bfd/elf32-msp430.c

   1 /*  MSP430-specific support for 32-bit ELF
   2     Copyright (C) 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2010
   3     Free Software Foundation, Inc.
   4     Contributed by Dmitry Diky <diwil@mail.ru>
   5
   6     This file is part of BFD, the Binary File Descriptor library.
   7
   8     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9     it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10     the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
  11     (at your option) any later version.
  12
  13     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16     GNU General Public License for more details.
  17
  18     You should have received a copy of the GNU General Public License
  19     along with this program; if not, write to the Free Software
  20     Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
  21     MA 02110-1301, USA.  */
  22
  23 #include "sysdep.h"
  24 #include "bfd.h"
  25 #include "libiberty.h"
  26 #include "libbfd.h"
  27 #include "elf-bfd.h"
  28 #include "elf/msp430.h"
  29
  30 /* Use RELA instead of REL.  */
  31 #undef USE_REL
  32
  33 static reloc_howto_type elf_msp430_howto_table[] =
  34 {
  35   HOWTO (R_MSP430_NONE,         /* type */
  36          0,                     /* rightshift */
  37          2,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
  38          32,                    /* bitsize */
  39          FALSE,                 /* pc_relative */
  40          0,                     /* bitpos */
  41          complain_overflow_bitfield,/* complain_on_overflow */
  42          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
  43          "R_MSP430_NONE",       /* name */
  44          FALSE,                 /* partial_inplace */
  45          0,                     /* src_mask */
  46          0,                     /* dst_mask */
  47          FALSE),                /* pcrel_offset */
  48
  49   HOWTO (R_MSP430_32,           /* type */
  50          0,                     /* rightshift */
  51          2,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
  52          32,                    /* bitsize */
  53          FALSE,                 /* pc_relative */
  54          0,                     /* bitpos */
  55          complain_overflow_bitfield,/* complain_on_overflow */
  56          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
  57          "R_MSP430_32",         /* name */
  58          FALSE,                 /* partial_inplace */
  59          0xffffffff,            /* src_mask */
  60          0xffffffff,            /* dst_mask */
  61          FALSE),                /* pcrel_offset */
  62
  63   /* A 13 bit PC relative relocation.  */
  64   HOWTO (R_MSP430_10_PCREL,     /* type */
  65          1,                     /* rightshift */
  66          1,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
  67          10,                    /* bitsize */
  68          TRUE,                  /* pc_relative */
  69          0,                     /* bitpos */
  70          complain_overflow_bitfield,/* complain_on_overflow */
  71          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
  72          "R_MSP430_13_PCREL",   /* name */
  73          FALSE,                 /* partial_inplace */
  74          0xfff,                 /* src_mask */
  75          0xfff,                 /* dst_mask */
  76          TRUE),                 /* pcrel_offset */
  77
  78   /* A 16 bit absolute relocation.  */
  79   HOWTO (R_MSP430_16,           /* type */
  80          0,                     /* rightshift */
  81          1,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
  82          16,                    /* bitsize */
  83          FALSE,                 /* pc_relative */
  84          0,                     /* bitpos */
  85          complain_overflow_dont,/* complain_on_overflow */
  86          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
  87          "R_MSP430_16",         /* name */
  88          FALSE,                 /* partial_inplace */
  89          0,                     /* src_mask */
  90          0xffff,                /* dst_mask */
  91          FALSE),                /* pcrel_offset */
  92
  93   /* A 16 bit absolute relocation for command address.  */
  94   HOWTO (R_MSP430_16_PCREL,     /* type */
  95          1,                     /* rightshift */
  96          1,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
  97          16,                    /* bitsize */
  98          TRUE,                  /* pc_relative */
  99          0,                     /* bitpos */
 100          complain_overflow_dont,/* complain_on_overflow */
 101          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
 102          "R_MSP430_16_PCREL",   /* name */
 103          FALSE,                 /* partial_inplace */
 104          0,                     /* src_mask */
 105          0xffff,                /* dst_mask */
 106          TRUE),                 /* pcrel_offset */
 107
 108   /* A 16 bit absolute relocation, byte operations.  */
 109   HOWTO (R_MSP430_16_BYTE,      /* type */
 110          0,                     /* rightshift */
 111          1,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
 112          16,                    /* bitsize */
 113          FALSE,                 /* pc_relative */
 114          0,                     /* bitpos */
 115          complain_overflow_dont,/* complain_on_overflow */
 116          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
 117          "R_MSP430_16_BYTE",    /* name */
 118          FALSE,                 /* partial_inplace */
 119          0xffff,                /* src_mask */
 120          0xffff,                /* dst_mask */
 121          FALSE),                /* pcrel_offset */
 122
 123   /* A 16 bit absolute relocation for command address.  */
 124   HOWTO (R_MSP430_16_PCREL_BYTE,/* type */
 125          1,                     /* rightshift */
 126          1,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
 127          16,                    /* bitsize */
 128          TRUE,                  /* pc_relative */
 129          0,                     /* bitpos */
