ChangeLog rotatation and copyright year update
[external/binutils.git] / bfd / coff-i960.c
1 /* BFD back-end for Intel 960 COFF files.
2    Copyright (C) 1990-2015 Free Software Foundation, Inc.
3    Written by Cygnus Support.
4
5    This file is part of BFD, the Binary File Descriptor library.
6
7    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
10    (at your option) any later version.
11
12    This program is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with this program; if not, write to the Free Software
19    Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
20    MA 02110-1301, USA.  */
21
22 #define I960 1
23 #define BADMAG(x) I960BADMAG(x)
24
25 #include "sysdep.h"
26 #include "bfd.h"
27 #include "libbfd.h"
28 #include "coff/i960.h"
29 #include "coff/internal.h"
30
31 #ifndef bfd_pe_print_pdata
32 #define bfd_pe_print_pdata      NULL
33 #endif
34
35 #include "libcoff.h"            /* To allow easier abstraction-breaking.  */
36
37
38 #define COFF_DEFAULT_SECTION_ALIGNMENT_POWER (3)
39 #define COFF_ALIGN_IN_SECTION_HEADER 1
40
41 #define GET_SCNHDR_ALIGN H_GET_32
42 #define PUT_SCNHDR_ALIGN H_PUT_32
43
44 /* The i960 does not support an MMU, so COFF_PAGE_SIZE can be
45    arbitrarily small.  */
46 #define COFF_PAGE_SIZE 1
47
48 #define COFF_LONG_FILENAMES
49
50 /* This set of local label names is taken from gas.  */
51
52 static bfd_boolean
53 coff_i960_is_local_label_name (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED, const char *name)
54 {
55   return (name[0] == 'L'
56           || (name[0] == '.'
57               && (name[1] == 'C'
58                   || name[1] == 'I'
59                   || name[1] == '.')));
60 }
61
62 /* This is just like the usual CALC_ADDEND, but it includes the
63    section VMA for PC relative relocs.  */
64 #ifndef CALC_ADDEND
65 #define CALC_ADDEND(abfd, ptr, reloc, cache_ptr)                \
66   {                                                             \
67     coff_symbol_type *coffsym = (coff_symbol_type *) NULL;      \
68     if (ptr && bfd_asymbol_bfd (ptr) != abfd)                   \
69       coffsym = (obj_symbols (abfd)                             \
70                  + (cache_ptr->sym_ptr_ptr - symbols));         \
71     else if (ptr)                                               \
72       coffsym = coff_symbol_from (ptr);                         \
73     if (coffsym != (coff_symbol_type *) NULL                    \
74         && coffsym->native->u.syment.n_scnum == 0)              \
75       cache_ptr->addend = 0;                                    \
76     else if (ptr && bfd_asymbol_bfd (ptr) == abfd               \
77              && ptr->section != (asection *) NULL)              \
78       cache_ptr->addend = - (ptr->section->vma + ptr->value);   \
79     else                                                        \
80       cache_ptr->addend = 0;                                    \
81     if (ptr && (reloc.r_type == 25 || reloc.r_type == 27))      \
82       cache_ptr->addend += asect->vma;                          \
83   }
84 #endif
85
86 #define CALLS    0x66003800     /* Template for 'calls' instruction     */
87 #define BAL      0x0b000000     /* Template for 'bal' instruction       */
88 #define BAL_MASK 0x00ffffff
89
90 static bfd_reloc_status_type
91 optcall_callback (bfd *abfd,
92                   arelent *reloc_entry,
93                   asymbol *symbol_in,
94                   void * data,
95                   asection *input_section,
96                   bfd *ignore_bfd ATTRIBUTE_UNUSED,
97                   char **error_message)
98 {
99   /* This item has already been relocated correctly, but we may be
100    * able to patch in yet better code - done by digging out the
101    * correct info on this symbol */
102   bfd_reloc_status_type result;
103   coff_symbol_type *cs = coffsymbol(symbol_in);
104
105   /* Don't do anything with symbols which aren't tied up yet,
106      except move the reloc.  */
107   if (bfd_is_und_section (cs->symbol.section)) {
108     reloc_entry->address += input_section->output_offset;
109     return bfd_reloc_ok;
110   }
111
112   /* So the target symbol has to be of coff type, and the symbol
113      has to have the correct native information within it */
