Adding support for TLSIE_LD_GOTTREL_PREL19.
[external/binutils.git] / gas / config / tc-aarch64.c
1 /* tc-aarch64.c -- Assemble for the AArch64 ISA
2
3    Copyright (C) 2009-2015 Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by ARM Ltd.
5
6    This file is part of GAS.
7
8    GAS 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    GAS 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; see the file COPYING3. If not,
20    see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 #include "as.h"
23 #include <limits.h>
24 #include <stdarg.h>
25 #include "bfd_stdint.h"
26 #define  NO_RELOC 0
27 #include "safe-ctype.h"
28 #include "subsegs.h"
29 #include "obstack.h"
30
31 #ifdef OBJ_ELF
32 #include "elf/aarch64.h"
33 #include "dw2gencfi.h"
34 #endif
35
36 #include "dwarf2dbg.h"
37
38 /* Types of processor to assemble for.  */
39 #ifndef CPU_DEFAULT
40 #define CPU_DEFAULT AARCH64_ARCH_V8
41 #endif
42
43 #define streq(a, b)           (strcmp (a, b) == 0)
44
45 #define END_OF_INSN '\0'
46
47 static aarch64_feature_set cpu_variant;
48
49 /* Variables that we set while parsing command-line options.  Once all
50    options have been read we re-process these values to set the real
51    assembly flags.  */
52 static const aarch64_feature_set *mcpu_cpu_opt = NULL;
53 static const aarch64_feature_set *march_cpu_opt = NULL;
54
55 /* Constants for known architecture features.  */
56 static const aarch64_feature_set cpu_default = CPU_DEFAULT;
57
58 #ifdef OBJ_ELF
59 /* Pre-defined "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_"  */
60 static symbolS *GOT_symbol;
61
62 /* Which ABI to use.  */
63 enum aarch64_abi_type
64 {
65   AARCH64_ABI_LP64 = 0,
66   AARCH64_ABI_ILP32 = 1
67 };
68
69 /* AArch64 ABI for the output file.  */
70 static enum aarch64_abi_type aarch64_abi = AARCH64_ABI_LP64;
71
72 /* When non-zero, program to a 32-bit model, in which the C data types
73    int, long and all pointer types are 32-bit objects (ILP32); or to a
74    64-bit model, in which the C int type is 32-bits but the C long type
75    and all pointer types are 64-bit objects (LP64).  */
76 #define ilp32_p         (aarch64_abi == AARCH64_ABI_ILP32)
77 #endif
78
79 enum neon_el_type
80 {
81   NT_invtype = -1,
82   NT_b,
83   NT_h,
84   NT_s,
85   NT_d,
86   NT_q
87 };
88
89 /* Bits for DEFINED field in neon_type_el.  */
90 #define NTA_HASTYPE  1
91 #define NTA_HASINDEX 2
92
93 struct neon_type_el
94 {
95   enum neon_el_type type;
96   unsigned char defined;
97   unsigned width;
98   int64_t index;
99 };
100
101 #define FIXUP_F_HAS_EXPLICIT_SHIFT      0x00000001
102
103 struct reloc
104 {
105   bfd_reloc_code_real_type type;
106   expressionS exp;
107   int pc_rel;
108   enum aarch64_opnd opnd;
109   uint32_t flags;
110   unsigned need_libopcodes_p : 1;
111 };
112
113 struct aarch64_instruction
114 {
115   /* libopcodes structure for instruction intermediate representation.  */
116   aarch64_inst base;
117   /* Record assembly errors found during the parsing.  */
118   struct
119     {
120       enum aarch64_operand_error_kind kind;
121       const char *error;
122     } parsing_error;
123   /* The condition that appears in the assembly line.  */
124   int cond;
125   /* Relocation information (including the GAS internal fixup).  */
126   struct reloc reloc;
127   /* Need to generate an immediate in the literal pool.  */
128   unsigned gen_lit_pool : 1;
129 };
130
131 typedef struct aarch64_instruction aarch64_instruction;
132
133 static aarch64_instruction inst;
134
135 static bfd_boolean parse_operands (char *, const aarch64_opcode *);
136 static bfd_boolean programmer_friendly_fixup (aarch64_instruction *);
137
138 /* Diagnostics inline function utilites.
139
140    These are lightweight utlities which should only be called by parse_operands
141    and other parsers.  GAS processes each assembly line by parsing it against
142    instruction template(s), in the case of multiple templates (for the same
143    mnemonic name), those templates are tried one by one until one succeeds or
144    all fail.  An assembly line may fail a few templates before being
145    successfully parsed; an error saved here in most cases is not a user error
146    but an error indicating the current template is not the right template.
147    Therefore it is very important that errors can be saved at a low cost during
148    the parsing; we don't want to slow down the whole parsing by recording
149    non-user errors in detail.
150
151    Remember that the objective is to help GAS pick up the most approapriate
152    error message in the case of multiple templates, e.g. FMOV which has 8
153    templates.  */
154
155 static inline void
156 clear_error (void)
157 {
158   inst.parsing_error.kind = AARCH64_OPDE_NIL;
159   inst.parsing_error.error = NULL;
160 }
161
162 static inline bfd_boolean
163 error_p (void)
164 {
165   return inst.parsing_error.kind != AARCH64_OPDE_NIL;
166 }
167
168 static inline const char *
169 get_error_message (void)
170 {
171   return inst.parsing_error.error;
172 }
173
174 static inline void
175 set_error_message (const char *error)
176 {
177   inst.parsing_error.error = error;
178 }
179
180 static inline enum aarch64_operand_error_kind
181 get_error_kind (void)
182 {
183   return inst.parsing_error.kind;
184 }
185
186 static inline void
187 set_error_kind (enum aarch64_operand_error_kind kind)
188 {
189   inst.parsing_error.kind = kind;
190 }
191
192 static inline void
193 set_error (enum aarch64_operand_error_kind kind, const char *error)
194 {
195   inst.parsing_error.kind = kind;
196   inst.parsing_error.error = error;
197 }
198
199 static inline void
200 set_recoverable_error (const char *error)
201 {
202   set_error (AARCH64_OPDE_RECOVERABLE, error);
203 }
204
205 /* Use the DESC field of the corresponding aarch64_operand entry to compose
206    the error message.  */
207 static inline void
208 set_default_error (void)
209 {
210   set_error (AARCH64_OPDE_SYNTAX_ERROR, NULL);
211 }
212
213 static inline void
214 set_syntax_error (const char *error)
215 {
216   set_error (AARCH64_OPDE_SYNTAX_ERROR, error);
217 }
218
219 static inline void
220 set_first_syntax_error (const char *error)
221 {
222   if (! error_p ())
223     set_error (AARCH64_OPDE_SYNTAX_ERROR, error);
224 }
225
226 static inline void
227 set_fatal_syntax_error (const char *error)
228 {
229   set_error (AARCH64_OPDE_FATAL_SYNTAX_ERROR, error);
230 }
231 \f
232 /* Number of littlenums required to hold an extended precision number.  */
233 #define MAX_LITTLENUMS 6
234
235 /* Return value for certain parsers when the parsing fails; those parsers
236    return the information of the parsed result, e.g. register number, on
237    success.  */
238 #define PARSE_FAIL -1
239
240 /* This is an invalid condition code that means no conditional field is
241    present. */
242 #define COND_ALWAYS 0x10
243
244 typedef struct
245 {
246   const char *template;
247   unsigned long value;
248 } asm_barrier_opt;
249
250 typedef struct
251 {
252   const char *template;
253   uint32_t value;
254 } asm_nzcv;
255
256 struct reloc_entry
257 {
258   char *name;
259   bfd_reloc_code_real_type reloc;
260 };
261
262 /* Structure for a hash table entry for a register.  */
263 typedef struct
264 {
265   const char *name;
266   unsigned char number;
267   unsigned char type;
268   unsigned char builtin;
269 } reg_entry;
270
271 /* Macros to define the register types and masks for the purpose
272    of parsing.  */
273
274 #undef AARCH64_REG_TYPES
275 #define AARCH64_REG_TYPES       \
276   BASIC_REG_TYPE(R_32)  /* w[0-30] */   \
277   BASIC_REG_TYPE(R_64)  /* x[0-30] */   \
278   BASIC_REG_TYPE(SP_32) /* wsp     */   \
279   BASIC_REG_TYPE(SP_64) /* sp      */   \
280   BASIC_REG_TYPE(Z_32)  /* wzr     */   \
281   BASIC_REG_TYPE(Z_64)  /* xzr     */   \
282   BASIC_REG_TYPE(FP_B)  /* b[0-31] *//* NOTE: keep FP_[BHSDQ] consecutive! */\
283   BASIC_REG_TYPE(FP_H)  /* h[0-31] */   \
284   BASIC_REG_TYPE(FP_S)  /* s[0-31] */   \
285   BASIC_REG_TYPE(FP_D)  /* d[0-31] */   \
286   BASIC_REG_TYPE(FP_Q)  /* q[0-31] */   \
287   BASIC_REG_TYPE(CN)    /* c[0-7]  */   \
288   BASIC_REG_TYPE(VN)    /* v[0-31] */   \
289   /* Typecheck: any 64-bit int reg         (inc SP exc XZR) */          \
290   MULTI_REG_TYPE(R64_SP, REG_TYPE(R_64) | REG_TYPE(SP_64))              \
291   /* Typecheck: any int                    (inc {W}SP inc [WX]ZR) */    \
292   MULTI_REG_TYPE(R_Z_SP, REG_TYPE(R_32) | REG_TYPE(R_64)                \
293                  | REG_TYPE(SP_32) | REG_TYPE(SP_64)                    \
294                  | REG_TYPE(Z_32) | REG_TYPE(Z_64))                     \
295   /* Typecheck: any [BHSDQ]P FP.  */                                    \
296   MULTI_REG_TYPE(BHSDQ, REG_TYPE(FP_B) | REG_TYPE(FP_H)                 \
297                  | REG_TYPE(FP_S) | REG_TYPE(FP_D) | REG_TYPE(FP_Q))    \
298   /* Typecheck: any int or [BHSDQ]P FP or V reg (exc SP inc [WX]ZR)  */ \
299   MULTI_REG_TYPE(R_Z_BHSDQ_V, REG_TYPE(R_32) | REG_TYPE(R_64)           \
300                  | REG_TYPE(Z_32) | REG_TYPE(Z_64) | REG_TYPE(VN)       \
301                  | REG_TYPE(FP_B) | REG_TYPE(FP_H)                      \
302                  | REG_TYPE(FP_S) | REG_TYPE(FP_D) | REG_TYPE(FP_Q))    \
303   /* Any integer register; used for error messages only.  */            \
304   MULTI_REG_TYPE(R_N, REG_TYPE(R_32) | REG_TYPE(R_64)                   \
305                  | REG_TYPE(SP_32) | REG_TYPE(SP_64)                    \
306                  | REG_TYPE(Z_32) | REG_TYPE(Z_64))                     \
307   /* Pseudo type to mark the end of the enumerator sequence.  */        \
308   BASIC_REG_TYPE(MAX)
309
310 #undef BASIC_REG_TYPE
311 #define BASIC_REG_TYPE(T)       REG_TYPE_##T,
312 #undef MULTI_REG_TYPE
313 #define MULTI_REG_TYPE(T,V)     BASIC_REG_TYPE(T)
314
315 /* Register type enumerators.  */
316 typedef enum
317 {
318   /* A list of REG_TYPE_*.  */
319   AARCH64_REG_TYPES
320 } aarch64_reg_type;
321
322 #undef BASIC_REG_TYPE
323 #define BASIC_REG_TYPE(T)       1 << REG_TYPE_##T,
324 #undef REG_TYPE
325 #define REG_TYPE(T)             (1 << REG_TYPE_##T)
326 #undef MULTI_REG_TYPE
327 #define MULTI_REG_TYPE(T,V)     V,
328
329 /* Values indexed by aarch64_reg_type to assist the type checking.  */
330 static const unsigned reg_type_masks[] =
331 {
332   AARCH64_REG_TYPES
333 };
334
335 #undef BASIC_REG_TYPE
336 #undef REG_TYPE
337 #undef MULTI_REG_TYPE
338 #undef AARCH64_REG_TYPES
339
340 /* Diagnostics used when we don't get a register of the expected type.
341    Note:  this has to synchronized with aarch64_reg_type definitions
342    above.  */
343 static const char *
344 get_reg_expected_msg (aarch64_reg_type reg_type)
345 {
346   const char *msg;
347
348   switch (reg_type)
349     {
350     case REG_TYPE_R_32:
351       msg = N_("integer 32-bit register expected");
352       break;
353     case REG_TYPE_R_64:
354       msg = N_("integer 64-bit register expected");
355       break;
356     case REG_TYPE_R_N:
357       msg = N_("integer register expected");
358       break;
359     case REG_TYPE_R_Z_SP:
360       msg = N_("integer, zero or SP register expected");
361       break;
362     case REG_TYPE_FP_B:
363       msg = N_("8-bit SIMD scalar register expected");
364       break;
365     case REG_TYPE_FP_H:
366       msg = N_("16-bit SIMD scalar or floating-point half precision "
367                "register expected");
368       break;
369     case REG_TYPE_FP_S:
370       msg = N_("32-bit SIMD scalar or floating-point single precision "
371                "register expected");
372       break;
373     case REG_TYPE_FP_D:
374       msg = N_("64-bit SIMD scalar or floating-point double precision "
375                "register expected");
376       break;
377     case REG_TYPE_FP_Q:
378       msg = N_("128-bit SIMD scalar or floating-point quad precision "
379                "register expected");
380       break;
381     case REG_TYPE_CN:
382       msg = N_("C0 - C15 expected");
383       break;
384     case REG_TYPE_R_Z_BHSDQ_V:
385       msg = N_("register expected");
386       break;
387     case REG_TYPE_BHSDQ:        /* any [BHSDQ]P FP  */
388       msg = N_("SIMD scalar or floating-point register expected");
389       break;
390     case REG_TYPE_VN:           /* any V reg  */
391       msg = N_("vector register expected");
392       break;
393     default:
394       as_fatal (_("invalid register type %d"), reg_type);
395     }
396   return msg;
397 }
398
399 /* Some well known registers that we refer to directly elsewhere.  */
400 #define REG_SP  31
401
402 /* Instructions take 4 bytes in the object file.  */
403 #define INSN_SIZE       4
404
405 /* Define some common error messages.  */
406 #define BAD_SP          _("SP not allowed here")
407
408 static struct hash_control *aarch64_ops_hsh;
409 static struct hash_control *aarch64_cond_hsh;
410 static struct hash_control *aarch64_shift_hsh;
411 static struct hash_control *aarch64_sys_regs_hsh;
412 static struct hash_control *aarch64_pstatefield_hsh;
413 static struct hash_control *aarch64_sys_regs_ic_hsh;
414 static struct hash_control *aarch64_sys_regs_dc_hsh;
415 static struct hash_control *aarch64_sys_regs_at_hsh;
416 static struct hash_control *aarch64_sys_regs_tlbi_hsh;
417 static struct hash_control *aarch64_reg_hsh;
418 static struct hash_control *aarch64_barrier_opt_hsh;
419 static struct hash_control *aarch64_nzcv_hsh;
420 static struct hash_control *aarch64_pldop_hsh;
421
422 /* Stuff needed to resolve the label ambiguity
423    As:
424      ...
425      label:   <insn>
426    may differ from:
427      ...
428      label:
429               <insn>  */
430
431 static symbolS *last_label_seen;
432
433 /* Literal pool structure.  Held on a per-section
434    and per-sub-section basis.  */
435
436 #define MAX_LITERAL_POOL_SIZE 1024
437 typedef struct literal_expression
438 {
439   expressionS exp;
440   /* If exp.op == O_big then this bignum holds a copy of the global bignum value.  */
441   LITTLENUM_TYPE * bignum;
442 } literal_expression;
443
444 typedef struct literal_pool
445 {
446   literal_expression literals[MAX_LITERAL_POOL_SIZE];
447   unsigned int next_free_entry;
448   unsigned int id;
449   symbolS *symbol;
450   segT section;
451   subsegT sub_section;
452   int size;
453   struct literal_pool *next;
454 } literal_pool;
455
456 /* Pointer to a linked list of literal pools.  */
457 static literal_pool *list_of_pools = NULL;
458 \f
459 /* Pure syntax.  */
460
461 /* This array holds the chars that always start a comment.  If the
462    pre-processor is disabled, these aren't very useful.  */
463 const char comment_chars[] = "";
464
465 /* This array holds the chars that only start a comment at the beginning of
466    a line.  If the line seems to have the form '# 123 filename'
467    .line and .file directives will appear in the pre-processed output.  */
468 /* Note that input_file.c hand checks for '#' at the beginning of the
469    first line of the input file.  This is because the compiler outputs
470    #NO_APP at the beginning of its output.  */
471 /* Also note that comments like this one will always work.  */
472 const char line_comment_chars[] = "#";
473
474 const char line_separator_chars[] = ";";
475
476 /* Chars that can be used to separate mant
477    from exp in floating point numbers.  */
478 const char EXP_CHARS[] = "eE";
479
480 /* Chars that mean this number is a floating point constant.  */
481 /* As in 0f12.456  */
482 /* or    0d1.2345e12  */
483
484 const char FLT_CHARS[] = "rRsSfFdDxXeEpP";
485
486 /* Prefix character that indicates the start of an immediate value.  */
487 #define is_immediate_prefix(C) ((C) == '#')
488
489 /* Separator character handling.  */
490
491 #define skip_whitespace(str)  do { if (*(str) == ' ') ++(str); } while (0)
492
493 static inline bfd_boolean
494 skip_past_char (char **str, char c)
495 {
496   if (**str == c)
497     {
498       (*str)++;
499       return TRUE;
500     }
501   else
502     return FALSE;
503 }
504
505 #define skip_past_comma(str) skip_past_char (str, ',')
506
507 /* Arithmetic expressions (possibly involving symbols).  */
508
509 static bfd_boolean in_my_get_expression_p = FALSE;
510
511 /* Third argument to my_get_expression.  */
512 #define GE_NO_PREFIX 0
513 #define GE_OPT_PREFIX 1
514
515 /* Return TRUE if the string pointed by *STR is successfully parsed
516    as an valid expression; *EP will be filled with the information of
517    such an expression.  Otherwise return FALSE.  */
518
519 static bfd_boolean
520 my_get_expression (expressionS * ep, char **str, int prefix_mode,
521                    int reject_absent)
522 {
523   char *save_in;
524   segT seg;
525   int prefix_present_p = 0;
526
527   switch (prefix_mode)
528     {
529     case GE_NO_PREFIX:
530       break;
531     case GE_OPT_PREFIX:
532       if (is_immediate_prefix (**str))
533         {
534           (*str)++;
535           prefix_present_p = 1;
536         }
537       break;
538     default:
539       abort ();
540     }
541
542   memset (ep, 0, sizeof (expressionS));
543
544   save_in = input_line_pointer;
545   input_line_pointer = *str;
546   in_my_get_expression_p = TRUE;
547   seg = expression (ep);
548   in_my_get_expression_p = FALSE;
549
550   if (ep->X_op == O_illegal || (reject_absent && ep->X_op == O_absent))
551     {
552       /* We found a bad expression in md_operand().  */
553       *str = input_line_pointer;
554       input_line_pointer = save_in;
555       if (prefix_present_p && ! error_p ())
556         set_fatal_syntax_error (_("bad expression"));
557       else
558         set_first_syntax_error (_("bad expression"));
559       return FALSE;
560     }
561
562 #ifdef OBJ_AOUT
563   if (seg != absolute_section
564       && seg != text_section
565       && seg != data_section
566       && seg != bss_section && seg != undefined_section)
567     {
568       set_syntax_error (_("bad segment"));
569       *str = input_line_pointer;
570       input_line_pointer = save_in;
571       return FALSE;
572     }
573 #else
574   (void) seg;
575 #endif
576
577   *str = input_line_pointer;
578   input_line_pointer = save_in;
579   return TRUE;
580 }
581
582 /* Turn a string in input_line_pointer into a floating point constant
583    of type TYPE, and store the appropriate bytes in *LITP.  The number
584    of LITTLENUMS emitted is stored in *SIZEP.  An error message is
585    returned, or NULL on OK.  */
586
587 char *
588 md_atof (int type, char *litP, int *sizeP)
589 {
590   return ieee_md_atof (type, litP, sizeP, target_big_endian);
591 }
592
593 /* We handle all bad expressions here, so that we can report the faulty
594    instruction in the error message.  */
595 void
596 md_operand (expressionS * exp)
597 {
598   if (in_my_get_expression_p)
599     exp->X_op = O_illegal;
600 }
601
602 /* Immediate values.  */
603
604 /* Errors may be set multiple times during parsing or bit encoding
605    (particularly in the Neon bits), but usually the earliest error which is set
606    will be the most meaningful. Avoid overwriting it with later (cascading)
607    errors by calling this function.  */
608
609 static void
610 first_error (const char *error)
611 {
612   if (! error_p ())
613     set_syntax_error (error);
614 }
615
616 /* Similiar to first_error, but this function accepts formatted error
617    message.  */
618 static void
619 first_error_fmt (const char *format, ...)
