
1437         evaluate on the same stack.
1439         But this is not attractive as if the attribute is for a variable that
1440         happens to end with a non-singleton stack, it will not simply put a
1441         location description on the stack. Presumably the intent of using
1442         ``DW_OP_call*`` on a variable or formal parameter debugger information
1443         entry is to push just one location description on the stack. That
1444         location description may have more than one single location description.
1446         The previous rule for ``exprloc`` also has the same problem, as normally
1447         a variable or formal parameter location expression may leave multiple
1448         entries on the stack and only return the top entry.
1450         GDB implements ``DW_OP_call*`` by always executing E on the same stack.
1451         If the location list has multiple matching entries, it simply picks the
1452         first one and ignores the rest. This seems fundamentally at odds with
1453         the desire to support multiple places for variables.
1455         So, it feels like ``DW_OP_call*`` should both support pushing a location
1456         description on the stack for a variable or formal parameter, and also
1457         support being able to execute an operation expression on the same stack.
1458         Being able to specify a different operation expression for different
1459         program locations seems a desirable feature to retain.
1461         A solution to that is to have a distinct ``DW_AT_LLVM_proc`` attribute
1462         for the ``DW_TAG_dwarf_procedure`` debugging information entry. Then the
1463         ``DW_AT_location`` attribute expression is always executed separately
1464         and pushes a location description (that may have multiple single
1465         location descriptions), and the ``DW_AT_LLVM_proc`` attribute expression
1466         is always executed on the same stack and can leave anything on the
1467         stack.
1469         The ``DW_AT_LLVM_proc`` attribute could have the new classes
1470         ``exprproc``, ``loclistproc``, and ``loclistsptrproc`` to indicate that
1471         the expression is executed on the same stack. ``exprproc`` is the same
1472         encoding as ``exprloc``. ``loclistproc`` and ``loclistsptrproc`` are the
1473         same encoding as their non-\ ``proc`` counterparts, except the DWARF is
1474         ill-formed if the location list does not match exactly one location list
1475         entry and a default entry is required. These forms indicate explicitly
1476         that the matched single operation expression must be executed on the
1477         same stack. This is better than ad hoc special rules for ``loclistproc``
1478         and ``loclistsptrproc`` which are currently clearly defined to always
1479         return a location description. The producer then explicitly indicates
1480         the intent through the attribute classes.
1482         Such a change would be a breaking change for how GDB implements
1483         ``DW_OP_call*``. However, are the breaking cases actually occurring in
1484         practice? GDB could implement the current approach for DWARF Version 5,
1485         and the new semantics for DWARF Version 6 which has been done for some
1486         other features.
1488         Another option is to limit the execution to be on the same stack only to
1489         the evaluation of an expression E that is the value of a
1490         ``DW_AT_location`` attribute of a ``DW_TAG_dwarf_procedure`` debugging
1491         information entry. The DWARF would be ill-formed if E is a location list
1492         expression that does not match exactly one location list entry. In all
1493         other cases the evaluation of an expression E that is the value of a
1494         ``DW_AT_location`` attribute would evaluate E with the current context,
1495         except the result kind is a location description, the compilation unit
1496         is the one that contains D, and the initial stack is empty. The location
1497         description result is pushed on the stack.
1499     * If D has a ``DW_AT_const_value`` attribute with a value V, then it is as
1500       if a ``DW_OP_implicit_value V`` operation was executed.
1502       *This allows a call operation to be used to compute the location
1503       description for any variable or formal parameter regardless of whether the
1504       producer has optimized it to a constant. This is consistent with the*
1505       ``DW_OP_implicit_pointer`` *operation.*
1507       .. note::
1509         Alternatively, could deprecate using ``DW_AT_const_value`` for
1510         ``DW_TAG_variable`` and ``DW_TAG_formal_parameter`` debugger information
1511         entries that are constants and instead use ``DW_AT_location`` with an
1512         operation expression that results in a location description with one
1513         implicit location description. Then this rule would not be required.
1515     * Otherwise, there is no effect and no changes are made to the stack.
1517       .. note::
1519         In DWARF Version 5, if D does not have a ``DW_AT_location`` then
1520         ``DW_OP_call*`` is defined to have no effect. It is unclear that this is
1521         the right definition as a producer should be able to rely on using
1522         ``DW_OP_call*`` to get a location description for any non-\
1523         ``DW_TAG_dwarf_procedure`` debugging information entries. Also, the
1524         producer should not be creating DWARF with ``DW_OP_call*`` to a
1525         ``DW_TAG_dwarf_procedure`` that does not have a ``DW_AT_location``
1526         attribute. So, should this case be defined as an ill-formed DWARF
1527         expression?
1529     *The* ``DW_TAG_dwarf_procedure`` *debugging information entry can be used to
1530     define DWARF procedures that can be called.*
1532 .. _amdgpu-dwarf-value-operations:
1534 A.2.5.4.3 Value Operations
1535 ##########################
1537 This section describes the operations that push values on the stack.
1539 Each value stack entry has a type and a literal value. It can represent a
1540 literal value of any supported base type of the target architecture. The base
1541 type specifies the size, encoding, and endianity of the literal value.
1543 The base type of value stack entries can be the distinguished generic type.
1545 .. _amdgpu-dwarf-literal-operations:
1547 A.2.5.4.3.1 Literal Operations
1548 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1550 .. note::
1552   This section replaces DWARF Version 5 section 2.5.1.1.
1554 The following operations all push a literal value onto the DWARF stack.
1556 Operations other than ``DW_OP_const_type`` push a value V with the generic type.
1557 If V is larger than the generic type, then V is truncated to the generic type
1558 size and the low-order bits used.
1560 1.  ``DW_OP_lit0``, ``DW_OP_lit1``, ..., ``DW_OP_lit31``
1562     ``DW_OP_lit<N>`` operations encode an unsigned literal value N from 0
1563     through 31, inclusive. They push the value N with the generic type.
1565 2.  ``DW_OP_const1u``, ``DW_OP_const2u``, ``DW_OP_const4u``, ``DW_OP_const8u``
1567     ``DW_OP_const<N>u`` operations have a single operand that is a 1, 2, 4, or
1568     8-byte unsigned integer constant U, respectively. They push the value U with
1569     the generic type.
1571 3.  ``DW_OP_const1s``, ``DW_OP_const2s``, ``DW_OP_const4s``, ``DW_OP_const8s``
1573     ``DW_OP_const<N>s`` operations have a single operand that is a 1, 2, 4, or
1574     8-byte signed integer constant S, respectively. They push the value S with
1575     the generic type.
1577 4.  ``DW_OP_constu``
1579     ``DW_OP_constu`` has a single unsigned LEB128 integer operand N. It pushes
1580     the value N with the generic type.
1582 5.  ``DW_OP_consts``
1584     ``DW_OP_consts`` has a single signed LEB128 integer operand N. It pushes the
1585     value N with the generic type.
1587 6.  ``DW_OP_constx``
1589     ``DW_OP_constx`` has a single unsigned LEB128 integer operand that
1590     represents a zero-based index into the ``.debug_addr`` section relative to
1591     the value of the ``DW_AT_addr_base`` attribute of the associated compilation
1592     unit. The value N in the ``.debug_addr`` section has the size of the generic
1593     type. It pushes the value N with the generic type.
1595     *The* ``DW_OP_constx`` *operation is provided for constants that require
1596     link-time relocation but should not be interpreted by the consumer as a
1597     relocatable address (for example, offsets to thread-local storage).*
1599 7.  ``DW_OP_const_type``
1601     ``DW_OP_const_type`` has three operands. The first is an unsigned LEB128
1602     integer DR that represents the byte offset of a debugging information entry
1603     D relative to the beginning of the current compilation unit, that provides
1604     the type T of the constant value. The second is a 1-byte unsigned integral
1605     constant S. The third is a block of bytes B, with a length equal to S.
1607     TS is the bit size of the type T. The least significant TS bits of B are
1608     interpreted as a value V of the type D. It pushes the value V with the type
1609     D.
1611     The DWARF is ill-formed if D is not a ``DW_TAG_base_type`` debugging
1612     information entry in the current compilation unit, or if TS divided by 8
1613     (the byte size) and rounded up to a whole number is not equal to S.
1615     *While the size of the byte block B can be inferred from the type D
1616     definition, it is encoded explicitly into the operation so that the
1617     operation can be parsed easily without reference to the* ``.debug_info``
1618     *section.*
1620 8.  ``DW_OP_LLVM_push_lane`` *New*
1622     ``DW_OP_LLVM_push_lane`` pushes the current lane as a value with the generic
1623     type.
1625     *For source languages that are implemented using a SIMT execution model,
1626     this is the zero-based lane number that corresponds to the source language
1627     thread of execution upon which the user is focused.*
1629     The value must be greater than or equal to 0 and less than the value of the
1630     ``DW_AT_LLVM_lanes`` attribute, otherwise the DWARF expression is
1631     ill-formed. See :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`.
1633 9.  ``DW_OP_LLVM_push_iteration`` *New*
1635     ``DW_OP_LLVM_push_iteration`` pushes the current iteration as a value with
1636     the generic type.
1638     *For source language implementations with optimizations that cause multiple
1639     loop iterations to execute concurrently, this is the zero-based iteration
1640     number that corresponds to the source language concurrent loop iteration
1641     upon which the user is focused.*
1643     The value must be greater than or equal to 0 and less than the value of the
1644     ``DW_AT_LLVM_iterations`` attribute, otherwise the DWARF expression is
1645     ill-formed. See :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`.
1647 .. _amdgpu-dwarf-arithmetic-logical-operations:
1649 A.2.5.4.3.2 Arithmetic and Logical Operations
1650 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1652 .. note::
1654   This section is the same as DWARF Version 5 section 2.5.1.4.
1656 .. _amdgpu-dwarf-type-conversions-operations:
1658 A.2.5.4.3.3 Type Conversion Operations
1659 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1661 .. note::
1663   This section is the same as DWARF Version 5 section 2.5.1.6.
1665 .. _amdgpu-dwarf-general-operations:
1667 A.2.5.4.3.4 Special Value Operations
1668 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1670 .. note::
1672   This section replaces parts of DWARF Version 5 sections 2.5.1.2, 2.5.1.3, and
1673   2.5.1.7.
1675 There are these special value operations currently defined:
1677 1.  ``DW_OP_regval_type``
1679     ``DW_OP_regval_type`` has two operands. The first is an unsigned LEB128
1680     integer that represents a register number R. The second is an unsigned
1681     LEB128 integer DR that represents the byte offset of a debugging information
1682     entry D relative to the beginning of the current compilation unit, that
1683     provides the type T of the register value.
1685     The operation is equivalent to performing ``DW_OP_regx R; DW_OP_deref_type
1686     DR``.
1688     .. note::
1690       Should DWARF allow the type T to be a larger size than the size of the
1691       register R? Restricting a larger bit size avoids any issue of conversion
1692       as the, possibly truncated, bit contents of the register is simply
1693       interpreted as a value of T. If a conversion is wanted it can be done
1694       explicitly using a ``DW_OP_convert`` operation.
1696       GDB has a per register hook that allows a target specific conversion on a
1697       register by register basis. It defaults to truncation of bigger registers.
1698       Removing use of the target hook does not cause any test failures in common
1699       architectures. If the compiler for a target architecture did want some
1700       form of conversion, including a larger result type, it could always
1701       explicitly used the ``DW_OP_convert`` operation.
1703       If T is a larger type than the register size, then the default GDB
1704       register hook reads bytes from the next register (or reads out of bounds
1705       for the last register!). Removing use of the target hook does not cause
1706       any test failures in common architectures (except an illegal hand written
1707       assembly test). If a target architecture requires this behavior, these
1708       extensions allow a composite location description to be used to combine
1709       multiple registers.
1711 2.  ``DW_OP_deref``
1713     S is the bit size of the generic type divided by 8 (the byte size) and
1714     rounded up to a whole number. DR is the offset of a hypothetical debug
1715     information entry D in the current compilation unit for a base type of the
1716     generic type.
1718     The operation is equivalent to performing ``DW_OP_deref_type S, DR``.
1720 3.  ``DW_OP_deref_size``
1722     ``DW_OP_deref_size`` has a single 1-byte unsigned integral constant that
1723     represents a byte result size S.
1725     TS is the smaller of the generic type bit size and S scaled by 8 (the byte
1726     size). If TS is smaller than the generic type bit size then T is an unsigned
1727     integral type of bit size TS, otherwise T is the generic type. DR is the
1728     offset of a hypothetical debug information entry D in the current
1729     compilation unit for a base type T.
1731     .. note::
1733       Truncating the value when S is larger than the generic type matches what
1734       GDB does. This allows the generic type size to not be an integral byte
1735       size. It does allow S to be arbitrarily large. Should S be restricted to
1736       the size of the generic type rounded up to a multiple of 8?
1738     The operation is equivalent to performing ``DW_OP_deref_type S, DR``, except
1739     if T is not the generic type, the value V pushed is zero-extended to the
1740     generic type bit size and its type changed to the generic type.
1742 4.  ``DW_OP_deref_type``
1744     ``DW_OP_deref_type`` has two operands. The first is a 1-byte unsigned
1745     integral constant S. The second is an unsigned LEB128 integer DR that
1746     represents the byte offset of a debugging information entry D relative to
1747     the beginning of the current compilation unit, that provides the type T of
1748     the result value.
1750     TS is the bit size of the type T.
1752     *While the size of the pushed value V can be inferred from the type T, it is
1753     encoded explicitly as the operand S so that the operation can be parsed
1754     easily without reference to the* ``.debug_info`` *section.*
1756     .. note::
1758       It is unclear why the operand S is needed. Unlike ``DW_OP_const_type``,
1759       the size is not needed for parsing. Any evaluation needs to get the base
1760       type T to push with the value to know its encoding and bit size.
1762     It pops one stack entry that must be a location description L.
1764     A value V of TS bits is retrieved from the location storage LS specified by
1765     one of the single location descriptions SL of L.
1767     *If L, or the location description of any composite location description
1768     part that is a subcomponent of L, has more than one single location
1769     description, then any one of them can be selected as they are required to
1770     all have the same value. For any single location description SL, bits are
1771     retrieved from the associated storage location starting at the bit offset
1772     specified by SL. For a composite location description, the retrieved bits
1773     are the concatenation of the N bits from each composite location part PL,
1774     where N is limited to the size of PL.*
1776     V is pushed on the stack with the type T.
1778     .. note::
1780       This definition makes it an evaluation error if L is a register location
1781       description that has less than TS bits remaining in the register storage.
1782       Particularly since these extensions extend location descriptions to have
1783       a bit offset, it would be odd to define this as performing sign extension
1784       based on the type, or be target architecture dependent, as the number of
1785       remaining bits could be any number. This matches the GDB implementation
1786       for ``DW_OP_deref_type``.
1788       These extensions define ``DW_OP_*breg*`` in terms of
1789       ``DW_OP_regval_type``. ``DW_OP_regval_type`` is defined in terms of
1790       ``DW_OP_regx``, which uses a 0 bit offset, and ``DW_OP_deref_type``.
1791       Therefore, it requires the register size to be greater or equal to the
1792       address size of the address space. This matches the GDB implementation for
1793       ``DW_OP_*breg*``.
1795     The DWARF is ill-formed if D is not in the current compilation unit, D is
1796     not a ``DW_TAG_base_type`` debugging information entry, or if TS divided by
1797     8 (the byte size) and rounded up to a whole number is not equal to S.
1799     .. note::
1801       This definition allows the base type to be a bit size since there seems no
1802       reason to restrict it.
1804     It is an evaluation error if any bit of the value is retrieved from the
1805     undefined location storage or the offset of any bit exceeds the size of the
1806     location storage LS specified by any single location description SL of L.
1808     See :ref:`amdgpu-dwarf-implicit-location-description-operations` for special
1809     rules concerning implicit location descriptions created by the
1810     ``DW_OP_implicit_pointer`` and ``DW_OP_LLVM_implicit_aspace_pointer``
1811     operations.
1813 5.  ``DW_OP_xderef`` *Deprecated*
1815     ``DW_OP_xderef`` pops two stack entries. The first must be an integral type
1816     value that represents an address A. The second must be an integral type
1817     value that represents a target architecture specific address space
1818     identifier AS.
1820     The operation is equivalent to performing ``DW_OP_swap;
1821     DW_OP_LLVM_form_aspace_address; DW_OP_deref``. The value V retrieved is left
1822     on the stack with the generic type.
1824     *This operation is deprecated as the* ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address``
1825     *operation can be used and provides greater expressiveness.*
1827 6.  ``DW_OP_xderef_size`` *Deprecated*
1829     ``DW_OP_xderef_size`` has a single 1-byte unsigned integral constant that
1830     represents a byte result size S.
1832     It pops two stack entries. The first must be an integral type value that
1833     represents an address A. The second must be an integral type value that
1834     represents a target architecture specific address space identifier AS.
1836     The operation is equivalent to performing ``DW_OP_swap;
1837     DW_OP_LLVM_form_aspace_address; DW_OP_deref_size S``. The zero-extended
1838     value V retrieved is left on the stack with the generic type.
1840     *This operation is deprecated as the* ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address``
1841     *operation can be used and provides greater expressiveness.*
1843 7.  ``DW_OP_xderef_type`` *Deprecated*
1845     ``DW_OP_xderef_type`` has two operands. The first is a 1-byte unsigned
1846     integral constant S. The second operand is an unsigned LEB128 integer DR
1847     that represents the byte offset of a debugging information entry D relative
1848     to the beginning of the current compilation unit, that provides the type T
1849     of the result value.