114   if ((bfd_asymbol_flavour(&cs->symbol) != bfd_target_coff_flavour)
115       || (cs->native == (combined_entry_type *)NULL))
116     {
117       /* This is interesting, consider the case where we're outputting coff
118          from a mix n match input, linking from coff to a symbol defined in a
119          bout file will cause this match to be true. Should I complain?  This
120          will only work if the bout symbol is non leaf.  */
121       *error_message =
122         (char *) _("uncertain calling convention for non-COFF symbol");
123       result = bfd_reloc_dangerous;
124     }
125   else
126     {
127     switch (cs->native->u.syment.n_sclass)
128       {
129       case C_LEAFSTAT:
130       case C_LEAFEXT:
131         /* This is a call to a leaf procedure, replace instruction with a bal
132            to the correct location.  */
133         {
134           union internal_auxent *aux = &((cs->native+2)->u.auxent);
135           int word = bfd_get_32 (abfd, (bfd_byte *)data + reloc_entry->address);
136           int olf = (aux->x_bal.x_balntry - cs->native->u.syment.n_value);
137           BFD_ASSERT(cs->native->u.syment.n_numaux==2);
138
139           /* We replace the original call instruction with a bal to
140              the bal entry point - the offset of which is described in
141              the 2nd auxent of the original symbol. We keep the native
142              sym and auxents untouched, so the delta between the two
143              is the offset of the bal entry point.  */
144           word = ((word +  olf)  & BAL_MASK) | BAL;
145           bfd_put_32 (abfd, (bfd_vma) word,
146                       (bfd_byte *) data + reloc_entry->address);
147         }
148         result = bfd_reloc_ok;
149         break;
150       case C_SCALL:
151         /* This is a call to a system call, replace with a calls to # */
152         BFD_ASSERT(0);
153         result = bfd_reloc_ok;
154         break;
155       default:
156         result = bfd_reloc_ok;
157         break;
158       }
159   }
160   return result;
161 }
162
163 /* i960 COFF is used by VxWorks 5.1.  However, VxWorks 5.1 does not
164    appear to correctly handle a reloc against a symbol defined in the
165    same object file.  It appears to simply discard such relocs, rather
166    than adding their values into the object file.  We handle this here
167    by converting all relocs against defined symbols into relocs
168    against the section symbol, when generating a relocatable output
169    file.
170
171    Note that this function is only called if we are not using the COFF
172    specific backend linker.  It only does something when doing a
173    relocatable link, which will almost certainly fail when not
174    generating COFF i960 output, so this function is actually no longer
175    useful.  It was used before this target was converted to use the
176    COFF specific backend linker.  */
177
178 static bfd_reloc_status_type
179 coff_i960_relocate (bfd *abfd,
180                     arelent *reloc_entry,
181                     asymbol *symbol,
182                     void * data ATTRIBUTE_UNUSED,
183                     asection *input_section ATTRIBUTE_UNUSED,
184                     bfd *output_bfd,
185                     char **error_message ATTRIBUTE_UNUSED)
186 {
187   asection *osec;
188
189   if (output_bfd == NULL)
190     {
191       /* Not generating relocatable output file.  */
192       return bfd_reloc_continue;
193     }
194
195   if (bfd_is_und_section (bfd_get_section (symbol)))
196     {
197       /* Symbol is not defined, so no need to worry about it.  */
198       return bfd_reloc_continue;
199     }
200
201   if (bfd_is_com_section (bfd_get_section (symbol)))
202     {
203       /* I don't really know what the right action is for a common
204          symbol.  */
205       return bfd_reloc_continue;
206     }
207
208   /* Convert the reloc to use the section symbol.  FIXME: This method
209      is ridiculous.  */
210   osec = bfd_get_section (symbol)->output_section;
211   if (coff_section_data (output_bfd, osec) != NULL
212       && coff_section_data (output_bfd, osec)->tdata != NULL)
213     reloc_entry->sym_ptr_ptr =
214       (asymbol **) coff_section_data (output_bfd, osec)->tdata;