620 {
621   va_list args;
622   enum
623   { size = 100 };
624   /* N.B. this single buffer will not cause error messages for different
625      instructions to pollute each other; this is because at the end of
626      processing of each assembly line, error message if any will be
627      collected by as_bad.  */
628   static char buffer[size];
629
630   if (! error_p ())
631     {
632       int ret ATTRIBUTE_UNUSED;
633       va_start (args, format);
634       ret = vsnprintf (buffer, size, format, args);
635       know (ret <= size - 1 && ret >= 0);
636       va_end (args);
637       set_syntax_error (buffer);
638     }
639 }
640
641 /* Register parsing.  */
642
643 /* Generic register parser which is called by other specialized
644    register parsers.
645    CCP points to what should be the beginning of a register name.
646    If it is indeed a valid register name, advance CCP over it and
647    return the reg_entry structure; otherwise return NULL.
648    It does not issue diagnostics.  */
649
650 static reg_entry *
651 parse_reg (char **ccp)
652 {
653   char *start = *ccp;
654   char *p;
655   reg_entry *reg;
656
657 #ifdef REGISTER_PREFIX
658   if (*start != REGISTER_PREFIX)
659     return NULL;
660   start++;
661 #endif
662
663   p = start;
664   if (!ISALPHA (*p) || !is_name_beginner (*p))
665     return NULL;
666
667   do
668     p++;
669   while (ISALPHA (*p) || ISDIGIT (*p) || *p == '_');
670
671   reg = (reg_entry *) hash_find_n (aarch64_reg_hsh, start, p - start);
672
673   if (!reg)
674     return NULL;
675
676   *ccp = p;
677   return reg;
678 }
679
680 /* Return TRUE if REG->TYPE is a valid type of TYPE; otherwise
681    return FALSE.  */
682 static bfd_boolean
683 aarch64_check_reg_type (const reg_entry *reg, aarch64_reg_type type)
684 {
685   if (reg->type == type)
686     return TRUE;
687
688   switch (type)
689     {
690     case REG_TYPE_R64_SP:       /* 64-bit integer reg (inc SP exc XZR).  */
691     case REG_TYPE_R_Z_SP:       /* Integer reg (inc {X}SP inc [WX]ZR).  */
692     case REG_TYPE_R_Z_BHSDQ_V:  /* Any register apart from Cn.  */
693     case REG_TYPE_BHSDQ:        /* Any [BHSDQ]P FP or SIMD scalar register.  */
694     case REG_TYPE_VN:           /* Vector register.  */
695       gas_assert (reg->type < REG_TYPE_MAX && type < REG_TYPE_MAX);
696       return ((reg_type_masks[reg->type] & reg_type_masks[type])
697               == reg_type_masks[reg->type]);
698     default:
699       as_fatal ("unhandled type %d", type);
700       abort ();
701     }
702 }
703
704 /* Parse a register and return PARSE_FAIL if the register is not of type R_Z_SP.
705    Return the register number otherwise.  *ISREG32 is set to one if the
706    register is 32-bit wide; *ISREGZERO is set to one if the register is
707    of type Z_32 or Z_64.
708    Note that this function does not issue any diagnostics.  */
709
710 static int
711 aarch64_reg_parse_32_64 (char **ccp, int reject_sp, int reject_rz,
712                          int *isreg32, int *isregzero)
713 {
714   char *str = *ccp;
715   const reg_entry *reg = parse_reg (&str);
716
717   if (reg == NULL)
718     return PARSE_FAIL;
719
720   if (! aarch64_check_reg_type (reg, REG_TYPE_R_Z_SP))
721     return PARSE_FAIL;
722
723   switch (reg->type)
724     {
725     case REG_TYPE_SP_32:
726     case REG_TYPE_SP_64:
727       if (reject_sp)
728         return PARSE_FAIL;
729       *isreg32 = reg->type == REG_TYPE_SP_32;
730       *isregzero = 0;
731       break;
732     case REG_TYPE_R_32:
733     case REG_TYPE_R_64:
734       *isreg32 = reg->type == REG_TYPE_R_32;
735       *isregzero = 0;
736       break;
737     case REG_TYPE_Z_32:
738     case REG_TYPE_Z_64:
739       if (reject_rz)
740         return PARSE_FAIL;
741       *isreg32 = reg->type == REG_TYPE_Z_32;
742       *isregzero = 1;
743       break;
744     default:
745       return PARSE_FAIL;
746     }
747
748   *ccp = str;
749
750   return reg->number;
751 }
752
753 /* Parse the qualifier of a SIMD vector register or a SIMD vector element.
754    Fill in *PARSED_TYPE and return TRUE if the parsing succeeds;
755    otherwise return FALSE.
756
757    Accept only one occurrence of:
758    8b 16b 4h 8h 2s 4s 1d 2d
759    b h s d q  */
760 static bfd_boolean
761 parse_neon_type_for_operand (struct neon_type_el *parsed_type, char **str)
762 {
763   char *ptr = *str;
764   unsigned width;
765   unsigned element_size;
766   enum neon_el_type type;
767
768   /* skip '.' */
769   ptr++;
770
771   if (!ISDIGIT (*ptr))
772     {
773       width = 0;
774       goto elt_size;
775     }
776   width = strtoul (ptr, &ptr, 10);
777   if (width != 1 && width != 2 && width != 4 && width != 8 && width != 16)
778     {
779       first_error_fmt (_("bad size %d in vector width specifier"), width);
780       return FALSE;
781     }
782
783 elt_size:
784   switch (TOLOWER (*ptr))
785     {
786     case 'b':
787       type = NT_b;
788       element_size = 8;
789       break;
790     case 'h':
791       type = NT_h;
792       element_size = 16;
793       break;
794     case 's':
795       type = NT_s;
796       element_size = 32;
797       break;
798     case 'd':
799       type = NT_d;
800       element_size = 64;
801       break;
802     case 'q':
803       if (width == 1)
804         {
805           type = NT_q;
806           element_size = 128;
807           break;
808         }
809       /* fall through.  */
810     default:
811       if (*ptr != '\0')
812         first_error_fmt (_("unexpected character `%c' in element size"), *ptr);
813       else
814         first_error (_("missing element size"));
815       return FALSE;
816     }
817   if (width != 0 && width * element_size != 64 && width * element_size != 128)
818     {
819       first_error_fmt (_
820                        ("invalid element size %d and vector size combination %c"),
821                        width, *ptr);
822       return FALSE;
823     }
824   ptr++;
825
826   parsed_type->type = type;
827   parsed_type->width = width;
828
829   *str = ptr;
830
831   return TRUE;
832 }
833
834 /* Parse a single type, e.g. ".8b", leading period included.
835    Only applicable to Vn registers.
836
837    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
838 static bfd_boolean
839 parse_neon_operand_type (struct neon_type_el *vectype, char **ccp)
840 {
841   char *str = *ccp;
842
843   if (*str == '.')
844     {
845       if (! parse_neon_type_for_operand (vectype, &str))
846         {
847           first_error (_("vector type expected"));
848           return FALSE;
849         }
850     }
851   else
852     return FALSE;
853
854   *ccp = str;
855
856   return TRUE;
857 }
858
859 /* Parse a register of the type TYPE.
860
861    Return PARSE_FAIL if the string pointed by *CCP is not a valid register
862    name or the parsed register is not of TYPE.
863
864    Otherwise return the register number, and optionally fill in the actual
865    type of the register in *RTYPE when multiple alternatives were given, and
866    return the register shape and element index information in *TYPEINFO.
867
868    IN_REG_LIST should be set with TRUE if the caller is parsing a register
869    list.  */
870
871 static int
872 parse_typed_reg (char **ccp, aarch64_reg_type type, aarch64_reg_type *rtype,
873                  struct neon_type_el *typeinfo, bfd_boolean in_reg_list)
874 {
875   char *str = *ccp;
876   const reg_entry *reg = parse_reg (&str);
877   struct neon_type_el atype;
878   struct neon_type_el parsetype;
879   bfd_boolean is_typed_vecreg = FALSE;
880
881   atype.defined = 0;
882   atype.type = NT_invtype;
883   atype.width = -1;
884   atype.index = 0;
885
886   if (reg == NULL)
887     {
888       if (typeinfo)
889         *typeinfo = atype;
890       set_default_error ();
891       return PARSE_FAIL;
892     }
893
894   if (! aarch64_check_reg_type (reg, type))
895     {
896       DEBUG_TRACE ("reg type check failed");
897       set_default_error ();
898       return PARSE_FAIL;
899     }
900   type = reg->type;
901
902   if (type == REG_TYPE_VN
903       && parse_neon_operand_type (&parsetype, &str))
904     {
905       /* Register if of the form Vn.[bhsdq].  */
906       is_typed_vecreg = TRUE;
907
908       if (parsetype.width == 0)
909         /* Expect index. In the new scheme we cannot have
910            Vn.[bhsdq] represent a scalar. Therefore any
911            Vn.[bhsdq] should have an index following it.
912            Except in reglists ofcourse.  */
913         atype.defined |= NTA_HASINDEX;
914       else
915         atype.defined |= NTA_HASTYPE;
916
917       atype.type = parsetype.type;
918       atype.width = parsetype.width;
919     }
920
921   if (skip_past_char (&str, '['))
922     {
923       expressionS exp;
924
925       /* Reject Sn[index] syntax.  */
926       if (!is_typed_vecreg)
927         {
928           first_error (_("this type of register can't be indexed"));
929           return PARSE_FAIL;
930         }
931
932       if (in_reg_list == TRUE)
933         {
934           first_error (_("index not allowed inside register list"));
935           return PARSE_FAIL;
936         }
937
938       atype.defined |= NTA_HASINDEX;
939
940       my_get_expression (&exp, &str, GE_NO_PREFIX, 1);
941
942       if (exp.X_op != O_constant)
943         {
944           first_error (_("constant expression required"));
945           return PARSE_FAIL;
946         }
947
948       if (! skip_past_char (&str, ']'))
949         return PARSE_FAIL;
950
951       atype.index = exp.X_add_number;
952     }
953   else if (!in_reg_list && (atype.defined & NTA_HASINDEX) != 0)
954     {
955       /* Indexed vector register expected.  */
956       first_error (_("indexed vector register expected"));
957       return PARSE_FAIL;
958     }
959
960   /* A vector reg Vn should be typed or indexed.  */
961   if (type == REG_TYPE_VN && atype.defined == 0)
962     {
963       first_error (_("invalid use of vector register"));
964     }
965
966   if (typeinfo)
967     *typeinfo = atype;
968
969   if (rtype)
970     *rtype = type;
971
972   *ccp = str;
973
974   return reg->number;
975 }
976
977 /* Parse register.
978
979    Return the register number on success; return PARSE_FAIL otherwise.
980
981    If RTYPE is not NULL, return in *RTYPE the (possibly restricted) type of
982    the register (e.g. NEON double or quad reg when either has been requested).
983
984    If this is a NEON vector register with additional type information, fill
985    in the struct pointed to by VECTYPE (if non-NULL).
986
987    This parser does not handle register list.  */
988
989 static int
990 aarch64_reg_parse (char **ccp, aarch64_reg_type type,
991                    aarch64_reg_type *rtype, struct neon_type_el *vectype)
992 {
993   struct neon_type_el atype;
994   char *str = *ccp;
995   int reg = parse_typed_reg (&str, type, rtype, &atype,
996                              /*in_reg_list= */ FALSE);
997
998   if (reg == PARSE_FAIL)
999     return PARSE_FAIL;
1000
1001   if (vectype)
1002     *vectype = atype;
1003
1004   *ccp = str;
1005
1006   return reg;
1007 }
1008
1009 static inline bfd_boolean
1010 eq_neon_type_el (struct neon_type_el e1, struct neon_type_el e2)
1011 {
1012   return
1013     e1.type == e2.type
1014     && e1.defined == e2.defined
1015     && e1.width == e2.width && e1.index == e2.index;
1016 }
1017
1018 /* This function parses the NEON register list.  On success, it returns
1019    the parsed register list information in the following encoded format:
1020
1021    bit   18-22   |   13-17   |   7-11    |    2-6    |   0-1
1022        4th regno | 3rd regno | 2nd regno | 1st regno | num_of_reg
1023
1024    The information of the register shape and/or index is returned in
1025    *VECTYPE.
1026
1027    It returns PARSE_FAIL if the register list is invalid.
1028
1029    The list contains one to four registers.
1030    Each register can be one of:
1031    <Vt>.<T>[<index>]
1032    <Vt>.<T>
1033    All <T> should be identical.
1034    All <index> should be identical.
1035    There are restrictions on <Vt> numbers which are checked later
1036    (by reg_list_valid_p).  */
1037
1038 static int
1039 parse_neon_reg_list (char **ccp, struct neon_type_el *vectype)
1040 {
1041   char *str = *ccp;
1042   int nb_regs;
1043   struct neon_type_el typeinfo, typeinfo_first;
1044   int val, val_range;
1045   int in_range;
1046   int ret_val;
1047   int i;
1048   bfd_boolean error = FALSE;
1049   bfd_boolean expect_index = FALSE;
1050
1051   if (*str != '{')
1052     {
1053       set_syntax_error (_("expecting {"));
1054       return PARSE_FAIL;
1055     }
1056   str++;
1057
1058   nb_regs = 0;
1059   typeinfo_first.defined = 0;
1060   typeinfo_first.type = NT_invtype;
1061   typeinfo_first.width = -1;
1062   typeinfo_first.index = 0;
1063   ret_val = 0;
1064   val = -1;
1065   val_range = -1;
1066   in_range = 0;
1067   do
1068     {
1069       if (in_range)
1070         {
1071           str++;                /* skip over '-' */
1072           val_range = val;
1073         }
1074       val = parse_typed_reg (&str, REG_TYPE_VN, NULL, &typeinfo,
1075                              /*in_reg_list= */ TRUE);
1076       if (val == PARSE_FAIL)
1077         {
1078           set_first_syntax_error (_("invalid vector register in list"));
1079           error = TRUE;
1080           continue;
1081         }
1082       /* reject [bhsd]n */
1083       if (typeinfo.defined == 0)
1084         {
1085           set_first_syntax_error (_("invalid scalar register in list"));
1086           error = TRUE;
1087           continue;
1088         }
1089
1090       if (typeinfo.defined & NTA_HASINDEX)
1091         expect_index = TRUE;
1092
1093       if (in_range)
1094         {
1095           if (val < val_range)
1096             {
1097               set_first_syntax_error
1098                 (_("invalid range in vector register list"));
1099               error = TRUE;
1100             }
1101           val_range++;
1102         }
1103       else
1104         {
1105           val_range = val;
1106           if (nb_regs == 0)
1107             typeinfo_first = typeinfo;
1108           else if (! eq_neon_type_el (typeinfo_first, typeinfo))
1109             {
1110               set_first_syntax_error
1111                 (_("type mismatch in vector register list"));
1112               error = TRUE;
1113             }
1114         }
1115       if (! error)
1116         for (i = val_range; i <= val; i++)
1117           {
1118             ret_val |= i << (5 * nb_regs);
1119             nb_regs++;
1120           }
1121       in_range = 0;
1122     }
1123   while (skip_past_comma (&str) || (in_range = 1, *str == '-'));
1124
1125   skip_whitespace (str);
1126   if (*str != '}')
1127     {
1128       set_first_syntax_error (_("end of vector register list not found"));
1129       error = TRUE;
1130     }
1131   str++;
1132
1133   skip_whitespace (str);
1134
1135   if (expect_index)
1136     {
1137       if (skip_past_char (&str, '['))
1138         {
1139           expressionS exp;
1140
1141           my_get_expression (&exp, &str, GE_NO_PREFIX, 1);
1142           if (exp.X_op != O_constant)
1143             {
1144               set_first_syntax_error (_("constant expression required."));
1145               error = TRUE;
1146             }
1147           if (! skip_past_char (&str, ']'))
1148             error = TRUE;
1149           else
1150             typeinfo_first.index = exp.X_add_number;
1151         }
1152       else
1153         {
1154           set_first_syntax_error (_("expected index"));
1155           error = TRUE;
1156         }
1157     }
1158
1159   if (nb_regs > 4)
1160     {
1161       set_first_syntax_error (_("too many registers in vector register list"));
1162       error = TRUE;
1163     }
1164   else if (nb_regs == 0)
1165     {
1166       set_first_syntax_error (_("empty vector register list"));
1167       error = TRUE;
1168     }
1169
1170   *ccp = str;
1171   if (! error)
1172     *vectype = typeinfo_first;
1173
1174   return error ? PARSE_FAIL : (ret_val << 2) | (nb_regs - 1);
1175 }
1176
1177 /* Directives: register aliases.  */
1178
1179 static reg_entry *
1180 insert_reg_alias (char *str, int number, aarch64_reg_type type)
1181 {
1182   reg_entry *new;
1183   const char *name;
1184
1185   if ((new = hash_find (aarch64_reg_hsh, str)) != 0)
1186     {
1187       if (new->builtin)
1188         as_warn (_("ignoring attempt to redefine built-in register '%s'"),
1189                  str);
1190
1191       /* Only warn about a redefinition if it's not defined as the
1192          same register.  */
1193       else if (new->number != number || new->type != type)
1194         as_warn (_("ignoring redefinition of register alias '%s'"), str);
1195
1196       return NULL;
1197     }
1198
1199   name = xstrdup (str);
1200   new = xmalloc (sizeof (reg_entry));
1201
1202   new->name = name;
1203   new->number = number;
1204   new->type = type;
1205   new->builtin = FALSE;
1206
1207   if (hash_insert (aarch64_reg_hsh, name, (void *) new))
1208     abort ();
1209
1210   return new;
1211 }
1212
1213 /* Look for the .req directive.  This is of the form:
1214
1215         new_register_name .req existing_register_name
1216
1217    If we find one, or if it looks sufficiently like one that we want to
1218    handle any error here, return TRUE.  Otherwise return FALSE.  */
1219
1220 static bfd_boolean
1221 create_register_alias (char *newname, char *p)
1222 {
1223   const reg_entry *old;
1224   char *oldname, *nbuf;
1225   size_t nlen;
1226
1227   /* The input scrubber ensures that whitespace after the mnemonic is
1228      collapsed to single spaces.  */
1229   oldname = p;
1230   if (strncmp (oldname, " .req ", 6) != 0)
1231     return FALSE;
1232
1233   oldname += 6;
1234   if (*oldname == '\0')
1235     return FALSE;
1236
1237   old = hash_find (aarch64_reg_hsh, oldname);
1238   if (!old)
1239     {
1240       as_warn (_("unknown register '%s' -- .req ignored"), oldname);
1241       return TRUE;
1242     }
1243
1244   /* If TC_CASE_SENSITIVE is defined, then newname already points to
1245      the desired alias name, and p points to its end.  If not, then
1246      the desired alias name is in the global original_case_string.  */
1247 #ifdef TC_CASE_SENSITIVE
1248   nlen = p - newname;
1249 #else
1250   newname = original_case_string;
1251   nlen = strlen (newname);
1252 #endif
1253
1254   nbuf = alloca (nlen + 1);
1255   memcpy (nbuf, newname, nlen);
1256   nbuf[nlen] = '\0';
1257
1258   /* Create aliases under the new name as stated; an all-lowercase
1259      version of the new name; and an all-uppercase version of the new
1260      name.  */
1261   if (insert_reg_alias (nbuf, old->number, old->type) != NULL)
1262     {
1263       for (p = nbuf; *p; p++)
1264         *p = TOUPPER (*p);
1265
1266       if (strncmp (nbuf, newname, nlen))
1267         {
1268           /* If this attempt to create an additional alias fails, do not bother
1269              trying to create the all-lower case alias.  We will fail and issue
1270              a second, duplicate error message.  This situation arises when the
1271              programmer does something like:
1272              foo .req r0
1273              Foo .req r1
1274              The second .req creates the "Foo" alias but then fails to create
1275              the artificial FOO alias because it has already been created by the
1276              first .req.  */
1277           if (insert_reg_alias (nbuf, old->number, old->type) == NULL)
1278             return TRUE;
1279         }
1280
1281       for (p = nbuf; *p; p++)
1282         *p = TOLOWER (*p);
1283
1284       if (strncmp (nbuf, newname, nlen))
1285         insert_reg_alias (nbuf, old->number, old->type);
1286     }
1287
1288   return TRUE;
1289 }
1290
1291 /* Should never be called, as .req goes between the alias and the
1292    register name, not at the beginning of the line.  */
1293 static void
1294 s_req (int a ATTRIBUTE_UNUSED)
1295 {
1296   as_bad (_("invalid syntax for .req directive"));
1297 }
1298
1299 /* The .unreq directive deletes an alias which was previously defined
1300    by .req.  For example:
1301
1302        my_alias .req r11
1303        .unreq my_alias    */
1304
1305 static void
1306 s_unreq (int a ATTRIBUTE_UNUSED)
1307 {
1308   char *name;
1309   char saved_char;
1310
1311   name = input_line_pointer;
1312
1313   while (*input_line_pointer != 0
1314          && *input_line_pointer != ' ' && *input_line_pointer != '\n')
1315     ++input_line_pointer;
1316
1317   saved_char = *input_line_pointer;
1318   *input_line_pointer = 0;
1319
1320   if (!*name)
1321     as_bad (_("invalid syntax for .unreq directive"));
1322   else
1323     {
1324       reg_entry *reg = hash_find (aarch64_reg_hsh, name);
1325
1326       if (!reg)
1327         as_bad (_("unknown register alias '%s'"), name);
1328       else if (reg->builtin)
1329         as_warn (_("ignoring attempt to undefine built-in register '%s'"),
1330                  name);
1331       else
1332         {
1333           char *p;
1334           char *nbuf;
1335
1336           hash_delete (aarch64_reg_hsh, name, FALSE);
1337           free ((char *) reg->name);
1338           free (reg);
1339
1340           /* Also locate the all upper case and all lower case versions.