 130          complain_overflow_dont,/* complain_on_overflow */
 131          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
 132          "R_MSP430_16_PCREL_BYTE",/* name */
 133          FALSE,                 /* partial_inplace */
 134          0xffff,                /* src_mask */
 135          0xffff,                /* dst_mask */
 136          TRUE),                 /* pcrel_offset */
 137
 138   /* A 13 bit PC relative relocation for complicated polymorphs.  */
 139   HOWTO (R_MSP430_2X_PCREL,     /* type */
 140          1,                     /* rightshift */
 141          2,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
 142          10,                    /* bitsize */
 143          TRUE,                  /* pc_relative */
 144          0,                     /* bitpos */
 145          complain_overflow_bitfield,/* complain_on_overflow */
 146          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
 147          "R_MSP430_2X_PCREL",   /* name */
 148          FALSE,                 /* partial_inplace */
 149          0xfff,                 /* src_mask */
 150          0xfff,                 /* dst_mask */
 151          TRUE),                 /* pcrel_offset */
 152
 153   /* A 16 bit relaxable relocation for command address.  */
 154   HOWTO (R_MSP430_RL_PCREL,     /* type */
 155          1,                     /* rightshift */
 156          1,                     /* size (0 = byte, 1 = short, 2 = long) */
 157          16,                    /* bitsize */
 158          TRUE,                  /* pc_relative */
 159          0,                     /* bitpos */
 160          complain_overflow_dont,/* complain_on_overflow */
 161          bfd_elf_generic_reloc, /* special_function */
 162          "R_MSP430_RL_PCREL",   /* name */
 163          FALSE,                 /* partial_inplace */
 164          0,                     /* src_mask */
 165          0xffff,                /* dst_mask */
 166          TRUE)                  /* pcrel_offset */
 167 };
 168
 169 /* Map BFD reloc types to MSP430 ELF reloc types.  */
 170
 171 struct msp430_reloc_map
 172 {
 173   bfd_reloc_code_real_type bfd_reloc_val;
 174   unsigned int elf_reloc_val;
 175 };
 176
 177 static const struct msp430_reloc_map msp430_reloc_map[] =
 178   {
 179     {BFD_RELOC_NONE,                 R_MSP430_NONE},
 180     {BFD_RELOC_32,                   R_MSP430_32},
 181     {BFD_RELOC_MSP430_10_PCREL,      R_MSP430_10_PCREL},
 182     {BFD_RELOC_16,                   R_MSP430_16_BYTE},
 183     {BFD_RELOC_MSP430_16_PCREL,      R_MSP430_16_PCREL},
 184     {BFD_RELOC_MSP430_16,            R_MSP430_16},
 185     {BFD_RELOC_MSP430_16_PCREL_BYTE, R_MSP430_16_PCREL_BYTE},
 186     {BFD_RELOC_MSP430_16_BYTE,       R_MSP430_16_BYTE},
 187     {BFD_RELOC_MSP430_2X_PCREL,      R_MSP430_2X_PCREL},
 188     {BFD_RELOC_MSP430_RL_PCREL,      R_MSP430_RL_PCREL}
 189   };
 190
 191 static reloc_howto_type *
 192 bfd_elf32_bfd_reloc_type_lookup (bfd * abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
 193                                  bfd_reloc_code_real_type code)
 194 {
 195   unsigned int i;
 196
 197   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (msp430_reloc_map); i++)
 198     if (msp430_reloc_map[i].bfd_reloc_val == code)
 199       return &elf_msp430_howto_table[msp430_reloc_map[i].elf_reloc_val];
 200
 201   return NULL;
 202 }
 203
 204 static reloc_howto_type *
 205 bfd_elf32_bfd_reloc_name_lookup (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
 206                                  const char *r_name)
 207 {
 208   unsigned int i;
 209
 210   for (i = 0;
 211        i < (sizeof (elf_msp430_howto_table)
 212             / sizeof (elf_msp430_howto_table[0]));
 213        i++)
 214     if (elf_msp430_howto_table[i].name != NULL
 215         && strcasecmp (elf_msp430_howto_table[i].name, r_name) == 0)
 216       return &elf_msp430_howto_table[i];
 217
 218   return NULL;
 219 }
 220
 221 /* Set the howto pointer for an MSP430 ELF reloc.  */
 222
 223 static void
 224 msp430_info_to_howto_rela (bfd * abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
 225                            arelent * cache_ptr,
 226                            Elf_Internal_Rela * dst)
 227 {
 228   unsigned int r_type;
 229
 230   r_type = ELF32_R_TYPE (dst->r_info);
 231   BFD_ASSERT (r_type < (unsigned int) R_MSP430_max);
 232   cache_ptr->howto = &elf_msp430_howto_table[r_type];
 233 }
 234
 235 /* Look through the relocs for a section during the first phase.
 236    Since we don't do .gots or .plts, we just need to consider the
 237    virtual table relocs for gc.  */
 238
 239 static bfd_boolean
 240 elf32_msp430_check_relocs (bfd * abfd, struct bfd_link_info * info,
 241                            asection * sec, const Elf_Internal_Rela * relocs)
 242 {
 243   Elf_Internal_Shdr *symtab_hdr;
 244   struct elf_link_hash_entry **sym_hashes;
 245   const Elf_Internal_Rela *rel;
 246   const Elf_Internal_Rela *rel_end;
 247
 248   if (info->relocatable)
 249     return TRUE;
 250
 251   symtab_hdr = &elf_tdata (abfd)->symtab_hdr;
 252   sym_hashes = elf_sym_hashes (abfd);
 253
 254   rel_end = relocs + sec->reloc_count;
 255   for (rel = relocs; rel < rel_end; rel++)
 256     {
 257       struct elf_link_hash_entry *h;
 258       unsigned long r_symndx;
 259
 260       r_symndx = ELF32_R_SYM (rel->r_info);
 261       if (r_symndx < symtab_hdr->sh_info)
 262         h = NULL;
 263       else
 264         {
 265           h = sym_hashes[r_symndx - symtab_hdr->sh_info];
 266           while (h->root.type == bfd_link_hash_indirect
 267                  || h->root.type == bfd_link_hash_warning)
 268             h = (struct elf_link_hash_entry *) h->root.u.i.link;
 269         }
 270     }
 271
 272   return TRUE;
 273 }
 274
 275 /* Perform a single relocation.  By default we use the standard BFD
 276    routines, but a few relocs, we have to do them ourselves.  */
 277
 278 static bfd_reloc_status_type
 279 msp430_final_link_relocate (reloc_howto_type * howto, bfd * input_bfd,
 280                             asection * input_section, bfd_byte * contents,
 281                             Elf_Internal_Rela * rel, bfd_vma relocation)
 282 {