215   else
216     {
217       const char *sec_name;
218       asymbol **syms, **sym_end;
219
220       sec_name = bfd_get_section_name (output_bfd, osec);
221       syms = bfd_get_outsymbols (output_bfd);
222       sym_end = syms + bfd_get_symcount (output_bfd);
223       for (; syms < sym_end; syms++)
224         {
225           if (bfd_asymbol_name (*syms) != NULL
226               && (*syms)->value == 0
227               && strcmp ((*syms)->section->output_section->name,
228                          sec_name) == 0)
229             break;
230         }
231
232       if (syms >= sym_end)
233         abort ();
234
235       reloc_entry->sym_ptr_ptr = syms;
236
237       if (coff_section_data (output_bfd, osec) == NULL)
238         {
239           bfd_size_type amt = sizeof (struct coff_section_tdata);
240           osec->used_by_bfd = bfd_zalloc (abfd, amt);
241           if (osec->used_by_bfd == NULL)
242             return bfd_reloc_overflow;
243         }
244       coff_section_data (output_bfd, osec)->tdata = syms;
245     }
246
247   /* Let bfd_perform_relocation do its thing, which will include
248      stuffing the symbol addend into the object file.  */
249   return bfd_reloc_continue;
250 }
251
252 static reloc_howto_type howto_rellong =
253   HOWTO ((unsigned int) R_RELLONG, 0, 2, 32,FALSE, 0,
254          complain_overflow_bitfield, coff_i960_relocate,"rellong", TRUE,
255          0xffffffff, 0xffffffff, 0);
256 static reloc_howto_type howto_iprmed =
257   HOWTO (R_IPRMED, 0, 2, 24,TRUE,0, complain_overflow_signed,
258          coff_i960_relocate, "iprmed ", TRUE, 0x00ffffff, 0x00ffffff, 0);
259 static reloc_howto_type howto_optcall =
260   HOWTO (R_OPTCALL, 0,2,24,TRUE,0, complain_overflow_signed,
261          optcall_callback, "optcall", TRUE, 0x00ffffff, 0x00ffffff, 0);
262
263 static reloc_howto_type *
264 coff_i960_reloc_type_lookup (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
265                              bfd_reloc_code_real_type code)
266 {
267   switch (code)
268     {
269     default:
270       return 0;
271     case BFD_RELOC_I960_CALLJ:
272       return &howto_optcall;
273     case BFD_RELOC_32:
274     case BFD_RELOC_CTOR:
275       return &howto_rellong;
276     case BFD_RELOC_24_PCREL:
277       return &howto_iprmed;
278     }
279 }
280
281 static reloc_howto_type *
282 coff_i960_reloc_name_lookup (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
283                              const char *r_name)
284 {
285   if (strcasecmp (howto_optcall.name, r_name) == 0)
286     return &howto_optcall;
287   if (strcasecmp (howto_rellong.name, r_name) == 0)
288     return &howto_rellong;
289   if (strcasecmp (howto_iprmed.name, r_name) == 0)
290     return &howto_iprmed;
291
292   return NULL;
293 }
294
295 /* The real code is in coffcode.h */
296
297 #define RTYPE2HOWTO(cache_ptr, dst) \
298 {                                                       \
299    reloc_howto_type *howto_ptr;                         \
300    switch ((dst)->r_type) {                             \
301      case 17: howto_ptr = &howto_rellong; break;        \
302      case 25: howto_ptr = &howto_iprmed; break;         \
303      case 27: howto_ptr = &howto_optcall; break;        \
304      default: howto_ptr = 0; break;                     \
305      }                                                  \
306    (cache_ptr)->howto = howto_ptr;                      \
307  }
308
309 /* i960 COFF is used by VxWorks 5.1.  However, VxWorks 5.1 does not
310    appear to correctly handle a reloc against a symbol defined in the
311    same object file.  It appears to simply discard such relocs, rather
312    than adding their values into the object file.  We handle this by
313    converting all relocs against global symbols into relocs against
314    internal symbols at the start of the section.  This routine is
315    called at the start of the linking process, and it creates the
316    necessary symbols.  */
317
318 static bfd_boolean
319 coff_i960_start_final_link (bfd *abfd, struct bfd_link_info *info)
320 {
321   bfd_size_type symesz = bfd_coff_symesz (abfd);
322   asection *o;
323   bfd_byte *esym;
324
325   if (! info->relocatable)
326     return TRUE;
327
328   esym = (bfd_byte *) bfd_malloc (symesz);