1341              Do not complain if we cannot find one or the other as it
1342              was probably deleted above.  */
1343
1344           nbuf = strdup (name);
1345           for (p = nbuf; *p; p++)
1346             *p = TOUPPER (*p);
1347           reg = hash_find (aarch64_reg_hsh, nbuf);
1348           if (reg)
1349             {
1350               hash_delete (aarch64_reg_hsh, nbuf, FALSE);
1351               free ((char *) reg->name);
1352               free (reg);
1353             }
1354
1355           for (p = nbuf; *p; p++)
1356             *p = TOLOWER (*p);
1357           reg = hash_find (aarch64_reg_hsh, nbuf);
1358           if (reg)
1359             {
1360               hash_delete (aarch64_reg_hsh, nbuf, FALSE);
1361               free ((char *) reg->name);
1362               free (reg);
1363             }
1364
1365           free (nbuf);
1366         }
1367     }
1368
1369   *input_line_pointer = saved_char;
1370   demand_empty_rest_of_line ();
1371 }
1372
1373 /* Directives: Instruction set selection.  */
1374
1375 #ifdef OBJ_ELF
1376 /* This code is to handle mapping symbols as defined in the ARM AArch64 ELF
1377    spec.  (See "Mapping symbols", section 4.5.4, ARM AAELF64 version 0.05).
1378    Note that previously, $a and $t has type STT_FUNC (BSF_OBJECT flag),
1379    and $d has type STT_OBJECT (BSF_OBJECT flag). Now all three are untyped.  */
1380
1381 /* Create a new mapping symbol for the transition to STATE.  */
1382
1383 static void
1384 make_mapping_symbol (enum mstate state, valueT value, fragS * frag)
1385 {
1386   symbolS *symbolP;
1387   const char *symname;
1388   int type;
1389
1390   switch (state)
1391     {
1392     case MAP_DATA:
1393       symname = "$d";
1394       type = BSF_NO_FLAGS;
1395       break;
1396     case MAP_INSN:
1397       symname = "$x";
1398       type = BSF_NO_FLAGS;
1399       break;
1400     default:
1401       abort ();
1402     }
1403
1404   symbolP = symbol_new (symname, now_seg, value, frag);
1405   symbol_get_bfdsym (symbolP)->flags |= type | BSF_LOCAL;
1406
1407   /* Save the mapping symbols for future reference.  Also check that
1408      we do not place two mapping symbols at the same offset within a
1409      frag.  We'll handle overlap between frags in
1410      check_mapping_symbols.
1411
1412      If .fill or other data filling directive generates zero sized data,
1413      the mapping symbol for the following code will have the same value
1414      as the one generated for the data filling directive.  In this case,
1415      we replace the old symbol with the new one at the same address.  */
1416   if (value == 0)
1417     {
1418       if (frag->tc_frag_data.first_map != NULL)
1419         {
1420           know (S_GET_VALUE (frag->tc_frag_data.first_map) == 0);
1421           symbol_remove (frag->tc_frag_data.first_map, &symbol_rootP,
1422                          &symbol_lastP);
1423         }
1424       frag->tc_frag_data.first_map = symbolP;
1425     }
1426   if (frag->tc_frag_data.last_map != NULL)
1427     {
1428       know (S_GET_VALUE (frag->tc_frag_data.last_map) <=
1429             S_GET_VALUE (symbolP));
1430       if (S_GET_VALUE (frag->tc_frag_data.last_map) == S_GET_VALUE (symbolP))
1431         symbol_remove (frag->tc_frag_data.last_map, &symbol_rootP,
1432                        &symbol_lastP);
1433     }
1434   frag->tc_frag_data.last_map = symbolP;
1435 }
1436
1437 /* We must sometimes convert a region marked as code to data during
1438    code alignment, if an odd number of bytes have to be padded.  The
1439    code mapping symbol is pushed to an aligned address.  */
1440
1441 static void
1442 insert_data_mapping_symbol (enum mstate state,
1443                             valueT value, fragS * frag, offsetT bytes)
1444 {
1445   /* If there was already a mapping symbol, remove it.  */
1446   if (frag->tc_frag_data.last_map != NULL
1447       && S_GET_VALUE (frag->tc_frag_data.last_map) ==
1448       frag->fr_address + value)
1449     {
1450       symbolS *symp = frag->tc_frag_data.last_map;
1451
1452       if (value == 0)
1453         {
1454           know (frag->tc_frag_data.first_map == symp);
1455           frag->tc_frag_data.first_map = NULL;
1456         }
1457       frag->tc_frag_data.last_map = NULL;
1458       symbol_remove (symp, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
1459     }
1460
1461   make_mapping_symbol (MAP_DATA, value, frag);
1462   make_mapping_symbol (state, value + bytes, frag);
1463 }
1464
1465 static void mapping_state_2 (enum mstate state, int max_chars);
1466
1467 /* Set the mapping state to STATE.  Only call this when about to
1468    emit some STATE bytes to the file.  */
1469
1470 void
1471 mapping_state (enum mstate state)
1472 {
1473   enum mstate mapstate = seg_info (now_seg)->tc_segment_info_data.mapstate;
1474
1475 #define TRANSITION(from, to) (mapstate == (from) && state == (to))
1476
1477   if (mapstate == state)
1478     /* The mapping symbol has already been emitted.
1479        There is nothing else to do.  */
1480     return;
1481   else if (TRANSITION (MAP_UNDEFINED, MAP_DATA))
1482     /* This case will be evaluated later in the next else.  */
1483     return;
1484   else if (TRANSITION (MAP_UNDEFINED, MAP_INSN))
1485     {
1486       /* Only add the symbol if the offset is > 0:
1487          if we're at the first frag, check it's size > 0;
1488          if we're not at the first frag, then for sure
1489          the offset is > 0.  */
1490       struct frag *const frag_first = seg_info (now_seg)->frchainP->frch_root;
1491       const int add_symbol = (frag_now != frag_first)
1492         || (frag_now_fix () > 0);
1493
1494       if (add_symbol)
1495         make_mapping_symbol (MAP_DATA, (valueT) 0, frag_first);
1496     }
1497
1498   mapping_state_2 (state, 0);
1499 #undef TRANSITION
1500 }
1501
1502 /* Same as mapping_state, but MAX_CHARS bytes have already been
1503    allocated.  Put the mapping symbol that far back.  */
1504
1505 static void
1506 mapping_state_2 (enum mstate state, int max_chars)
1507 {
1508   enum mstate mapstate = seg_info (now_seg)->tc_segment_info_data.mapstate;
1509
1510   if (!SEG_NORMAL (now_seg))
1511     return;
1512
1513   if (mapstate == state)
1514     /* The mapping symbol has already been emitted.
1515        There is nothing else to do.  */
1516     return;
1517
1518   seg_info (now_seg)->tc_segment_info_data.mapstate = state;
1519   make_mapping_symbol (state, (valueT) frag_now_fix () - max_chars, frag_now);
1520 }
1521 #else
1522 #define mapping_state(x)        /* nothing */
1523 #define mapping_state_2(x, y)   /* nothing */
1524 #endif
1525
1526 /* Directives: sectioning and alignment.  */
1527
1528 static void
1529 s_bss (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
1530 {
1531   /* We don't support putting frags in the BSS segment, we fake it by
1532      marking in_bss, then looking at s_skip for clues.  */
1533   subseg_set (bss_section, 0);
1534   demand_empty_rest_of_line ();
1535   mapping_state (MAP_DATA);
1536 }
1537
1538 static void
1539 s_even (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
1540 {
1541   /* Never make frag if expect extra pass.  */
1542   if (!need_pass_2)
1543     frag_align (1, 0, 0);
1544
1545   record_alignment (now_seg, 1);
1546
1547   demand_empty_rest_of_line ();
1548 }
1549
1550 /* Directives: Literal pools.  */
1551
1552 static literal_pool *
1553 find_literal_pool (int size)
1554 {
1555   literal_pool *pool;
1556
1557   for (pool = list_of_pools; pool != NULL; pool = pool->next)
1558     {
1559       if (pool->section == now_seg
1560           && pool->sub_section == now_subseg && pool->size == size)
1561         break;
1562     }
1563
1564   return pool;
1565 }
1566
1567 static literal_pool *
1568 find_or_make_literal_pool (int size)
1569 {
1570   /* Next literal pool ID number.  */
1571   static unsigned int latest_pool_num = 1;
1572   literal_pool *pool;
1573
1574   pool = find_literal_pool (size);
1575
1576   if (pool == NULL)
1577     {
1578       /* Create a new pool.  */
1579       pool = xmalloc (sizeof (*pool));
1580       if (!pool)
1581         return NULL;
1582
1583       /* Currently we always put the literal pool in the current text
1584          section.  If we were generating "small" model code where we
1585          knew that all code and initialised data was within 1MB then
1586          we could output literals to mergeable, read-only data
1587          sections. */
1588
1589       pool->next_free_entry = 0;
1590       pool->section = now_seg;
1591       pool->sub_section = now_subseg;
1592       pool->size = size;
1593       pool->next = list_of_pools;
1594       pool->symbol = NULL;
1595
1596       /* Add it to the list.  */
1597       list_of_pools = pool;
1598     }
1599
1600   /* New pools, and emptied pools, will have a NULL symbol.  */
1601   if (pool->symbol == NULL)
1602     {
1603       pool->symbol = symbol_create (FAKE_LABEL_NAME, undefined_section,
1604                                     (valueT) 0, &zero_address_frag);
1605       pool->id = latest_pool_num++;
1606     }
1607
1608   /* Done.  */
1609   return pool;
1610 }
1611
1612 /* Add the literal of size SIZE in *EXP to the relevant literal pool.
1613    Return TRUE on success, otherwise return FALSE.  */
1614 static bfd_boolean
1615 add_to_lit_pool (expressionS *exp, int size)
1616 {
1617   literal_pool *pool;
1618   unsigned int entry;
1619
1620   pool = find_or_make_literal_pool (size);
1621
1622   /* Check if this literal value is already in the pool.  */
1623   for (entry = 0; entry < pool->next_free_entry; entry++)
1624     {
1625       expressionS * litexp = & pool->literals[entry].exp;
1626
1627       if ((litexp->X_op == exp->X_op)
1628           && (exp->X_op == O_constant)
1629           && (litexp->X_add_number == exp->X_add_number)
1630           && (litexp->X_unsigned == exp->X_unsigned))
1631         break;
1632
1633       if ((litexp->X_op == exp->X_op)
1634           && (exp->X_op == O_symbol)
1635           && (litexp->X_add_number == exp->X_add_number)
1636           && (litexp->X_add_symbol == exp->X_add_symbol)
1637           && (litexp->X_op_symbol == exp->X_op_symbol))
1638         break;
1639     }
1640
1641   /* Do we need to create a new entry?  */
1642   if (entry == pool->next_free_entry)
1643     {
1644       if (entry >= MAX_LITERAL_POOL_SIZE)
1645         {
1646           set_syntax_error (_("literal pool overflow"));
1647           return FALSE;
1648         }
1649
1650       pool->literals[entry].exp = *exp;
1651       pool->next_free_entry += 1;
1652       if (exp->X_op == O_big)
1653         {
1654           /* PR 16688: Bignums are held in a single global array.  We must
1655              copy and preserve that value now, before it is overwritten.  */
1656           pool->literals[entry].bignum = xmalloc (CHARS_PER_LITTLENUM * exp->X_add_number);
1657           memcpy (pool->literals[entry].bignum, generic_bignum,
1658                   CHARS_PER_LITTLENUM * exp->X_add_number);
1659         }
1660       else
1661         pool->literals[entry].bignum = NULL;
1662     }
1663
1664   exp->X_op = O_symbol;
1665   exp->X_add_number = ((int) entry) * size;
1666   exp->X_add_symbol = pool->symbol;
1667
1668   return TRUE;
1669 }
1670
1671 /* Can't use symbol_new here, so have to create a symbol and then at
1672    a later date assign it a value. Thats what these functions do.  */
1673
1674 static void
1675 symbol_locate (symbolS * symbolP,
1676                const char *name,/* It is copied, the caller can modify.  */
1677                segT segment,    /* Segment identifier (SEG_<something>).  */
1678                valueT valu,     /* Symbol value.  */
1679                fragS * frag)    /* Associated fragment.  */
1680 {
1681   size_t name_length;
1682   char *preserved_copy_of_name;
1683
1684   name_length = strlen (name) + 1;      /* +1 for \0.  */
1685   obstack_grow (&notes, name, name_length);
1686   preserved_copy_of_name = obstack_finish (&notes);
1687
1688 #ifdef tc_canonicalize_symbol_name
1689   preserved_copy_of_name =
1690     tc_canonicalize_symbol_name (preserved_copy_of_name);
1691 #endif
1692
1693   S_SET_NAME (symbolP, preserved_copy_of_name);
1694
1695   S_SET_SEGMENT (symbolP, segment);
1696   S_SET_VALUE (symbolP, valu);
1697   symbol_clear_list_pointers (symbolP);
1698
1699   symbol_set_frag (symbolP, frag);
1700
1701   /* Link to end of symbol chain.  */
1702   {
1703     extern int symbol_table_frozen;
1704
1705     if (symbol_table_frozen)
1706       abort ();
1707   }
1708
1709   symbol_append (symbolP, symbol_lastP, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
1710
1711   obj_symbol_new_hook (symbolP);
1712
1713 #ifdef tc_symbol_new_hook
1714   tc_symbol_new_hook (symbolP);
1715 #endif
1716
1717 #ifdef DEBUG_SYMS
1718   verify_symbol_chain (symbol_rootP, symbol_lastP);
1719 #endif /* DEBUG_SYMS  */
1720 }
1721
1722
1723 static void
1724 s_ltorg (int ignored ATTRIBUTE_UNUSED)
1725 {
1726   unsigned int entry;
1727   literal_pool *pool;
1728   char sym_name[20];
1729   int align;
1730
1731   for (align = 2; align <= 4; align++)
1732     {
1733       int size = 1 << align;
1734
1735       pool = find_literal_pool (size);
1736       if (pool == NULL || pool->symbol == NULL || pool->next_free_entry == 0)
1737         continue;
1738
1739       mapping_state (MAP_DATA);
1740
1741       /* Align pool as you have word accesses.