1851     It pops two stack entries. The first must be an integral type value that
1852     represents an address A. The second must be an integral type value that
1853     represents a target architecture specific address space identifier AS.
1855     The operation is equivalent to performing ``DW_OP_swap;
1856     DW_OP_LLVM_form_aspace_address; DW_OP_deref_type S DR``. The value V
1857     retrieved is left on the stack with the type T.
1859     *This operation is deprecated as the* ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address``
1860     *operation can be used and provides greater expressiveness.*
1862 8.  ``DW_OP_entry_value`` *Deprecated*
1864     ``DW_OP_entry_value`` pushes the value of an expression that is evaluated in
1865     the context of the calling frame.
1867     *It may be used to determine the value of arguments on entry to the current
1868     call frame provided they are not clobbered.*
1870     It has two operands. The first is an unsigned LEB128 integer S. The second
1871     is a block of bytes, with a length equal S, interpreted as a DWARF
1872     operation expression E.
1874     E is evaluated with the current context, except the result kind is
1875     unspecified, the call frame is the one that called the current frame, the
1876     program location is the call site in the calling frame, the object is
1877     unspecified, and the initial stack is empty. The calling frame information
1878     is obtained by virtually unwinding the current call frame using the call
1879     frame information (see :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`).
1881     If the result of E is a location description L (see
1882     :ref:`amdgpu-dwarf-register-location-description-operations`), and the last
1883     operation executed by E is a ``DW_OP_reg*`` for register R with a target
1884     architecture specific base type of T, then the contents of the register are
1885     retrieved as if a ``DW_OP_deref_type DR`` operation was performed where DR
1886     is the offset of a hypothetical debug information entry in the current
1887     compilation unit for T. The resulting value V s pushed on the stack.
1889     *Using* ``DW_OP_reg*`` *provides a more compact form for the case where the
1890     value was in a register on entry to the subprogram.*
1892     .. note::
1894       It is unclear how this provides a more compact expression, as
1895       ``DW_OP_regval_type`` could be used which is marginally larger.
1897     If the result of E is a value V, then V is pushed on the stack.
1899     Otherwise, the DWARF expression is ill-formed.
1901     *The* ``DW_OP_entry_value`` *operation is deprecated as its main usage is
1902     provided by other means. DWARF Version 5 added the*
1903     ``DW_TAG_call_site_parameter`` *debugger information entry for call sites
1904     that has* ``DW_AT_call_value``\ *,* ``DW_AT_call_data_location``\ *, and*
1905     ``DW_AT_call_data_value`` *attributes that provide DWARF expressions to
1906     compute actual parameter values at the time of the call, and requires the
1907     producer to ensure the expressions are valid to evaluate even when virtually
1908     unwound. The* ``DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg`` *operation provides access
1909     to registers in the virtually unwound calling frame.*
1911     .. note::
1913       GDB only implements ``DW_OP_entry_value`` when E is exactly
1914       ``DW_OP_reg*`` or ``DW_OP_breg*; DW_OP_deref*``.
1916 .. _amdgpu-dwarf-location-description-operations:
1918 A.2.5.4.4 Location Description Operations
1919 #########################################
1921 This section describes the operations that push location descriptions on the
1922 stack.
1924 .. _amdgpu-dwarf-general-location-description-operations:
1926 A.2.5.4.4.1 General Location Description Operations
1927 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1929 .. note::
1931   This section replaces part of DWARF Version 5 section 2.5.1.3.
1933 1.  ``DW_OP_LLVM_offset`` *New*
1935     ``DW_OP_LLVM_offset`` pops two stack entries. The first must be an integral
1936     type value that represents a byte displacement B. The second must be a
1937     location description L.
1939     It adds the value of B scaled by 8 (the byte size) to the bit offset of each
1940     single location description SL of L, and pushes the updated L.
1942     It is an evaluation error if the updated bit offset of any SL is less than 0
1943     or greater than or equal to the size of the location storage specified by
1944     SL.
1946 2.  ``DW_OP_LLVM_offset_uconst`` *New*
1948     ``DW_OP_LLVM_offset_uconst`` has a single unsigned LEB128 integer operand
1949     that represents a byte displacement B.
1951     The operation is equivalent to performing ``DW_OP_constu B;
1952     DW_OP_LLVM_offset``.
1954     *This operation is supplied specifically to be able to encode more field
1955     displacements in two bytes than can be done with* ``DW_OP_lit*;
1956     DW_OP_LLVM_offset``\ *.*
1958     .. note::
1960       Should this be named ``DW_OP_LLVM_offset_uconst`` to match
1961       ``DW_OP_plus_uconst``, or ``DW_OP_LLVM_offset_constu`` to match
1962       ``DW_OP_constu``?
1964 3.  ``DW_OP_LLVM_bit_offset`` *New*
1966     ``DW_OP_LLVM_bit_offset`` pops two stack entries. The first must be an
1967     integral type value that represents a bit displacement B. The second must be
1968     a location description L.
1970     It adds the value of B to the bit offset of each single location description
1971     SL of L, and pushes the updated L.
1973     It is an evaluation error if the updated bit offset of any SL is less than 0
1974     or greater than or equal to the size of the location storage specified by
1975     SL.
1977 4.  ``DW_OP_push_object_address``
1979     ``DW_OP_push_object_address`` pushes the location description L of the
1980     current object.
1982     *This object may correspond to an independent variable that is part of a
1983     user presented expression that is being evaluated. The object location
1984     description may be determined from the variable's own debugging information
1985     entry or it may be a component of an array, structure, or class whose
1986     address has been dynamically determined by an earlier step during user
1987     expression evaluation.*
1989     *This operation provides explicit functionality (especially for arrays
1990     involving descriptors) that is analogous to the implicit push of the base
1991     location description of a structure prior to evaluation of a*
1992     ``DW_AT_data_member_location`` *to access a data member of a structure.*
1994     .. note::
1996       This operation could be removed and the object location description
1997       specified as the initial stack as for ``DW_AT_data_member_location``.
1999       Or this operation could be used instead of needing to specify an initial
2000       stack. The latter approach is more composable as access to the object may
2001       be needed at any point of the expression, and passing it as the initial
2002       stack requires the entire expression to be aware where on the stack it is.
2003       If this were done, ``DW_AT_use_location`` would require a
2004       ``DW_OP_push_object2_address`` operation for the second object.
2006       Or a more general way to pass an arbitrary number of arguments in and an
2007       operation to get the Nth one such as ``DW_OP_arg N``. A vector of
2008       arguments would then be passed in the expression context rather than an
2009       initial stack. This could also resolve the issues with ``DW_OP_call*`` by
2010       allowing a specific number of arguments passed in and returned to be
2011       specified. The ``DW_OP_call*`` operation could then always execute on a
2012       separate stack: the number of arguments would be specified in a new call
2013       operation and taken from the callers stack, and similarly the number of
2014       return results specified and copied from the called stack back to the
2015       callee stack when the called expression was complete.
2017       The only attribute that specifies a current object is
2018       ``DW_AT_data_location`` so the non-normative text seems to overstate how
2019       this is being used. Or are there other attributes that need to state they
2020       pass an object?
2022 5.  ``DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg`` *New*
2024     ``DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg`` has a single unsigned LEB128 integer
2025     operand that represents a target architecture register number R.
2027     It pushes a location description L that holds the value of register R on
2028     entry to the current subprogram as defined by the call frame information
2029     (see :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`).
2031     *If there is no call frame information defined, then the default rules for
2032     the target architecture are used. If the register rule is* undefined\ *, then
2033     the undefined location description is pushed. If the register rule is* same
2034     value\ *, then a register location description for R is pushed.*
2036 .. _amdgpu-dwarf-undefined-location-description-operations:
2038 A.2.5.4.4.2 Undefined Location Description Operations
2039 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2041 .. note::
2043   This section replaces DWARF Version 5 section 2.6.1.1.1.
2045 *The undefined location storage represents a piece or all of an object that is
2046 present in the source but not in the object code (perhaps due to optimization).
2047 Neither reading nor writing to the undefined location storage is meaningful.*
2049 An undefined location description specifies the undefined location storage.
2050 There is no concept of the size of the undefined location storage, nor of a bit
2051 offset for an undefined location description. The ``DW_OP_LLVM_*offset``
2052 operations leave an undefined location description unchanged. The
2053 ``DW_OP_*piece`` operations can explicitly or implicitly specify an undefined
2054 location description, allowing any size and offset to be specified, and results
2055 in a part with all undefined bits.
2057 1.  ``DW_OP_LLVM_undefined`` *New*
2059     ``DW_OP_LLVM_undefined`` pushes a location description L that comprises one
2060     undefined location description SL.
2062 .. _amdgpu-dwarf-memory-location-description-operations:
2064 A.2.5.4.4.3 Memory Location Description Operations
2065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2067 .. note::
2069   This section replaces parts of DWARF Version 5 section 2.5.1.1, 2.5.1.2,
2070   2.5.1.3, and 2.6.1.1.2.
2072 Each of the target architecture specific address spaces has a corresponding
2073 memory location storage that denotes the linear addressable memory of that
2074 address space. The size of each memory location storage corresponds to the range
2075 of the addresses in the corresponding address space.
2077 *It is target architecture defined how address space location storage maps to
2078 target architecture physical memory. For example, they may be independent
2079 memory, or more than one location storage may alias the same physical memory
2080 possibly at different offsets and with different interleaving. The mapping may
2081 also be dictated by the source language address classes.*
2083 A memory location description specifies a memory location storage. The bit
2084 offset corresponds to a bit position within a byte of the memory. Bits accessed
2085 using a memory location description, access the corresponding target
2086 architecture memory starting at the bit position within the byte specified by
2087 the bit offset.
2089 A memory location description that has a bit offset that is a multiple of 8 (the
2090 byte size) is defined to be a byte address memory location description. It has a
2091 memory byte address A that is equal to the bit offset divided by 8.
2093 A memory location description that does not have a bit offset that is a multiple
2094 of 8 (the byte size) is defined to be a bit field memory location description.
2095 It has a bit position B equal to the bit offset modulo 8, and a memory byte
2096 address A equal to the bit offset minus B that is then divided by 8.
2098 The address space AS of a memory location description is defined to be the
2099 address space that corresponds to the memory location storage associated with
2100 the memory location description.
2102 A location description that is comprised of one byte address memory location
2103 description SL is defined to be a memory byte address location description. It
2104 has a byte address equal to A and an address space equal to AS of the
2105 corresponding SL.
2107 ``DW_ASPACE_none`` is defined as the target architecture default address space.
2109 If a stack entry is required to be a location description, but it is a value V
2110 with the generic type, then it is implicitly converted to a location description
2111 L with one memory location description SL. SL specifies the memory location
2112 storage that corresponds to the target architecture default address space with a
2113 bit offset equal to V scaled by 8 (the byte size).
2115 .. note::
2117   If it is wanted to allow any integral type value to be implicitly converted to
2118   a memory location description in the target architecture default address
2119   space:
2121     If a stack entry is required to be a location description, but is a value V
2122     with an integral type, then it is implicitly converted to a location
2123     description L with a one memory location description SL. If the type size of
2124     V is less than the generic type size, then the value V is zero extended to
2125     the size of the generic type. The least significant generic type size bits
2126     are treated as an unsigned value to be used as an address A. SL specifies
2127     memory location storage corresponding to the target architecture default
2128     address space with a bit offset equal to A scaled by 8 (the byte size).
2130   The implicit conversion could also be defined as target architecture specific.
2131   For example, GDB checks if V is an integral type. If it is not it gives an
2132   error. Otherwise, GDB zero-extends V to 64 bits. If the GDB target defines a
2133   hook function, then it is called. The target specific hook function can modify
2134   the 64-bit value, possibly sign extending based on the original value type.
2135   Finally, GDB treats the 64-bit value V as a memory location address.
2137 If a stack entry is required to be a location description, but it is an implicit
2138 pointer value IPV with the target architecture default address space, then it is
2139 implicitly converted to a location description with one single location
2140 description specified by IPV. See
2141 :ref:`amdgpu-dwarf-implicit-location-description-operations`.
2143 .. note::
2145   Is this rule required for DWARF Version 5 backwards compatibility? If not, it
2146   can be eliminated, and the producer can use
2147   ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address``.
2149 If a stack entry is required to be a value, but it is a location description L
2150 with one memory location description SL in the target architecture default
2151 address space with a bit offset B that is a multiple of 8, then it is implicitly
2152 converted to a value equal to B divided by 8 (the byte size) with the generic
2153 type.
2155 1.  ``DW_OP_addr``
2157     ``DW_OP_addr`` has a single byte constant value operand, which has the size
2158     of the generic type, that represents an address A.
2160     It pushes a location description L with one memory location description SL
2161     on the stack. SL specifies the memory location storage corresponding to the
2162     target architecture default address space with a bit offset equal to A
2163     scaled by 8 (the byte size).
2165     *If the DWARF is part of a code object, then A may need to be relocated. For
2166     example, in the ELF code object format, A must be adjusted by the difference
2167     between the ELF segment virtual address and the virtual address at which the
2168     segment is loaded.*
2170 2.  ``DW_OP_addrx``
2172     ``DW_OP_addrx`` has a single unsigned LEB128 integer operand that represents
2173     a zero-based index into the ``.debug_addr`` section relative to the value of
2174     the ``DW_AT_addr_base`` attribute of the associated compilation unit. The
2175     address value A in the ``.debug_addr`` section has the size of the generic
2176     type.
2178     It pushes a location description L with one memory location description SL
2179     on the stack. SL specifies the memory location storage corresponding to the
2180     target architecture default address space with a bit offset equal to A
2181     scaled by 8 (the byte size).
2183     *If the DWARF is part of a code object, then A may need to be relocated. For
2184     example, in the ELF code object format, A must be adjusted by the difference
2185     between the ELF segment virtual address and the virtual address at which the
2186     segment is loaded.*
2188 3.  ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address`` *New*
2190     ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address`` pops top two stack entries. The first
2191     must be an integral type value that represents a target architecture
2192     specific address space identifier AS. The second must be an integral type
2193     value that represents an address A.
2195     The address size S is defined as the address bit size of the target
2196     architecture specific address space that corresponds to AS.
2198     A is adjusted to S bits by zero extending if necessary, and then treating
2199     the least significant S bits as an unsigned value A'.
2201     It pushes a location description L with one memory location description SL
2202     on the stack. SL specifies the memory location storage LS that corresponds
2203     to AS with a bit offset equal to A' scaled by 8 (the byte size).
2205     If AS is an address space that is specific to context elements, then LS
2206     corresponds to the location storage associated with the current context.
2208     *For example, if AS is for per thread storage then LS is the location
2209     storage for the current thread. For languages that are implemented using a
2210     SIMT execution model, then if AS is for per lane storage then LS is the
2211     location storage for the current lane of the current thread. Therefore, if L
2212     is accessed by an operation, the location storage selected when the location
2213     description was created is accessed, and not the location storage associated
2214     with the current context of the access operation.*
2216     The DWARF expression is ill-formed if AS is not one of the values defined by
2217     the target architecture specific ``DW_ASPACE_*`` values.
2219     See :ref:`amdgpu-dwarf-implicit-location-description-operations` for special
2220     rules concerning implicit pointer values produced by dereferencing implicit
2221     location descriptions created by the ``DW_OP_implicit_pointer`` and
2222     ``DW_OP_LLVM_implicit_aspace_pointer`` operations.
2224 4.  ``DW_OP_form_tls_address``
2226     ``DW_OP_form_tls_address`` pops one stack entry that must be an integral
2227     type value and treats it as a thread-local storage address TA.
2229     It pushes a location description L with one memory location description SL
2230     on the stack. SL is the target architecture specific memory location
2231     description that corresponds to the thread-local storage address TA.
2233     The meaning of the thread-local storage address TA is defined by the
2234     run-time environment. If the run-time environment supports multiple
2235     thread-local storage blocks for a single thread, then the block
2236     corresponding to the executable or shared library containing this DWARF
2237     expression is used.
2239     *Some implementations of C, C++, Fortran, and other languages support a
2240     thread-local storage class. Variables with this storage class have distinct
2241     values and addresses in distinct threads, much as automatic variables have
2242     distinct values and addresses in each subprogram invocation. Typically,
2243     there is a single block of storage containing all thread-local variables
2244     declared in the main executable, and a separate block for the variables
2245     declared in each shared library. Each thread-local variable can then be
2246     accessed in its block using an identifier. This identifier is typically a
2247     byte offset into the block and pushed onto the DWARF stack by one of the*
2248     ``DW_OP_const*`` *operations prior to the* ``DW_OP_form_tls_address``
2249     *operation. Computing the address of the appropriate block can be complex
2250     (in some cases, the compiler emits a function call to do it), and difficult
2251     to describe using ordinary DWARF location descriptions. Instead of forcing
2252     complex thread-local storage calculations into the DWARF expressions, the*
2253     ``DW_OP_form_tls_address`` *allows the consumer to perform the computation
2254     based on the target architecture specific run-time environment.*
2256 5.  ``DW_OP_call_frame_cfa``
2258     ``DW_OP_call_frame_cfa`` pushes the location description L of the Canonical
2259     Frame Address (CFA) of the current subprogram, obtained from the call frame
2260     information on the stack. See :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`.