 283   bfd_reloc_status_type r = bfd_reloc_ok;
 284   bfd_vma x;
 285   bfd_signed_vma srel;
 286
 287   switch (howto->type)
 288     {
 289     case R_MSP430_10_PCREL:
 290       contents += rel->r_offset;
 291       srel = (bfd_signed_vma) relocation;
 292       srel += rel->r_addend;
 293       srel -= rel->r_offset;
 294       srel -= 2;                /* Branch instructions add 2 to the PC...  */
 295       srel -= (input_section->output_section->vma +
 296                input_section->output_offset);
 297
 298       if (srel & 1)
 299         return bfd_reloc_outofrange;
 300
 301       /* MSP430 addresses commands as words.  */
 302       srel >>= 1;
 303
 304       /* Check for an overflow.  */
 305       if (srel < -512 || srel > 511)
 306         return bfd_reloc_overflow;
 307
 308       x = bfd_get_16 (input_bfd, contents);
 309       x = (x & 0xfc00) | (srel & 0x3ff);
 310       bfd_put_16 (input_bfd, x, contents);
 311       break;
 312
 313     case R_MSP430_2X_PCREL:
 314       contents += rel->r_offset;
 315       srel = (bfd_signed_vma) relocation;
 316       srel += rel->r_addend;
 317       srel -= rel->r_offset;
 318       srel -= 2;                /* Branch instructions add 2 to the PC...  */
 319       srel -= (input_section->output_section->vma +
 320                input_section->output_offset);
 321
 322       if (srel & 1)
 323         return bfd_reloc_outofrange;
 324
 325       /* MSP430 addresses commands as words.  */
 326       srel >>= 1;
 327
 328       /* Check for an overflow.  */
 329       if (srel < -512 || srel > 511)
 330         return bfd_reloc_overflow;
 331
 332       x = bfd_get_16 (input_bfd, contents);
 333       x = (x & 0xfc00) | (srel & 0x3ff);
 334       bfd_put_16 (input_bfd, x, contents);
 335       /* Handle second jump instruction.  */
 336       x = bfd_get_16 (input_bfd, contents - 2);
 337       srel += 1;
 338       x = (x & 0xfc00) | (srel & 0x3ff);
 339       bfd_put_16 (input_bfd, x, contents - 2);
 340       break;
 341
 342     case R_MSP430_16_PCREL:
 343     case R_MSP430_RL_PCREL:
 344       contents += rel->r_offset;
 345       srel = (bfd_signed_vma) relocation;
 346       srel += rel->r_addend;
 347       srel -= rel->r_offset;
 348       /* Only branch instructions add 2 to the PC...  */
 349       srel -= (input_section->output_section->vma +
 350                input_section->output_offset);
 351
 352       if (srel & 1)
 353         return bfd_reloc_outofrange;
 354
 355       bfd_put_16 (input_bfd, srel & 0xffff, contents);
 356       break;
 357
 358     case R_MSP430_16_PCREL_BYTE:
 359       contents += rel->r_offset;
 360       srel = (bfd_signed_vma) relocation;
 361       srel += rel->r_addend;
 362       srel -= rel->r_offset;
 363       /* Only branch instructions add 2 to the PC...  */
 364       srel -= (input_section->output_section->vma +
 365                input_section->output_offset);
 366
 367       bfd_put_16 (input_bfd, srel & 0xffff, contents);
 368       break;
 369
 370     case R_MSP430_16_BYTE:
 371       contents += rel->r_offset;
 372       srel = (bfd_signed_vma) relocation;
 373       srel += rel->r_addend;
 374       bfd_put_16 (input_bfd, srel & 0xffff, contents);
 375       break;
 376
 377     case R_MSP430_16:
 378       contents += rel->r_offset;
 379       srel = (bfd_signed_vma) relocation;
 380       srel += rel->r_addend;
 381
 382       if (srel & 1)
 383         return bfd_reloc_notsupported;
 384
 385       bfd_put_16 (input_bfd, srel & 0xffff, contents);
 386       break;
 387
 388     default:
 389       r = _bfd_final_link_relocate (howto, input_bfd, input_section,
 390                                     contents, rel->r_offset,
 391                                     relocation, rel->r_addend);
 392     }
 393
 394   return r;
 395 }
 396
 397 /* Relocate an MSP430 ELF section.  */
 398
 399 static bfd_boolean
 400 elf32_msp430_relocate_section (bfd * output_bfd ATTRIBUTE_UNUSED,
 401                                struct bfd_link_info * info,
 402                                bfd * input_bfd,
 403                                asection * input_section,
 404                                bfd_byte * contents,
 405                                Elf_Internal_Rela * relocs,
 406                                Elf_Internal_Sym * local_syms,
 407                                asection ** local_sections)
 408 {
 409   Elf_Internal_Shdr *symtab_hdr;
 410   struct elf_link_hash_entry **sym_hashes;
 411   Elf_Internal_Rela *rel;
 412   Elf_Internal_Rela *relend;
 413
 414   symtab_hdr = &elf_tdata (input_bfd)->symtab_hdr;
 415   sym_hashes = elf_sym_hashes (input_bfd);
 416   relend = relocs + input_section->reloc_count;
 417
 418   for (rel = relocs; rel < relend; rel++)
 419     {
 420       reloc_howto_type *howto;
 421       unsigned long r_symndx;
 422       Elf_Internal_Sym *sym;
 423       asection *sec;
 424       struct elf_link_hash_entry *h;
 425       bfd_vma relocation;
 426       bfd_reloc_status_type r;
 427       const char *name = NULL;
 428       int r_type;
 429
 430       r_type = ELF32_R_TYPE (rel->r_info);
 431       r_symndx = ELF32_R_SYM (rel->r_info);
 432       howto = elf_msp430_howto_table + r_type;
 433       h = NULL;
 434       sym = NULL;
 435       sec = NULL;
 436
 437       if (r_symndx < symtab_hdr->sh_info)
 438         {
 439           sym = local_syms + r_symndx;
 440           sec = local_sections[r_symndx];
 441           relocation = _bfd_elf_rela_local_sym (output_bfd, sym, &sec, rel);
 442
 443           name = bfd_elf_string_from_elf_section
 444               (input_bfd, symtab_hdr->sh_link, sym->st_name);
 445           name = (name == NULL) ? bfd_section_name (input_bfd, sec) : name;
 446         }
 447       else
 448         {
 449           bfd_boolean unresolved_reloc, warned;
 450
 451           RELOC_FOR_GLOBAL_SYMBOL (info, input_bfd, input_section, rel,
 452                                    r_symndx, symtab_hdr, sym_hashes,
 453                                    h, sec, relocation,
 454                                    unresolved_reloc, warned);
 455         }
 456
 457       if (sec != NULL && elf_discarded_section (sec))
 458         {