1742          Only make a frag if we have to.  */
1743       if (!need_pass_2)
1744         frag_align (align, 0, 0);
1745
1746       record_alignment (now_seg, align);
1747
1748       sprintf (sym_name, "$$lit_\002%x", pool->id);
1749
1750       symbol_locate (pool->symbol, sym_name, now_seg,
1751                      (valueT) frag_now_fix (), frag_now);
1752       symbol_table_insert (pool->symbol);
1753
1754       for (entry = 0; entry < pool->next_free_entry; entry++)
1755         {
1756           expressionS * exp = & pool->literals[entry].exp;
1757
1758           if (exp->X_op == O_big)
1759             {
1760               /* PR 16688: Restore the global bignum value.  */
1761               gas_assert (pool->literals[entry].bignum != NULL);
1762               memcpy (generic_bignum, pool->literals[entry].bignum,
1763                       CHARS_PER_LITTLENUM * exp->X_add_number);
1764             }
1765
1766           /* First output the expression in the instruction to the pool.  */
1767           emit_expr (exp, size);        /* .word|.xword  */
1768
1769           if (exp->X_op == O_big)
1770             {
1771               free (pool->literals[entry].bignum);
1772               pool->literals[entry].bignum = NULL;
1773             }
1774         }
1775
1776       /* Mark the pool as empty.  */
1777       pool->next_free_entry = 0;
1778       pool->symbol = NULL;
1779     }
1780 }
1781
1782 #ifdef OBJ_ELF
1783 /* Forward declarations for functions below, in the MD interface
1784    section.  */
1785 static fixS *fix_new_aarch64 (fragS *, int, short, expressionS *, int, int);
1786 static struct reloc_table_entry * find_reloc_table_entry (char **);
1787
1788 /* Directives: Data.  */
1789 /* N.B. the support for relocation suffix in this directive needs to be
1790    implemented properly.  */
1791
1792 static void
1793 s_aarch64_elf_cons (int nbytes)
1794 {
1795   expressionS exp;
1796
1797 #ifdef md_flush_pending_output
1798   md_flush_pending_output ();
1799 #endif
1800
1801   if (is_it_end_of_statement ())
1802     {
1803       demand_empty_rest_of_line ();
1804       return;
1805     }
1806
1807 #ifdef md_cons_align
1808   md_cons_align (nbytes);
1809 #endif
1810
1811   mapping_state (MAP_DATA);
1812   do
1813     {
1814       struct reloc_table_entry *reloc;
1815
1816       expression (&exp);
1817
1818       if (exp.X_op != O_symbol)
1819         emit_expr (&exp, (unsigned int) nbytes);
1820       else
1821         {
1822           skip_past_char (&input_line_pointer, '#');
1823           if (skip_past_char (&input_line_pointer, ':'))
1824             {
1825               reloc = find_reloc_table_entry (&input_line_pointer);
1826               if (reloc == NULL)
1827                 as_bad (_("unrecognized relocation suffix"));
1828               else
1829                 as_bad (_("unimplemented relocation suffix"));
1830               ignore_rest_of_line ();
1831               return;
1832             }
1833           else
1834             emit_expr (&exp, (unsigned int) nbytes);
1835         }
1836     }
1837   while (*input_line_pointer++ == ',');
1838
1839   /* Put terminator back into stream.  */
1840   input_line_pointer--;
1841   demand_empty_rest_of_line ();
1842 }
1843
1844 #endif /* OBJ_ELF */
1845
1846 /* Output a 32-bit word, but mark as an instruction.  */
1847
1848 static void
1849 s_aarch64_inst (int ignored ATTRIBUTE_UNUSED)
1850 {
1851   expressionS exp;
1852
1853 #ifdef md_flush_pending_output
1854   md_flush_pending_output ();
1855 #endif
1856
1857   if (is_it_end_of_statement ())
1858     {
1859       demand_empty_rest_of_line ();
1860       return;
1861     }
1862
1863   if (!need_pass_2)
1864     frag_align_code (2, 0);
1865 #ifdef OBJ_ELF
1866   mapping_state (MAP_INSN);
1867 #endif
1868
1869   do
1870     {
1871       expression (&exp);
1872       if (exp.X_op != O_constant)
1873         {
1874           as_bad (_("constant expression required"));
1875           ignore_rest_of_line ();
1876           return;
1877         }
1878
1879       if (target_big_endian)
1880         {
1881           unsigned int val = exp.X_add_number;
1882           exp.X_add_number = SWAP_32 (val);
1883         }
1884       emit_expr (&exp, 4);
1885     }
1886   while (*input_line_pointer++ == ',');
1887
1888   /* Put terminator back into stream.  */
1889   input_line_pointer--;
1890   demand_empty_rest_of_line ();
1891 }
1892
1893 #ifdef OBJ_ELF
1894 /* Emit BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_CALL on the next BLR instruction.  */
1895
1896 static void
1897 s_tlsdesccall (int ignored ATTRIBUTE_UNUSED)
1898 {
1899   expressionS exp;
1900
1901   /* Since we're just labelling the code, there's no need to define a
1902      mapping symbol.  */
1903   expression (&exp);
1904   /* Make sure there is enough room in this frag for the following
1905      blr.  This trick only works if the blr follows immediately after
1906      the .tlsdesc directive.  */
1907   frag_grow (4);
1908   fix_new_aarch64 (frag_now, frag_more (0) - frag_now->fr_literal, 4, &exp, 0,
1909                    BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_CALL);
1910
1911   demand_empty_rest_of_line ();
1912 }
1913 #endif  /* OBJ_ELF */
1914
1915 static void s_aarch64_arch (int);
1916 static void s_aarch64_cpu (int);
1917 static void s_aarch64_arch_extension (int);
1918
1919 /* This table describes all the machine specific pseudo-ops the assembler
1920    has to support.  The fields are:
1921      pseudo-op name without dot
1922      function to call to execute this pseudo-op
1923      Integer arg to pass to the function.  */
1924
1925 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] = {
1926   /* Never called because '.req' does not start a line.  */
1927   {"req", s_req, 0},
1928   {"unreq", s_unreq, 0},
1929   {"bss", s_bss, 0},
1930   {"even", s_even, 0},
1931   {"ltorg", s_ltorg, 0},
1932   {"pool", s_ltorg, 0},
1933   {"cpu", s_aarch64_cpu, 0},
1934   {"arch", s_aarch64_arch, 0},
1935   {"arch_extension", s_aarch64_arch_extension, 0},
1936   {"inst", s_aarch64_inst, 0},
1937 #ifdef OBJ_ELF
1938   {"tlsdesccall", s_tlsdesccall, 0},
1939   {"word", s_aarch64_elf_cons, 4},
1940   {"long", s_aarch64_elf_cons, 4},
1941   {"xword", s_aarch64_elf_cons, 8},
1942   {"dword", s_aarch64_elf_cons, 8},
1943 #endif
1944   {0, 0, 0}
1945 };
1946 \f
1947
1948 /* Check whether STR points to a register name followed by a comma or the
1949    end of line; REG_TYPE indicates which register types are checked
1950    against.  Return TRUE if STR is such a register name; otherwise return
1951    FALSE.  The function does not intend to produce any diagnostics, but since
1952    the register parser aarch64_reg_parse, which is called by this function,
1953    does produce diagnostics, we call clear_error to clear any diagnostics
1954    that may be generated by aarch64_reg_parse.
1955    Also, the function returns FALSE directly if there is any user error
1956    present at the function entry.  This prevents the existing diagnostics
1957    state from being spoiled.
1958    The function currently serves parse_constant_immediate and
1959    parse_big_immediate only.  */
1960 static bfd_boolean
1961 reg_name_p (char *str, aarch64_reg_type reg_type)
1962 {
1963   int reg;
1964
1965   /* Prevent the diagnostics state from being spoiled.  */
1966   if (error_p ())
1967     return FALSE;
1968
1969   reg = aarch64_reg_parse (&str, reg_type, NULL, NULL);
1970
1971   /* Clear the parsing error that may be set by the reg parser.  */
1972   clear_error ();
1973
1974   if (reg == PARSE_FAIL)
1975     return FALSE;
1976
1977   skip_whitespace (str);
1978   if (*str == ',' || is_end_of_line[(unsigned int) *str])
1979     return TRUE;
1980
1981   return FALSE;
1982 }
1983
1984 /* Parser functions used exclusively in instruction operands.  */
1985
1986 /* Parse an immediate expression which may not be constant.
1987
1988    To prevent the expression parser from pushing a register name
1989    into the symbol table as an undefined symbol, firstly a check is
1990    done to find out whether STR is a valid register name followed
1991    by a comma or the end of line.  Return FALSE if STR is such a
1992    string.  */
1993
1994 static bfd_boolean
1995 parse_immediate_expression (char **str, expressionS *exp)
1996 {
1997   if (reg_name_p (*str, REG_TYPE_R_Z_BHSDQ_V))
1998     {
1999       set_recoverable_error (_("immediate operand required"));
2000       return FALSE;
2001     }
2002
2003   my_get_expression (exp, str, GE_OPT_PREFIX, 1);
2004
2005   if (exp->X_op == O_absent)
2006     {
2007       set_fatal_syntax_error (_("missing immediate expression"));
2008       return FALSE;
2009     }
2010
2011   return TRUE;
2012 }
2013
2014 /* Constant immediate-value read function for use in insn parsing.
2015    STR points to the beginning of the immediate (with the optional
2016    leading #); *VAL receives the value.
2017
2018    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
2019
2020 static bfd_boolean
2021 parse_constant_immediate (char **str, int64_t * val)
2022 {
2023   expressionS exp;
2024
2025   if (! parse_immediate_expression (str, &exp))
2026     return FALSE;
2027
2028   if (exp.X_op != O_constant)
2029     {
2030       set_syntax_error (_("constant expression required"));
2031       return FALSE;
2032     }
2033
2034   *val = exp.X_add_number;
2035   return TRUE;
2036 }
2037
2038 static uint32_t
2039 encode_imm_float_bits (uint32_t imm)
2040 {
2041   return ((imm >> 19) & 0x7f)   /* b[25:19] -> b[6:0] */
2042     | ((imm >> (31 - 7)) & 0x80);       /* b[31]    -> b[7]   */
2043 }
2044
2045 /* Return TRUE if the single-precision floating-point value encoded in IMM
2046    can be expressed in the AArch64 8-bit signed floating-point format with
2047    3-bit exponent and normalized 4 bits of precision; in other words, the
2048    floating-point value must be expressable as
2049      (+/-) n / 16 * power (2, r)
2050    where n and r are integers such that 16 <= n <=31 and -3 <= r <= 4.  */
2051
2052 static bfd_boolean
2053 aarch64_imm_float_p (uint32_t imm)
2054 {
2055   /* If a single-precision floating-point value has the following bit
2056      pattern, it can be expressed in the AArch64 8-bit floating-point
2057      format:
2058
2059      3 32222222 2221111111111
2060      1 09876543 21098765432109876543210
2061      n Eeeeeexx xxxx0000000000000000000
2062
2063      where n, e and each x are either 0 or 1 independently, with
2064      E == ~ e.  */
2065
2066   uint32_t pattern;
2067
2068   /* Prepare the pattern for 'Eeeeee'.  */
2069   if (((imm >> 30) & 0x1) == 0)
2070     pattern = 0x3e000000;
2071   else
2072     pattern = 0x40000000;
2073
2074   return (imm & 0x7ffff) == 0           /* lower 19 bits are 0.  */
2075     && ((imm & 0x7e000000) == pattern); /* bits 25 - 29 == ~ bit 30.  */
2076 }
2077
2078 /* Like aarch64_imm_float_p but for a double-precision floating-point value.
2079
2080    Return TRUE if the value encoded in IMM can be expressed in the AArch64
2081    8-bit signed floating-point format with 3-bit exponent and normalized 4
2082    bits of precision (i.e. can be used in an FMOV instruction); return the
2083    equivalent single-precision encoding in *FPWORD.
2084
2085    Otherwise return FALSE.  */
2086
2087 static bfd_boolean
2088 aarch64_double_precision_fmovable (uint64_t imm, uint32_t *fpword)
2089 {
2090   /* If a double-precision floating-point value has the following bit
2091      pattern, it can be expressed in the AArch64 8-bit floating-point
2092      format:
2093
2094      6 66655555555 554444444...21111111111
2095      3 21098765432 109876543...098765432109876543210
2096      n Eeeeeeeeexx xxxx00000...000000000000000000000
2097
2098      where n, e and each x are either 0 or 1 independently, with
2099      E == ~ e.  */
2100
2101   uint32_t pattern;
2102   uint32_t high32 = imm >> 32;
2103
2104   /* Lower 32 bits need to be 0s.  */
2105   if ((imm & 0xffffffff) != 0)
2106     return FALSE;
2107
2108   /* Prepare the pattern for 'Eeeeeeeee'.  */
2109   if (((high32 >> 30) & 0x1) == 0)
2110     pattern = 0x3fc00000;
2111   else
2112     pattern = 0x40000000;
2113
2114   if ((high32 & 0xffff) == 0                    /* bits 32 - 47 are 0.  */
2115       && (high32 & 0x7fc00000) == pattern)      /* bits 54 - 61 == ~ bit 62.  */
2116     {
2117       /* Convert to the single-precision encoding.
2118          i.e. convert
2119            n Eeeeeeeeexx xxxx00000...000000000000000000000
2120          to
2121            n Eeeeeexx xxxx0000000000000000000.  */
2122       *fpword = ((high32 & 0xfe000000)                  /* nEeeeee.  */
2123                  | (((high32 >> 16) & 0x3f) << 19));    /* xxxxxx.  */
2124       return TRUE;
2125     }
2126   else
2127     return FALSE;
2128 }
2129
2130 /* Parse a floating-point immediate.  Return TRUE on success and return the
2131    value in *IMMED in the format of IEEE754 single-precision encoding.
2132    *CCP points to the start of the string; DP_P is TRUE when the immediate
2133    is expected to be in double-precision (N.B. this only matters when
2134    hexadecimal representation is involved).
2135
2136    N.B. 0.0 is accepted by this function.  */
2137
2138 static bfd_boolean
2139 parse_aarch64_imm_float (char **ccp, int *immed, bfd_boolean dp_p)
2140 {
2141   char *str = *ccp;
2142   char *fpnum;
2143   LITTLENUM_TYPE words[MAX_LITTLENUMS];
2144   int found_fpchar = 0;
2145   int64_t val = 0;
2146   unsigned fpword = 0;
2147   bfd_boolean hex_p = FALSE;
2148
2149   skip_past_char (&str, '#');
2150
2151   fpnum = str;
2152   skip_whitespace (fpnum);
2153
2154   if (strncmp (fpnum, "0x", 2) == 0)
2155     {
2156       /* Support the hexadecimal representation of the IEEE754 encoding.
2157          Double-precision is expected when DP_P is TRUE, otherwise the
2158          representation should be in single-precision.  */
2159       if (! parse_constant_immediate (&str, &val))
2160         goto invalid_fp;
2161
2162       if (dp_p)
2163         {
2164           if (! aarch64_double_precision_fmovable (val, &fpword))
2165             goto invalid_fp;
2166         }
2167       else if ((uint64_t) val > 0xffffffff)
2168         goto invalid_fp;
2169       else
2170         fpword = val;
2171
2172       hex_p = TRUE;
2173     }
2174   else
2175     {
2176       /* We must not accidentally parse an integer as a floating-point number.
2177          Make sure that the value we parse is not an integer by checking for
2178          special characters '.' or 'e'.  */
2179       for (; *fpnum != '\0' && *fpnum != ' ' && *fpnum != '\n'; fpnum++)
2180         if (*fpnum == '.' || *fpnum == 'e' || *fpnum == 'E')
2181           {
2182             found_fpchar = 1;
2183             break;
2184           }
2185
2186       if (!found_fpchar)
2187         return FALSE;
2188     }
2189
2190   if (! hex_p)
2191     {
2192       int i;
2193
2194       if ((str = atof_ieee (str, 's', words)) == NULL)
2195         goto invalid_fp;
2196
2197       /* Our FP word must be 32 bits (single-precision FP).  */
2198       for (i = 0; i < 32 / LITTLENUM_NUMBER_OF_BITS; i++)
2199         {
2200           fpword <<= LITTLENUM_NUMBER_OF_BITS;
2201           fpword |= words[i];
2202         }
2203     }
2204
2205   if (aarch64_imm_float_p (fpword) || (fpword & 0x7fffffff) == 0)
2206     {
2207       *immed = fpword;
2208       *ccp = str;
2209       return TRUE;
2210     }
2211
2212 invalid_fp:
2213   set_fatal_syntax_error (_("invalid floating-point constant"));
2214   return FALSE;
2215 }
2216
2217 /* Less-generic immediate-value read function with the possibility of loading
2218    a big (64-bit) immediate, as required by AdvSIMD Modified immediate
2219    instructions.
2220
2221    To prevent the expression parser from pushing a register name into the
2222    symbol table as an undefined symbol, a check is firstly done to find
2223    out whether STR is a valid register name followed by a comma or the end
2224    of line.  Return FALSE if STR is such a register.  */
2225
2226 static bfd_boolean
2227 parse_big_immediate (char **str, int64_t *imm)
2228 {
2229   char *ptr = *str;
2230
2231   if (reg_name_p (ptr, REG_TYPE_R_Z_BHSDQ_V))
2232     {
2233       set_syntax_error (_("immediate operand required"));
2234       return FALSE;
2235     }
2236
2237   my_get_expression (&inst.reloc.exp, &ptr, GE_OPT_PREFIX, 1);
2238
2239   if (inst.reloc.exp.X_op == O_constant)
2240     *imm = inst.reloc.exp.X_add_number;
2241
2242   *str = ptr;
2243
2244   return TRUE;
2245 }
2246
2247 /* Set operand IDX of the *INSTR that needs a GAS internal fixup.
2248    if NEED_LIBOPCODES is non-zero, the fixup will need
2249    assistance from the libopcodes.   */
2250
2251 static inline void
2252 aarch64_set_gas_internal_fixup (struct reloc *reloc,
2253                                 const aarch64_opnd_info *operand,
2254                                 int need_libopcodes_p)
2255 {
2256   reloc->type = BFD_RELOC_AARCH64_GAS_INTERNAL_FIXUP;
2257   reloc->opnd = operand->type;
2258   if (need_libopcodes_p)
2259     reloc->need_libopcodes_p = 1;
2260 };
2261
2262 /* Return TRUE if the instruction needs to be fixed up later internally by
2263    the GAS; otherwise return FALSE.  */
2264
2265 static inline bfd_boolean
2266 aarch64_gas_internal_fixup_p (void)
2267 {
2268   return inst.reloc.type == BFD_RELOC_AARCH64_GAS_INTERNAL_FIXUP;
2269 }
2270
2271 /* Assign the immediate value to the relavant field in *OPERAND if
2272    RELOC->EXP is a constant expression; otherwise, flag that *OPERAND
2273    needs an internal fixup in a later stage.