2262     *Although the value of the* ``DW_AT_frame_base`` *attribute of the debugger
2263     information entry corresponding to the current subprogram can be computed
2264     using a location list expression, in some cases this would require an
2265     extensive location list because the values of the registers used in
2266     computing the CFA change during a subprogram execution. If the call frame
2267     information is present, then it already encodes such changes, and it is
2268     space efficient to reference that using the* ``DW_OP_call_frame_cfa``
2269     *operation.*
2271 6.  ``DW_OP_fbreg``
2273     ``DW_OP_fbreg`` has a single signed LEB128 integer operand that represents a
2274     byte displacement B.
2276     The location description L for the *frame base* of the current subprogram is
2277     obtained from the ``DW_AT_frame_base`` attribute of the debugger information
2278     entry corresponding to the current subprogram as described in
2279     :ref:`amdgpu-dwarf-low-level-information`.
2281     The location description L is updated as if the ``DW_OP_LLVM_offset_uconst
2282     B`` operation was applied. The updated L is pushed on the stack.
2284 7.  ``DW_OP_breg0``, ``DW_OP_breg1``, ..., ``DW_OP_breg31``
2286     The ``DW_OP_breg<N>`` operations encode the numbers of up to 32 registers,
2287     numbered from 0 through 31, inclusive. The register number R corresponds to
2288     the N in the operation name.
2290     They have a single signed LEB128 integer operand that represents a byte
2291     displacement B.
2293     The address space identifier AS is defined as the one corresponding to the
2294     target architecture specific default address space.
2296     The address size S is defined as the address bit size of the target
2297     architecture specific address space corresponding to AS.
2299     The contents of the register specified by R are retrieved as if a
2300     ``DW_OP_regval_type R, DR`` operation was performed where DR is the offset
2301     of a hypothetical debug information entry in the current compilation unit
2302     for an unsigned integral base type of size S bits. B is added and the least
2303     significant S bits are treated as an unsigned value to be used as an address
2304     A.
2306     They push a location description L comprising one memory location
2307     description LS on the stack. LS specifies the memory location storage that
2308     corresponds to AS with a bit offset equal to A scaled by 8 (the byte size).
2310 8.  ``DW_OP_bregx``
2312     ``DW_OP_bregx`` has two operands. The first is an unsigned LEB128 integer
2313     that represents a register number R. The second is a signed LEB128
2314     integer that represents a byte displacement B.
2316     The action is the same as for ``DW_OP_breg<N>``, except that R is used as
2317     the register number and B is used as the byte displacement.
2319 9.  ``DW_OP_LLVM_aspace_bregx`` *New*
2321     ``DW_OP_LLVM_aspace_bregx`` has two operands. The first is an unsigned
2322     LEB128 integer that represents a register number R. The second is a signed
2323     LEB128 integer that represents a byte displacement B. It pops one stack
2324     entry that is required to be an integral type value that represents a target
2325     architecture specific address space identifier AS.
2327     The action is the same as for ``DW_OP_breg<N>``, except that R is used as
2328     the register number, B is used as the byte displacement, and AS is used as
2329     the address space identifier.
2331     The DWARF expression is ill-formed if AS is not one of the values defined by
2332     the target architecture specific ``DW_ASPACE_*`` values.
2334     .. note::
2336       Could also consider adding ``DW_OP_aspace_breg0, DW_OP_aspace_breg1, ...,
2337       DW_OP_aspace_bref31`` which would save encoding size.
2339 .. _amdgpu-dwarf-register-location-description-operations:
2341 A.2.5.4.4.4 Register Location Description Operations
2342 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2344 .. note::
2346   This section replaces DWARF Version 5 section 2.6.1.1.3.
2348 There is a register location storage that corresponds to each of the target
2349 architecture registers. The size of each register location storage corresponds
2350 to the size of the corresponding target architecture register.
2352 A register location description specifies a register location storage. The bit
2353 offset corresponds to a bit position within the register. Bits accessed using a
2354 register location description access the corresponding target architecture
2355 register starting at the specified bit offset.
2357 1.  ``DW_OP_reg0``, ``DW_OP_reg1``, ..., ``DW_OP_reg31``
2359     ``DW_OP_reg<N>`` operations encode the numbers of up to 32 registers,
2360     numbered from 0 through 31, inclusive. The target architecture register
2361     number R corresponds to the N in the operation name.
2363     The operation is equivalent to performing ``DW_OP_regx R``.
2365 2.  ``DW_OP_regx``
2367     ``DW_OP_regx`` has a single unsigned LEB128 integer operand that represents
2368     a target architecture register number R.
2370     If the current call frame is the top call frame, it pushes a location
2371     description L that specifies one register location description SL on the
2372     stack. SL specifies the register location storage that corresponds to R with
2373     a bit offset of 0 for the current thread.
2375     If the current call frame is not the top call frame, call frame information
2376     (see :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`) is used to determine the
2377     location description that holds the register for the current call frame and
2378     current program location of the current thread. The resulting location
2379     description L is pushed.
2381     *Note that if call frame information is used, the resulting location
2382     description may be register, memory, or undefined.*
2384     *An implementation may evaluate the call frame information immediately, or
2385     may defer evaluation until L is accessed by an operation. If evaluation is
2386     deferred, R and the current context can be recorded in L. When accessed, the
2387     recorded context is used to evaluate the call frame information, not the
2388     current context of the access operation.*
2390 *These operations obtain a register location. To fetch the contents of a
2391 register, it is necessary to use* ``DW_OP_regval_type``\ *, use one of the*
2392 ``DW_OP_breg*`` *register-based addressing operations, or use* ``DW_OP_deref*``
2393 *on a register location description.*
2395 .. _amdgpu-dwarf-implicit-location-description-operations:
2397 A.2.5.4.4.5 Implicit Location Description Operations
2398 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2400 .. note::
2402   This section replaces DWARF Version 5 section 2.6.1.1.4.
2404 Implicit location storage represents a piece or all of an object which has no
2405 actual location in the program but whose contents are nonetheless known, either
2406 as a constant or can be computed from other locations and values in the program.
2408 An implicit location description specifies an implicit location storage. The bit
2409 offset corresponds to a bit position within the implicit location storage. Bits
2410 accessed using an implicit location description, access the corresponding
2411 implicit storage value starting at the bit offset.
2413 1.  ``DW_OP_implicit_value``
2415     ``DW_OP_implicit_value`` has two operands. The first is an unsigned LEB128
2416     integer that represents a byte size S. The second is a block of bytes with a
2417     length equal to S treated as a literal value V.
2419     An implicit location storage LS is created with the literal value V and a
2420     size of S.
2422     It pushes location description L with one implicit location description SL
2423     on the stack. SL specifies LS with a bit offset of 0.
2425 2.  ``DW_OP_stack_value``
2427     ``DW_OP_stack_value`` pops one stack entry that must be a value V.
2429     An implicit location storage LS is created with the literal value V using
2430     the size, encoding, and enianity specified by V's base type.
2432     It pushes a location description L with one implicit location description SL
2433     on the stack. SL specifies LS with a bit offset of 0.
2435     *The* ``DW_OP_stack_value`` *operation specifies that the object does not
2436     exist in memory, but its value is nonetheless known. In this form, the
2437     location description specifies the actual value of the object, rather than
2438     specifying the memory or register storage that holds the value.*
2440     See :ref:`amdgpu-dwarf-implicit-location-description-operations` for special
2441     rules concerning implicit pointer values produced by dereferencing implicit
2442     location descriptions created by the ``DW_OP_implicit_pointer`` and
2443     ``DW_OP_LLVM_implicit_aspace_pointer`` operations.
2445     .. note::
2447       Since location descriptions are allowed on the stack, the
2448       ``DW_OP_stack_value`` operation no longer terminates the DWARF operation
2449       expression execution as in DWARF Version 5.
2451 3.  ``DW_OP_implicit_pointer``
2453     *An optimizing compiler may eliminate a pointer, while still retaining the
2454     value that the pointer addressed.* ``DW_OP_implicit_pointer`` *allows a
2455     producer to describe this value.*
2457     ``DW_OP_implicit_pointer`` *specifies an object is a pointer to the target
2458     architecture default address space that cannot be represented as a real
2459     pointer, even though the value it would point to can be described. In this
2460     form, the location description specifies a debugging information entry that
2461     represents the actual location description of the object to which the
2462     pointer would point. Thus, a consumer of the debug information would be able
2463     to access the dereferenced pointer, even when it cannot access the pointer
2464     itself.*
2466     ``DW_OP_implicit_pointer`` has two operands. The first operand is a 4-byte
2467     unsigned value in the 32-bit DWARF format, or an 8-byte unsigned value in
2468     the 64-bit DWARF format, that represents the byte offset DR of a debugging
2469     information entry D relative to the beginning of the ``.debug_info`` section
2470     that contains the current compilation unit. The second operand is a signed
2471     LEB128 integer that represents a byte displacement B.
2473     *Note that D may not be in the current compilation unit.*
2475     *The first operand interpretation is exactly like that for*
2476     ``DW_FORM_ref_addr``\ *.*
2478     The address space identifier AS is defined as the one corresponding to the
2479     target architecture specific default address space.
2481     The address size S is defined as the address bit size of the target
2482     architecture specific address space corresponding to AS.
2484     An implicit location storage LS is created with the debugging information
2485     entry D, address space AS, and size of S.
2487     It pushes a location description L that comprises one implicit location
2488     description SL on the stack. SL specifies LS with a bit offset of 0.
2490     It is an evaluation error if a ``DW_OP_deref*`` operation pops a location
2491     description L', and retrieves S bits, such that any retrieved bits come from
2492     an implicit location storage that is the same as LS, unless both the
2493     following conditions are met:
2495     1.  All retrieved bits come from an implicit location description that
2496         refers to an implicit location storage that is the same as LS.
2498         *Note that all bits do not have to come from the same implicit location
2499         description, as L' may involve composite location descriptors.*
2501     2.  The bits come from consecutive ascending offsets within their respective
2502         implicit location storage.
2504     *These rules are equivalent to retrieving the complete contents of LS.*
2506     If both the above conditions are met, then the value V pushed by the
2507     ``DW_OP_deref*`` operation is an implicit pointer value IPV with a target
2508     architecture specific address space of AS, a debugging information entry of
2509     D, and a base type of T. If AS is the target architecture default address
2510     space, then T is the generic type. Otherwise, T is a target architecture
2511     specific integral type with a bit size equal to S.
2513     If IPV is either implicitly converted to a location description (only done
2514     if AS is the target architecture default address space) or used by
2515     ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address`` (only done if the address space popped by
2516     ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address`` is AS), then the resulting location
2517     description RL is:
2519     * If D has a ``DW_AT_location`` attribute, the DWARF expression E from the
2520       ``DW_AT_location`` attribute is evaluated with the current context, except
2521       that the result kind is a location description, the compilation unit is
2522       the one that contains D, the object is unspecified, and the initial stack
2523       is empty. RL is the expression result.
2525       *Note that E is evaluated with the context of the expression accessing
2526       IPV, and not the context of the expression that contained the*
2527       ``DW_OP_implicit_pointer`` *or* ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer``
2528       *operation that created L.*
2530     * If D has a ``DW_AT_const_value`` attribute, then an implicit location
2531       storage RLS is created from the ``DW_AT_const_value`` attribute's value
2532       with a size matching the size of the ``DW_AT_const_value`` attribute's
2533       value. RL comprises one implicit location description SRL. SRL specifies
2534       RLS with a bit offset of 0.
2536       .. note::
2538         If using ``DW_AT_const_value`` for variables and formal parameters is
2539         deprecated and instead ``DW_AT_location`` is used with an implicit
2540         location description, then this rule would not be required.
2542     * Otherwise, it is an evaluation error.
2544     The bit offset of RL is updated as if the ``DW_OP_LLVM_offset_uconst B``
2545     operation was applied.
2547     If a ``DW_OP_stack_value`` operation pops a value that is the same as IPV,
2548     then it pushes a location description that is the same as L.
2550     It is an evaluation error if LS or IPV is accessed in any other manner.
2552     *The restrictions on how an implicit pointer location description created
2553     by* ``DW_OP_implicit_pointer`` *and* ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer``
2554     *can be used are to simplify the DWARF consumer. Similarly, for an implicit
2555     pointer value created by* ``DW_OP_deref*`` *and* ``DW_OP_stack_value``\ *.*
2557 4.  ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer`` *New*
2559     ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer`` has two operands that are the same as
2560     for ``DW_OP_implicit_pointer``.
2562     It pops one stack entry that must be an integral type value that represents
2563     a target architecture specific address space identifier AS.
2565     The location description L that is pushed on the stack is the same as for
2566     ``DW_OP_implicit_pointer``, except that the address space identifier used is
2567     AS.
2569     The DWARF expression is ill-formed if AS is not one of the values defined by
2570     the target architecture specific ``DW_ASPACE_*`` values.
2572     .. note::
2574       This definition of ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer`` may change when
2575       full support for address classes is added as required for languages such
2576       as OpenCL/SyCL.
2578 *Typically a* ``DW_OP_implicit_pointer`` *or*
2579 ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer`` *operation is used in a DWARF expression
2580 E*\ :sub:`1` *of a* ``DW_TAG_variable`` *or* ``DW_TAG_formal_parameter``
2581 *debugging information entry D*\ :sub:`1`\ *'s* ``DW_AT_location`` *attribute.
2582 The debugging information entry referenced by the* ``DW_OP_implicit_pointer``
2583 *or* ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer`` *operations is typically itself a*
2584 ``DW_TAG_variable`` *or* ``DW_TAG_formal_parameter`` *debugging information
2585 entry D*\ :sub:`2` *whose* ``DW_AT_location`` *attribute gives a second DWARF
2586 expression E*\ :sub:`2`\ *.*
2588 *D*\ :sub:`1` *and E*\ :sub:`1` *are describing the location of a pointer type
2589 object. D*\ :sub:`2` *and E*\ :sub:`2` *are describing the location of the
2590 object pointed to by that pointer object.*
2592 *However, D*\ :sub:`2` *may be any debugging information entry that contains a*
2593 ``DW_AT_location`` *or* ``DW_AT_const_value`` *attribute (for example,*
2594 ``DW_TAG_dwarf_procedure``\ *). By using E*\ :sub:`2`\ *, a consumer can
2595 reconstruct the value of the object when asked to dereference the pointer
2596 described by E*\ :sub:`1` *which contains the* ``DW_OP_implicit_pointer`` *or*
2597 ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer`` *operation.*
2599 .. _amdgpu-dwarf-composite-location-description-operations:
2601 A.2.5.4.4.6 Composite Location Description Operations
2602 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2604 .. note::
2606   This section replaces DWARF Version 5 section 2.6.1.2.
2608 A composite location storage represents an object or value which may be
2609 contained in part of another location storage or contained in parts of more
2610 than one location storage.
2612 Each part has a part location description L and a part bit size S. L can have
2613 one or more single location descriptions SL. If there are more than one SL then
2614 that indicates that part is located in more than one place. The bits of each
2615 place of the part comprise S contiguous bits from the location storage LS
2616 specified by SL starting at the bit offset specified by SL. All the bits must
2617 be within the size of LS or the DWARF expression is ill-formed.
2619 A composite location storage can have zero or more parts. The parts are
2620 contiguous such that the zero-based location storage bit index will range over
2621 each part with no gaps between them. Therefore, the size of a composite location
2622 storage is the sum of the size of its parts. The DWARF expression is ill-formed
2623 if the size of the contiguous location storage is larger than the size of the
2624 memory location storage corresponding to the largest target architecture
2625 specific address space.
2627 A composite location description specifies a composite location storage. The bit
2628 offset corresponds to a bit position within the composite location storage.
2630 There are operations that create a composite location storage.
2632 There are other operations that allow a composite location storage to be
2633 incrementally created. Each part is created by a separate operation. There may
2634 be one or more operations to create the final composite location storage. A
2635 series of such operations describes the parts of the composite location storage
2636 that are in the order that the associated part operations are executed.
2638 To support incremental creation, a composite location storage can be in an
2639 incomplete state. When an incremental operation operates on an incomplete
2640 composite location storage, it adds a new part, otherwise it creates a new
2641 composite location storage. The ``DW_OP_LLVM_piece_end`` operation explicitly
2642 makes an incomplete composite location storage complete.
2644 A composite location description that specifies a composite location storage
2645 that is incomplete is termed an incomplete composite location description. A
2646 composite location description that specifies a composite location storage that
2647 is complete is termed a complete composite location description.
2649 If the top stack entry is a location description that has one incomplete
2650 composite location description SL after the execution of an operation expression
2651 has completed, SL is converted to a complete composite location description.
2653 *Note that this conversion does not happen after the completion of an operation
2654 expression that is evaluated on the same stack by the* ``DW_OP_call*``
2655 *operations. Such executions are not a separate evaluation of an operation
2656 expression, but rather the continued evaluation of the same operation expression
2657 that contains the* ``DW_OP_call*`` *operation.*
2659 If a stack entry is required to be a location description L, but L has an
2660 incomplete composite location description, then the DWARF expression is
2661 ill-formed. The exception is for the operations involved in incrementally
2662 creating a composite location description as described below.
2664 *Note that a DWARF operation expression may arbitrarily compose composite
2665 location descriptions from any other location description, including those that
2666 have multiple single location descriptions, and those that have composite
2667 location descriptions.*
2669 *The incremental composite location description operations are defined to be
2670 compatible with the definitions in DWARF Version 5.*
2672 1.  ``DW_OP_piece``
2674     ``DW_OP_piece`` has a single unsigned LEB128 integer that represents a byte
2675     size S.