329   if (esym == NULL)
330     return FALSE;
331
332   if (bfd_seek (abfd, obj_sym_filepos (abfd), SEEK_SET) != 0)
333     return FALSE;
334
335   for (o = abfd->sections; o != NULL; o = o->next)
336     {
337       struct internal_syment isym;
338
339       strncpy (isym._n._n_name, o->name, SYMNMLEN);
340       isym.n_value = 0;
341       isym.n_scnum = o->target_index;
342       isym.n_type = T_NULL;
343       isym.n_sclass = C_STAT;
344       isym.n_numaux = 0;
345
346       bfd_coff_swap_sym_out (abfd, &isym, esym);
347
348       if (bfd_bwrite (esym, symesz, abfd) != symesz)
349         {
350           free (esym);
351           return FALSE;
352         }
353
354       obj_raw_syment_count (abfd) += 1;
355     }
356
357   free (esym);
358
359   return TRUE;
360 }
361
362 /* The reloc processing routine for the optimized COFF linker.  */
363
364 static bfd_boolean
365 coff_i960_relocate_section (bfd *output_bfd ATTRIBUTE_UNUSED,
366                             struct bfd_link_info *info,
367                             bfd *input_bfd,
368                             asection *input_section,
369                             bfd_byte *contents,
370                             struct internal_reloc *relocs,
371                             struct internal_syment *syms,
372                             asection **sections)
373 {
374   struct internal_reloc *rel;
375   struct internal_reloc *relend;
376
377   rel = relocs;
378   relend = rel + input_section->reloc_count;
379   for (; rel < relend; rel++)
380     {
381       long symndx;
382       struct coff_link_hash_entry *h;
383       struct internal_syment *sym;
384       bfd_vma addend;
385       bfd_vma val;
386       reloc_howto_type *howto;
387       bfd_reloc_status_type rstat = bfd_reloc_ok;
388       bfd_boolean done;
389
390       symndx = rel->r_symndx;
391
392       if (symndx == -1)
393         {
394           h = NULL;
395           sym = NULL;
396         }
397       else
398         {
399           h = obj_coff_sym_hashes (input_bfd)[symndx];
400           sym = syms + symndx;
401         }
402
403       if (sym != NULL && sym->n_scnum != 0)
404         addend = - sym->n_value;
405       else
406         addend = 0;
407
408       switch (rel->r_type)
409         {
410         case 17: howto = &howto_rellong; break;
411         case 25: howto = &howto_iprmed; break;
412         case 27: howto = &howto_optcall; break;
413         default:
414           bfd_set_error (bfd_error_bad_value);
415           return FALSE;
416         }
417
418       val = 0;
419
420       if (h == NULL)
421         {
422           asection *sec;
423
424           if (symndx == -1)
425             {
426               sec = bfd_abs_section_ptr;
427               val = 0;
428             }
429           else
430             {
431               sec = sections[symndx];
432               val = (sec->output_section->vma
433                      + sec->output_offset
434                      + sym->n_value
435                      - sec->vma);
436             }
437         }
438       else
439         {
440           if (h->root.type == bfd_link_hash_defined
441               || h->root.type == bfd_link_hash_defweak)
442             {
443               asection *sec;
444
445               sec = h->root.u.def.section;
446               val = (h->root.u.def.value
447                      + sec->output_section->vma
448                      + sec->output_offset);
449             }
450           else if (! info->relocatable)
451             {
452               if (! ((*info->callbacks->undefined_symbol)
453                      (info, h->root.root.string, input_bfd, input_section,
454                       rel->r_vaddr - input_section->vma, TRUE)))
455                 return FALSE;
456             }
457         }
458
459       done = FALSE;
460
461       if (howto->type == R_OPTCALL && ! info->relocatable && symndx != -1)
462         {
463           int class_val;
464
465           if (h != NULL)
466             class_val = h->symbol_class;
467           else
468             class_val = sym->n_sclass;
469
470           switch (class_val)
471             {
472             case C_NULL:
473               /* This symbol is apparently not from a COFF input file.