2274    ADDR_OFF_P determines whether it is the field ADDR.OFFSET.IMM or
2275    IMM.VALUE that may get assigned with the constant.  */
2276 static inline void
2277 assign_imm_if_const_or_fixup_later (struct reloc *reloc,
2278                                     aarch64_opnd_info *operand,
2279                                     int addr_off_p,
2280                                     int need_libopcodes_p,
2281                                     int skip_p)
2282 {
2283   if (reloc->exp.X_op == O_constant)
2284     {
2285       if (addr_off_p)
2286         operand->addr.offset.imm = reloc->exp.X_add_number;
2287       else
2288         operand->imm.value = reloc->exp.X_add_number;
2289       reloc->type = BFD_RELOC_UNUSED;
2290     }
2291   else
2292     {
2293       aarch64_set_gas_internal_fixup (reloc, operand, need_libopcodes_p);
2294       /* Tell libopcodes to ignore this operand or not.  This is helpful
2295          when one of the operands needs to be fixed up later but we need
2296          libopcodes to check the other operands.  */
2297       operand->skip = skip_p;
2298     }
2299 }
2300
2301 /* Relocation modifiers.  Each entry in the table contains the textual
2302    name for the relocation which may be placed before a symbol used as
2303    a load/store offset, or add immediate. It must be surrounded by a
2304    leading and trailing colon, for example:
2305
2306         ldr     x0, [x1, #:rello:varsym]
2307         add     x0, x1, #:rello:varsym  */
2308
2309 struct reloc_table_entry
2310 {
2311   const char *name;
2312   int pc_rel;
2313   bfd_reloc_code_real_type adr_type;
2314   bfd_reloc_code_real_type adrp_type;
2315   bfd_reloc_code_real_type movw_type;
2316   bfd_reloc_code_real_type add_type;
2317   bfd_reloc_code_real_type ldst_type;
2318   bfd_reloc_code_real_type ld_literal_type;
2319 };
2320
2321 static struct reloc_table_entry reloc_table[] = {
2322   /* Low 12 bits of absolute address: ADD/i and LDR/STR */
2323   {"lo12", 0,
2324    0,                           /* adr_type */
2325    0,
2326    0,
2327    BFD_RELOC_AARCH64_ADD_LO12,
2328    BFD_RELOC_AARCH64_LDST_LO12,
2329    0},
2330
2331   /* Higher 21 bits of pc-relative page offset: ADRP */
2332   {"pg_hi21", 1,
2333    0,                           /* adr_type */
2334    BFD_RELOC_AARCH64_ADR_HI21_PCREL,
2335    0,
2336    0,
2337    0,
2338    0},
2339
2340   /* Higher 21 bits of pc-relative page offset: ADRP, no check */
2341   {"pg_hi21_nc", 1,
2342    0,                           /* adr_type */
2343    BFD_RELOC_AARCH64_ADR_HI21_NC_PCREL,
2344    0,
2345    0,
2346    0,
2347    0},
2348
2349   /* Most significant bits 0-15 of unsigned address/value: MOVZ */
2350   {"abs_g0", 0,
2351    0,                           /* adr_type */
2352    0,
2353    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0,
2354    0,
2355    0,
2356    0},
2357
2358   /* Most significant bits 0-15 of signed address/value: MOVN/Z */
2359   {"abs_g0_s", 0,
2360    0,                           /* adr_type */
2361    0,
2362    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0_S,
2363    0,
2364    0,
2365    0},
2366
2367   /* Less significant bits 0-15 of address/value: MOVK, no check */
2368   {"abs_g0_nc", 0,
2369    0,                           /* adr_type */
2370    0,
2371    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0_NC,
2372    0,
2373    0,
2374    0},
2375
2376   /* Most significant bits 16-31 of unsigned address/value: MOVZ */
2377   {"abs_g1", 0,
2378    0,                           /* adr_type */
2379    0,
2380    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1,
2381    0,
2382    0,
2383    0},
2384
2385   /* Most significant bits 16-31 of signed address/value: MOVN/Z */
2386   {"abs_g1_s", 0,
2387    0,                           /* adr_type */
2388    0,
2389    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1_S,
2390    0,
2391    0,
2392    0},
2393
2394   /* Less significant bits 16-31 of address/value: MOVK, no check */
2395   {"abs_g1_nc", 0,
2396    0,                           /* adr_type */
2397    0,
2398    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1_NC,
2399    0,
2400    0,
2401    0},
2402
2403   /* Most significant bits 32-47 of unsigned address/value: MOVZ */
2404   {"abs_g2", 0,
2405    0,                           /* adr_type */
2406    0,
2407    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2,
2408    0,
2409    0,
2410    0},
2411
2412   /* Most significant bits 32-47 of signed address/value: MOVN/Z */
2413   {"abs_g2_s", 0,
2414    0,                           /* adr_type */
2415    0,
2416    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2_S,
2417    0,
2418    0,
2419    0},
2420
2421   /* Less significant bits 32-47 of address/value: MOVK, no check */
2422   {"abs_g2_nc", 0,
2423    0,                           /* adr_type */
2424    0,
2425    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2_NC,
2426    0,
2427    0,
2428    0},
2429
2430   /* Most significant bits 48-63 of signed/unsigned address/value: MOVZ */
2431   {"abs_g3", 0,
2432    0,                           /* adr_type */
2433    0,
2434    BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G3,
2435    0,
2436    0,
2437    0},
2438
2439   /* Get to the page containing GOT entry for a symbol.  */
2440   {"got", 1,
2441    0,                           /* adr_type */
2442    BFD_RELOC_AARCH64_ADR_GOT_PAGE,
2443    0,
2444    0,
2445    0,
2446    BFD_RELOC_AARCH64_GOT_LD_PREL19},
2447
2448   /* 12 bit offset into the page containing GOT entry for that symbol.  */
2449   {"got_lo12", 0,
2450    0,                           /* adr_type */
2451    0,
2452    0,
2453    0,
2454    BFD_RELOC_AARCH64_LD_GOT_LO12_NC,
2455    0},
2456
2457   /* Get to the page containing GOT TLS entry for a symbol */
2458   {"tlsgd", 0,
2459    0,                           /* adr_type */
2460    BFD_RELOC_AARCH64_TLSGD_ADR_PAGE21,
2461    0,
2462    0,
2463    0,
2464    0},
2465
2466   /* 12 bit offset into the page containing GOT TLS entry for a symbol */
2467   {"tlsgd_lo12", 0,
2468    0,                           /* adr_type */
2469    0,
2470    0,
2471    BFD_RELOC_AARCH64_TLSGD_ADD_LO12_NC,
2472    0,
2473    0},
2474
2475   /* Get to the page containing GOT TLS entry for a symbol */
2476   {"tlsdesc", 0,
2477    0,                           /* adr_type */
2478    BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_ADR_PAGE21,
2479    0,
2480    0,
2481    0,
2482    0},
2483
2484   /* 12 bit offset into the page containing GOT TLS entry for a symbol */
2485   {"tlsdesc_lo12", 0,
2486    0,                           /* adr_type */
2487    0,
2488    0,
2489    BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_ADD_LO12_NC,
2490    BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD_LO12_NC,
2491    0},
2492
2493   /* Get to the page containing GOT TLS entry for a symbol */
2494   {"gottprel", 0,
2495    0,                           /* adr_type */
2496    BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_ADR_GOTTPREL_PAGE21,
2497    0,
2498    0,
2499    0,
2500    BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD_GOTTPREL_PREL19},
2501
2502   /* 12 bit offset into the page containing GOT TLS entry for a symbol */
2503   {"gottprel_lo12", 0,
2504    0,                           /* adr_type */
2505    0,
2506    0,
2507    0,
2508    BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD_GOTTPREL_LO12_NC,
2509    0},
2510
2511   /* Get tp offset for a symbol.  */
2512   {"tprel", 0,
2513    0,                           /* adr_type */
2514    0,
2515    0,
2516    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_LO12,
2517    0,
2518    0},
2519
2520   /* Get tp offset for a symbol.  */
2521   {"tprel_lo12", 0,
2522    0,                           /* adr_type */
2523    0,
2524    0,
2525    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_LO12,
2526    0,
2527    0},
2528
2529   /* Get tp offset for a symbol.  */
2530   {"tprel_hi12", 0,
2531    0,                           /* adr_type */
2532    0,
2533    0,
2534    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_HI12,
2535    0,
2536    0},
2537
2538   /* Get tp offset for a symbol.  */
2539   {"tprel_lo12_nc", 0,
2540    0,                           /* adr_type */
2541    0,
2542    0,
2543    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_LO12_NC,
2544    0,
2545    0},
2546
2547   /* Most significant bits 32-47 of address/value: MOVZ.  */
2548   {"tprel_g2", 0,
2549    0,                           /* adr_type */
2550    0,
2551    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G2,
2552    0,
2553    0,
2554    0},
2555
2556   /* Most significant bits 16-31 of address/value: MOVZ.  */
2557   {"tprel_g1", 0,
2558    0,                           /* adr_type */
2559    0,
2560    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1,
2561    0,
2562    0,
2563    0},
2564
2565   /* Most significant bits 16-31 of address/value: MOVZ, no check.  */
2566   {"tprel_g1_nc", 0,
2567    0,                           /* adr_type */
2568    0,
2569    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1_NC,
2570    0,
2571    0,
2572    0},
2573
2574   /* Most significant bits 0-15 of address/value: MOVZ.  */
2575   {"tprel_g0", 0,
2576    0,                           /* adr_type */
2577    0,
2578    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0,
2579    0,
2580    0,
2581    0},
2582
2583   /* Most significant bits 0-15 of address/value: MOVZ, no check.  */
2584   {"tprel_g0_nc", 0,
2585    0,                           /* adr_type */
2586    0,
2587    BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0_NC,
2588    0,
2589    0,
2590    0},
2591 };
2592
2593 /* Given the address of a pointer pointing to the textual name of a
2594    relocation as may appear in assembler source, attempt to find its
2595    details in reloc_table.  The pointer will be updated to the character
2596    after the trailing colon.  On failure, NULL will be returned;
2597    otherwise return the reloc_table_entry.  */
2598
2599 static struct reloc_table_entry *
2600 find_reloc_table_entry (char **str)
2601 {
2602   unsigned int i;
2603   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (reloc_table); i++)
2604     {
2605       int length = strlen (reloc_table[i].name);
2606
2607       if (strncasecmp (reloc_table[i].name, *str, length) == 0
2608           && (*str)[length] == ':')
2609         {
2610           *str += (length + 1);
2611           return &reloc_table[i];
2612         }
2613     }
2614
2615   return NULL;
2616 }
2617
2618 /* Mode argument to parse_shift and parser_shifter_operand.  */
2619 enum parse_shift_mode
2620 {
2621   SHIFTED_ARITH_IMM,            /* "rn{,lsl|lsr|asl|asr|uxt|sxt #n}" or
2622                                    "#imm{,lsl #n}"  */
2623   SHIFTED_LOGIC_IMM,            /* "rn{,lsl|lsr|asl|asr|ror #n}" or
2624                                    "#imm"  */
2625   SHIFTED_LSL,                  /* bare "lsl #n"  */
2626   SHIFTED_LSL_MSL,              /* "lsl|msl #n"  */
2627   SHIFTED_REG_OFFSET            /* [su]xtw|sxtx {#n} or lsl #n  */
2628 };
2629
2630 /* Parse a <shift> operator on an AArch64 data processing instruction.
2631    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
2632 static bfd_boolean
2633 parse_shift (char **str, aarch64_opnd_info *operand, enum parse_shift_mode mode)
2634 {
2635   const struct aarch64_name_value_pair *shift_op;
2636   enum aarch64_modifier_kind kind;
2637   expressionS exp;
2638   int exp_has_prefix;
2639   char *s = *str;
2640   char *p = s;
2641
2642   for (p = *str; ISALPHA (*p); p++)
2643     ;
2644
2645   if (p == *str)
2646     {
2647       set_syntax_error (_("shift expression expected"));
2648       return FALSE;
2649     }
2650
2651   shift_op = hash_find_n (aarch64_shift_hsh, *str, p - *str);
2652
2653   if (shift_op == NULL)
2654     {
2655       set_syntax_error (_("shift operator expected"));
2656       return FALSE;
2657     }
2658
2659   kind = aarch64_get_operand_modifier (shift_op);
2660
2661   if (kind == AARCH64_MOD_MSL && mode != SHIFTED_LSL_MSL)
2662     {
2663       set_syntax_error (_("invalid use of 'MSL'"));
2664       return FALSE;
2665     }
2666
2667   switch (mode)
2668     {
2669     case SHIFTED_LOGIC_IMM:
2670       if (aarch64_extend_operator_p (kind) == TRUE)
2671         {
2672           set_syntax_error (_("extending shift is not permitted"));
2673           return FALSE;
2674         }
2675       break;
2676
2677     case SHIFTED_ARITH_IMM:
2678       if (kind == AARCH64_MOD_ROR)
2679         {
2680           set_syntax_error (_("'ROR' shift is not permitted"));
2681           return FALSE;
2682         }
2683       break;
2684
2685     case SHIFTED_LSL:
2686       if (kind != AARCH64_MOD_LSL)
2687         {
2688           set_syntax_error (_("only 'LSL' shift is permitted"));
2689           return FALSE;
2690         }
2691       break;
2692
2693     case SHIFTED_REG_OFFSET:
2694       if (kind != AARCH64_MOD_UXTW && kind != AARCH64_MOD_LSL
2695           && kind != AARCH64_MOD_SXTW && kind != AARCH64_MOD_SXTX)
2696         {
2697           set_fatal_syntax_error
2698             (_("invalid shift for the register offset addressing mode"));
2699           return FALSE;
2700         }
2701       break;
2702
2703     case SHIFTED_LSL_MSL:
2704       if (kind != AARCH64_MOD_LSL && kind != AARCH64_MOD_MSL)
2705         {
2706           set_syntax_error (_("invalid shift operator"));
2707           return FALSE;
2708         }
2709       break;
2710
2711     default:
2712       abort ();
2713     }
2714
2715   /* Whitespace can appear here if the next thing is a bare digit.  */
2716   skip_whitespace (p);
2717
2718   /* Parse shift amount.  */
2719   exp_has_prefix = 0;
2720   if (mode == SHIFTED_REG_OFFSET && *p == ']')
2721     exp.X_op = O_absent;
2722   else
2723     {
2724       if (is_immediate_prefix (*p))
2725         {
2726           p++;
2727           exp_has_prefix = 1;
2728         }
2729       my_get_expression (&exp, &p, GE_NO_PREFIX, 0);
2730     }
2731   if (exp.X_op == O_absent)
2732     {
2733       if (aarch64_extend_operator_p (kind) == FALSE || exp_has_prefix)
2734         {
2735           set_syntax_error (_("missing shift amount"));
2736           return FALSE;
2737         }
2738       operand->shifter.amount = 0;
2739     }
2740   else if (exp.X_op != O_constant)
2741     {
2742       set_syntax_error (_("constant shift amount required"));
2743       return FALSE;
2744     }
2745   else if (exp.X_add_number < 0 || exp.X_add_number > 63)
2746     {
2747       set_fatal_syntax_error (_("shift amount out of range 0 to 63"));
2748       return FALSE;
2749     }
2750   else
2751     {
2752       operand->shifter.amount = exp.X_add_number;
2753       operand->shifter.amount_present = 1;
2754     }
2755
2756   operand->shifter.operator_present = 1;
2757   operand->shifter.kind = kind;
2758
2759   *str = p;
2760   return TRUE;
2761 }
2762
2763 /* Parse a <shifter_operand> for a data processing instruction:
2764
2765       #<immediate>
2766       #<immediate>, LSL #imm
2767
2768    Validation of immediate operands is deferred to md_apply_fix.
2769
2770    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
2771
2772 static bfd_boolean
2773 parse_shifter_operand_imm (char **str, aarch64_opnd_info *operand,
2774                            enum parse_shift_mode mode)
2775 {
2776   char *p;
2777
2778   if (mode != SHIFTED_ARITH_IMM && mode != SHIFTED_LOGIC_IMM)
2779     return FALSE;
2780
2781   p = *str;
2782
2783   /* Accept an immediate expression.  */
2784   if (! my_get_expression (&inst.reloc.exp, &p, GE_OPT_PREFIX, 1))
2785     return FALSE;
2786
2787   /* Accept optional LSL for arithmetic immediate values.  */
2788   if (mode == SHIFTED_ARITH_IMM && skip_past_comma (&p))
2789     if (! parse_shift (&p, operand, SHIFTED_LSL))
2790       return FALSE;
2791
2792   /* Not accept any shifter for logical immediate values.  */
2793   if (mode == SHIFTED_LOGIC_IMM && skip_past_comma (&p)
2794       && parse_shift (&p, operand, mode))
2795     {
2796       set_syntax_error (_("unexpected shift operator"));
2797       return FALSE;
2798     }
2799
2800   *str = p;
2801   return TRUE;
2802 }
2803
2804 /* Parse a <shifter_operand> for a data processing instruction:
2805
2806       <Rm>
2807       <Rm>, <shift>
2808       #<immediate>
2809       #<immediate>, LSL #imm
2810
2811    where <shift> is handled by parse_shift above, and the last two
2812    cases are handled by the function above.
2813
2814    Validation of immediate operands is deferred to md_apply_fix.
2815
2816    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
2817
2818 static bfd_boolean
2819 parse_shifter_operand (char **str, aarch64_opnd_info *operand,
2820                        enum parse_shift_mode mode)
2821 {
2822   int reg;
2823   int isreg32, isregzero;
2824   enum aarch64_operand_class opd_class
2825     = aarch64_get_operand_class (operand->type);
2826
2827   if ((reg =
2828        aarch64_reg_parse_32_64 (str, 0, 0, &isreg32, &isregzero)) != PARSE_FAIL)
2829     {
2830       if (opd_class == AARCH64_OPND_CLASS_IMMEDIATE)
2831         {
2832           set_syntax_error (_("unexpected register in the immediate operand"));
2833           return FALSE;
2834         }
2835
2836       if (!isregzero && reg == REG_SP)
2837         {
2838           set_syntax_error (BAD_SP);
2839           return FALSE;
2840         }
2841
2842       operand->reg.regno = reg;
2843       operand->qualifier = isreg32 ? AARCH64_OPND_QLF_W : AARCH64_OPND_QLF_X;
2844
2845       /* Accept optional shift operation on register.  */
2846       if (! skip_past_comma (str))
2847         return TRUE;
2848
2849       if (! parse_shift (str, operand, mode))
2850         return FALSE;
2851
2852       return TRUE;
2853     }
2854   else if (opd_class == AARCH64_OPND_CLASS_MODIFIED_REG)
2855     {
2856       set_syntax_error
2857         (_("integer register expected in the extended/shifted operand "
2858            "register"));
2859       return FALSE;
2860     }
2861
2862   /* We have a shifted immediate variable.  */
2863   return parse_shifter_operand_imm (str, operand, mode);
2864 }
2865
2866 /* Return TRUE on success; return FALSE otherwise.  */
2867
2868 static bfd_boolean
2869 parse_shifter_operand_reloc (char **str, aarch64_opnd_info *operand,
2870                              enum parse_shift_mode mode)
2871 {
2872   char *p = *str;
2873
2874   /* Determine if we have the sequence of characters #: or just :
2875      coming next.  If we do, then we check for a :rello: relocation
2876      modifier.  If we don't, punt the whole lot to
2877      parse_shifter_operand.  */
2878
2879   if ((p[0] == '#' && p[1] == ':') || p[0] == ':')
2880     {
2881       struct reloc_table_entry *entry;
2882
2883       if (p[0] == '#')
2884         p += 2;
2885       else
2886         p++;
2887       *str = p;
2888
2889       /* Try to parse a relocation.  Anything else is an error.  */
2890       if (!(entry = find_reloc_table_entry (str)))
2891         {
2892           set_syntax_error (_("unknown relocation modifier"));
2893           return FALSE;
2894         }
2895
2896       if (entry->add_type == 0)
2897         {
2898           set_syntax_error
2899             (_("this relocation modifier is not allowed on this instruction"));
2900           return FALSE;
2901         }
2902
2903       /* Save str before we decompose it.  */
2904       p = *str;
2905
2906       /* Next, we parse the expression.  */
2907       if (! my_get_expression (&inst.reloc.exp, str, GE_NO_PREFIX, 1))
2908         return FALSE;
2909
2910       /* Record the relocation type (use the ADD variant here).  */
2911       inst.reloc.type = entry->add_type;
2912       inst.reloc.pc_rel = entry->pc_rel;
2913
2914       /* If str is empty, we've reached the end, stop here.  */
2915       if (**str == '\0')
2916         return TRUE;
2917
2918       /* Otherwise, we have a shifted reloc modifier, so rewind to
2919          recover the variable name and continue parsing for the shifter.  */
2920       *str = p;
2921       return parse_shifter_operand_imm (str, operand, mode);
2922     }
2923
2924   return parse_shifter_operand (str, operand, mode);
2925 }
2926
2927 /* Parse all forms of an address expression.  Information is written
2928    to *OPERAND and/or inst.reloc.