2677     The action is based on the context:
2679     * If the stack is empty, then a location description L comprised of one
2680       incomplete composite location description SL is pushed on the stack.
2682       An incomplete composite location storage LS is created with a single part
2683       P. P specifies a location description PL and has a bit size of S scaled by
2684       8 (the byte size). PL is comprised of one undefined location description
2685       PSL.
2687       SL specifies LS with a bit offset of 0.
2689     * Otherwise, if the top stack entry is a location description L comprised of
2690       one incomplete composite location description SL, then the incomplete
2691       composite location storage LS that SL specifies is updated to append a new
2692       part P. P specifies a location description PL and has a bit size of S
2693       scaled by 8 (the byte size). PL is comprised of one undefined location
2694       description PSL. L is left on the stack.
2696     * Otherwise, if the top stack entry is a location description or can be
2697       converted to one, then it is popped and treated as a part location
2698       description PL. Then:
2700       * If the top stack entry (after popping PL) is a location description L
2701         comprised of one incomplete composite location description SL, then the
2702         incomplete composite location storage LS that SL specifies is updated to
2703         append a new part P. P specifies the location description PL and has a
2704         bit size of S scaled by 8 (the byte size). L is left on the stack.
2706       * Otherwise, a location description L comprised of one incomplete
2707         composite location description SL is pushed on the stack.
2709         An incomplete composite location storage LS is created with a single
2710         part P. P specifies the location description PL and has a bit size of S
2711         scaled by 8 (the byte size).
2713         SL specifies LS with a bit offset of 0.
2715     * Otherwise, the DWARF expression is ill-formed
2717     *Many compilers store a single variable in sets of registers or store a
2718     variable partially in memory and partially in registers.* ``DW_OP_piece``
2719     *provides a way of describing where a part of a variable is located.*
2721     *If a non-0 byte displacement is required, the* ``DW_OP_LLVM_offset``
2722     *operation can be used to update the location description before using it as
2723     the part location description of a* ``DW_OP_piece`` *operation.*
2725     *The evaluation rules for the* ``DW_OP_piece`` *operation allow it to be
2726     compatible with the DWARF Version 5 definition.*
2728     .. note::
2730       Since these extensions allow location descriptions to be entries on the
2731       stack, a simpler operation to create composite location descriptions could
2732       be defined. For example, just one operation that specifies how many parts,
2733       and pops pairs of stack entries for the part size and location
2734       description. Not only would this be a simpler operation and avoid the
2735       complexities of incomplete composite location descriptions, but it may
2736       also have a smaller encoding in practice. However, the desire for
2737       compatibility with DWARF Version 5 is likely a stronger consideration.
2739 2.  ``DW_OP_bit_piece``
2741     ``DW_OP_bit_piece`` has two operands. The first is an unsigned LEB128
2742     integer that represents the part bit size S. The second is an unsigned
2743     LEB128 integer that represents a bit displacement B.
2745     The action is the same as for ``DW_OP_piece``, except that any part created
2746     has the bit size S, and the location description PL of any created part is
2747     updated as if the ``DW_OP_constu B; DW_OP_LLVM_bit_offset`` operations were
2748     applied.
2750     ``DW_OP_bit_piece`` *is used instead of* ``DW_OP_piece`` *when the piece to
2751     be assembled is not byte-sized or is not at the start of the part location
2752     description.*
2754     *If a computed bit displacement is required, the* ``DW_OP_LLVM_bit_offset``
2755     *operation can be used to update the location description before using it as
2756     the part location description of a* ``DW_OP_bit_piece`` *operation.*
2758     .. note::
2760       The bit offset operand is not needed as ``DW_OP_LLVM_bit_offset`` can be
2761       used on the part's location description.
2763 3.  ``DW_OP_LLVM_piece_end`` *New*
2765     If the top stack entry is not a location description L comprised of one
2766     incomplete composite location description SL, then the DWARF expression is
2767     ill-formed.
2769     Otherwise, the incomplete composite location storage LS specified by SL is
2770     updated to be a complete composite location description with the same parts.
2772 4.  ``DW_OP_LLVM_extend`` *New*
2774     ``DW_OP_LLVM_extend`` has two operands. The first is an unsigned LEB128
2775     integer that represents the element bit size S. The second is an unsigned
2776     LEB128 integer that represents a count C.
2778     It pops one stack entry that must be a location description and is treated
2779     as the part location description PL.
2781     A location description L comprised of one complete composite location
2782     description SL is pushed on the stack.
2784     A complete composite location storage LS is created with C identical parts
2785     P. Each P specifies PL and has a bit size of S.
2787     SL specifies LS with a bit offset of 0.
2789     The DWARF expression is ill-formed if the element bit size or count are 0.
2791 5.  ``DW_OP_LLVM_select_bit_piece`` *New*
2793     ``DW_OP_LLVM_select_bit_piece`` has two operands. The first is an unsigned
2794     LEB128 integer that represents the element bit size S. The second is an
2795     unsigned LEB128 integer that represents a count C.
2797     It pops three stack entries. The first must be an integral type value that
2798     represents a bit mask value M. The second must be a location description
2799     that represents the one-location description L1. The third must be a
2800     location description that represents the zero-location description L0.
2802     A complete composite location storage LS is created with C parts P\ :sub:`N`
2803     ordered in ascending N from 0 to C-1 inclusive. Each P\ :sub:`N` specifies
2804     location description PL\ :sub:`N` and has a bit size of S.
2806     PL\ :sub:`N` is as if the ``DW_OP_LLVM_bit_offset N*S`` operation was
2807     applied to PLX\ :sub:`N`\ .
2809     PLX\ :sub:`N` is the same as L0 if the N\ :sup:`th` least significant bit of
2810     M is a zero, otherwise it is the same as L1.
2812     A location description L comprised of one complete composite location
2813     description SL is pushed on the stack. SL specifies LS with a bit offset of
2814     0.
2816     The DWARF expression is ill-formed if S or C are 0, or if the bit size of M
2817     is less than C.
2819 6.  ``DW_OP_LLVM_overlay`` *New*
2821     ``DW_OP_LLVM_overlay`` pops four stack entries. The first must be an
2822     integral type value that represents the overlay byte size value S. The
2823     second must be an integral type value that represents the overlay byte
2824     offset value O. The third must be a location description that represents the
2825     overlay location description OL. The fourth must be a location description
2826     that represents the base location description BL.
2828     The action is the same as for ``DW_OP_LLVM_bit_overlay``, except that the
2829     overlay bit size BS and overlay bit offset BO used are S and O respectively
2830     scaled by 8 (the byte size).
2832 7.  ``DW_OP_LLVM_bit_overlay`` *New*
2834     ``DW_OP_LLVM_bit_overlay`` pops four stack entries. The first must be an
2835     integral type value that represents the overlay bit size value BS. The
2836     second must be an integral type value that represents the overlay bit offset
2837     value BO. The third must be a location description that represents the
2838     overlay location description OL. The fourth must be a location description
2839     that represents the base location description BL.
2841     The DWARF expression is ill-formed if BS or BO are negative values.
2843     *rbss(L)* is the minimum remaining bit storage size of L which is defined as
2844     follows. LS is the location storage and LO is the location bit offset
2845     specified by a single location descriptions SL of L. The remaining bit
2846     storage size RBSS of SL is the bit size of LS minus LO. *rbss(L)* is the
2847     minimum RBSS of each single location description SL of L.
2849     The DWARF expression is ill-formed if *rbss(BL)* is less than BO plus BS.
2851     If BS is 0, then the operation pushes BL.
2853     If BO is 0 and BS equals *rbss(BL)*, then the operation pushes OL.
2855     Otherwise, the operation is equivalent to performing the following steps to
2856     push a composite location description.
2858     *The composite location description is conceptually the base location
2859     description BL with the overlay location description OL positioned as an
2860     overlay starting at the overlay offset BO and covering overlay bit size BS.*
2862     1.  If BO is not 0 then push BL followed by performing the ``DW_OP_bit_piece
2863         BO`` operation.
2864     2.  Push OL followed by performing the ``DW_OP_bit_piece BS`` operation.
2865     3.  If *rbss(BL)* is greater than BO plus BS, push BL followed by performing
2866         the ``DW_OP_LLVM_bit_offset (BO + BS); DW_OP_bit_piece (rbss(BL) - BO -
2867         BS)`` operations.
2868     4.  Perform the ``DW_OP_LLVM_piece_end`` operation.
2870 .. _amdgpu-dwarf-location-list-expressions:
2872 A.2.5.5 DWARF Location List Expressions
2873 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
2875 .. note::
2877   This section replaces DWARF Version 5 section 2.6.2.
2879 *To meet the needs of recent computer architectures and optimization techniques,
2880 debugging information must be able to describe the location of an object whose
2881 location changes over the object’s lifetime, and may reside at multiple
2882 locations during parts of an object's lifetime. Location list expressions are
2883 used in place of operation expressions whenever the object whose location is
2884 being described has these requirements.*
2886 A location list expression consists of a series of location list entries. Each
2887 location list entry is one of the following kinds:
2889 *Bounded location description*
2891   This kind of location list entry provides an operation expression that
2892   evaluates to the location description of an object that is valid over a
2893   lifetime bounded by a starting and ending address. The starting address is the
2894   lowest address of the address range over which the location is valid. The
2895   ending address is the address of the first location past the highest address
2896   of the address range.
2898   The location list entry matches when the current program location is within
2899   the given range.
2901   There are several kinds of bounded location description entries which differ
2902   in the way that they specify the starting and ending addresses.
2904 *Default location description*
2906   This kind of location list entry provides an operation expression that
2907   evaluates to the location description of an object that is valid when no
2908   bounded location description entry applies.
2910   The location list entry matches when the current program location is not
2911   within the range of any bounded location description entry.
2913 *Base address*
2915   This kind of location list entry provides an address to be used as the base
2916   address for beginning and ending address offsets given in certain kinds of
2917   bounded location description entries. The applicable base address of a bounded
2918   location description entry is the address specified by the closest preceding
2919   base address entry in the same location list. If there is no preceding base
2920   address entry, then the applicable base address defaults to the base address
2921   of the compilation unit (see DWARF Version 5 section 3.1.1).
2923   In the case of a compilation unit where all of the machine code is contained
2924   in a single contiguous section, no base address entry is needed.
2926 *End-of-list*
2928   This kind of location list entry marks the end of the location list
2929   expression.
2931 The address ranges defined by the bounded location description entries of a
2932 location list expression may overlap. When they do, they describe a situation in
2933 which an object exists simultaneously in more than one place.
2935 If all of the address ranges in a given location list expression do not
2936 collectively cover the entire range over which the object in question is
2937 defined, and there is no following default location description entry, it is
2938 assumed that the object is not available for the portion of the range that is
2939 not covered.
2941 The result of the evaluation of a DWARF location list expression is:
2943 * If the current program location is not specified, then it is an evaluation
2944   error.
2946   .. note::
2948     If the location list only has a single default entry, should that be
2949     considered a match if there is no program location? If there are non-default
2950     entries then it seems it has to be an evaluation error when there is no
2951     program location as that indicates the location depends on the program
2952     location which is not known.
2954 * If there are no matching location list entries, then the result is a location
2955   description that comprises one undefined location description.
2957 * Otherwise, the operation expression E of each matching location list entry is
2958   evaluated with the current context, except that the result kind is a location
2959   description, the object is unspecified, and the initial stack is empty. The
2960   location list entry result is the location description returned by the
2961   evaluation of E.
2963   The result is a location description that is comprised of the union of the
2964   single location descriptions of the location description result of each
2965   matching location list entry.
2967 A location list expression can only be used as the value of a debugger
2968 information entry attribute that is encoded using class ``loclist`` or
2969 ``loclistsptr`` (see :ref:`amdgpu-dwarf-classes-and-forms`). The value of the
2970 attribute provides an index into a separate object file section called
2971 ``.debug_loclists`` or ``.debug_loclists.dwo`` (for split DWARF object files)
2972 that contains the location list entries.
2974 A ``DW_OP_call*`` and ``DW_OP_implicit_pointer`` operation can be used to
2975 specify a debugger information entry attribute that has a location list
2976 expression. Several debugger information entry attributes allow DWARF
2977 expressions that are evaluated with an initial stack that includes a location
2978 description that may originate from the evaluation of a location list
2979 expression.
2981 *This location list representation, the* ``loclist`` *and* ``loclistsptr``
2982 *class, and the related* ``DW_AT_loclists_base`` *attribute are new in DWARF
2983 Version 5. Together they eliminate most, or all of the code object relocations
2984 previously needed for location list expressions.*
2986 .. note::
2988   The rest of this section is the same as DWARF Version 5 section 2.6.2.
2990 .. _amdgpu-dwarf-segment_addresses:
2992 A.2.12 Segmented Addresses
2993 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
2995 .. note::
2997   This augments DWARF Version 5 section 2.12.
2999 DWARF address classes are used for source languages that have the concept of
3000 memory spaces. They are used in the ``DW_AT_address_class`` attribute for
3001 pointer type, reference type, subprogram, and subprogram type debugger
3002 information entries.
3004 Each DWARF address class is conceptually a separate source language memory space
3005 with its own lifetime and aliasing rules. DWARF address classes are used to
3006 specify the source language memory spaces that pointer type and reference type
3007 values refer, and to specify the source language memory space in which variables
3008 are allocated.
3010 The set of currently defined source language DWARF address classes, together
3011 with source language mappings, is given in
3012 :ref:`amdgpu-dwarf-address-class-table`.
3014 Vendor defined source language address classes may be defined using codes in the
3015 range ``DW_ADDR_LLVM_lo_user`` to ``DW_ADDR_LLVM_hi_user``.
3017 .. table:: Address class
3018    :name: amdgpu-dwarf-address-class-table
3020    ========================= ============ ========= ========= =========
3021    Address Class Name        Meaning      C/C++     OpenCL    CUDA/HIP
3022    ========================= ============ ========= ========= =========
3023    ``DW_ADDR_none``          generic      *default* generic   *default*
3024    ``DW_ADDR_LLVM_global``   global                 global
3025    ``DW_ADDR_LLVM_constant`` constant               constant  constant
3026    ``DW_ADDR_LLVM_group``    thread-group           local     shared
3027    ``DW_ADDR_LLVM_private``  thread                 private
3028    ``DW_ADDR_LLVM_lo_user``
3029    ``DW_ADDR_LLVM_hi_user``
3030    ========================= ============ ========= ========= =========
3032 DWARF address spaces correspond to target architecture specific linear
3033 addressable memory areas. They are used in DWARF expression location
3034 descriptions to describe in which target architecture specific memory area data
3035 resides.
3037 *Target architecture specific DWARF address spaces may correspond to hardware
3038 supported facilities such as memory utilizing base address registers, scratchpad
3039 memory, and memory with special interleaving. The size of addresses in these
3040 address spaces may vary. Their access and allocation may be hardware managed
3041 with each thread or group of threads having access to independent storage. For
3042 these reasons they may have properties that do not allow them to be viewed as
3043 part of the unified global virtual address space accessible by all threads.*
3045 *It is target architecture specific whether multiple DWARF address spaces are
3046 supported and how source language DWARF address classes map to target
3047 architecture specific DWARF address spaces. A target architecture may map
3048 multiple source language DWARF address classes to the same target architecture
3049 specific DWARF address class. Optimization may determine that variable lifetime
3050 and access pattern allows them to be allocated in faster scratchpad memory
3051 represented by a different DWARF address space.*
3053 Although DWARF address space identifiers are target architecture specific,
3054 ``DW_ASPACE_none`` is a common address space supported by all target
3055 architectures.
3057 DWARF address space identifiers are used by:
3059 * The DWARF expression operations: ``DW_OP_LLVM_aspace_bregx``,
3060   ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address``, ``DW_OP_LLVM_implicit_aspace_pointer``,
3061   and ``DW_OP_xderef*``.
3063 * The CFI instructions: ``DW_CFA_LLVM_def_aspace_cfa`` and
3064   ``DW_CFA_LLVM_def_aspace_cfa_sf``.
3066 .. note::
3068   With the definition of DWARF address classes and DWARF address spaces in these
3069   extensions, DWARF Version 5 table 2.7 needs to be updated. It seems it is an
3070   example of DWARF address spaces and not DWARF address classes.
3072 .. note::
3074   With the expanded support for DWARF address spaces in these extensions, it may
3075   be worth examining if DWARF segments can be eliminated and DWARF address
3076   spaces used instead.
3078   That may involve extending DWARF address spaces to also be used to specify
3079   code locations. In target architectures that use different memory areas for
3080   code and data this would seem a natural use for DWARF address spaces. This
3081   would allow DWARF expression location descriptions to be used to describe the
3082   location of subprograms and entry points that are used in expressions
3083   involving subprogram pointer type values.
3085   Currently, DWARF expressions assume data and code resides in the same default
3086   DWARF address space, and only the address ranges in DWARF location list
3087   entries and in the ``.debug_aranges`` section for accelerated access for
3088   addresses allow DWARF segments to be used to distinguish.
3090 .. note::
3092   Currently, DWARF defines address class values as being target architecture
3093   specific. It is unclear how language specific memory spaces are intended to be
3094   represented in DWARF using these.