 459           /* For relocs against symbols from removed linkonce sections,
 460              or sections discarded by a linker script, we just want the
 461              section contents zeroed.  Avoid any special processing.  */
 462           _bfd_clear_contents (howto, input_bfd, contents + rel->r_offset);
 463           rel->r_info = 0;
 464           rel->r_addend = 0;
 465           continue;
 466         }
 467
 468       if (info->relocatable)
 469         continue;
 470
 471       r = msp430_final_link_relocate (howto, input_bfd, input_section,
 472                                       contents, rel, relocation);
 473
 474       if (r != bfd_reloc_ok)
 475         {
 476           const char *msg = (const char *) NULL;
 477
 478           switch (r)
 479             {
 480             case bfd_reloc_overflow:
 481               r = info->callbacks->reloc_overflow
 482                   (info, (h ? &h->root : NULL), name, howto->name,
 483                    (bfd_vma) 0, input_bfd, input_section,
 484                    rel->r_offset);
 485               break;
 486
 487             case bfd_reloc_undefined:
 488               r = info->callbacks->undefined_symbol
 489                   (info, name, input_bfd, input_section, rel->r_offset, TRUE);
 490               break;
 491
 492             case bfd_reloc_outofrange:
 493               msg = _("internal error: out of range error");
 494               break;
 495
 496             case bfd_reloc_notsupported:
 497               msg = _("internal error: unsupported relocation error");
 498               break;
 499
 500             case bfd_reloc_dangerous:
 501               msg = _("internal error: dangerous relocation");
 502               break;
 503
 504             default:
 505               msg = _("internal error: unknown error");
 506               break;
 507             }
 508
 509           if (msg)
 510             r = info->callbacks->warning
 511                 (info, msg, name, input_bfd, input_section, rel->r_offset);
 512
 513           if (!r)
 514             return FALSE;
 515         }
 516
 517     }
 518
 519   return TRUE;
 520 }
 521
 522 /* The final processing done just before writing out a MSP430 ELF object
 523    file.  This gets the MSP430 architecture right based on the machine
 524    number.  */
 525
 526 static void
 527 bfd_elf_msp430_final_write_processing (bfd * abfd,
 528                                        bfd_boolean linker ATTRIBUTE_UNUSED)
 529 {
 530   unsigned long val;
 531
 532   switch (bfd_get_mach (abfd))
 533     {
 534     default:
 535     case bfd_mach_msp110:
 536       val = E_MSP430_MACH_MSP430x11x1;
 537       break;
 538
 539     case bfd_mach_msp11:
 540       val = E_MSP430_MACH_MSP430x11;
 541       break;
 542
 543     case bfd_mach_msp12:
 544       val = E_MSP430_MACH_MSP430x12;
 545       break;
 546
 547     case bfd_mach_msp13:
 548       val = E_MSP430_MACH_MSP430x13;
 549       break;
 550
 551     case bfd_mach_msp14:
 552       val = E_MSP430_MACH_MSP430x14;
 553       break;
 554
 555     case bfd_mach_msp15:
 556       val = E_MSP430_MACH_MSP430x15;
 557       break;
 558
 559     case bfd_mach_msp16:
 560       val = E_MSP430_MACH_MSP430x16;
 561       break;
 562
 563     case bfd_mach_msp31:
 564       val = E_MSP430_MACH_MSP430x31;
 565       break;
 566
 567     case bfd_mach_msp32:
 568       val = E_MSP430_MACH_MSP430x32;
 569       break;
 570
 571     case bfd_mach_msp33:
 572       val = E_MSP430_MACH_MSP430x33;
 573       break;
 574
 575     case bfd_mach_msp41:
 576       val = E_MSP430_MACH_MSP430x41;
 577       break;
 578
 579     case bfd_mach_msp42:
 580       val = E_MSP430_MACH_MSP430x42;
 581       break;
 582
 583     case bfd_mach_msp43:
 584       val = E_MSP430_MACH_MSP430x43;
 585       break;
 586
 587     case bfd_mach_msp44:
 588       val = E_MSP430_MACH_MSP430x44;
 589       break;
 590     }
 591
 592   elf_elfheader (abfd)->e_machine = EM_MSP430;
 593   elf_elfheader (abfd)->e_flags &= ~EF_MSP430_MACH;
 594   elf_elfheader (abfd)->e_flags |= val;
 595 }
 596
 597 /* Set the right machine number.  */
 598
 599 static bfd_boolean
 600 elf32_msp430_object_p (bfd * abfd)
 601 {
 602   int e_set = bfd_mach_msp14;
 603
 604   if (elf_elfheader (abfd)->e_machine == EM_MSP430
 605       || elf_elfheader (abfd)->e_machine == EM_MSP430_OLD)
 606     {
 607       int e_mach = elf_elfheader (abfd)->e_flags & EF_MSP430_MACH;
 608
 609       switch (e_mach)
 610         {
 611         default:
 612         case E_MSP430_MACH_MSP430x11:
 613           e_set = bfd_mach_msp11;
 614           break;
 615
 616         case E_MSP430_MACH_MSP430x11x1:
 617           e_set = bfd_mach_msp110;
 618           break;
 619
 620         case E_MSP430_MACH_MSP430x12:
 621           e_set = bfd_mach_msp12;
 622           break;
 623
 624         case E_MSP430_MACH_MSP430x13:
 625           e_set = bfd_mach_msp13;
 626           break;
 627
 628         case E_MSP430_MACH_MSP430x14:
 629           e_set = bfd_mach_msp14;
 630           break;
 631
 632         case E_MSP430_MACH_MSP430x15:
 633           e_set = bfd_mach_msp15;
 634           break;
 635
 636         case E_MSP430_MACH_MSP430x16:
 637           e_set = bfd_mach_msp16;
 638           break;
 639
 640         case E_MSP430_MACH_MSP430x31:
 641           e_set = bfd_mach_msp31;
 642           break;
 643
 644         case E_MSP430_MACH_MSP430x32:
 645           e_set = bfd_mach_msp32;
 646           break;
 647
 648         case E_MSP430_MACH_MSP430x33:
 649           e_set = bfd_mach_msp33;
 650           break;
 651
 652         case E_MSP430_MACH_MSP430x41:
 653           e_set = bfd_mach_msp41;
 654           break;
 655
 656         case E_MSP430_MACH_MSP430x42:
 657           e_set = bfd_mach_msp42;
 658           break;
 659
 660         case E_MSP430_MACH_MSP430x43:
 661           e_set = bfd_mach_msp43;
 662           break;
 663
 664         case E_MSP430_MACH_MSP430x44:
 665           e_set = bfd_mach_msp44;
 666           break;
 667         }
 668     }
 669
 670   return bfd_default_set_arch_mach (abfd, bfd_arch_msp430, e_set);
 671 }
 672
 673 /* These functions handle relaxing for the msp430.