474                  We warn, and then assume that it is not a leaf
475                  function.  */
476               if (! ((*info->callbacks->reloc_dangerous)
477                      (info,
478                       _("uncertain calling convention for non-COFF symbol"),
479                       input_bfd, input_section,
480                       rel->r_vaddr - input_section->vma)))
481                 return FALSE;
482               break;
483             case C_LEAFSTAT:
484             case C_LEAFEXT:
485               /* This is a call to a leaf procedure; use the bal
486                  instruction.  */
487               {
488                 long olf;
489                 unsigned long word;
490
491                 if (h != NULL)
492                   {
493                     BFD_ASSERT (h->numaux == 2);
494                     olf = h->aux[1].x_bal.x_balntry;
495                   }
496                 else
497                   {
498                     bfd_byte *esyms;
499                     union internal_auxent aux;
500
501                     BFD_ASSERT (sym->n_numaux == 2);
502                     esyms = (bfd_byte *) obj_coff_external_syms (input_bfd);
503                     esyms += (symndx + 2) * bfd_coff_symesz (input_bfd);
504                     bfd_coff_swap_aux_in (input_bfd, esyms, sym->n_type,
505                                           sym->n_sclass, 1, sym->n_numaux,
506                                           &aux);
507                     olf = aux.x_bal.x_balntry;
508                   }
509
510                 word = bfd_get_32 (input_bfd,
511                                    (contents
512                                     + (rel->r_vaddr - input_section->vma)));
513                 word = ((word + olf - val) & BAL_MASK) | BAL;
514                 bfd_put_32 (input_bfd,
515                             (bfd_vma) word,
516                             contents + (rel->r_vaddr - input_section->vma));
517                 done = TRUE;
518               }
519               break;
520             case C_SCALL:
521               BFD_ASSERT (0);
522               break;
523             }
524         }
525
526       if (! done)
527         {
528           if (howto->pc_relative)
529             addend += input_section->vma;
530           rstat = _bfd_final_link_relocate (howto, input_bfd, input_section,
531                                             contents,
532                                             rel->r_vaddr - input_section->vma,
533                                             val, addend);
534         }
535
536       switch (rstat)
537         {
538         default:
539           abort ();
540         case bfd_reloc_ok:
541           break;
542         case bfd_reloc_overflow:
543           {
544             const char *name;
545             char buf[SYMNMLEN + 1];
546
547             if (symndx == -1)
548               name = "*ABS*";
549             else if (h != NULL)
550               name = NULL;
551             else
552               {
553                 name = _bfd_coff_internal_syment_name (input_bfd, sym, buf);
554                 if (name == NULL)
555                   return FALSE;
556               }
557
558             if (! ((*info->callbacks->reloc_overflow)
559                    (info, (h ? &h->root : NULL), name, howto->name,
560                     (bfd_vma) 0, input_bfd, input_section,
561                     rel->r_vaddr - input_section->vma)))