3096   For example, OpenCL defines memory spaces (called address spaces in OpenCL)
3097   for ``global``, ``local``, ``constant``, and ``private``. These are part of
3098   the type system and are modifiers to pointer types. In addition, OpenCL
3099   defines ``generic`` pointers that can reference either the ``global``,
3100   ``local``, or ``private`` memory spaces. To support the OpenCL language the
3101   debugger would want to support casting pointers between the ``generic`` and
3102   other memory spaces, querying what memory space a ``generic`` pointer value is
3103   currently referencing, and possibly using pointer casting to form an address
3104   for a specific memory space out of an integral value.
3106   The method to use to dereference a pointer type or reference type value is
3107   defined in DWARF expressions using ``DW_OP_xderef*`` which uses a target
3108   architecture specific address space.
3110   DWARF defines the ``DW_AT_address_class`` attribute on pointer type and
3111   reference type debugger information entries. It specifies the method to use to
3112   dereference them. Why is the value of this not the same as the address space
3113   value used in ``DW_OP_xderef*``? In both cases it is target architecture
3114   specific and the architecture presumably will use the same set of methods to
3115   dereference pointers in both cases.
3117   Since ``DW_AT_address_class`` uses a target architecture specific value, it
3118   cannot in general capture the source language memory space type modifier
3119   concept. On some architectures all source language memory space modifiers may
3120   actually use the same method for dereferencing pointers.
3122   One possibility is for DWARF to add an ``DW_TAG_LLVM_address_class_type``
3123   debugger information entry type modifier that can be applied to a pointer type
3124   and reference type. The ``DW_AT_address_class`` attribute could be re-defined
3125   to not be target architecture specific and instead define generalized language
3126   values (as presented above for DWARF address classes in the table
3127   :ref:`amdgpu-dwarf-address-class-table`) that will support OpenCL and other
3128   languages using memory spaces. The ``DW_AT_address_class`` attribute could be
3129   defined to not be applied to pointer types or reference types, but instead
3130   only to the new ``DW_TAG_LLVM_address_class_type`` type modifier debugger
3131   information entry.
3133   If a pointer type or reference type is not modified by
3134   ``DW_TAG_LLVM_address_class_type`` or if ``DW_TAG_LLVM_address_class_type``
3135   has no ``DW_AT_address_class`` attribute, then the pointer type or reference
3136   type would be defined to use the ``DW_ADDR_none`` address class as currently.
3137   Since modifiers can be chained, it would need to be defined if multiple
3138   ``DW_TAG_LLVM_address_class_type`` modifiers were legal, and if so if the
3139   outermost one is the one that takes precedence.
3141   A target architecture implementation that supports multiple address spaces
3142   would need to map ``DW_ADDR_none`` appropriately to support CUDA-like
3143   languages that have no address classes in the type system but do support
3144   variable allocation in address classes. Such variable allocation would result
3145   in the variable's location description needing an address space.
3147   The approach presented in :ref:`amdgpu-dwarf-address-class-table` is to define
3148   the default ``DW_ADDR_none`` to be the generic address class and not the
3149   global address class. This matches how CLANG and LLVM have added support for
3150   CUDA-like languages on top of existing C++ language support. This allows all
3151   addresses to be generic by default which matches CUDA-like languages.
3153   An alternative approach is to define ``DW_ADDR_none`` as being the global
3154   address class and then change ``DW_ADDR_LLVM_global`` to
3155   ``DW_ADDR_LLVM_generic``. This would match the reality that languages that do
3156   not support multiple memory spaces only have one default global memory space.
3157   Generally, in these languages if they expose that the target architecture
3158   supports multiple address spaces, the default one is still the global memory
3159   space. Then a language that does support multiple memory spaces has to
3160   explicitly indicate which pointers have the added ability to reference more
3161   than the global memory space. However, compilers generating DWARF for
3162   CUDA-like languages would then have to define every CUDA-like language pointer
3163   type or reference type using ``DW_TAG_LLVM_address_class_type`` with a
3164   ``DW_AT_address_class`` attribute of ``DW_ADDR_LLVM_generic`` to match the
3165   language semantics.
3167   A new ``DW_AT_LLVM_address_space`` attribute could be defined that can be
3168   applied to pointer type, reference type, subprogram, and subprogram type to
3169   describe how objects having the given type are dereferenced or called (the
3170   role that ``DW_AT_address_class`` currently provides). The values of
3171   ``DW_AT_LLVM_address_space`` would be target architecture specific and the
3172   same as used in ``DW_OP_xderef*``.
3174 .. note::
3176   Some additional changes will be made to support languages such as OpenCL/SyCL
3177   that allow address class pointer casting and queries.
3179   This requires the compiler to provide the mapping from address space to
3180   address class which may be runtime and not target architecture dependent. Some
3181   implementations may have a one-to-one mapping from source language address
3182   class to target architecture address space, and some may have a many-to-one
3183   mapping which requires knowledge of the address class when determining if
3184   pointer address class casts are allowed.
3186   The changes will likely add an attribute that has an expression provided by
3187   the compiler to map from address class to address space. The
3188   ``DW_OP_implicit_pointer`` and ``DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer``
3189   operations may be changed as the current IPV definition may not provide enough
3190   information when used to cast between address classes. Other attributes and
3191   operations may be needed. The legal casts between address classes may need to
3192   be defined on a per language address class basis.
3194 A.3 Program Scope Entries
3195 -------------------------
3197 .. note::
3199   This section provides changes to existing debugger information entry
3200   attributes. These would be incorporated into the corresponding DWARF Version 5
3201   chapter 3 sections.
3203 A.3.1 Unit Entries
3204 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3206 .. _amdgpu-dwarf-full-and-partial-compilation-unit-entries:
3208 A.3.1.1 Full and Partial Compilation Unit Entries
3209 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
3211 .. note::
3213   This augments DWARF Version 5 section 3.1.1 and Table 3.1.
3215 Additional language codes defined for use with the ``DW_AT_language`` attribute
3216 are defined in :ref:`amdgpu-dwarf-language-names-table`.
3218 .. table:: Language Names
3219    :name: amdgpu-dwarf-language-names-table
3221    ==================== =============================
3222    Language Name        Meaning
3223    ==================== =============================
3224    ``DW_LANG_LLVM_HIP`` HIP Language.
3225    ==================== =============================
3227 The HIP language [:ref:`HIP <amdgpu-dwarf-HIP>`] can be supported by extending
3228 the C++ language.
3230 .. note::
3232   The following new attribute is added.
3234 1.  A ``DW_TAG_compile_unit`` debugger information entry for a compilation unit
3235     may have a ``DW_AT_LLVM_augmentation`` attribute, whose value is an
3236     augmentation string.
3238     *The augmentation string allows producers to indicate that there is
3239     additional vendor or target specific information in the debugging
3240     information entries. For example, this might be information about the
3241     version of vendor specific extensions that are being used.*
3243     If not present, or if the string is empty, then the compilation unit has no
3244     augmentation string.
3246     The format for the augmentation string is:
3248       | ``[``\ *vendor*\ ``:v``\ *X*\ ``.``\ *Y*\ [\ ``:``\ *options*\ ]\ ``]``\ *
3250     Where *vendor* is the producer, ``vX.Y`` specifies the major X and minor Y
3251     version number of the extensions used, and *options* is an optional string
3252     providing additional information about the extensions. The version number
3253     must conform to semantic versioning [:ref:`SEMVER <amdgpu-dwarf-SEMVER>`].
3254     The *options* string must not contain the "\ ``]``\ " character.
3256     For example:
3258       ::
3260         [abc:v0.0][def:v1.2:feature-a=on,feature-b=3]
3262 A.3.3 Subroutine and Entry Point Entries
3263 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3265 .. _amdgpu-dwarf-low-level-information:
3267 A.3.3.5 Low-Level Information
3268 +++++++++++++++++++++++++++++
3270 1.  A ``DW_TAG_subprogram``, ``DW_TAG_inlined_subroutine``, or
3271     ``DW_TAG_entry_point`` debugger information entry may have a
3272     ``DW_AT_return_addr`` attribute, whose value is a DWARF expression E.
3274     The result of the attribute is obtained by evaluating E with a context that
3275     has a result kind of a location description, an unspecified object, the
3276     compilation unit that contains E, an empty initial stack, and other context
3277     elements corresponding to the source language thread of execution upon which
3278     the user is focused, if any. The result of the evaluation is the location
3279     description L of the place where the return address for the current call
3280     frame's subprogram or entry point is stored.
3282     The DWARF is ill-formed if L is not comprised of one memory location
3283     description for one of the target architecture specific address spaces.
3285     .. note::
3287       It is unclear why ``DW_TAG_inlined_subroutine`` has a
3288       ``DW_AT_return_addr`` attribute but not a ``DW_AT_frame_base`` or
3289       ``DW_AT_static_link`` attribute. Seems it would either have all of them or
3290       none. Since inlined subprograms do not have a call frame it seems they
3291       would have none of these attributes.
3293 2.  A ``DW_TAG_subprogram`` or ``DW_TAG_entry_point`` debugger information entry
3294     may have a ``DW_AT_frame_base`` attribute, whose value is a DWARF expression
3295     E.
3297     The result of the attribute is obtained by evaluating E with a context that
3298     has a result kind of a location description, an unspecified object, the
3299     compilation unit that contains E, an empty initial stack, and other context
3300     elements corresponding to the source language thread of execution upon which
3301     the user is focused, if any.
3303     The DWARF is ill-formed if E contains an ``DW_OP_fbreg`` operation, or the
3304     resulting location description L is not comprised of one single location
3305     description SL.
3307     If SL is a register location description for register R, then L is replaced
3308     with the result of evaluating a ``DW_OP_bregx R, 0`` operation. This
3309     computes the frame base memory location description in the target
3310     architecture default address space.
3312     *This allows the more compact* ``DW_OP_reg*`` *to be used instead of*
3313     ``DW_OP_breg* 0``\ *.*
3315     .. note::
3317       This rule could be removed and require the producer to create the required
3318       location description directly using ``DW_OP_call_frame_cfa``,
3319       ``DW_OP_breg*``, or ``DW_OP_LLVM_aspace_bregx``. This would also then
3320       allow a target to implement the call frames within a large register.
3322     Otherwise, the DWARF is ill-formed if SL is not a memory location
3323     description in any of the target architecture specific address spaces.
3325     The resulting L is the *frame base* for the subprogram or entry point.
3327     *Typically, E will use the* ``DW_OP_call_frame_cfa`` *operation or be a
3328     stack pointer register plus or minus some offset.*
3330 3.  If a ``DW_TAG_subprogram`` or ``DW_TAG_entry_point`` debugger information
3331     entry is lexically nested, it may have a ``DW_AT_static_link`` attribute,
3332     whose value is a DWARF expression E.
3334     The result of the attribute is obtained by evaluating E with a context that
3335     has a result kind of a location description, an unspecified object, the
3336     compilation unit that contains E, an empty initial stack, and other context
3337     elements corresponding to the source language thread of execution upon which
3338     the user is focused, if any. The result of the evaluation is the location
3339     description L of the *canonical frame address* (see
3340     :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`) of the relevant call frame of
3341     the subprogram instance that immediately lexically encloses the current call
3342     frame's subprogram or entry point.
3344     The DWARF is ill-formed if L is is not comprised of one memory location
3345     description for one of the target architecture specific address spaces.
3347     .. note::
3349       The following new attributes are added.
3351 4.  For languages that are implemented using a SIMT execution model, a
3352     ``DW_TAG_subprogram``, ``DW_TAG_inlined_subroutine``, or
3353     ``DW_TAG_entry_point`` debugger information entry may have a
3354     ``DW_AT_LLVM_lanes`` attribute whose value is an integer constant that is
3355     the number of source language threads of execution per target architecture
3356     thread.
3358     *For example, a compiler may map source language threads of execution onto
3359     lanes of a target architecture thread using a SIMT execution model.*
3361     It is the static number of source language threads of execution per target
3362     architecture thread. It is not the dynamic number of source language threads
3363     of execution with which the target architecture thread was initiated, for
3364     example, due to smaller or partial work-groups.
3366     If not present, the default value of 1 is used.
3368     The DWARF is ill-formed if the value is less than or equal to 0.
3370 5.  For source languages that are implemented using a SIMT execution model, a
3371     ``DW_TAG_subprogram``, ``DW_TAG_inlined_subroutine``, or
3372     ``DW_TAG_entry_point`` debugging information entry may have a
3373     ``DW_AT_LLVM_lane_pc`` attribute whose value is a DWARF expression E.
3375     The result of the attribute is obtained by evaluating E with a context that
3376     has a result kind of a location description, an unspecified object, the
3377     compilation unit that contains E, an empty initial stack, and other context
3378     elements corresponding to the source language thread of execution upon which
3379     the user is focused, if any.
3381     The resulting location description L is for a lane count sized vector of
3382     generic type elements. The lane count is the value of the
3383     ``DW_AT_LLVM_lanes`` attribute. Each element holds the conceptual program
3384     location of the corresponding lane. If the lane was not active when the
3385     current subprogram was called, its element is an undefined location
3386     description.
3388     The DWARF is ill-formed if L does not have exactly one single location
3389     description.
3391     ``DW_AT_LLVM_lane_pc`` *allows the compiler to indicate conceptually where
3392     each SIMT lane of a target architecture thread is positioned even when it is
3393     in divergent control flow that is not active.*
3395     *Typically, the result is a location description with one composite location
3396     description with each part being a location description with either one
3397     undefined location description or one memory location description.*
3399     If not present, the target architecture thread is not being used in a SIMT
3400     manner, and the thread's current program location is used.
3402 6.  For languages that are implemented using a SIMT execution model, a
3403     ``DW_TAG_subprogram``, ``DW_TAG_inlined_subroutine``, or
3404     ``DW_TAG_entry_point`` debugger information entry may have a
3405     ``DW_AT_LLVM_active_lane`` attribute whose value is a DWARF expression E.
3407     E is evaluated with a context that has a result kind of a location
3408     description, an unspecified object, the compilation unit that contains E, an
3409     empty initial stack, and other context elements corresponding to the source
3410     language thread of execution upon which the user is focused, if any.
3412     The DWARF is ill-formed if L does not have exactly one single location
3413     description SL.
3415     The active lane bit mask V for the current program location is obtained by
3416     reading from SL using a target architecture specific integral base type T
3417     that has a bit size equal to the value of the ``DW_AT_LLVM_lanes`` attribute
3418     of the subprogram corresponding to context's frame and program location. The
3419     N\ :sup:`th` least significant bit of the mask corresponds to the N\
3420     :sup:`th` lane. If the bit is 1 the lane is active, otherwise it is
3421     inactive. The result of the attribute is the value V.
3423     *Some targets may update the target architecture execution mask for regions
3424     of code that must execute with different sets of lanes than the current
3425     active lanes. For example, some code must execute with all lanes made
3426     temporarily active.* ``DW_AT_LLVM_active_lane`` *allows the compiler to
3427     provide the means to determine the source language active lanes at any
3428     program location. Typically, this attribute will use a loclist to express
3429     different locations of the active lane mask at different program locations.*
3431     If not present and ``DW_AT_LLVM_lanes`` is greater than 1, then the target
3432     architecture execution mask is used.
3434 7.  A ``DW_TAG_subprogram``, ``DW_TAG_inlined_subroutine``, or
3435     ``DW_TAG_entry_point`` debugger information entry may have a
3436     ``DW_AT_LLVM_iterations`` attribute whose value is an integer constant or a
3437     DWARF expression E. Its value is the number of source language loop
3438     iterations executing concurrently by the target architecture for a single
3439     source language thread of execution.
3441     *A compiler may generate code that executes more than one iteration of a
3442     source language loop concurrently using optimization techniques such as
3443     software pipelining or SIMD vectorization. The number of concurrent
3444     iterations may vary for different loop nests in the same subprogram.
3445     Typically, this attribute will use a loclist to express different values at
3446     different program locations.*
3448     If the attribute is an integer constant, then the value is the constant. The
3449     DWARF is ill-formed if the constant is less than or equal to 0.
3451     Otherwise, E is evaluated with a context that has a result kind of a
3452     location description, an unspecified object, the compilation unit that
3453     contains E, an empty initial stack, and other context elements corresponding
3454     to the source language thread of execution upon which the user is focused,
3455     if any. The DWARF is ill-formed if the result is not a location description
3456     comprised of one implicit location description, that when read as the
3457     generic type, results in a value V that is less than or equal to 0. The
3458     result of the attribute is the value V.
3460     If not present, the default value of 1 is used.
3462 A.3.4 Call Site Entries and Parameters
3463 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3465 A.3.4.2 Call Site Parameters
3466 ++++++++++++++++++++++++++++
3468 1.  A ``DW_TAG_call_site_parameter`` debugger information entry may have a
3469     ``DW_AT_call_value`` attribute, whose value is a DWARF operation expression
3470     E\ :sub:`1`\ .
3472     The result of the ``DW_AT_call_value`` attribute is obtained by evaluating
3473     E\ :sub:`1` with a context that has a result kind of a value, an unspecified
3474     object, the compilation unit that contains E, an empty initial stack, and
3475     other context elements corresponding to the source language thread of
3476     execution upon which the user is focused, if any. The resulting value V\
3477     :sub:`1` is the value of the parameter at the time of the call made by the
3478     call site.
3480     For parameters passed by reference, where the code passes a pointer to a
3481     location which contains the parameter, or for reference type parameters, the
3482     ``DW_TAG_call_site_parameter`` debugger information entry may also have a
3483     ``DW_AT_call_data_location`` attribute whose value is a DWARF operation
3484     expression E\ :sub:`2`\ , and a ``DW_AT_call_data_value`` attribute whose
3485     value is a DWARF operation expression E\ :sub:`3`\ .