 674    Relaxation required only in two cases:
 675     - Bad hand coding like jumps from one section to another or
 676       from file to file.
 677     - Sibling calls. This will affect onlu 'jump label' polymorph. Without
 678       relaxing this enlarges code by 2 bytes. Sibcalls implemented but
 679       do not work in gcc's port by the reason I do not know.
 680    Anyway, if a relaxation required, user should pass -relax option to the
 681    linker.
 682
 683    There are quite a few relaxing opportunities available on the msp430:
 684
 685    ================================================================
 686
 687    1. 3 words -> 1 word
 688
 689    eq      ==      jeq label                    jne +4; br lab
 690    ne      !=      jne label                    jeq +4; br lab
 691    lt      <       jl  label                    jge +4; br lab
 692    ltu     <       jlo label                    lhs +4; br lab
 693    ge      >=      jge label                    jl  +4; br lab
 694    geu     >=      jhs label                    jlo +4; br lab
 695
 696    2. 4 words -> 1 word
 697
 698    ltn     <       jn                      jn  +2; jmp +4; br lab
 699
 700    3. 4 words -> 2 words
 701
 702    gt      >       jeq +2; jge label       jeq +6; jl  +4; br label
 703    gtu     >       jeq +2; jhs label       jeq +6; jlo +4; br label
 704
 705    4. 4 words -> 2 words and 2 labels
 706
 707    leu     <=      jeq label; jlo label    jeq +2; jhs +4; br label
 708    le      <=      jeq label; jl  label    jeq +2; jge +4; br label
 709    =================================================================
 710
 711    codemap for first cases is (labels masked ):
 712               eq:       0x2002,0x4010,0x0000 -> 0x2400
 713               ne:       0x2402,0x4010,0x0000 -> 0x2000
 714               lt:       0x3402,0x4010,0x0000 -> 0x3800
 715               ltu:      0x2c02,0x4010,0x0000 -> 0x2800
 716               ge:       0x3802,0x4010,0x0000 -> 0x3400
 717               geu:      0x2802,0x4010,0x0000 -> 0x2c00
 718
 719   second case:
 720               ltn:      0x3001,0x3c02,0x4010,0x0000 -> 0x3000
 721
 722   third case:
 723               gt:       0x2403,0x3802,0x4010,0x0000 -> 0x2401,0x3400
 724               gtu:      0x2403,0x2802,0x4010,0x0000 -> 0x2401,0x2c00
 725
 726   fourth case:
 727               leu:      0x2401,0x2c02,0x4010,0x0000 -> 0x2400,0x2800
 728               le:       0x2401,0x3402,0x4010,0x0000 -> 0x2400,0x3800
 729
 730   Unspecified case :)
 731               jump:     0x4010,0x0000 -> 0x3c00.  */
 732
 733 #define NUMB_RELAX_CODES        12
 734 static struct rcodes_s
 735 {
 736   int f0, f1;                   /* From code.  */
 737   int t0, t1;                   /* To code.  */
 738   int labels;                   /* Position of labels: 1 - one label at first
 739                                    word, 2 - one at second word, 3 - two
 740                                    labels at both.  */
 741   int cdx;                      /* Words to match.  */
 742   int bs;                       /* Shrink bytes.  */
 743   int off;                      /* Offset from old label for new code.  */
 744   int ncl;                      /* New code length.  */
 745 } rcode[] =
 746 {/*                               lab,cdx,bs,off,ncl */
 747   { 0x0000, 0x0000, 0x3c00, 0x0000, 1, 0, 2, 2,  2},    /* jump */
 748   { 0x0000, 0x2002, 0x2400, 0x0000, 1, 1, 4, 4,  2},    /* eq */
 749   { 0x0000, 0x2402, 0x2000, 0x0000, 1, 1, 4, 4,  2},    /* ne */
 750   { 0x0000, 0x3402, 0x3800, 0x0000, 1, 1, 4, 4,  2},    /* lt */
 751   { 0x0000, 0x2c02, 0x2800, 0x0000, 1, 1, 4, 4,  2},    /* ltu */
 752   { 0x0000, 0x3802, 0x3400, 0x0000, 1, 1, 4, 4,  2},    /* ge */
 753   { 0x0000, 0x2802, 0x2c00, 0x0000, 1, 1, 4, 4,  2},    /* geu */
 754   { 0x3001, 0x3c02, 0x3000, 0x0000, 1, 2, 6, 6,  2},    /* ltn */
 755   { 0x2403, 0x3802, 0x2401, 0x3400, 2, 2, 4, 6,  4},    /* gt */
 756   { 0x2403, 0x2802, 0x2401, 0x2c00, 2, 2, 4, 6,  4},    /* gtu */
 757   { 0x2401, 0x2c02, 0x2400, 0x2800, 3, 2, 4, 6,  4},    /* leu , 2 labels */
 758   { 0x2401, 0x2c02, 0x2400, 0x2800, 3, 2, 4, 6,  4},    /* le  , 2 labels */
 759   { 0,      0,      0,      0,      0, 0, 0, 0,  0}
 760 };
 761
 762 /* Return TRUE if a symbol exists at the given address.  */
 763
 764 static bfd_boolean
 765 msp430_elf_symbol_address_p (bfd * abfd,
 766                              asection * sec,
 767                              Elf_Internal_Sym * isym,
 768                              bfd_vma addr)
 769 {
 770   Elf_Internal_Shdr *symtab_hdr;
 771   unsigned int sec_shndx;
 772   Elf_Internal_Sym *isymend;
 773   struct elf_link_hash_entry **sym_hashes;
 774   struct elf_link_hash_entry **end_hashes;
 775   unsigned int symcount;
 776
 777   sec_shndx = _bfd_elf_section_from_bfd_section (abfd, sec);
 778
 779   /* Examine all the local symbols.  */
 780   symtab_hdr = &elf_tdata (abfd)->symtab_hdr;
 781   for (isymend = isym + symtab_hdr->sh_info; isym < isymend; isym++)
 782     if (isym->st_shndx == sec_shndx && isym->st_value == addr)
 783       return TRUE;
 784
 785   symcount = (symtab_hdr->sh_size / sizeof (Elf32_External_Sym)
 786               - symtab_hdr->sh_info);
 787   sym_hashes = elf_sym_hashes (abfd);
 788   end_hashes = sym_hashes + symcount;
 789   for (; sym_hashes < end_hashes; sym_hashes++)
 790     {
 791       struct elf_link_hash_entry *sym_hash = *sym_hashes;