2929
2930    The A64 instruction set has the following addressing modes:
2931
2932    Offset
2933      [base]                     // in SIMD ld/st structure
2934      [base{,#0}]                // in ld/st exclusive
2935      [base{,#imm}]
2936      [base,Xm{,LSL #imm}]
2937      [base,Xm,SXTX {#imm}]
2938      [base,Wm,(S|U)XTW {#imm}]
2939    Pre-indexed
2940      [base,#imm]!
2941    Post-indexed
2942      [base],#imm
2943      [base],Xm                  // in SIMD ld/st structure
2944    PC-relative (literal)
2945      label
2946      =immediate
2947
2948    (As a convenience, the notation "=immediate" is permitted in conjunction
2949    with the pc-relative literal load instructions to automatically place an
2950    immediate value or symbolic address in a nearby literal pool and generate
2951    a hidden label which references it.)
2952
2953    Upon a successful parsing, the address structure in *OPERAND will be
2954    filled in the following way:
2955
2956      .base_regno = <base>
2957      .offset.is_reg     // 1 if the offset is a register
2958      .offset.imm = <imm>
2959      .offset.regno = <Rm>
2960
2961    For different addressing modes defined in the A64 ISA:
2962
2963    Offset
2964      .pcrel=0; .preind=1; .postind=0; .writeback=0
2965    Pre-indexed
2966      .pcrel=0; .preind=1; .postind=0; .writeback=1
2967    Post-indexed
2968      .pcrel=0; .preind=0; .postind=1; .writeback=1
2969    PC-relative (literal)
2970      .pcrel=1; .preind=1; .postind=0; .writeback=0
2971
2972    The shift/extension information, if any, will be stored in .shifter.
2973
2974    It is the caller's responsibility to check for addressing modes not
2975    supported by the instruction, and to set inst.reloc.type.  */
2976
2977 static bfd_boolean
2978 parse_address_main (char **str, aarch64_opnd_info *operand, int reloc,
2979                     int accept_reg_post_index)
2980 {
2981   char *p = *str;
2982   int reg;
2983   int isreg32, isregzero;
2984   expressionS *exp = &inst.reloc.exp;
2985
2986   if (! skip_past_char (&p, '['))
2987     {
2988       /* =immediate or label.  */
2989       operand->addr.pcrel = 1;
2990       operand->addr.preind = 1;
2991
2992       /* #:<reloc_op>:<symbol>  */
2993       skip_past_char (&p, '#');
2994       if (reloc && skip_past_char (&p, ':'))
2995         {
2996           bfd_reloc_code_real_type ty;
2997           struct reloc_table_entry *entry;
2998
2999           /* Try to parse a relocation modifier.  Anything else is
3000              an error.  */
3001           entry = find_reloc_table_entry (&p);
3002           if (! entry)
3003             {
3004               set_syntax_error (_("unknown relocation modifier"));
3005               return FALSE;
3006             }
3007
3008           switch (operand->type)
3009             {
3010             case AARCH64_OPND_ADDR_PCREL21:
3011               /* adr */
3012               ty = entry->adr_type;
3013               break;
3014
3015             default:
3016               ty = entry->ld_literal_type;
3017               break;
3018             }
3019
3020           if (ty == 0)
3021             {
3022               set_syntax_error
3023                 (_("this relocation modifier is not allowed on this "
3024                    "instruction"));
3025               return FALSE;
3026             }
3027
3028           /* #:<reloc_op>:  */
3029           if (! my_get_expression (exp, &p, GE_NO_PREFIX, 1))
3030             {
3031               set_syntax_error (_("invalid relocation expression"));
3032               return FALSE;
3033             }
3034
3035           /* #:<reloc_op>:<expr>  */
3036           /* Record the relocation type.  */
3037           inst.reloc.type = ty;
3038           inst.reloc.pc_rel = entry->pc_rel;
3039         }
3040       else
3041         {
3042
3043           if (skip_past_char (&p, '='))
3044             /* =immediate; need to generate the literal in the literal pool. */
3045             inst.gen_lit_pool = 1;
3046
3047           if (!my_get_expression (exp, &p, GE_NO_PREFIX, 1))
3048             {
3049               set_syntax_error (_("invalid address"));
3050               return FALSE;
3051             }
3052         }
3053
3054       *str = p;
3055       return TRUE;
3056     }
3057
3058   /* [ */
3059
3060   /* Accept SP and reject ZR */
3061   reg = aarch64_reg_parse_32_64 (&p, 0, 1, &isreg32, &isregzero);
3062   if (reg == PARSE_FAIL || isreg32)
3063     {
3064       set_syntax_error (_(get_reg_expected_msg (REG_TYPE_R_64)));
3065       return FALSE;
3066     }
3067   operand->addr.base_regno = reg;
3068
3069   /* [Xn */
3070   if (skip_past_comma (&p))
3071     {
3072       /* [Xn, */
3073       operand->addr.preind = 1;
3074
3075       /* Reject SP and accept ZR */
3076       reg = aarch64_reg_parse_32_64 (&p, 1, 0, &isreg32, &isregzero);
3077       if (reg != PARSE_FAIL)
3078         {
3079           /* [Xn,Rm  */
3080           operand->addr.offset.regno = reg;
3081           operand->addr.offset.is_reg = 1;
3082           /* Shifted index.  */
3083           if (skip_past_comma (&p))
3084             {
3085               /* [Xn,Rm,  */
3086               if (! parse_shift (&p, operand, SHIFTED_REG_OFFSET))
3087                 /* Use the diagnostics set in parse_shift, so not set new
3088                    error message here.  */
3089                 return FALSE;
3090             }
3091           /* We only accept:
3092              [base,Xm{,LSL #imm}]
3093              [base,Xm,SXTX {#imm}]
3094              [base,Wm,(S|U)XTW {#imm}]  */
3095           if (operand->shifter.kind == AARCH64_MOD_NONE
3096               || operand->shifter.kind == AARCH64_MOD_LSL
3097               || operand->shifter.kind == AARCH64_MOD_SXTX)
3098             {
3099               if (isreg32)
3100                 {
3101                   set_syntax_error (_("invalid use of 32-bit register offset"));
3102                   return FALSE;
3103                 }
3104             }
3105           else if (!isreg32)
3106             {
3107               set_syntax_error (_("invalid use of 64-bit register offset"));
3108               return FALSE;
3109             }
3110         }
3111       else
3112         {
3113           /* [Xn,#:<reloc_op>:<symbol>  */
3114           skip_past_char (&p, '#');
3115           if (reloc && skip_past_char (&p, ':'))
3116             {
3117               struct reloc_table_entry *entry;
3118
3119               /* Try to parse a relocation modifier.  Anything else is
3120                  an error.  */
3121               if (!(entry = find_reloc_table_entry (&p)))
3122                 {
3123                   set_syntax_error (_("unknown relocation modifier"));
3124                   return FALSE;
3125                 }
3126
3127               if (entry->ldst_type == 0)
3128                 {
3129                   set_syntax_error
3130                     (_("this relocation modifier is not allowed on this "
3131                        "instruction"));
3132                   return FALSE;
3133                 }
3134
3135               /* [Xn,#:<reloc_op>:  */
3136               /* We now have the group relocation table entry corresponding to
3137                  the name in the assembler source.  Next, we parse the
3138                  expression.  */
3139               if (! my_get_expression (exp, &p, GE_NO_PREFIX, 1))
3140                 {
3141                   set_syntax_error (_("invalid relocation expression"));
3142                   return FALSE;
3143                 }
3144
3145               /* [Xn,#:<reloc_op>:<expr>  */
3146               /* Record the load/store relocation type.  */
3147               inst.reloc.type = entry->ldst_type;
3148               inst.reloc.pc_rel = entry->pc_rel;
3149             }
3150           else if (! my_get_expression (exp, &p, GE_OPT_PREFIX, 1))
3151             {
3152               set_syntax_error (_("invalid expression in the address"));
3153               return FALSE;
3154             }
3155           /* [Xn,<expr>  */
3156         }
3157     }
3158
3159   if (! skip_past_char (&p, ']'))
3160     {
3161       set_syntax_error (_("']' expected"));
3162       return FALSE;
3163     }
3164
3165   if (skip_past_char (&p, '!'))
3166     {
3167       if (operand->addr.preind && operand->addr.offset.is_reg)
3168         {
3169           set_syntax_error (_("register offset not allowed in pre-indexed "
3170                               "addressing mode"));
3171           return FALSE;
3172         }
3173       /* [Xn]! */
3174       operand->addr.writeback = 1;
3175     }
3176   else if (skip_past_comma (&p))
3177     {
3178       /* [Xn], */
3179       operand->addr.postind = 1;
3180       operand->addr.writeback = 1;
3181
3182       if (operand->addr.preind)
3183         {
3184           set_syntax_error (_("cannot combine pre- and post-indexing"));
3185           return FALSE;
3186         }
3187
3188       if (accept_reg_post_index
3189           && (reg = aarch64_reg_parse_32_64 (&p, 1, 1, &isreg32,
3190                                              &isregzero)) != PARSE_FAIL)
3191         {
3192           /* [Xn],Xm */
3193           if (isreg32)
3194             {
3195               set_syntax_error (_("invalid 32-bit register offset"));
3196               return FALSE;
3197             }
3198           operand->addr.offset.regno = reg;
3199           operand->addr.offset.is_reg = 1;
3200         }
3201       else if (! my_get_expression (exp, &p, GE_OPT_PREFIX, 1))
3202         {
3203           /* [Xn],#expr */
3204           set_syntax_error (_("invalid expression in the address"));
3205           return FALSE;
3206         }
3207     }
3208
3209   /* If at this point neither .preind nor .postind is set, we have a
3210      bare [Rn]{!}; reject [Rn]! but accept [Rn] as a shorthand for [Rn,#0].  */
3211   if (operand->addr.preind == 0 && operand->addr.postind == 0)
3212     {
3213       if (operand->addr.writeback)
3214         {
3215           /* Reject [Rn]!   */
3216           set_syntax_error (_("missing offset in the pre-indexed address"));
3217           return FALSE;
3218         }
3219       operand->addr.preind = 1;
3220       inst.reloc.exp.X_op = O_constant;
3221       inst.reloc.exp.X_add_number = 0;
3222     }
3223
3224   *str = p;
3225   return TRUE;
3226 }
3227
3228 /* Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
3229 static bfd_boolean
3230 parse_address (char **str, aarch64_opnd_info *operand,
3231                int accept_reg_post_index)
3232 {
3233   return parse_address_main (str, operand, 0, accept_reg_post_index);
3234 }
3235
3236 /* Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
3237 static bfd_boolean
3238 parse_address_reloc (char **str, aarch64_opnd_info *operand)
3239 {
3240   return parse_address_main (str, operand, 1, 0);
3241 }
3242
3243 /* Parse an operand for a MOVZ, MOVN or MOVK instruction.
3244    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
3245 static bfd_boolean
3246 parse_half (char **str, int *internal_fixup_p)
3247 {
3248   char *p, *saved;
3249   int dummy;
3250
3251   p = *str;
3252   skip_past_char (&p, '#');
3253
3254   gas_assert (internal_fixup_p);
3255   *internal_fixup_p = 0;
3256
3257   if (*p == ':')
3258     {
3259       struct reloc_table_entry *entry;
3260
3261       /* Try to parse a relocation.  Anything else is an error.  */
3262       ++p;
3263       if (!(entry = find_reloc_table_entry (&p)))
3264         {
3265           set_syntax_error (_("unknown relocation modifier"));
3266           return FALSE;
3267         }
3268
3269       if (entry->movw_type == 0)
3270         {
3271           set_syntax_error
3272             (_("this relocation modifier is not allowed on this instruction"));
3273           return FALSE;
3274         }
3275
3276       inst.reloc.type = entry->movw_type;
3277     }
3278   else
3279     *internal_fixup_p = 1;
3280
3281   /* Avoid parsing a register as a general symbol.  */
3282   saved = p;
3283   if (aarch64_reg_parse_32_64 (&p, 0, 0, &dummy, &dummy) != PARSE_FAIL)
3284     return FALSE;
3285   p = saved;
3286
3287   if (! my_get_expression (&inst.reloc.exp, &p, GE_NO_PREFIX, 1))
3288     return FALSE;
3289
3290   *str = p;
3291   return TRUE;
3292 }
3293
3294 /* Parse an operand for an ADRP instruction:
3295      ADRP <Xd>, <label>
3296    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
3297
3298 static bfd_boolean
3299 parse_adrp (char **str)
3300 {
3301   char *p;
3302
3303   p = *str;
3304   if (*p == ':')
3305     {
3306       struct reloc_table_entry *entry;
3307
3308       /* Try to parse a relocation.  Anything else is an error.  */
3309       ++p;
3310       if (!(entry = find_reloc_table_entry (&p)))
3311         {
3312           set_syntax_error (_("unknown relocation modifier"));
3313           return FALSE;
3314         }
3315
3316       if (entry->adrp_type == 0)
3317         {
3318           set_syntax_error
3319             (_("this relocation modifier is not allowed on this instruction"));
3320           return FALSE;
3321         }
3322
3323       inst.reloc.type = entry->adrp_type;
3324     }
3325   else
3326     inst.reloc.type = BFD_RELOC_AARCH64_ADR_HI21_PCREL;
3327
3328   inst.reloc.pc_rel = 1;
3329
3330   if (! my_get_expression (&inst.reloc.exp, &p, GE_NO_PREFIX, 1))
3331     return FALSE;
3332
3333   *str = p;
3334   return TRUE;
3335 }
3336
3337 /* Miscellaneous. */
3338
3339 /* Parse an option for a preload instruction.  Returns the encoding for the
3340    option, or PARSE_FAIL.  */
3341
3342 static int
3343 parse_pldop (char **str)
3344 {
3345   char *p, *q;
3346   const struct aarch64_name_value_pair *o;
3347
3348   p = q = *str;
3349   while (ISALNUM (*q))
3350     q++;
3351
3352   o = hash_find_n (aarch64_pldop_hsh, p, q - p);
3353   if (!o)
3354     return PARSE_FAIL;
3355
3356   *str = q;
3357   return o->value;
3358 }
3359
3360 /* Parse an option for a barrier instruction.  Returns the encoding for the
3361    option, or PARSE_FAIL.  */
3362
3363 static int
3364 parse_barrier (char **str)
3365 {
3366   char *p, *q;
3367   const asm_barrier_opt *o;
3368
3369   p = q = *str;
3370   while (ISALPHA (*q))
3371     q++;
3372
3373   o = hash_find_n (aarch64_barrier_opt_hsh, p, q - p);
3374   if (!o)
3375     return PARSE_FAIL;
3376
3377   *str = q;
3378   return o->value;
3379 }
3380
3381 /* Parse a system register or a PSTATE field name for an MSR/MRS instruction.
3382    Returns the encoding for the option, or PARSE_FAIL.
3383
3384    If IMPLE_DEFINED_P is non-zero, the function will also try to parse the
3385    implementation defined system register name S<op0>_<op1>_<Cn>_<Cm>_<op2>.  */
3386
3387 static int
3388 parse_sys_reg (char **str, struct hash_control *sys_regs, int imple_defined_p)
3389 {
3390   char *p, *q;
3391   char buf[32];
3392   const aarch64_sys_reg *o;
3393   int value;
3394
3395   p = buf;
3396   for (q = *str; ISALNUM (*q) || *q == '_'; q++)
3397     if (p < buf + 31)
3398       *p++ = TOLOWER (*q);
3399   *p = '\0';
3400   /* Assert that BUF be large enough.  */
3401   gas_assert (p - buf == q - *str);
3402
3403   o = hash_find (sys_regs, buf);
3404   if (!o)
3405     {
3406       if (!imple_defined_p)
3407         return PARSE_FAIL;
3408       else
3409         {
3410           /* Parse S<op0>_<op1>_<Cn>_<Cm>_<op2>.  */
3411           unsigned int op0, op1, cn, cm, op2;
3412
3413           if (sscanf (buf, "s%u_%u_c%u_c%u_%u", &op0, &op1, &cn, &cm, &op2)
3414               != 5)
3415             return PARSE_FAIL;
3416           if (op0 > 3 || op1 > 7 || cn > 15 || cm > 15 || op2 > 7)
3417             return PARSE_FAIL;
3418           value = (op0 << 14) | (op1 << 11) | (cn << 7) | (cm << 3) | op2;
3419         }
3420     }
3421   else
3422     {
3423       if (aarch64_sys_reg_deprecated_p (o))
3424         as_warn (_("system register name '%s' is deprecated and may be "
3425 "removed in a future release"), buf);
3426       value = o->value;
3427     }
3428
3429   *str = q;
3430   return value;
3431 }
3432
3433 /* Parse a system reg for ic/dc/at/tlbi instructions.  Returns the table entry
3434    for the option, or NULL.  */
3435
3436 static const aarch64_sys_ins_reg *
3437 parse_sys_ins_reg (char **str, struct hash_control *sys_ins_regs)
3438 {
3439   char *p, *q;
3440   char buf[32];
3441   const aarch64_sys_ins_reg *o;
3442
3443   p = buf;
3444   for (q = *str; ISALNUM (*q) || *q == '_'; q++)
3445     if (p < buf + 31)
3446       *p++ = TOLOWER (*q);
3447   *p = '\0';
3448
3449   o = hash_find (sys_ins_regs, buf);
3450   if (!o)
3451     return NULL;
3452
3453   *str = q;
3454   return o;
3455 }
3456 \f
3457 #define po_char_or_fail(chr) do {                               \
3458     if (! skip_past_char (&str, chr))                           \
3459       goto failure;                                             \
3460 } while (0)
3461
3462 #define po_reg_or_fail(regtype) do {                            \
3463     val = aarch64_reg_parse (&str, regtype, &rtype, NULL);      \
3464     if (val == PARSE_FAIL)                                      \
3465       {                                                         \
3466         set_default_error ();                                   \
3467         goto failure;                                           \
3468       }                                                         \
3469   } while (0)
3470
3471 #define po_int_reg_or_fail(reject_sp, reject_rz) do {           \
3472     val = aarch64_reg_parse_32_64 (&str, reject_sp, reject_rz,  \
3473                                    &isreg32, &isregzero);       \
3474     if (val == PARSE_FAIL)                                      \
3475       {                                                         \
3476         set_default_error ();                                   \
3477         goto failure;                                           \
3478       }                                                         \
3479     info->reg.regno = val;                                      \
3480     if (isreg32)                                                \
3481       info->qualifier = AARCH64_OPND_QLF_W;                     \
3482     else                                                        \
3483       info->qualifier = AARCH64_OPND_QLF_X;                     \
3484   } while (0)
3485
3486 #define po_imm_nc_or_fail() do {                                \
3487     if (! parse_constant_immediate (&str, &val))                \
3488       goto failure;                                             \
3489   } while (0)
3490
3491 #define po_imm_or_fail(min, max) do {                           \
3492     if (! parse_constant_immediate (&str, &val))                \
3493       goto failure;                                             \
3494     if (val < min || val > max)                                 \
3495       {                                                         \
3496         set_fatal_syntax_error (_("immediate value out of range "\
3497 #min " to "#max));                                              \
3498         goto failure;                                           \
3499       }                                                         \
3500   } while (0)
3501
3502 #define po_misc_or_fail(expr) do {                              \
3503     if (!expr)                                                  \
3504       goto failure;                                             \
3505   } while (0)
3506 \f
3507 /* encode the 12-bit imm field of Add/sub immediate */
3508 static inline uint32_t
3509 encode_addsub_imm (uint32_t imm)
3510 {
3511   return imm << 10;
3512 }
3513
3514 /* encode the shift amount field of Add/sub immediate */
3515 static inline uint32_t
3516 encode_addsub_imm_shift_amount (uint32_t cnt)
3517 {
3518   return cnt << 22;
3519 }
3520
3521
3522 /* encode the imm field of Adr instruction */
3523 static inline uint32_t
3524 encode_adr_imm (uint32_t imm)
3525 {
3526   return (((imm & 0x3) << 29)   /*  [1:0] -> [30:29] */
3527           | ((imm & (0x7ffff << 2)) << 3));     /* [20:2] -> [23:5]  */
3528 }
3529
3530 /* encode the immediate field of Move wide immediate */
3531 static inline uint32_t
3532 encode_movw_imm (uint32_t imm)
3533 {
3534   return imm << 5;
3535 }
3536
3537 /* encode the 26-bit offset of unconditional branch */
3538 static inline uint32_t
3539 encode_branch_ofs_26 (uint32_t ofs)
3540 {
3541   return ofs & ((1 << 26) - 1);
3542 }
3543
3544 /* encode the 19-bit offset of conditional branch and compare & branch */
3545 static inline uint32_t
3546 encode_cond_branch_ofs_19 (uint32_t ofs)
3547 {
3548   return (ofs & ((1 << 19) - 1)) << 5;
3549 }
3550
3551 /* encode the 19-bit offset of ld literal */
3552 static inline uint32_t
3553 encode_ld_lit_ofs_19 (uint32_t ofs)
3554 {
3555   return (ofs & ((1 << 19) - 1)) << 5;
3556 }
3557
3558 /* Encode the 14-bit offset of test & branch.  */
3559 static inline uint32_t
3560 encode_tst_branch_ofs_14 (uint32_t ofs)
3561 {
3562   return (ofs & ((1 << 14) - 1)) << 5;
3563 }
3564
3565 /* Encode the 16-bit imm field of svc/hvc/smc.  */
3566 static inline uint32_t
3567 encode_svc_imm (uint32_t imm)
3568 {
3569   return imm << 5;
3570 }
3571
3572 /* Reencode add(s) to sub(s), or sub(s) to add(s).  */
3573 static inline uint32_t
3574 reencode_addsub_switch_add_sub (uint32_t opcode)
3575 {
3576   return opcode ^ (1 << 30);
3577 }
3578
3579 static inline uint32_t
3580 reencode_movzn_to_movz (uint32_t opcode)
3581 {
3582   return opcode | (1 << 30);
3583 }
3584
3585 static inline uint32_t
3586 reencode_movzn_to_movn (uint32_t opcode)
3587 {
3588   return opcode & ~(1 << 30);
3589 }
3590
3591 /* Overall per-instruction processing.  */
3592
3593 /* We need to be able to fix up arbitrary expressions in some statements.