562               return FALSE;
563           }
564         }
565     }
566
567   return TRUE;
568 }
569
570 /* Adjust the symbol index of any reloc against a global symbol to
571    instead be a reloc against the internal symbol we created specially
572    for the section.  */
573
574 static bfd_boolean
575 coff_i960_adjust_symndx (bfd *obfd ATTRIBUTE_UNUSED,
576                          struct bfd_link_info *info ATTRIBUTE_UNUSED,
577                          bfd *ibfd,
578                          asection *sec ATTRIBUTE_UNUSED,
579                          struct internal_reloc *irel,
580                          bfd_boolean *adjustedp)
581 {
582   struct coff_link_hash_entry *h;
583
584   *adjustedp = FALSE;
585
586   h = obj_coff_sym_hashes (ibfd)[irel->r_symndx];
587   if (h == NULL
588       || (h->root.type != bfd_link_hash_defined
589           && h->root.type != bfd_link_hash_defweak))
590     return TRUE;
591
592   irel->r_symndx = h->root.u.def.section->output_section->target_index - 1;
593   *adjustedp = TRUE;
594
595   return TRUE;
596 }
597
598 #define coff_bfd_is_local_label_name coff_i960_is_local_label_name
599
600 #define coff_start_final_link coff_i960_start_final_link
601
602 #define coff_relocate_section coff_i960_relocate_section
603
604 #define coff_adjust_symndx coff_i960_adjust_symndx
605
606 #define coff_bfd_reloc_type_lookup coff_i960_reloc_type_lookup
607 #define coff_bfd_reloc_name_lookup coff_i960_reloc_name_lookup
608
609 #include "coffcode.h"
610
611 extern const bfd_target icoff_be_vec;
612
613 CREATE_LITTLE_COFF_TARGET_VEC (icoff_le_vec, "coff-Intel-little", 0, 0, '_', & icoff_be_vec, COFF_SWAP_TABLE)
614
615 const bfd_target icoff_be_vec =
616 {
617   "coff-Intel-big",             /* name */
618   bfd_target_coff_flavour,
619   BFD_ENDIAN_LITTLE,            /* data byte order is little */
620   BFD_ENDIAN_BIG,               /* header byte order is big */
621
622   (HAS_RELOC | EXEC_P |         /* object flags */
623    HAS_LINENO | HAS_DEBUG |
624    HAS_SYMS | HAS_LOCALS | WP_TEXT),
625
626   (SEC_HAS_CONTENTS | SEC_ALLOC | SEC_LOAD | SEC_RELOC), /* section flags */
627   '_',                          /* leading underscore */
628   '/',                          /* ar_pad_char */
629   15,                           /* ar_max_namelen */
630   0,                            /* match priority.  */
631
632 bfd_getl64, bfd_getl_signed_64, bfd_putl64,
633      bfd_getl32, bfd_getl_signed_32, bfd_putl32,
634      bfd_getl16, bfd_getl_signed_16, bfd_putl16, /* data */
635 bfd_getb64, bfd_getb_signed_64, bfd_putb64,
636      bfd_getb32, bfd_getb_signed_32, bfd_putb32,
637      bfd_getb16, bfd_getb_signed_16, bfd_putb16, /* hdrs */
638
639   {_bfd_dummy_target, coff_object_p, /* bfd_check_format */
640      bfd_generic_archive_p, _bfd_dummy_target},
641   {bfd_false, coff_mkobject,    /* bfd_set_format */
642      _bfd_generic_mkarchive, bfd_false},
643   {bfd_false, coff_write_object_contents,       /* bfd_write_contents */
644      _bfd_write_archive_contents, bfd_false},
645
646      BFD_JUMP_TABLE_GENERIC (coff),
647      BFD_JUMP_TABLE_COPY (coff),
648      BFD_JUMP_TABLE_CORE (_bfd_nocore),
649      BFD_JUMP_TABLE_ARCHIVE (_bfd_archive_coff),
650      BFD_JUMP_TABLE_SYMBOLS (coff),
651      BFD_JUMP_TABLE_RELOCS (coff),
652      BFD_JUMP_TABLE_WRITE (coff),
653      BFD_JUMP_TABLE_LINK (coff),
654      BFD_JUMP_TABLE_DYNAMIC (_bfd_nodynamic),
655
656   & icoff_le_vec,
657
658   COFF_SWAP_TABLE
659 };