 792
 793       if ((sym_hash->root.type == bfd_link_hash_defined
 794            || sym_hash->root.type == bfd_link_hash_defweak)
 795           && sym_hash->root.u.def.section == sec
 796           && sym_hash->root.u.def.value == addr)
 797         return TRUE;
 798     }
 799
 800   return FALSE;
 801 }
 802
 803 /* Adjust all local symbols defined as '.section + 0xXXXX' (.section has sec_shndx)
 804     referenced from current and other sections */
 805 static bfd_boolean
 806 msp430_elf_relax_adjust_locals(bfd * abfd, asection * sec, bfd_vma addr,
 807     int count, unsigned int sec_shndx, bfd_vma toaddr)
 808 {
 809   Elf_Internal_Shdr *symtab_hdr;
 810   Elf_Internal_Rela *irel;
 811   Elf_Internal_Rela *irelend;
 812   Elf_Internal_Sym *isym;
 813
 814   irel = elf_section_data (sec)->relocs;
 815   irelend = irel + sec->reloc_count;
 816   symtab_hdr = & elf_tdata (abfd)->symtab_hdr;
 817   isym = (Elf_Internal_Sym *) symtab_hdr->contents;
 818
 819   for (irel = elf_section_data (sec)->relocs; irel < irelend; irel++)
 820     {
 821       int sidx = ELF32_R_SYM(irel->r_info);
 822       Elf_Internal_Sym *lsym = isym + sidx;
 823
 824       /* Adjust symbols referenced by .sec+0xXX */
 825       if (irel->r_addend > addr && irel->r_addend < toaddr
 826           && lsym->st_shndx == sec_shndx)
 827         irel->r_addend -= count;
 828     }
 829
 830   return TRUE;
 831 }
 832
 833 /* Delete some bytes from a section while relaxing.  */
 834
 835 static bfd_boolean
 836 msp430_elf_relax_delete_bytes (bfd * abfd, asection * sec, bfd_vma addr,
 837                                int count)
 838 {
 839   Elf_Internal_Shdr *symtab_hdr;
 840   unsigned int sec_shndx;
 841   bfd_byte *contents;
 842   Elf_Internal_Rela *irel;
 843   Elf_Internal_Rela *irelend;
 844   bfd_vma toaddr;
 845   Elf_Internal_Sym *isym;
 846   Elf_Internal_Sym *isymend;
 847   struct elf_link_hash_entry **sym_hashes;
 848   struct elf_link_hash_entry **end_hashes;
 849   unsigned int symcount;
 850   asection *p;
 851
 852   sec_shndx = _bfd_elf_section_from_bfd_section (abfd, sec);
 853
 854   contents = elf_section_data (sec)->this_hdr.contents;
 855
 856   toaddr = sec->size;
 857
 858   irel = elf_section_data (sec)->relocs;
 859   irelend = irel + sec->reloc_count;
 860
 861   /* Actually delete the bytes.  */
 862   memmove (contents + addr, contents + addr + count,
 863            (size_t) (toaddr - addr - count));
 864   sec->size -= count;
 865
 866   /* Adjust all the relocs.  */
 867   symtab_hdr = & elf_tdata (abfd)->symtab_hdr;
 868   isym = (Elf_Internal_Sym *) symtab_hdr->contents;
 869   for (irel = elf_section_data (sec)->relocs; irel < irelend; irel++)
 870     {
 871       /* Get the new reloc address.  */
 872       if ((irel->r_offset > addr && irel->r_offset < toaddr))
 873         irel->r_offset -= count;
 874     }
 875
 876   for (p = abfd->sections; p != NULL; p = p->next)
 877     msp430_elf_relax_adjust_locals(abfd,p,addr,count,sec_shndx,toaddr);
 878
 879   /* Adjust the local symbols defined in this section.  */
 880   symtab_hdr = & elf_tdata (abfd)->symtab_hdr;
 881   isym = (Elf_Internal_Sym *) symtab_hdr->contents;
 882   for (isymend = isym + symtab_hdr->sh_info; isym < isymend; isym++)
 883     if (isym->st_shndx == sec_shndx
 884         && isym->st_value > addr && isym->st_value < toaddr)
 885       isym->st_value -= count;
 886
 887   /* Now adjust the global symbols defined in this section.  */
 888   symcount = (symtab_hdr->sh_size / sizeof (Elf32_External_Sym)
 889               - symtab_hdr->sh_info);
 890   sym_hashes = elf_sym_hashes (abfd);
 891   end_hashes = sym_hashes + symcount;
 892   for (; sym_hashes < end_hashes; sym_hashes++)
 893     {
 894       struct elf_link_hash_entry *sym_hash = *sym_hashes;
 895
 896       if ((sym_hash->root.type == bfd_link_hash_defined
 897            || sym_hash->root.type == bfd_link_hash_defweak)
 898           && sym_hash->root.u.def.section == sec
 899           && sym_hash->root.u.def.value > addr
 900           && sym_hash->root.u.def.value < toaddr)
 901         sym_hash->root.u.def.value -= count;
 902     }
 903
 904   return TRUE;
 905 }
 906
 907
 908 static bfd_boolean
 909 msp430_elf_relax_section (bfd * abfd, asection * sec,
 910                           struct bfd_link_info * link_info,
 911                           bfd_boolean * again)
 912 {
 913   Elf_Internal_Shdr * symtab_hdr;
 914   Elf_Internal_Rela * internal_relocs;
 915   Elf_Internal_Rela * irel;
 916   Elf_Internal_Rela * irelend;
 917   bfd_byte *          contents = NULL;
 918   Elf_Internal_Sym *  isymbuf = NULL;
 919
 920   /* Assume nothing changes.  */
 921   *again = FALSE;
 922
 923   /* We don't have to do anything for a relocatable link, if
 924      this section does not have relocs, or if this is not a
 925      code section.  */
 926   if (link_info->relocatable
 927       || (sec->flags & SEC_RELOC) == 0
 928       || sec->reloc_count == 0 || (sec->flags & SEC_CODE) == 0)
 929     return TRUE;
 930
 931   symtab_hdr = & elf_tdata (abfd)->symtab_hdr;
 932
 933   /* Get a copy of the native relocations.  */
 934   internal_relocs =
 935     _bfd_elf_link_read_relocs (abfd, sec, NULL, NULL, link_info->keep_memory);
 936   if (internal_relocs == NULL)
 937     goto error_return;
 938
 939   /* Walk through them looking for relaxing opportunities.  */