3594    This is so that we can handle symbols that are an arbitrary distance from
3595    the pc.  The most common cases are of the form ((+/-sym -/+ . - 8) & mask),
3596    which returns part of an address in a form which will be valid for
3597    a data instruction.  We do this by pushing the expression into a symbol
3598    in the expr_section, and creating a fix for that.  */
3599
3600 static fixS *
3601 fix_new_aarch64 (fragS * frag,
3602                  int where,
3603                  short int size, expressionS * exp, int pc_rel, int reloc)
3604 {
3605   fixS *new_fix;
3606
3607   switch (exp->X_op)
3608     {
3609     case O_constant:
3610     case O_symbol:
3611     case O_add:
3612     case O_subtract:
3613       new_fix = fix_new_exp (frag, where, size, exp, pc_rel, reloc);
3614       break;
3615
3616     default:
3617       new_fix = fix_new (frag, where, size, make_expr_symbol (exp), 0,
3618                          pc_rel, reloc);
3619       break;
3620     }
3621   return new_fix;
3622 }
3623 \f
3624 /* Diagnostics on operands errors.  */
3625
3626 /* By default, output verbose error message.
3627    Disable the verbose error message by -mno-verbose-error.  */
3628 static int verbose_error_p = 1;
3629
3630 #ifdef DEBUG_AARCH64
3631 /* N.B. this is only for the purpose of debugging.  */
3632 const char* operand_mismatch_kind_names[] =
3633 {
3634   "AARCH64_OPDE_NIL",
3635   "AARCH64_OPDE_RECOVERABLE",
3636   "AARCH64_OPDE_SYNTAX_ERROR",
3637   "AARCH64_OPDE_FATAL_SYNTAX_ERROR",
3638   "AARCH64_OPDE_INVALID_VARIANT",
3639   "AARCH64_OPDE_OUT_OF_RANGE",
3640   "AARCH64_OPDE_UNALIGNED",
3641   "AARCH64_OPDE_REG_LIST",
3642   "AARCH64_OPDE_OTHER_ERROR",
3643 };
3644 #endif /* DEBUG_AARCH64 */
3645
3646 /* Return TRUE if LHS is of higher severity than RHS, otherwise return FALSE.
3647
3648    When multiple errors of different kinds are found in the same assembly
3649    line, only the error of the highest severity will be picked up for
3650    issuing the diagnostics.  */
3651
3652 static inline bfd_boolean
3653 operand_error_higher_severity_p (enum aarch64_operand_error_kind lhs,
3654                                  enum aarch64_operand_error_kind rhs)
3655 {
3656   gas_assert (AARCH64_OPDE_RECOVERABLE > AARCH64_OPDE_NIL);
3657   gas_assert (AARCH64_OPDE_SYNTAX_ERROR > AARCH64_OPDE_RECOVERABLE);
3658   gas_assert (AARCH64_OPDE_FATAL_SYNTAX_ERROR > AARCH64_OPDE_SYNTAX_ERROR);
3659   gas_assert (AARCH64_OPDE_INVALID_VARIANT > AARCH64_OPDE_FATAL_SYNTAX_ERROR);
3660   gas_assert (AARCH64_OPDE_OUT_OF_RANGE > AARCH64_OPDE_INVALID_VARIANT);
3661   gas_assert (AARCH64_OPDE_UNALIGNED > AARCH64_OPDE_OUT_OF_RANGE);
3662   gas_assert (AARCH64_OPDE_REG_LIST > AARCH64_OPDE_UNALIGNED);
3663   gas_assert (AARCH64_OPDE_OTHER_ERROR > AARCH64_OPDE_REG_LIST);
3664   return lhs > rhs;
3665 }
3666
3667 /* Helper routine to get the mnemonic name from the assembly instruction
3668    line; should only be called for the diagnosis purpose, as there is
3669    string copy operation involved, which may affect the runtime
3670    performance if used in elsewhere.  */
3671
3672 static const char*
3673 get_mnemonic_name (const char *str)
3674 {
3675   static char mnemonic[32];
3676   char *ptr;
3677
3678   /* Get the first 15 bytes and assume that the full name is included.  */
3679   strncpy (mnemonic, str, 31);
3680   mnemonic[31] = '\0';
3681
3682   /* Scan up to the end of the mnemonic, which must end in white space,
3683      '.', or end of string.  */
3684   for (ptr = mnemonic; is_part_of_name(*ptr); ++ptr)
3685     ;
3686
3687   *ptr = '\0';
3688
3689   /* Append '...' to the truncated long name.  */
3690   if (ptr - mnemonic == 31)
3691     mnemonic[28] = mnemonic[29] = mnemonic[30] = '.';
3692
3693   return mnemonic;
3694 }
3695
3696 static void
3697 reset_aarch64_instruction (aarch64_instruction *instruction)
3698 {
3699   memset (instruction, '\0', sizeof (aarch64_instruction));
3700   instruction->reloc.type = BFD_RELOC_UNUSED;
3701 }
3702
3703 /* Data strutures storing one user error in the assembly code related to
3704    operands.  */
3705
3706 struct operand_error_record
3707 {
3708   const aarch64_opcode *opcode;
3709   aarch64_operand_error detail;
3710   struct operand_error_record *next;
3711 };
3712
3713 typedef struct operand_error_record operand_error_record;
3714
3715 struct operand_errors
3716 {
3717   operand_error_record *head;
3718   operand_error_record *tail;
3719 };
3720
3721 typedef struct operand_errors operand_errors;
3722
3723 /* Top-level data structure reporting user errors for the current line of
3724    the assembly code.
3725    The way md_assemble works is that all opcodes sharing the same mnemonic
3726    name are iterated to find a match to the assembly line.  In this data
3727    structure, each of the such opcodes will have one operand_error_record
3728    allocated and inserted.  In other words, excessive errors related with
3729    a single opcode are disregarded.  */
3730 operand_errors operand_error_report;
3731
3732 /* Free record nodes.  */
3733 static operand_error_record *free_opnd_error_record_nodes = NULL;
3734
3735 /* Initialize the data structure that stores the operand mismatch
3736    information on assembling one line of the assembly code.  */
3737 static void
3738 init_operand_error_report (void)
3739 {
3740   if (operand_error_report.head != NULL)
3741     {
3742       gas_assert (operand_error_report.tail != NULL);
3743       operand_error_report.tail->next = free_opnd_error_record_nodes;
3744       free_opnd_error_record_nodes = operand_error_report.head;
3745       operand_error_report.head = NULL;
3746       operand_error_report.tail = NULL;
3747       return;
3748     }
3749   gas_assert (operand_error_report.tail == NULL);
3750 }
3751
3752 /* Return TRUE if some operand error has been recorded during the
3753    parsing of the current assembly line using the opcode *OPCODE;
3754    otherwise return FALSE.  */
3755 static inline bfd_boolean
3756 opcode_has_operand_error_p (const aarch64_opcode *opcode)
3757 {
3758   operand_error_record *record = operand_error_report.head;
3759   return record && record->opcode == opcode;
3760 }
3761
3762 /* Add the error record *NEW_RECORD to operand_error_report.  The record's
3763    OPCODE field is initialized with OPCODE.
3764    N.B. only one record for each opcode, i.e. the maximum of one error is
3765    recorded for each instruction template.  */
3766
3767 static void
3768 add_operand_error_record (const operand_error_record* new_record)
3769 {
3770   const aarch64_opcode *opcode = new_record->opcode;
3771   operand_error_record* record = operand_error_report.head;
3772
3773   /* The record may have been created for this opcode.  If not, we need
3774      to prepare one.  */
3775   if (! opcode_has_operand_error_p (opcode))
3776     {
3777       /* Get one empty record.  */
3778       if (free_opnd_error_record_nodes == NULL)
3779         {
3780           record = xmalloc (sizeof (operand_error_record));
3781           if (record == NULL)
3782             abort ();
3783         }
3784       else
3785         {
3786           record = free_opnd_error_record_nodes;
3787           free_opnd_error_record_nodes = record->next;
3788         }
3789       record->opcode = opcode;
3790       /* Insert at the head.  */
3791       record->next = operand_error_report.head;
3792       operand_error_report.head = record;
3793       if (operand_error_report.tail == NULL)
3794         operand_error_report.tail = record;
3795     }
3796   else if (record->detail.kind != AARCH64_OPDE_NIL
3797            && record->detail.index <= new_record->detail.index
3798            && operand_error_higher_severity_p (record->detail.kind,
3799                                                new_record->detail.kind))
3800     {
3801       /* In the case of multiple errors found on operands related with a
3802          single opcode, only record the error of the leftmost operand and
3803          only if the error is of higher severity.  */
3804       DEBUG_TRACE ("error %s on operand %d not added to the report due to"
3805                    " the existing error %s on operand %d",
3806                    operand_mismatch_kind_names[new_record->detail.kind],
3807                    new_record->detail.index,
3808                    operand_mismatch_kind_names[record->detail.kind],
3809                    record->detail.index);
3810       return;
3811     }
3812
3813   record->detail = new_record->detail;
3814 }
3815
3816 static inline void
3817 record_operand_error_info (const aarch64_opcode *opcode,
3818                            aarch64_operand_error *error_info)
3819 {
3820   operand_error_record record;
3821   record.opcode = opcode;
3822   record.detail = *error_info;
3823   add_operand_error_record (&record);
3824 }
3825
3826 /* Record an error of kind KIND and, if ERROR is not NULL, of the detailed
3827    error message *ERROR, for operand IDX (count from 0).  */
3828
3829 static void
3830 record_operand_error (const aarch64_opcode *opcode, int idx,
3831                       enum aarch64_operand_error_kind kind,
3832                       const char* error)
3833 {
3834   aarch64_operand_error info;
3835   memset(&info, 0, sizeof (info));
3836   info.index = idx;
3837   info.kind = kind;
3838   info.error = error;
3839   record_operand_error_info (opcode, &info);
3840 }
3841
3842 static void
3843 record_operand_error_with_data (const aarch64_opcode *opcode, int idx,
3844                                 enum aarch64_operand_error_kind kind,
3845                                 const char* error, const int *extra_data)
3846 {
3847   aarch64_operand_error info;
3848   info.index = idx;
3849   info.kind = kind;
3850   info.error = error;
3851   info.data[0] = extra_data[0];
3852   info.data[1] = extra_data[1];
3853   info.data[2] = extra_data[2];
3854   record_operand_error_info (opcode, &info);
3855 }
3856
3857 static void
3858 record_operand_out_of_range_error (const aarch64_opcode *opcode, int idx,
3859                                    const char* error, int lower_bound,
3860                                    int upper_bound)
3861 {
3862   int data[3] = {lower_bound, upper_bound, 0};
3863   record_operand_error_with_data (opcode, idx, AARCH64_OPDE_OUT_OF_RANGE,
3864                                   error, data);
3865 }
3866
3867 /* Remove the operand error record for *OPCODE.  */
3868 static void ATTRIBUTE_UNUSED
3869 remove_operand_error_record (const aarch64_opcode *opcode)
3870 {
3871   if (opcode_has_operand_error_p (opcode))
3872     {
3873       operand_error_record* record = operand_error_report.head;
3874       gas_assert (record != NULL && operand_error_report.tail != NULL);
3875       operand_error_report.head = record->next;
3876       record->next = free_opnd_error_record_nodes;
3877       free_opnd_error_record_nodes = record;
3878       if (operand_error_report.head == NULL)
3879         {
3880           gas_assert (operand_error_report.tail == record);
3881           operand_error_report.tail = NULL;
3882         }
3883     }
3884 }
3885
3886 /* Given the instruction in *INSTR, return the index of the best matched
3887    qualifier sequence in the list (an array) headed by QUALIFIERS_LIST.
3888
3889    Return -1 if there is no qualifier sequence; return the first match
3890    if there is multiple matches found.  */
3891
3892 static int
3893 find_best_match (const aarch64_inst *instr,
3894                  const aarch64_opnd_qualifier_seq_t *qualifiers_list)
3895 {
3896   int i, num_opnds, max_num_matched, idx;
3897
3898   num_opnds = aarch64_num_of_operands (instr->opcode);
3899   if (num_opnds == 0)
3900     {
3901       DEBUG_TRACE ("no operand");
3902       return -1;
3903     }
3904
3905   max_num_matched = 0;
3906   idx = -1;
3907
3908   /* For each pattern.  */
3909   for (i = 0; i < AARCH64_MAX_QLF_SEQ_NUM; ++i, ++qualifiers_list)
3910     {
3911       int j, num_matched;
3912       const aarch64_opnd_qualifier_t *qualifiers = *qualifiers_list;
3913
3914       /* Most opcodes has much fewer patterns in the list.  */
3915       if (empty_qualifier_sequence_p (qualifiers) == TRUE)
3916         {
3917           DEBUG_TRACE_IF (i == 0, "empty list of qualifier sequence");
3918           if (i != 0 && idx == -1)
3919             /* If nothing has been matched, return the 1st sequence.  */
3920             idx = 0;
3921           break;
3922         }
3923
3924       for (j = 0, num_matched = 0; j < num_opnds; ++j, ++qualifiers)
3925         if (*qualifiers == instr->operands[j].qualifier)
3926           ++num_matched;
3927
3928       if (num_matched > max_num_matched)
3929         {
3930           max_num_matched = num_matched;
3931           idx = i;
3932         }
3933     }
3934
3935   DEBUG_TRACE ("return with %d", idx);
3936   return idx;
3937 }
3938
3939 /* Assign qualifiers in the qualifier seqence (headed by QUALIFIERS) to the
3940    corresponding operands in *INSTR.  */
3941
3942 static inline void
3943 assign_qualifier_sequence (aarch64_inst *instr,
3944                            const aarch64_opnd_qualifier_t *qualifiers)
3945 {
3946   int i = 0;
3947   int num_opnds = aarch64_num_of_operands (instr->opcode);
3948   gas_assert (num_opnds);
3949   for (i = 0; i < num_opnds; ++i, ++qualifiers)
3950     instr->operands[i].qualifier = *qualifiers;
3951 }
3952
3953 /* Print operands for the diagnosis purpose.  */
3954
3955 static void
3956 print_operands (char *buf, const aarch64_opcode *opcode,
3957                 const aarch64_opnd_info *opnds)
3958 {
3959   int i;
3960
3961   for (i = 0; i < AARCH64_MAX_OPND_NUM; ++i)
3962     {
3963       const size_t size = 128;
3964       char str[size];
3965
3966       /* We regard the opcode operand info more, however we also look into
3967          the inst->operands to support the disassembling of the optional
3968          operand.
3969          The two operand code should be the same in all cases, apart from
3970          when the operand can be optional.  */
3971       if (opcode->operands[i] == AARCH64_OPND_NIL
3972           || opnds[i].type == AARCH64_OPND_NIL)
3973         break;
3974
3975       /* Generate the operand string in STR.  */
3976       aarch64_print_operand (str, size, 0, opcode, opnds, i, NULL, NULL);
3977
3978       /* Delimiter.  */
3979       if (str[0] != '\0')
3980         strcat (buf, i == 0 ? " " : ",");
3981
3982       /* Append the operand string.  */
3983       strcat (buf, str);
3984     }
3985 }
3986
3987 /* Send to stderr a string as information.  */
3988
3989 static void
3990 output_info (const char *format, ...)