3487     The value of the ``DW_AT_call_data_location`` attribute is obtained by
3488     evaluating E\ :sub:`2` with a context that has a result kind of a location
3489     description, an unspecified object, the compilation unit that contains E, an
3490     empty initial stack, and other context elements corresponding to the source
3491     language thread of execution upon which the user is focused, if any. The
3492     resulting location description L\ :sub:`2` is the location where the
3493     referenced parameter lives during the call made by the call site. If E\
3494     :sub:`2` would just be a ``DW_OP_push_object_address``, then the
3495     ``DW_AT_call_data_location`` attribute may be omitted.
3497     .. note::
3499       The DWARF Version 5 implies that `DW_OP_push_object_address` may be used
3500       but does not state what object must be specified in the context. Either
3501       `DW_OP_push_object_address` cannot be used, or the object to be passed in
3502       the context must be defined.
3504     The value of the ``DW_AT_call_data_value`` attribute is obtained by
3505     evaluating E\ :sub:`3` with a context that has a result kind of a value, an
3506     unspecified object, the compilation unit that contains E, an empty initial
3507     stack, and other context elements corresponding to the source language
3508     thread of execution upon which the user is focused, if any. The resulting
3509     value V\ :sub:`3` is the value in L\ :sub:`2` at the time of the call made
3510     by the call site.
3512     The result of these attributes is undefined if the current call frame is not
3513     for the subprogram containing the ``DW_TAG_call_site_parameter`` debugger
3514     information entry or the current program location is not for the call site
3515     containing the ``DW_TAG_call_site_parameter`` debugger information entry in
3516     the current call frame.
3518     *The consumer may have to virtually unwind to the call site (see*
3519     :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`\ *) in order to evaluate these
3520     attributes. This will ensure the source language thread of execution upon
3521     which the user is focused corresponds to the call site needed to evaluate
3522     the expression.*
3524     If it is not possible to avoid the expressions of these attributes from
3525     accessing registers or memory locations that might be clobbered by the
3526     subprogram being called by the call site, then the associated attribute
3527     should not be provided.
3529     *The reason for the restriction is that the parameter may need to be
3530     accessed during the execution of the callee. The consumer may virtually
3531     unwind from the called subprogram back to the caller and then evaluate the
3532     attribute expressions. The call frame information (see*
3533     :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-information`\ *) will not be able to restore
3534     registers that have been clobbered, and clobbered memory will no longer have
3535     the value at the time of the call.*
3537 .. _amdgpu-dwarf-lexical-block-entries:
3539 A.3.5 Lexical Block Entries
3540 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3542 .. note::
3544   This section is the same as DWARF Version 5 section 3.5.
3546 A.4 Data Object and Object List Entries
3547 ---------------------------------------
3549 .. note::
3551   This section provides changes to existing debugger information entry
3552   attributes. These would be incorporated into the corresponding DWARF Version 5
3553   chapter 4 sections.
3555 A.4.1 Data Object Entries
3556 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3558 1.  Any debugging information entry describing a data object (which includes
3559     variables and parameters) or common blocks may have a ``DW_AT_location``
3560     attribute, whose value is a DWARF expression E.
3562     The result of the attribute is obtained by evaluating E with a context that
3563     has a result kind of a location description, an unspecified object, the
3564     compilation unit that contains E, an empty initial stack, and other context
3565     elements corresponding to the source language thread of execution upon which
3566     the user is focused, if any. The result of the evaluation is the location
3567     description of the base of the data object.
3569     See :ref:`amdgpu-dwarf-control-flow-operations` for special evaluation rules
3570     used by the ``DW_OP_call*`` operations.
3572     .. note::
3574       Delete the description of how the ``DW_OP_call*`` operations evaluate a
3575       ``DW_AT_location`` attribute as that is now described in the operations.
3577     .. note::
3579       See the discussion about the ``DW_AT_location`` attribute in the
3580       ``DW_OP_call*`` operation. Having each attribute only have a single
3581       purpose and single execution semantics seems desirable. It makes it easier
3582       for the consumer that no longer have to track the context. It makes it
3583       easier for the producer as it can rely on a single semantics for each
3584       attribute.
3586       For that reason, limiting the ``DW_AT_location`` attribute to only
3587       supporting evaluating the location description of an object, and using a
3588       different attribute and encoding class for the evaluation of DWARF
3589       expression *procedures* on the same operation expression stack seems
3590       desirable.
3592 2.  ``DW_AT_const_value``
3594     .. note::
3596       Could deprecate using the ``DW_AT_const_value`` attribute for
3597       ``DW_TAG_variable`` or ``DW_TAG_formal_parameter`` debugger information
3598       entries that have been optimized to a constant. Instead,
3599       ``DW_AT_location`` could be used with a DWARF expression that produces an
3600       implicit location description now that any location description can be
3601       used within a DWARF expression. This allows the ``DW_OP_call*`` operations
3602       to be used to push the location description of any variable regardless of
3603       how it is optimized.
3605 A.5 Type Entries
3606 ----------------
3608 .. note::
3610   This section provides changes to existing debugger information entry
3611   attributes. These would be incorporated into the corresponding DWARF Version 5
3612   chapter 5 sections.
3614 .. _amdgpu-dwarf-base-type-entries:
3616 A.5.1 Base Type Entries
3617 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3619 .. note::
3621   The following new attribute is added.
3623 1.  A ``DW_TAG_base_type`` debugger information entry for a base type T may have
3624     a ``DW_AT_LLVM_vector_size`` attribute whose value is an integer constant
3625     that is the vector type size N.
3627     The representation of a vector base type is as N contiguous elements, each
3628     one having the representation of a base type T' that is the same as T
3629     without the ``DW_AT_LLVM_vector_size`` attribute.
3631     If a ``DW_TAG_base_type`` debugger information entry does not have a
3632     ``DW_AT_LLVM_vector_size`` attribute, then the base type is not a vector
3633     type.
3635     The DWARF is ill-formed if N is not greater than 0.
3637     .. note::
3639       LLVM has mention of a non-upstreamed debugger information entry that is
3640       intended to support vector types. However, that was not for a base type so
3641       would not be suitable as the type of a stack value entry. But perhaps that
3642       could be replaced by using this attribute.
3644 A.5.7 Structure, Union, Class and Interface Type Entries
3645 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3647 A.5.7.3 Derived or Extended Structures, Classes and Interfaces
3648 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
3650 1.  For a ``DW_AT_data_member_location`` attribute there are two cases:
3652     1.  If the attribute is an integer constant B, it provides the offset in
3653         bytes from the beginning of the containing entity.
3655         The result of the attribute is obtained by evaluating a
3656         ``DW_OP_LLVM_offset B`` operation with an initial stack comprising the
3657         location description of the beginning of the containing entity.  The
3658         result of the evaluation is the location description of the base of the
3659         member entry.
3661         *If the beginning of the containing entity is not byte aligned, then the
3662         beginning of the member entry has the same bit displacement within a
3663         byte.*
3665     2.  Otherwise, the attribute must be a DWARF expression E which is evaluated
3666         with a context that has a result kind of a location description, an
3667         unspecified object, the compilation unit that contains E, an initial
3668         stack comprising the location description of the beginning of the
3669         containing entity, and other context elements corresponding to the
3670         source language thread of execution upon which the user is focused, if
3671         any. The result of the evaluation is the location description of the
3672         base of the member entry.
3674     .. note::
3676       The beginning of the containing entity can now be any location
3677       description, including those with more than one single location
3678       description, and those with single location descriptions that are of any
3679       kind and have any bit offset.
3681 A.5.7.8 Member Function Entries
3682 +++++++++++++++++++++++++++++++
3684 1.  An entry for a virtual function also has a ``DW_AT_vtable_elem_location``
3685     attribute whose value is a DWARF expression E.
3687     The result of the attribute is obtained by evaluating E with a context that
3688     has a result kind of a location description, an unspecified object, the
3689     compilation unit that contains E, an initial stack comprising the location
3690     description of the object of the enclosing type, and other context elements
3691     corresponding to the source language thread of execution upon which the user
3692     is focused, if any. The result of the evaluation is the location description
3693     of the slot for the function within the virtual function table for the
3694     enclosing class.
3696 A.5.14 Pointer to Member Type Entries
3697 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3699 1.  The ``DW_TAG_ptr_to_member_type`` debugging information entry has a
3700     ``DW_AT_use_location`` attribute whose value is a DWARF expression E. It is
3701     used to compute the location description of the member of the class to which
3702     the pointer to member entry points.
3704     *The method used to find the location description of a given member of a
3705     class, structure, or union is common to any instance of that class,
3706     structure, or union and to any instance of the pointer to member type. The
3707     method is thus associated with the pointer to member type, rather than with
3708     each object that has a pointer to member type.*
3710     The ``DW_AT_use_location`` DWARF expression is used in conjunction with the
3711     location description for a particular object of the given pointer to member
3712     type and for a particular structure or class instance.
3714     The result of the attribute is obtained by evaluating E with a context that
3715     has a result kind of a location description, an unspecified object, the
3716     compilation unit that contains E, an initial stack comprising two entries,
3717     and other context elements corresponding to the source language thread of
3718     execution upon which the user is focused, if any. The first stack entry is
3719     the value of the pointer to member object itself. The second stack entry is
3720     the location description of the base of the entire class, structure, or
3721     union instance containing the member whose location is being calculated. The
3722     result of the evaluation is the location description of the member of the
3723     class to which the pointer to member entry points.
3725 A.5.16 Dynamic Type Entries
3726 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3728 1.  The ``DW_AT_data_location`` attribute may be used with any type that
3729     provides one or more levels of hidden indirection and/or run-time parameters
3730     in its representation. Its value is a DWARF operation expression E which
3731     computes the location description of the data for an object. When this
3732     attribute is omitted, the location description of the data is the same as
3733     the location description of the object.
3735     The result of the attribute is obtained by evaluating E with a context that
3736     has a result kind of a location description, an object that is the location
3737     description of the data descriptor, the compilation unit that contains E, an
3738     empty initial stack, and other context elements corresponding to the source
3739     language thread of execution upon which the user is focused, if any. The
3740     result of the evaluation is the location description of the base of the
3741     member entry.
3743     *E will typically involve an operation expression that begins with a*
3744     ``DW_OP_push_object_address`` *operation which loads the location
3745     description of the object which can then serve as a descriptor in subsequent
3746     calculation.*
3748     .. note::
3750       Since ``DW_AT_data_member_location``, ``DW_AT_use_location``, and
3751       ``DW_AT_vtable_elem_location`` allow both operation expressions and
3752       location list expressions, why does ``DW_AT_data_location`` not allow
3753       both? In all cases they apply to data objects so less likely that
3754       optimization would cause different operation expressions for different
3755       program location ranges. But if supporting for some then should be for
3756       all.
3758       It seems odd this attribute is not the same as
3759       ``DW_AT_data_member_location`` in having an initial stack with the
3760       location description of the object since the expression has to need it.
3762 A.6 Other Debugging Information
3763 -------------------------------
3765 .. note::
3767   This section provides changes to existing debugger information entry
3768   attributes. These would be incorporated into the corresponding DWARF Version 5
3769   chapter 6 sections.
3771 A.6.1 Accelerated Access
3772 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3774 .. _amdgpu-dwarf-lookup-by-name:
3776 A.6.1.1 Lookup By Name
3777 ++++++++++++++++++++++
3779 A.6.1.1.1 Contents of the Name Index
3780 ####################################
3782 .. note::
3784   The following provides changes to DWARF Version 5 section 6.1.1.1.
3786   The rule for debugger information entries included in the name index in the
3787   optional ``.debug_names`` section is extended to also include named
3788   ``DW_TAG_variable`` debugging information entries with a ``DW_AT_location``
3789   attribute that includes a ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address`` operation.
3791 The name index must contain an entry for each debugging information entry that
3792 defines a named subprogram, label, variable, type, or namespace, subject to the
3793 following rules:
3795 * ``DW_TAG_variable`` debugging information entries with a ``DW_AT_location``
3796   attribute that includes a ``DW_OP_addr``, ``DW_OP_LLVM_form_aspace_address``,
3797   or ``DW_OP_form_tls_address`` operation are included; otherwise, they are
3798   excluded.
3800 A.6.1.1.4 Data Representation of the Name Index
3801 ###############################################
3803 .. _amdgpu-dwarf-name-index-section-header:
3806 A.6.1.1.4.1 Section Header
3807 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3809 .. note::
3811   The following provides an addition to DWARF Version 5 section 6.1.1.4.1 item
3812   14 ``augmentation_string``.
3814 A null-terminated UTF-8 vendor specific augmentation string, which provides
3815 additional information about the contents of this index. If provided, the
3816 recommended format for augmentation string is:
3818   | ``[``\ *vendor*\ ``:v``\ *X*\ ``.``\ *Y*\ [\ ``:``\ *options*\ ]\ ``]``\ *
3820 Where *vendor* is the producer, ``vX.Y`` specifies the major X and minor Y
3821 version number of the extensions used in the DWARF of the compilation unit, and
3822 *options* is an optional string providing additional information about the
3823 extensions. The version number must conform to semantic versioning [:ref:`SEMVER
3824 <amdgpu-dwarf-SEMVER>`]. The *options* string must not contain the "\ ``]``\ "
3825 character.
3827 For example:
3829   ::
3831     [abc:v0.0][def:v1.2:feature-a=on,feature-b=3]
3833 .. note::
3835   This is different to the definition in DWARF Version 5 but is consistent with
3836   the other augmentation strings and allows multiple vendor extensions to be
3837   supported.
3839 .. _amdgpu-dwarf-line-number-information:
3841 A.6.2 Line Number Information
3842 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3844 A.6.2.4 The Line Number Program Header
3845 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
3847 A.6.2.4.1 Standard Content Descriptions
3848 #######################################
3850 .. note::
3852   This augments DWARF Version 5 section 6.2.4.1.
3854 .. _amdgpu-dwarf-line-number-information-dw-lnct-llvm-source:
3856 1.  ``DW_LNCT_LLVM_source``
3858     The component is a null-terminated UTF-8 source text string with "\ ``\n``\
3859     " line endings. This content code is paired with the same forms as
3860     ``DW_LNCT_path``. It can be used for file name entries.
3862     The value is an empty null-terminated string if no source is available. If
3863     the source is available but is an empty file then the value is a
3864     null-terminated single "\ ``\n``\ ".
3866     *When the source field is present, consumers can use the embedded source
3867     instead of attempting to discover the source on disk using the file path
3868     provided by the* ``DW_LNCT_path`` *field. When the source field is absent,
3869     consumers can access the file to get the source text.*
3871     *This is particularly useful for programming languages that support runtime
3872     compilation and runtime generation of source text. In these cases, the
3873     source text does not reside in any permanent file. For example, the OpenCL
3874     language [:ref:`OpenCL <amdgpu-dwarf-OpenCL>`] supports online compilation.*
3876 2.  ``DW_LNCT_LLVM_is_MD5``
3878     ``DW_LNCT_LLVM_is_MD5`` indicates if the ``DW_LNCT_MD5`` content kind, if
3879     present, is valid: when 0 it is not valid and when 1 it is valid. If
3880     ``DW_LNCT_LLVM_is_MD5`` content kind is not present, and ``DW_LNCT_MD5``
3881     content kind is present, then the MD5 checksum is valid.
3883     ``DW_LNCT_LLVM_is_MD5`` is always paired with the ``DW_FORM_udata`` form.
3885     *This allows a compilation unit to have a mixture of files with and without
3886     MD5 checksums. This can happen when multiple relocatable files are linked
3887     together.*
3889 .. _amdgpu-dwarf-call-frame-information:
3891 A.6.4 Call Frame Information
3892 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3894 .. note::
3896   This section provides changes to existing call frame information and defines
3897   instructions added by these extensions. Additional support is added for
3898   address spaces. Register unwind DWARF expressions are generalized to allow any
3899   location description, including those with composite and implicit location
3900   descriptions.
3902   These changes would be incorporated into the DWARF Version 5 section 6.4.
3904 .. _amdgpu-dwarf-structure_of-call-frame-information:
3906 A.6.4.1 Structure of Call Frame Information
3907 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
3909 The register rules are:
3911 *undefined*
3912   A register that has this rule has no recoverable value in the previous frame.
3913   The previous value of this register is the undefined location description (see
3914   :ref:`amdgpu-dwarf-undefined-location-description-operations`).
3916   *By convention, the register is not preserved by a callee.*
3918 *same value*
3919   This register has not been modified from the previous caller frame.
3921   If the current frame is the top frame, then the previous value of this
3922   register is the location description L that specifies one register location
3923   description SL. SL specifies the register location storage that corresponds to
3924   the register with a bit offset of 0 for the current thread.
3926   If the current frame is not the top frame, then the previous value of this
3927   register is the location description obtained using the call frame information
3928   for the callee frame and callee program location invoked by the current caller
3929   frame for the same register.
3931   *By convention, the register is preserved by the callee, but the callee has
3932   not modified it.*
3934 *offset(N)*
3935   N is a signed byte offset. The previous value of this register is saved at the
3936   location description computed as if the DWARF operation expression
3937   ``DW_OP_LLVM_offset N`` is evaluated with the current context, except the
3938   result kind is a location description, the compilation unit is unspecified,
3939   the object is unspecified, and an initial stack comprising the location
3940   description of the current CFA (see
3941   :ref:`amdgpu-dwarf-operation-expressions`).