 940   irelend = internal_relocs + sec->reloc_count;
 941   for (irel = internal_relocs; irel < irelend; irel++)
 942     {
 943       bfd_vma symval;
 944
 945       /* If this isn't something that can be relaxed, then ignore
 946          this reloc.  */
 947       if (ELF32_R_TYPE (irel->r_info) != (int) R_MSP430_RL_PCREL)
 948         continue;
 949
 950       /* Get the section contents if we haven't done so already.  */
 951       if (contents == NULL)
 952         {
 953           /* Get cached copy if it exists.  */
 954           if (elf_section_data (sec)->this_hdr.contents != NULL)
 955             contents = elf_section_data (sec)->this_hdr.contents;
 956           else if (! bfd_malloc_and_get_section (abfd, sec, &contents))
 957             goto error_return;
 958         }
 959
 960       /* Read this BFD's local symbols if we haven't done so already.  */
 961       if (isymbuf == NULL && symtab_hdr->sh_info != 0)
 962         {
 963           isymbuf = (Elf_Internal_Sym *) symtab_hdr->contents;
 964           if (isymbuf == NULL)
 965             isymbuf = bfd_elf_get_elf_syms (abfd, symtab_hdr,
 966                                             symtab_hdr->sh_info, 0,
 967                                             NULL, NULL, NULL);
 968           if (isymbuf == NULL)
 969             goto error_return;
 970         }
 971
 972       /* Get the value of the symbol referred to by the reloc.  */
 973       if (ELF32_R_SYM (irel->r_info) < symtab_hdr->sh_info)
 974         {
 975           /* A local symbol.  */
 976           Elf_Internal_Sym *isym;
 977           asection *sym_sec;
 978
 979           isym = isymbuf + ELF32_R_SYM (irel->r_info);
 980           if (isym->st_shndx == SHN_UNDEF)
 981             sym_sec = bfd_und_section_ptr;
 982           else if (isym->st_shndx == SHN_ABS)
 983             sym_sec = bfd_abs_section_ptr;
 984           else if (isym->st_shndx == SHN_COMMON)
 985             sym_sec = bfd_com_section_ptr;
 986           else
 987             sym_sec = bfd_section_from_elf_index (abfd, isym->st_shndx);
 988           symval = (isym->st_value
 989                     + sym_sec->output_section->vma + sym_sec->output_offset);
 990         }
 991       else
 992         {
 993           unsigned long indx;
 994           struct elf_link_hash_entry *h;
 995
 996           /* An external symbol.  */
 997           indx = ELF32_R_SYM (irel->r_info) - symtab_hdr->sh_info;
 998           h = elf_sym_hashes (abfd)[indx];
 999           BFD_ASSERT (h != NULL);
1000
1001           if (h->root.type != bfd_link_hash_defined
1002               && h->root.type != bfd_link_hash_defweak)
1003             /* This appears to be a reference to an undefined
1004                symbol.  Just ignore it--it will be caught by the
1005                regular reloc processing.  */
1006             continue;
1007
1008           symval = (h->root.u.def.value
1009                     + h->root.u.def.section->output_section->vma
1010                     + h->root.u.def.section->output_offset);
1011         }
1012
1013       /* For simplicity of coding, we are going to modify the section
1014          contents, the section relocs, and the BFD symbol table.  We
1015          must tell the rest of the code not to free up this
1016          information.  It would be possible to instead create a table
1017          of changes which have to be made, as is done in coff-mips.c;
1018          that would be more work, but would require less memory when
1019          the linker is run.  */
1020
1021       /* Try to turn a 16bit pc-relative branch into a 10bit pc-relative
1022          branch.  */
1023       /* Paranoia? paranoia...  */
1024       if (ELF32_R_TYPE (irel->r_info) == (int) R_MSP430_RL_PCREL)
1025         {
1026           bfd_vma value = symval;
1027
1028           /* Deal with pc-relative gunk.  */
1029           value -= (sec->output_section->vma + sec->output_offset);
1030           value -= irel->r_offset;
1031           value += irel->r_addend;
1032
1033           /* See if the value will fit in 10 bits, note the high value is
1034              1016 as the target will be two bytes closer if we are
1035              able to relax. */
1036           if ((long) value < 1016 && (long) value > -1016)
1037             {
1038               int code0 = 0, code1 = 0, code2 = 0;
1039               int i;
1040               struct rcodes_s *rx;
1041
1042               /* Get the opcode.  */
1043               if (irel->r_offset >= 6)
1044                 code0 = bfd_get_16 (abfd, contents + irel->r_offset - 6);
1045
1046               if (irel->r_offset >= 4)
1047                 code1 = bfd_get_16 (abfd, contents + irel->r_offset - 4);
1048
1049               code2 = bfd_get_16 (abfd, contents + irel->r_offset - 2);
1050
1051               if (code2 != 0x4010)
1052                 continue;
1053
1054               /* Check r4 and r3.  */
1055               for (i = NUMB_RELAX_CODES - 1; i >= 0; i--)
1056                 {
1057                   rx = &rcode[i];
1058                   if (rx->cdx == 2 && rx->f0 == code0 && rx->f1 == code1)
1059                     break;
1060                   else if (rx->cdx == 1 && rx->f1 == code1)
1061                     break;
1062                   else if (rx->cdx == 0)        /* This is an unconditional jump.  */
1063                     break;
1064                 }
1065
1066               /* Check labels:
1067                    .Label0:       ; we do not care about this label
1068                       jeq    +6
1069                    .Label1:       ; make sure there is no label here
1070                       jl     +4
1071                    .Label2:       ; make sure there is no label here
1072                       br .Label_dst
1073
1074                  So, if there is .Label1 or .Label2 we cannot relax this code.
1075                  This actually should not happen, cause for relaxable
1076                  instructions we use RL_PCREL reloc instead of 16_PCREL.
1077                  Will change this in the future. */
1078
1079               if (rx->cdx > 0
1080                   && msp430_elf_symbol_address_p (abfd, sec, isymbuf,
1081                                                   irel->r_offset - 2))
1082                 continue;
1083               if (rx->cdx > 1
1084                   && msp430_elf_symbol_address_p (abfd, sec, isymbuf,
1085                                                   irel->r_offset - 4))
1086                 continue;
1087
1088               /* Note that we've changed the relocs, section contents, etc.  */
1089               elf_section_data (sec)->relocs = internal_relocs;
1090               elf_section_data (sec)->this_hdr.contents = contents;
1091               symtab_hdr->contents = (unsigned char *) isymbuf;
1092
1093               /* Fix the relocation's type.  */
1094               if (rx->labels == 3)      /* Handle special cases.  */
1095                 irel->r_info = ELF32_R_INFO (ELF32_R_SYM (irel->r_info),
1096                                            R_MSP430_2X_PCREL);
1097               else
1098                 irel->r_info = ELF32_R_INFO (ELF32_R_SYM (irel->r_info),
1099                                            R_MSP430_10_PCREL);
1100
1101               /* Fix the opcode right way.  */
1102               bfd_put_16 (abfd, rx->t0, contents + irel->r_offset - rx->off);
1103               if (rx->t1)
1104                 bfd_put_16 (abfd, rx->t1,
1105                             contents + irel->r_offset - rx->off + 2);
1106
1107               /* Delete bytes. */
1108               if (!msp430_elf_relax_delete_bytes (abfd, sec,
1109                                                   irel->r_offset - rx->off +
1110                                                   rx->ncl, rx->bs))
1111                 goto error_return;
1112
1113               /* Handle unconditional jumps.  */
1114               if (rx->cdx == 0)
1115                 irel->r_offset -= 2;
1116
1117               /* That will change things, so, we should relax again.
1118                  Note that this is not required, and it may be slow.  */
1119               *again = TRUE;
1120             }
1121         }
1122     }
1123
1124   if (isymbuf != NULL && symtab_hdr->contents != (unsigned char *) isymbuf)
1125     {
1126       if (!link_info->keep_memory)
1127         free (isymbuf);
1128       else
1129         {
1130           /* Cache the symbols for elf_link_input_bfd.  */
1131           symtab_hdr->contents = (unsigned char *) isymbuf;
1132         }
1133     }
1134
1135   if (contents != NULL
1136       && elf_section_data (sec)->this_hdr.contents != contents)
1137     {
1138       if (!link_info->keep_memory)
1139         free (contents);
1140       else
1141         {
1142           /* Cache the section contents for elf_link_input_bfd.  */
1143           elf_section_data (sec)->this_hdr.contents = contents;
1144         }
1145     }
1146
1147   if (internal_relocs != NULL
1148       && elf_section_data (sec)->relocs != internal_relocs)
1149     free (internal_relocs);
1150
1151   return TRUE;
1152
1153 error_return:
1154   if (isymbuf != NULL && symtab_hdr->contents != (unsigned char *) isymbuf)
1155     free (isymbuf);
1156   if (contents != NULL
1157       && elf_section_data (sec)->this_hdr.contents != contents)
1158     free (contents);
1159   if (internal_relocs != NULL
1160       && elf_section_data (sec)->relocs != internal_relocs)
1161     free (internal_relocs);
1162
1163   return FALSE;
1164 }
1165
1166
1167 #define ELF_ARCH                bfd_arch_msp430
1168 #define ELF_MACHINE_CODE        EM_MSP430
1169 #define ELF_MACHINE_ALT1        EM_MSP430_OLD
1170 #define ELF_MAXPAGESIZE         1
1171 #define ELF_OSABI               ELFOSABI_STANDALONE
1172
1173 #define TARGET_LITTLE_SYM       bfd_elf32_msp430_vec
1174 #define TARGET_LITTLE_NAME      "elf32-msp430"
1175
1176 #define elf_info_to_howto                    msp430_info_to_howto_rela
1177 #define elf_info_to_howto_rel                NULL
1178 #define elf_backend_relocate_section         elf32_msp430_relocate_section
1179 #define elf_backend_check_relocs             elf32_msp430_check_relocs
1180 #define elf_backend_can_gc_sections          1
1181 #define elf_backend_final_write_processing   bfd_elf_msp430_final_write_processing
1182 #define elf_backend_object_p                 elf32_msp430_object_p
1183 #define elf_backend_post_process_headers     _bfd_elf_set_osabi
1184 #define bfd_elf32_bfd_relax_section          msp430_elf_relax_section
1185
1186 #include "elf32-target.h"