3943 *val_offset(N)*
3944   N is a signed byte offset. The previous value of this register is the memory
3945   byte address of the location description computed as if the DWARF operation
3946   expression ``DW_OP_LLVM_offset N`` is evaluated with the current context,
3947   except the result kind is a location description, the compilation unit is
3948   unspecified, the object is unspecified, and an initial stack comprising the
3949   location description of the current CFA (see
3950   :ref:`amdgpu-dwarf-operation-expressions`).
3952   The DWARF is ill-formed if the CFA location description is not a memory byte
3953   address location description, or if the register size does not match the size
3954   of an address in the address space of the current CFA location description.
3956   *Since the CFA location description is required to be a memory byte address
3957   location description, the value of val_offset(N) will also be a memory byte
3958   address location description since it is offsetting the CFA location
3959   description by N bytes. Furthermore, the value of val_offset(N) will be a
3960   memory byte address in the same address space as the CFA location
3961   description.*
3963   .. note::
3965     Should DWARF allow the address size to be a different size to the size of
3966     the register? Requiring them to be the same bit size avoids any issue of
3967     conversion as the bit contents of the register is simply interpreted as a
3968     value of the address.
3970     GDB has a per register hook that allows a target specific conversion on a
3971     register by register basis. It defaults to truncation of bigger registers,
3972     and to actually reading bytes from the next register (or reads out of bounds
3973     for the last register) for smaller registers. There are no GDB tests that
3974     read a register out of bounds (except an illegal hand written assembly
3975     test).
3977 *register(R)*
3978   This register has been stored in another register numbered R.
3980   The previous value of this register is the location description obtained using
3981   the call frame information for the current frame and current program location
3982   for register R.
3984   The DWARF is ill-formed if the size of this register does not match the size
3985   of register R or if there is a cyclic dependency in the call frame
3986   information.
3988   .. note::
3990     Should this also allow R to be larger than this register? If so is the value
3991     stored in the low order bits and it is undefined what is stored in the
3992     extra upper bits?
3994 *expression(E)*
3995   The previous value of this register is located at the location description
3996   produced by evaluating the DWARF operation expression E (see
3997   :ref:`amdgpu-dwarf-operation-expressions`).
3999   E is evaluated with the current context, except the result kind is a location
4000   description, the compilation unit is unspecified, the object is unspecified,
4001   and an initial stack comprising the location description of the current CFA
4002   (see :ref:`amdgpu-dwarf-operation-expressions`).
4004 *val_expression(E)*
4005   The previous value of this register is the value produced by evaluating the
4006   DWARF operation expression E (see :ref:`amdgpu-dwarf-operation-expressions`).
4008   E is evaluated with the current context, except the result kind is a value,
4009   the compilation unit is unspecified, the object is unspecified, and an initial
4010   stack comprising the location description of the current CFA (see
4011   :ref:`amdgpu-dwarf-operation-expressions`).
4013   The DWARF is ill-formed if the resulting value type size does not match the
4014   register size.
4016   .. note::
4018     This has limited usefulness as the DWARF expression E can only produce
4019     values up to the size of the generic type. This is due to not allowing any
4020     operations that specify a type in a CFI operation expression. This makes it
4021     unusable for registers that are larger than the generic type. However,
4022     *expression(E)* can be used to create an implicit location description of
4023     any size.
4025 *architectural*
4026   The rule is defined externally to this specification by the augmenter.
4028 A Common Information Entry (CIE) holds information that is shared among many
4029 Frame Description Entries (FDE). There is at least one CIE in every non-empty
4030 ``.debug_frame`` section. A CIE contains the following fields, in order:
4032 1.  ``length`` (initial length)
4034     A constant that gives the number of bytes of the CIE structure, not
4035     including the length field itself. The size of the length field plus the
4036     value of length must be an integral multiple of the address size specified
4037     in the ``address_size`` field.
4039 2.  ``CIE_id`` (4 or 8 bytes, see
4040     :ref:`amdgpu-dwarf-32-bit-and-64-bit-dwarf-formats`)
4042     A constant that is used to distinguish CIEs from FDEs.
4044     In the 32-bit DWARF format, the value of the CIE id in the CIE header is
4045     0xffffffff; in the 64-bit DWARF format, the value is 0xffffffffffffffff.
4047 3.  ``version`` (ubyte)
4049     A version number. This number is specific to the call frame information and
4050     is independent of the DWARF version number.
4052     The value of the CIE version number is 4.
4054     .. note::
4056       Would this be increased to 5 to reflect the changes in these extensions?
4058 4.  ``augmentation`` (sequence of UTF-8 characters)
4060     A null-terminated UTF-8 string that identifies the augmentation to this CIE
4061     or to the FDEs that use it. If a reader encounters an augmentation string
4062     that is unexpected, then only the following fields can be read:
4064     * CIE: length, CIE_id, version, augmentation
4065     * FDE: length, CIE_pointer, initial_location, address_range
4067     If there is no augmentation, this value is a zero byte.
4069     *The augmentation string allows users to indicate that there is additional
4070     vendor and target architecture specific information in the CIE or FDE which
4071     is needed to virtually unwind a stack frame. For example, this might be
4072     information about dynamically allocated data which needs to be freed on exit
4073     from the routine.*
4075     *Because the* ``.debug_frame`` *section is useful independently of any*
4076     ``.debug_info`` *section, the augmentation string always uses UTF-8
4077     encoding.*
4079     The recommended format for the augmentation string is:
4081       | ``[``\ *vendor*\ ``:v``\ *X*\ ``.``\ *Y*\ [\ ``:``\ *options*\ ]\ ``]``\ *
4083     Where *vendor* is the producer, ``vX.Y`` specifies the major X and minor Y
4084     version number of the extensions used, and *options* is an optional string
4085     providing additional information about the extensions. The version number
4086     must conform to semantic versioning [:ref:`SEMVER <amdgpu-dwarf-SEMVER>`].
4087     The *options* string must not contain the "\ ``]``\ " character.
4089     For example:
4091       ::
4093         [abc:v0.0][def:v1.2:feature-a=on,feature-b=3]
4095 5.  ``address_size`` (ubyte)
4097     The size of a target address in this CIE and any FDEs that use it, in bytes.
4098     If a compilation unit exists for this frame, its address size must match the
4099     address size here.
4101 6.  ``segment_selector_size`` (ubyte)
4103     The size of a segment selector in this CIE and any FDEs that use it, in
4104     bytes.
4106 7.  ``code_alignment_factor`` (unsigned LEB128)
4108     A constant that is factored out of all advance location instructions (see
4109     :ref:`amdgpu-dwarf-row-creation-instructions`). The resulting value is
4110     ``(operand * code_alignment_factor)``.
4112 8.  ``data_alignment_factor`` (signed LEB128)
4114     A constant that is factored out of certain offset instructions (see
4115     :ref:`amdgpu-dwarf-cfa-definition-instructions` and
4116     :ref:`amdgpu-dwarf-register-rule-instructions`). The resulting value is
4117     ``(operand * data_alignment_factor)``.
4119 9.  ``return_address_register`` (unsigned LEB128)
4121     An unsigned LEB128 constant that indicates which column in the rule table
4122     represents the return address of the subprogram. Note that this column might
4123     not correspond to an actual machine register.
4125     The value of the return address register is used to determine the program
4126     location of the caller frame. The program location of the top frame is the
4127     target architecture program counter value of the current thread.
4129 10. ``initial_instructions`` (array of ubyte)
4131     A sequence of rules that are interpreted to create the initial setting of
4132     each column in the table.
4134     The default rule for all columns before interpretation of the initial
4135     instructions is the undefined rule. However, an ABI authoring body or a
4136     compilation system authoring body may specify an alternate default value for
4137     any or all columns.
4139 11. ``padding`` (array of ubyte)
4141     Enough ``DW_CFA_nop`` instructions to make the size of this entry match the
4142     length value above.
4144 An FDE contains the following fields, in order:
4146 1.  ``length`` (initial length)
4148     A constant that gives the number of bytes of the header and instruction
4149     stream for this subprogram, not including the length field itself. The size
4150     of the length field plus the value of length must be an integral multiple of
4151     the address size.
4153 2.  ``CIE_pointer`` (4 or 8 bytes, see
4154     :ref:`amdgpu-dwarf-32-bit-and-64-bit-dwarf-formats`)
4156     A constant offset into the ``.debug_frame`` section that denotes the CIE
4157     that is associated with this FDE.
4159 3.  ``initial_location`` (segment selector and target address)
4161     The address of the first location associated with this table entry. If the
4162     segment_selector_size field of this FDE’s CIE is non-zero, the initial
4163     location is preceded by a segment selector of the given length.
4165 4.  ``address_range`` (target address)
4167     The number of bytes of program instructions described by this entry.
4169 5.  ``instructions`` (array of ubyte)
4171     A sequence of table defining instructions that are described in
4172     :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-instructions`.
4174 6.  ``padding`` (array of ubyte)
4176     Enough ``DW_CFA_nop`` instructions to make the size of this entry match the
4177     length value above.
4179 .. _amdgpu-dwarf-call-frame-instructions:
4181 A.6.4.2 Call Frame Instructions
4182 +++++++++++++++++++++++++++++++
4184 Some call frame instructions have operands that are encoded as DWARF operation
4185 expressions E (see :ref:`amdgpu-dwarf-operation-expressions`). The DWARF
4186 operations that can be used in E have the following restrictions:
4188 * ``DW_OP_addrx``, ``DW_OP_call2``, ``DW_OP_call4``, ``DW_OP_call_ref``,
4189   ``DW_OP_const_type``, ``DW_OP_constx``, ``DW_OP_convert``,
4190   ``DW_OP_deref_type``, ``DW_OP_fbreg``, ``DW_OP_implicit_pointer``,
4191   ``DW_OP_regval_type``, ``DW_OP_reinterpret``, and ``DW_OP_xderef_type``
4192   operations are not allowed because the call frame information must not depend
4193   on other debug sections.
4195 * ``DW_OP_push_object_address`` is not allowed because there is no object
4196   context to provide a value to push.
4198 * ``DW_OP_LLVM_push_lane`` and ``DW_OP_LLVM_push_iteration`` are not allowed
4199   because the call frame instructions describe the actions for the whole target
4200   architecture thread, not the lanes or iterations independently.
4202 * ``DW_OP_call_frame_cfa`` and ``DW_OP_entry_value`` are not allowed because
4203   their use would be circular.
4205 * ``DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg`` is not allowed if evaluating E causes a
4206   circular dependency between ``DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg`` operations.
4208   *For example, if a register R1 has a* ``DW_CFA_def_cfa_expression``
4209   *instruction that evaluates a* ``DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg`` *operation
4210   that specifies register R2, and register R2 has a*
4211   ``DW_CFA_def_cfa_expression`` *instruction that that evaluates a*
4212   ``DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg`` *operation that specifies register R1.*
4214 *Call frame instructions to which these restrictions apply include*
4215 ``DW_CFA_def_cfa_expression``\ *,* ``DW_CFA_expression``\ *, and*
4216 ``DW_CFA_val_expression``\ *.*
4218 .. _amdgpu-dwarf-row-creation-instructions:
4220 A.6.4.2.1 Row Creation Instructions
4221 ###################################
4223 .. note::
4225   These instructions are the same as in DWARF Version 5 section 6.4.2.1.
4227 .. _amdgpu-dwarf-cfa-definition-instructions:
4229 A.6.4.2.2 CFA Definition Instructions
4230 #####################################
4232 1.  ``DW_CFA_def_cfa``
4234     The ``DW_CFA_def_cfa`` instruction takes two unsigned LEB128 operands
4235     representing a register number R and a (non-factored) byte displacement B.
4236     AS is set to the target architecture default address space identifier. The
4237     required action is to define the current CFA rule to be the result of
4238     evaluating the DWARF operation expression ``DW_OP_constu AS;
4239     DW_OP_aspace_bregx R, B`` as a location description.
4241 2.  ``DW_CFA_def_cfa_sf``
4243     The ``DW_CFA_def_cfa_sf`` instruction takes two operands: an unsigned LEB128
4244     value representing a register number R and a signed LEB128 factored byte
4245     displacement B. AS is set to the target architecture default address space
4246     identifier. The required action is to define the current CFA rule to be the
4247     result of evaluating the DWARF operation expression ``DW_OP_constu AS;
4248     DW_OP_aspace_bregx R, B * data_alignment_factor`` as a location description.
4250     *The action is the same as* ``DW_CFA_def_cfa``\ *, except that the second
4251     operand is signed and factored.*
4253 3.  ``DW_CFA_LLVM_def_aspace_cfa`` *New*
4255     The ``DW_CFA_LLVM_def_aspace_cfa`` instruction takes three unsigned LEB128
4256     operands representing a register number R, a (non-factored) byte
4257     displacement B, and a target architecture specific address space identifier
4258     AS. The required action is to define the current CFA rule to be the result
4259     of evaluating the DWARF operation expression ``DW_OP_constu AS;
4260     DW_OP_aspace_bregx R, B`` as a location description.
4262     If AS is not one of the values defined by the target architecture specific
4263     ``DW_ASPACE_*`` values then the DWARF expression is ill-formed.
4265 4.  ``DW_CFA_LLVM_def_aspace_cfa_sf`` *New*
4267     The ``DW_CFA_def_cfa_sf`` instruction takes three operands: an unsigned
4268     LEB128 value representing a register number R, a signed LEB128 factored byte
4269     displacement B, and an unsigned LEB128 value representing a target
4270     architecture specific address space identifier AS. The required action is to
4271     define the current CFA rule to be the result of evaluating the DWARF
4272     operation expression ``DW_OP_constu AS; DW_OP_aspace_bregx R,
4273     B * data_alignment_factor`` as a location description.
4275     If AS is not one of the values defined by the target architecture specific
4276     ``DW_ASPACE_*`` values, then the DWARF expression is ill-formed.
4278     *The action is the same as* ``DW_CFA_aspace_def_cfa``\ *, except that the
4279     second operand is signed and factored.*
4281 5.  ``DW_CFA_def_cfa_register``
4283     The ``DW_CFA_def_cfa_register`` instruction takes a single unsigned LEB128
4284     operand representing a register number R. The required action is to define
4285     the current CFA rule to be the result of evaluating the DWARF operation
4286     expression ``DW_OP_constu AS; DW_OP_aspace_bregx R, B`` as a location
4287     description. B and AS are the old CFA byte displacement and address space
4288     respectively.
4290     If the subprogram has no current CFA rule, or the rule was defined by a
4291     ``DW_CFA_def_cfa_expression`` instruction, then the DWARF is ill-formed.
4293 6.  ``DW_CFA_def_cfa_offset``
4295     The ``DW_CFA_def_cfa_offset`` instruction takes a single unsigned LEB128
4296     operand representing a (non-factored) byte displacement B. The required
4297     action is to define the current CFA rule to be the result of evaluating the
4298     DWARF operation expression ``DW_OP_constu AS; DW_OP_aspace_bregx R, B`` as a
4299     location description. R and AS are the old CFA register number and address
4300     space respectively.
4302     If the subprogram has no current CFA rule, or the rule was defined by a
4303     ``DW_CFA_def_cfa_expression`` instruction, then the DWARF is ill-formed.
4305 7.  ``DW_CFA_def_cfa_offset_sf``
4307     The ``DW_CFA_def_cfa_offset_sf`` instruction takes a signed LEB128 operand
4308     representing a factored byte displacement B. The required action is to
4309     define the current CFA rule to be the result of evaluating the DWARF
4310     operation expression ``DW_OP_constu AS; DW_OP_aspace_bregx R, B *
4311     data_alignment_factor`` as a location description. R and AS are the old CFA
4312     register number and address space respectively.
4314     If the subprogram has no current CFA rule, or the rule was defined by a
4315     ``DW_CFA_def_cfa_expression`` instruction, then the DWARF is ill-formed.
4317     *The action is the same as* ``DW_CFA_def_cfa_offset``\ *, except that the
4318     operand is signed and factored.*
4320 8.  ``DW_CFA_def_cfa_expression``
4322     The ``DW_CFA_def_cfa_expression`` instruction takes a single operand encoded
4323     as a ``DW_FORM_exprloc`` value representing a DWARF operation expression E.
4324     The required action is to define the current CFA rule to be the result of
4325     evaluating E with the current context, except the result kind is a location
4326     description, the compilation unit is unspecified, the object is unspecified,
4327     and an empty initial stack.
4329     *See* :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-instructions` *regarding restrictions on
4330     the DWARF expression operations that can be used in E.*
4332     The DWARF is ill-formed if the result of evaluating E is not a memory byte
4333     address location description.
4335 .. _amdgpu-dwarf-register-rule-instructions:
4337 A.6.4.2.3 Register Rule Instructions
4338 ####################################
4340 1.  ``DW_CFA_undefined``
4342     The ``DW_CFA_undefined`` instruction takes a single unsigned LEB128 operand
4343     that represents a register number R. The required action is to set the rule
4344     for the register specified by R to ``undefined``.
4346 2.  ``DW_CFA_same_value``
4348     The ``DW_CFA_same_value`` instruction takes a single unsigned LEB128 operand
4349     that represents a register number R. The required action is to set the rule
4350     for the register specified by R to ``same value``.
4352 3.  ``DW_CFA_offset``
4354     The ``DW_CFA_offset`` instruction takes two operands: a register number R
4355     (encoded with the opcode) and an unsigned LEB128 constant representing a
4356     factored displacement B. The required action is to change the rule for the
4357     register specified by R to be an *offset(B \* data_alignment_factor)* rule.
4359     .. note::
4361       Seems this should be named ``DW_CFA_offset_uf`` since the offset is
4362       unsigned factored.
4364 4.  ``DW_CFA_offset_extended``
4366     The ``DW_CFA_offset_extended`` instruction takes two unsigned LEB128
4367     operands representing a register number R and a factored displacement B.
4368     This instruction is identical to ``DW_CFA_offset``, except for the encoding
4369     and size of the register operand.
4371     .. note::
4373       Seems this should be named ``DW_CFA_offset_extended_uf`` since the
4374       displacement is unsigned factored.
4376 5.  ``DW_CFA_offset_extended_sf``
4378     The ``DW_CFA_offset_extended_sf`` instruction takes two operands: an
4379     unsigned LEB128 value representing a register number R and a signed LEB128
4380     factored displacement B. This instruction is identical to
4381     ``DW_CFA_offset_extended``, except that B is signed.
4383 6.  ``DW_CFA_val_offset``
4385     The ``DW_CFA_val_offset`` instruction takes two unsigned LEB128 operands
4386     representing a register number R and a factored displacement B. The required
4387     action is to change the rule for the register indicated by R to be a
4388     *val_offset(B \* data_alignment_factor)* rule.
4390     .. note::
4392       Seems this should be named ``DW_CFA_val_offset_uf`` since the displacement
4393       is unsigned factored.
4395     .. note::
4397       An alternative is to define ``DW_CFA_val_offset`` to implicitly use the
4398       target architecture default address space, and add another operation that
4399       specifies the address space.
4401 7.  ``DW_CFA_val_offset_sf``
4403     The ``DW_CFA_val_offset_sf`` instruction takes two operands: an unsigned
4404     LEB128 value representing a register number R and a signed LEB128 factored
4405     displacement B. This instruction is identical to ``DW_CFA_val_offset``,
4406     except that B is signed.
4408 8.  ``DW_CFA_register``
4410     The ``DW_CFA_register`` instruction takes two unsigned LEB128 operands
4411     representing register numbers R1 and R2 respectively. The required action is
4412     to set the rule for the register specified by R1 to be a *register(R2)* rule.
4414 9.  ``DW_CFA_expression``
4416     The ``DW_CFA_expression`` instruction takes two operands: an unsigned LEB128
4417     value representing a register number R, and a ``DW_FORM_block`` value
4418     representing a DWARF operation expression E. The required action is to
4419     change the rule for the register specified by R to be an *expression(E)*
4420     rule.
4422     *That is, E computes the location description where the register value can
4423     be retrieved.*
4425     *See* :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-instructions` *regarding restrictions on
4426     the DWARF expression operations that can be used in E.*
4428 10. ``DW_CFA_val_expression``
4430     The ``DW_CFA_val_expression`` instruction takes two operands: an unsigned
4431     LEB128 value representing a register number R, and a ``DW_FORM_block`` value
4432     representing a DWARF operation expression E. The required action is to
4433     change the rule for the register specified by R to be a *val_expression(E)*
4434     rule.
4436     *That is, E computes the value of register R.*
4438     *See* :ref:`amdgpu-dwarf-call-frame-instructions` *regarding restrictions on
4439     the DWARF expression operations that can be used in E.*
4441     If the result of evaluating E is not a value with a base type size that
4442     matches the register size, then the DWARF is ill-formed.
4444 11. ``DW_CFA_restore``
4446     The ``DW_CFA_restore`` instruction takes a single operand (encoded with the
4447     opcode) that represents a register number R. The required action is to
4448     change the rule for the register specified by R to the rule assigned it by
4449     the ``initial_instructions`` in the CIE.
4451 12. ``DW_CFA_restore_extended``
4453     The ``DW_CFA_restore_extended`` instruction takes a single unsigned LEB128
4454     operand that represents a register number R. This instruction is identical
4455     to ``DW_CFA_restore``, except for the encoding and size of the register
4456     operand.
4458 A.6.4.2.4 Row State Instructions
4459 ################################
4461 .. note::
4463   These instructions are the same as in DWARF Version 5 section 6.4.2.4.
4465 A.6.4.2.5 Padding Instruction
4466 #############################
4468 .. note::
4470   These instructions are the same as in DWARF Version 5 section 6.4.2.5.
4472 A.6.4.3 Call Frame Instruction Usage
4473 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++
4475 .. note::
4477   The same as in DWARF Version 5 section 6.4.3.
4479 .. _amdgpu-dwarf-call-frame-calling-address:
4481 A.6.4.4 Call Frame Calling Address
4482 ++++++++++++++++++++++++++++++++++
4484 .. note::
4486   The same as in DWARF Version 5 section 6.4.4.
4488 A.7 Data Representation
4489 -----------------------
4491 .. note::
4493   This section provides changes to existing debugger information entry
4494   attributes. These would be incorporated into the corresponding DWARF Version 5
4495   chapter 7 sections.
4497 .. _amdgpu-dwarf-32-bit-and-64-bit-dwarf-formats:
4499 A.7.4 32-Bit and 64-Bit DWARF Formats
4500 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4502 .. note::
4504   This augments DWARF Version 5 section 7.4 list item 3's table.
4506 .. table:: ``.debug_info`` section attribute form roles
4507   :name: amdgpu-dwarf-debug-info-section-attribute-form-roles-table
4509   ================================== ===================================
4510   Form                               Role
4511   ================================== ===================================
4512   DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer offset in ``.debug_info``
4513   ================================== ===================================
4515 A.7.5 Format of Debugging Information
4516 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4518 A.7.5.4 Attribute Encodings
4519 +++++++++++++++++++++++++++
4521 .. note::
4523   This augments DWARF Version 5 section 7.5.4 and Table 7.5.
4525 The following table gives the encoding of the additional debugging information
4526 entry attributes.
4528 .. table:: Attribute encodings
4529    :name: amdgpu-dwarf-attribute-encodings-table
4531    ================================== ====== ===================================
4532    Attribute Name                     Value  Classes
4533    ================================== ====== ===================================
4534    DW_AT_LLVM_active_lane             0x3e08 exprloc, loclist
4535    DW_AT_LLVM_augmentation            0x3e09 string
4536    DW_AT_LLVM_lanes                   0x3e0a constant
4537    DW_AT_LLVM_lane_pc                 0x3e0b exprloc, loclist
4538    DW_AT_LLVM_vector_size             0x3e0c constant
4539    DW_AT_LLVM_iterations              0x3e0a constant, exprloc, loclist
4540    ================================== ====== ===================================
4542 .. _amdgpu-dwarf-classes-and-forms:
4544 A.7.5.5 Classes and Forms
4545 +++++++++++++++++++++++++
4547 .. note::
4549   The same as in DWARF Version 5 section 7.5.5.
4551 A.7.7 DWARF Expressions
4552 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4554 .. note::
4556   Rename DWARF Version 5 section 7.7 to reflect the unification of location
4557   descriptions into DWARF expressions.
4559 A.7.7.1 Operation Expressions
4560 +++++++++++++++++++++++++++++
4562 .. note::
4564   Rename DWARF Version 5 section 7.7.1 and delete section 7.7.2 to reflect the
4565   unification of location descriptions into DWARF expressions.
4567   This augments DWARF Version 5 section 7.7.1 and Table 7.9.
4569 The following table gives the encoding of the additional DWARF expression
4570 operations.
4572 .. table:: DWARF Operation Encodings
4573    :name: amdgpu-dwarf-operation-encodings-table
4575    ================================== ===== ======== ===============================
4576    Operation                          Code  Number   Notes
4577                                             of
4578                                             Operands
4579    ================================== ===== ======== ===============================
4580    DW_OP_LLVM_form_aspace_address     0xe1     0
4581    DW_OP_LLVM_push_lane               0xe2     0
4582    DW_OP_LLVM_offset                  0xe3     0
4583    DW_OP_LLVM_offset_uconst           0xe4     1     ULEB128 byte displacement
4584    DW_OP_LLVM_bit_offset              0xe5     0
4585    DW_OP_LLVM_call_frame_entry_reg    0xe6     1     ULEB128 register number
4586    DW_OP_LLVM_undefined               0xe7     0
4587    DW_OP_LLVM_aspace_bregx            0xe8     2     ULEB128 register number,
4588                                                      ULEB128 byte displacement
4589    DW_OP_LLVM_aspace_implicit_pointer 0xe9     2     4-byte or 8-byte offset of DIE,
4590                                                      SLEB128 byte displacement
4591    DW_OP_LLVM_piece_end               0xea     0
4592    DW_OP_LLVM_extend                  0xeb     2     ULEB128 bit size,
4593                                                      ULEB128 count
4594    DW_OP_LLVM_select_bit_piece        0xec     2     ULEB128 bit size,
4595                                                      ULEB128 count
4596    DW_OP_LLVM_push_iteration          TBA      0
4597    DW_OP_LLVM_overlay                 TBA      0
4598    DW_OP_LLVM_bit_overlay             TBA      0
4599    ================================== ===== ======== ===============================
4601 A.7.7.3 Location List Expressions
4602 +++++++++++++++++++++++++++++++++
4604 .. note::
4606   Rename DWARF Version 5 section 7.7.3 to reflect that location lists are a kind
4607   of DWARF expression.
4609 A.7.12 Source Languages
4610 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4612 .. note::
4614   This augments DWARF Version 5 section 7.12 and Table 7.17.
4616 The following table gives the encoding of the additional DWARF languages.
4618 .. table:: Language encodings
4619    :name: amdgpu-dwarf-language-encodings-table
4621    ==================== ====== ===================
4622    Language Name        Value  Default Lower Bound
4623    ==================== ====== ===================
4624    ``DW_LANG_LLVM_HIP`` 0x8100 0
4625    ==================== ====== ===================
4627 A.7.13 Address Class and Address Space Encodings
4628 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4630 .. note::
4632   This replaces DWARF Version 5 section 7.13.
4634 The encodings of the constants used for the currently defined address classes
4635 are given in :ref:`amdgpu-dwarf-address-class-encodings-table`.
4637 .. table:: Address class encodings
4638    :name: amdgpu-dwarf-address-class-encodings-table
4640    ========================== ======
4641    Address Class Name         Value
4642    ========================== ======
4643    ``DW_ADDR_none``           0x0000
4644    ``DW_ADDR_LLVM_global``    0x0001
4645    ``DW_ADDR_LLVM_constant``  0x0002
4646    ``DW_ADDR_LLVM_group``     0x0003
4647    ``DW_ADDR_LLVM_private``   0x0004
4648    ``DW_ADDR_LLVM_lo_user``   0x8000
4649    ``DW_ADDR_LLVM_hi_user``   0xffff
4650    ========================== ======
4652 A.7.22 Line Number Information
4653 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4655 .. note::
4657   This augments DWARF Version 5 section 7.22 and Table 7.27.
4659 The following table gives the encoding of the additional line number header
4660 entry formats.
4662 .. table:: Line number header entry format encodings
4663   :name: amdgpu-dwarf-line-number-header-entry-format-encodings-table
4665   ====================================  ====================
4666   Line number header entry format name  Value
4667   ====================================  ====================
4668   ``DW_LNCT_LLVM_source``               0x2001
4669   ``DW_LNCT_LLVM_is_MD5``               0x2002
4670   ====================================  ====================
4672 A.7.24 Call Frame Information
4673 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4675 .. note::
4677   This augments DWARF Version 5 section 7.24 and Table 7.29.
4679 The following table gives the encoding of the additional call frame information
4680 instructions.
4682 .. table:: Call frame instruction encodings
4683    :name: amdgpu-dwarf-call-frame-instruction-encodings-table
4685    ============================= ====== ====== ================ ================ =====================
4686    Instruction                   High 2 Low 6  Operand 1        Operand 2        Operand 3
4687                                  Bits   Bits
4688    ============================= ====== ====== ================ ================ =====================
4689    DW_CFA_LLVM_def_aspace_cfa    0      0x30   ULEB128 register ULEB128 offset   ULEB128 address space
4690    DW_CFA_LLVM_def_aspace_cfa_sf 0      0x31   ULEB128 register SLEB128 offset   ULEB128 address space
4691    ============================= ====== ====== ================ ================ =====================
4693 A. Attributes by Tag Value (Informative)
4694 ----------------------------------------
4696 .. note::
4698   This augments DWARF Version 5 Appendix A and Table A.1.
4700 The following table provides the additional attributes that are applicable to
4701 debugger information entries.
4703 .. table:: Attributes by tag value
4704    :name: amdgpu-dwarf-attributes-by-tag-value-table
4706    ============================= =============================
4707    Tag Name                      Applicable Attributes
4708    ============================= =============================
4709    ``DW_TAG_base_type``          * ``DW_AT_LLVM_vector_size``
4710    ``DW_TAG_compile_unit``       * ``DW_AT_LLVM_augmentation``
4711    ``DW_TAG_entry_point``        * ``DW_AT_LLVM_active_lane``
4712                                  * ``DW_AT_LLVM_lane_pc``
4713                                  * ``DW_AT_LLVM_lanes``
4714                                  * ``DW_AT_LLVM_iterations``
4715    ``DW_TAG_inlined_subroutine`` * ``DW_AT_LLVM_active_lane``
4716                                  * ``DW_AT_LLVM_lane_pc``
4717                                  * ``DW_AT_LLVM_lanes``
4718                                  * ``DW_AT_LLVM_iterations``
4719    ``DW_TAG_subprogram``         * ``DW_AT_LLVM_active_lane``
4720                                  * ``DW_AT_LLVM_lane_pc``
4721                                  * ``DW_AT_LLVM_lanes``
4722                                  * ``DW_AT_LLVM_iterations``
4723    ============================= =============================
4725 .. _amdgpu-dwarf-examples:
4727 B. Examples
4728 ===========
4730 The AMD GPU specific usage of the features in these extensions, including
4731 examples, is available at *User Guide for AMDGPU Backend* section
4732 :ref:`amdgpu-dwarf-debug-information`.
4734 .. note::
4736   Change examples to use ``DW_OP_LLVM_offset`` instead of ``DW_OP_add`` when
4737   acting on a location description.
4739   Need to provide examples of new features.
4741 .. _amdgpu-dwarf-references:
4743 C. References
4744 =============
4746     .. _amdgpu-dwarf-AMD:
4748 1.  [AMD] `Advanced Micro Devices <https://www.amd.com/>`__
4750     .. _amdgpu-dwarf-AMD-ROCgdb:
4752 2.  [AMD-ROCgdb] `AMD ROCm Debugger (ROCgdb) <https://github.com/ROCm-Developer-Tools/ROCgdb>`__
4754     .. _amdgpu-dwarf-AMD-ROCm:
4756 3.  [AMD-ROCm] `AMD ROCm Platform <https://rocm-documentation.readthedocs.io>`__
4758     .. _amdgpu-dwarf-AMDGPU-DWARF-LOC:
4760 4.  [AMDGPU-DWARF-LOC] `Allow Location Descriptions on the DWARF Expression Stack <https://llvm.org/docs/AMDGPUDwarfExtensionAllowLocationDescriptionOnTheDwarfExpressionStack/AMDGPUDwarfExtensionAllowLocationDescriptionOnTheDwarfExpressionStack.html>`__
4762     .. _amdgpu-dwarf-AMDGPU-LLVM:
4764 5.  [AMDGPU-LLVM] `User Guide for AMDGPU LLVM Backend <https://llvm.org/docs/AMDGPUUsage.html>`__
4766     .. _amdgpu-dwarf-CUDA:
4768 6.  [CUDA] `Nvidia CUDA Language <https://docs.nvidia.com/cuda/cuda-c-programming-guide/>`__
4770     .. _amdgpu-dwarf-DWARF:
4772 7.  [DWARF] `DWARF Debugging Information Format <http://dwarfstd.org/>`__
4774     .. _amdgpu-dwarf-ELF:
4776 8.  [ELF] `Executable and Linkable Format (ELF) <http://www.sco.com/developers/gabi/>`__
4778     .. _amdgpu-dwarf-GCC:
4780 9.  [GCC] `GCC: The GNU Compiler Collection <https://www.gnu.org/software/gcc/>`__
4782     .. _amdgpu-dwarf-GDB:
4784 10. [GDB] `GDB: The GNU Project Debugger <https://www.gnu.org/software/gdb/>`__
4786     .. _amdgpu-dwarf-HIP:
4788 11. [HIP] `HIP Programming Guide <https://rocm-documentation.readthedocs.io/en/latest/Programming_Guides/Programming-Guides.html#hip-programing-guide>`__
4790     .. _amdgpu-dwarf-HSA:
4792 12. [HSA] `Heterogeneous System Architecture (HSA) Foundation <http://www.hsafoundation.com/>`__
4794     .. _amdgpu-dwarf-LLVM:
4796 13. [LLVM] `The LLVM Compiler Infrastructure <https://llvm.org/>`__
4798     .. _amdgpu-dwarf-OpenCL:
4800 14. [OpenCL] `The OpenCL Specification Version 2.0 <http://www.khronos.org/registry/cl/specs/opencl-2.0.pdf>`__
4802     .. _amdgpu-dwarf-Perforce-TotalView:
4804 15. [Perforce-TotalView] `Perforce TotalView HPC Debugging Software <https://totalview.io/products/totalview>`__
4806     .. _amdgpu-dwarf-SEMVER:
4808 16. [SEMVER] `Semantic Versioning <https://semver.org/>`__