3991 {
3992   char *file;
3993   unsigned int line;
3994   va_list args;
3995
3996   as_where (&file, &line);
3997   if (file)
3998     {
3999       if (line != 0)
4000         fprintf (stderr, "%s:%u: ", file, line);
4001       else
4002         fprintf (stderr, "%s: ", file);
4003     }
4004   fprintf (stderr, _("Info: "));
4005   va_start (args, format);
4006   vfprintf (stderr, format, args);
4007   va_end (args);
4008   (void) putc ('\n', stderr);
4009 }
4010
4011 /* Output one operand error record.  */
4012
4013 static void
4014 output_operand_error_record (const operand_error_record *record, char *str)
4015 {
4016   const aarch64_operand_error *detail = &record->detail;
4017   int idx = detail->index;
4018   const aarch64_opcode *opcode = record->opcode;
4019   enum aarch64_opnd opd_code = (idx >= 0 ? opcode->operands[idx]
4020                                 : AARCH64_OPND_NIL);
4021
4022   switch (detail->kind)
4023     {
4024     case AARCH64_OPDE_NIL:
4025       gas_assert (0);
4026       break;
4027
4028     case AARCH64_OPDE_SYNTAX_ERROR:
4029     case AARCH64_OPDE_RECOVERABLE:
4030     case AARCH64_OPDE_FATAL_SYNTAX_ERROR:
4031     case AARCH64_OPDE_OTHER_ERROR:
4032       /* Use the prepared error message if there is, otherwise use the
4033          operand description string to describe the error.  */
4034       if (detail->error != NULL)
4035         {
4036           if (idx < 0)
4037             as_bad (_("%s -- `%s'"), detail->error, str);
4038           else
4039             as_bad (_("%s at operand %d -- `%s'"),
4040                     detail->error, idx + 1, str);
4041         }
4042       else
4043         {
4044           gas_assert (idx >= 0);
4045           as_bad (_("operand %d should be %s -- `%s'"), idx + 1,
4046                 aarch64_get_operand_desc (opd_code), str);
4047         }
4048       break;
4049
4050     case AARCH64_OPDE_INVALID_VARIANT:
4051       as_bad (_("operand mismatch -- `%s'"), str);
4052       if (verbose_error_p)
4053         {
4054           /* We will try to correct the erroneous instruction and also provide
4055              more information e.g. all other valid variants.
4056
4057              The string representation of the corrected instruction and other
4058              valid variants are generated by
4059
4060              1) obtaining the intermediate representation of the erroneous
4061              instruction;
4062              2) manipulating the IR, e.g. replacing the operand qualifier;
4063              3) printing out the instruction by calling the printer functions
4064              shared with the disassembler.
4065
4066              The limitation of this method is that the exact input assembly
4067              line cannot be accurately reproduced in some cases, for example an
4068              optional operand present in the actual assembly line will be
4069              omitted in the output; likewise for the optional syntax rules,
4070              e.g. the # before the immediate.  Another limitation is that the
4071              assembly symbols and relocation operations in the assembly line
4072              currently cannot be printed out in the error report.  Last but not
4073              least, when there is other error(s) co-exist with this error, the
4074              'corrected' instruction may be still incorrect, e.g.  given
4075                'ldnp h0,h1,[x0,#6]!'
4076              this diagnosis will provide the version:
4077                'ldnp s0,s1,[x0,#6]!'
4078              which is still not right.  */
4079           size_t len = strlen (get_mnemonic_name (str));
4080           int i, qlf_idx;
4081           bfd_boolean result;
4082           const size_t size = 2048;
4083           char buf[size];
4084           aarch64_inst *inst_base = &inst.base;
4085           const aarch64_opnd_qualifier_seq_t *qualifiers_list;
4086
4087           /* Init inst.  */
4088           reset_aarch64_instruction (&inst);
4089           inst_base->opcode = opcode;
4090
4091           /* Reset the error report so that there is no side effect on the
4092              following operand parsing.  */
4093           init_operand_error_report ();
4094
4095           /* Fill inst.  */
4096           result = parse_operands (str + len, opcode)
4097             && programmer_friendly_fixup (&inst);
4098           gas_assert (result);
4099           result = aarch64_opcode_encode (opcode, inst_base, &inst_base->value,
4100                                           NULL, NULL);
4101           gas_assert (!result);
4102
4103           /* Find the most matched qualifier sequence.  */
4104           qlf_idx = find_best_match (inst_base, opcode->qualifiers_list);
4105           gas_assert (qlf_idx > -1);
4106
4107           /* Assign the qualifiers.  */
4108           assign_qualifier_sequence (inst_base,
4109                                      opcode->qualifiers_list[qlf_idx]);
4110
4111           /* Print the hint.  */
4112           output_info (_("   did you mean this?"));
4113           snprintf (buf, size, "\t%s", get_mnemonic_name (str));
4114           print_operands (buf, opcode, inst_base->operands);
4115           output_info (_("   %s"), buf);
4116
4117           /* Print out other variant(s) if there is any.  */
4118           if (qlf_idx != 0 ||
4119               !empty_qualifier_sequence_p (opcode->qualifiers_list[1]))
4120             output_info (_("   other valid variant(s):"));
4121
4122           /* For each pattern.  */
4123           qualifiers_list = opcode->qualifiers_list;
4124           for (i = 0; i < AARCH64_MAX_QLF_SEQ_NUM; ++i, ++qualifiers_list)
4125             {
4126               /* Most opcodes has much fewer patterns in the list.
4127                  First NIL qualifier indicates the end in the list.   */
4128               if (empty_qualifier_sequence_p (*qualifiers_list) == TRUE)
4129                 break;
4130
4131               if (i != qlf_idx)
4132                 {
4133                   /* Mnemonics name.  */
4134                   snprintf (buf, size, "\t%s", get_mnemonic_name (str));
4135
4136                   /* Assign the qualifiers.  */
4137                   assign_qualifier_sequence (inst_base, *qualifiers_list);
4138
4139                   /* Print instruction.  */
4140                   print_operands (buf, opcode, inst_base->operands);
4141
4142                   output_info (_("   %s"), buf);
4143                 }
4144             }
4145         }
4146       break;
4147
4148     case AARCH64_OPDE_OUT_OF_RANGE:
4149       if (detail->data[0] != detail->data[1])
4150         as_bad (_("%s out of range %d to %d at operand %d -- `%s'"),
4151                 detail->error ? detail->error : _("immediate value"),
4152                 detail->data[0], detail->data[1], idx + 1, str);
4153       else
4154         as_bad (_("%s expected to be %d at operand %d -- `%s'"),
4155                 detail->error ? detail->error : _("immediate value"),
4156                 detail->data[0], idx + 1, str);
4157       break;
4158
4159     case AARCH64_OPDE_REG_LIST:
4160       if (detail->data[0] == 1)
4161         as_bad (_("invalid number of registers in the list; "
4162                   "only 1 register is expected at operand %d -- `%s'"),
4163                 idx + 1, str);
4164       else
4165         as_bad (_("invalid number of registers in the list; "
4166                   "%d registers are expected at operand %d -- `%s'"),
4167               detail->data[0], idx + 1, str);
4168       break;
4169
4170     case AARCH64_OPDE_UNALIGNED:
4171       as_bad (_("immediate value should be a multiple of "
4172                 "%d at operand %d -- `%s'"),
4173               detail->data[0], idx + 1, str);
4174       break;
4175
4176     default:
4177       gas_assert (0);
4178       break;
4179     }
4180 }
4181
4182 /* Process and output the error message about the operand mismatching.
4183
4184    When this function is called, the operand error information had
4185    been collected for an assembly line and there will be multiple
4186    errors in the case of mulitple instruction templates; output the
4187    error message that most closely describes the problem.  */
4188
4189 static void
4190 output_operand_error_report (char *str)
4191 {
4192   int largest_error_pos;
4193   const char *msg = NULL;
4194   enum aarch64_operand_error_kind kind;
4195   operand_error_record *curr;
4196   operand_error_record *head = operand_error_report.head;
4197   operand_error_record *record = NULL;
4198
4199   /* No error to report.  */
4200   if (head == NULL)
4201     return;
4202
4203   gas_assert (head != NULL && operand_error_report.tail != NULL);
4204
4205   /* Only one error.  */
4206   if (head == operand_error_report.tail)
4207     {
4208       DEBUG_TRACE ("single opcode entry with error kind: %s",
4209                    operand_mismatch_kind_names[head->detail.kind]);
4210       output_operand_error_record (head, str);
4211       return;
4212     }
4213
4214   /* Find the error kind of the highest severity.  */
4215   DEBUG_TRACE ("multiple opcode entres with error kind");
4216   kind = AARCH64_OPDE_NIL;
4217   for (curr = head; curr != NULL; curr = curr->next)
4218     {
4219       gas_assert (curr->detail.kind != AARCH64_OPDE_NIL);
4220       DEBUG_TRACE ("\t%s", operand_mismatch_kind_names[curr->detail.kind]);
4221       if (operand_error_higher_severity_p (curr->detail.kind, kind))
4222         kind = curr->detail.kind;
4223     }
4224   gas_assert (kind != AARCH64_OPDE_NIL);
4225
4226   /* Pick up one of errors of KIND to report.  */
4227   largest_error_pos = -2; /* Index can be -1 which means unknown index.  */
4228   for (curr = head; curr != NULL; curr = curr->next)
4229     {
4230       if (curr->detail.kind != kind)
4231         continue;
4232       /* If there are multiple errors, pick up the one with the highest
4233          mismatching operand index.  In the case of multiple errors with
4234          the equally highest operand index, pick up the first one or the
4235          first one with non-NULL error message.  */
4236       if (curr->detail.index > largest_error_pos
4237           || (curr->detail.index == largest_error_pos && msg == NULL
4238               && curr->detail.error != NULL))
4239         {
4240           largest_error_pos = curr->detail.index;
4241           record = curr;
4242           msg = record->detail.error;
4243         }
4244     }
4245
4246   gas_assert (largest_error_pos != -2 && record != NULL);
4247   DEBUG_TRACE ("Pick up error kind %s to report",
4248                operand_mismatch_kind_names[record->detail.kind]);
4249
4250   /* Output.  */
4251   output_operand_error_record (record, str);
4252 }
4253 \f
4254 /* Write an AARCH64 instruction to buf - always little-endian.  */
4255 static void
4256 put_aarch64_insn (char *buf, uint32_t insn)
4257 {
4258   unsigned char *where = (unsigned char *) buf;
4259   where[0] = insn;
4260   where[1] = insn >> 8;
4261   where[2] = insn >> 16;
4262   where[3] = insn >> 24;
4263 }
4264
4265 static uint32_t
4266 get_aarch64_insn (char *buf)
4267 {
4268   unsigned char *where = (unsigned char *) buf;
4269   uint32_t result;
4270   result = (where[0] | (where[1] << 8) | (where[2] << 16) | (where[3] << 24));
4271   return result;
4272 }
4273
4274 static void
4275 output_inst (struct aarch64_inst *new_inst)
4276 {
4277   char *to = NULL;
4278
4279   to = frag_more (INSN_SIZE);
4280
4281   frag_now->tc_frag_data.recorded = 1;
4282
4283   put_aarch64_insn (to, inst.base.value);
4284
4285   if (inst.reloc.type != BFD_RELOC_UNUSED)
4286     {
4287       fixS *fixp = fix_new_aarch64 (frag_now, to - frag_now->fr_literal,
4288                                     INSN_SIZE, &inst.reloc.exp,
4289                                     inst.reloc.pc_rel,
4290                                     inst.reloc.type);
4291       DEBUG_TRACE ("Prepared relocation fix up");
4292       /* Don't check the addend value against the instruction size,
4293          that's the job of our code in md_apply_fix(). */
4294       fixp->fx_no_overflow = 1;
4295       if (new_inst != NULL)
4296         fixp->tc_fix_data.inst = new_inst;
4297       if (aarch64_gas_internal_fixup_p ())
4298         {
4299           gas_assert (inst.reloc.opnd != AARCH64_OPND_NIL);
4300           fixp->tc_fix_data.opnd = inst.reloc.opnd;
4301           fixp->fx_addnumber = inst.reloc.flags;
4302         }
4303     }
4304
4305   dwarf2_emit_insn (INSN_SIZE);
4306 }
4307
4308 /* Link together opcodes of the same name.  */
4309
4310 struct templates
4311 {
4312   aarch64_opcode *opcode;
4313   struct templates *next;
4314 };
4315
4316 typedef struct templates templates;
4317
4318 static templates *
4319 lookup_mnemonic (const char *start, int len)
4320 {
4321   templates *templ = NULL;
4322
4323   templ = hash_find_n (aarch64_ops_hsh, start, len);
4324   return templ;
4325 }
4326
4327 /* Subroutine of md_assemble, responsible for looking up the primary
4328    opcode from the mnemonic the user wrote.  STR points to the
4329    beginning of the mnemonic. */
4330
4331 static templates *
4332 opcode_lookup (char **str)
4333 {
4334   char *end, *base;
4335   const aarch64_cond *cond;
4336   char condname[16];
4337   int len;
4338
4339   /* Scan up to the end of the mnemonic, which must end in white space,
4340      '.', or end of string.  */
4341   for (base = end = *str; is_part_of_name(*end); end++)
4342     if (*end == '.')
4343       break;
4344
4345   if (end == base)
4346     return 0;
4347
4348   inst.cond = COND_ALWAYS;
4349
4350   /* Handle a possible condition.  */
4351   if (end[0] == '.')
4352     {
4353       cond = hash_find_n (aarch64_cond_hsh, end + 1, 2);
4354       if (cond)
4355         {
4356           inst.cond = cond->value;
4357           *str = end + 3;
4358         }
4359       else
4360         {
4361           *str = end;
4362           return 0;
4363         }
4364     }
4365   else
4366     *str = end;
4367
4368   len = end - base;
4369
4370   if (inst.cond == COND_ALWAYS)
4371     {
4372       /* Look for unaffixed mnemonic.  */
4373       return lookup_mnemonic (base, len);
4374     }
4375   else if (len <= 13)
4376     {
4377       /* append ".c" to mnemonic if conditional */
4378       memcpy (condname, base, len);
4379       memcpy (condname + len, ".c", 2);
4380       base = condname;
4381       len += 2;
4382       return lookup_mnemonic (base, len);
4383     }
4384
4385   return NULL;
4386 }
4387
4388 /* Internal helper routine converting a vector neon_type_el structure
4389    *VECTYPE to a corresponding operand qualifier.  */
4390
4391 static inline aarch64_opnd_qualifier_t
4392 vectype_to_qualifier (const struct neon_type_el *vectype)
4393 {
4394   /* Element size in bytes indexed by neon_el_type.  */
4395   const unsigned char ele_size[5]
4396     = {1, 2, 4, 8, 16};
4397
4398   if (!vectype->defined || vectype->type == NT_invtype)
4399     goto vectype_conversion_fail;
4400
4401   gas_assert (vectype->type >= NT_b && vectype->type <= NT_q);
4402
4403   if (vectype->defined & NTA_HASINDEX)
4404     /* Vector element register.  */
4405     return AARCH64_OPND_QLF_S_B + vectype->type;
4406   else
4407     {
4408       /* Vector register.  */
4409       int reg_size = ele_size[vectype->type] * vectype->width;
4410       unsigned offset;
4411       if (reg_size != 16 && reg_size != 8)
4412         goto vectype_conversion_fail;
4413       /* The conversion is calculated based on the relation of the order of
4414          qualifiers to the vector element size and vector register size.  */
4415       offset = (vectype->type == NT_q)
4416         ? 8 : (vectype->type << 1) + (reg_size >> 4);
4417       gas_assert (offset <= 8);
4418       return AARCH64_OPND_QLF_V_8B + offset;
4419     }
4420
4421 vectype_conversion_fail:
4422   first_error (_("bad vector arrangement type"));
4423   return AARCH64_OPND_QLF_NIL;
4424 }
4425
4426 /* Process an optional operand that is found omitted from the assembly line.
4427    Fill *OPERAND for such an operand of type TYPE.  OPCODE points to the
4428    instruction's opcode entry while IDX is the index of this omitted operand.
4429    */
4430
4431 static void
4432 process_omitted_operand (enum aarch64_opnd type, const aarch64_opcode *opcode,
4433                          int idx, aarch64_opnd_info *operand)
4434 {
4435   aarch64_insn default_value = get_optional_operand_default_value (opcode);
4436   gas_assert (optional_operand_p (opcode, idx));
4437   gas_assert (!operand->present);
4438
4439   switch (type)
4440     {
4441     case AARCH64_OPND_Rd:
4442     case AARCH64_OPND_Rn:
4443     case AARCH64_OPND_Rm:
4444     case AARCH64_OPND_Rt:
4445     case AARCH64_OPND_Rt2:
4446     case AARCH64_OPND_Rs:
4447     case AARCH64_OPND_Ra:
4448     case AARCH64_OPND_Rt_SYS:
4449     case AARCH64_OPND_Rd_SP:
4450     case AARCH64_OPND_Rn_SP:
4451     case AARCH64_OPND_Fd:
4452     case AARCH64_OPND_Fn:
4453     case AARCH64_OPND_Fm:
4454     case AARCH64_OPND_Fa:
4455     case AARCH64_OPND_Ft:
4456     case AARCH64_OPND_Ft2:
4457     case AARCH64_OPND_Sd:
4458     case AARCH64_OPND_Sn:
4459     case AARCH64_OPND_Sm:
4460     case AARCH64_OPND_Vd:
4461     case AARCH64_OPND_Vn:
4462     case AARCH64_OPND_Vm:
4463     case AARCH64_OPND_VdD1:
4464     case AARCH64_OPND_VnD1:
4465       operand->reg.regno = default_value;
4466       break;
4467
4468     case AARCH64_OPND_Ed:
4469     case AARCH64_OPND_En:
4470     case AARCH64_OPND_Em:
4471       operand->reglane.regno = default_value;
4472       break;
4473
4474     case AARCH64_OPND_IDX:
4475     case AARCH64_OPND_BIT_NUM:
4476     case AARCH64_OPND_IMMR:
4477     case AARCH64_OPND_IMMS:
4478     case AARCH64_OPND_SHLL_IMM:
4479     case AARCH64_OPND_IMM_VLSL:
4480     case AARCH64_OPND_IMM_VLSR:
4481     case AARCH64_OPND_CCMP_IMM:
4482     case AARCH64_OPND_FBITS:
4483     case AARCH64_OPND_UIMM4:
4484     case AARCH64_OPND_UIMM3_OP1:
4485     case AARCH64_OPND_UIMM3_OP2:
4486     case AARCH64_OPND_IMM:
4487     case AARCH64_OPND_WIDTH:
4488     case AARCH64_OPND_UIMM7:
4489     case AARCH64_OPND_NZCV:
4490       operand->imm.value = default_value;
4491       break;
4492
4493     case AARCH64_OPND_EXCEPTION:
4494       inst.reloc.type = BFD_RELOC_UNUSED;
4495       break;
4496
4497     case AARCH64_OPND_BARRIER_ISB:
4498       operand->barrier = aarch64_barrier_options + default_value;
4499
4500     default:
4501       break;
4502     }
4503 }
4504
4505 /* Process the relocation type for move wide instructions.
4506    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
4507
4508 static bfd_boolean
4509 process_movw_reloc_info (void)
4510 {
4511   int is32;
4512   unsigned shift;
4513
4514   is32 = inst.base.operands[0].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_W ? 1 : 0;
4515
4516   if (inst.base.opcode->op == OP_MOVK)
4517     switch (inst.reloc.type)
4518       {
4519       case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0_S:
4520       case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1_S:
4521       case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2_S:
4522       case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0:
4523       case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0_NC:
4524       case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1:
4525       case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1_NC:
4526       case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G2:
4527         set_syntax_error
4528           (_("the specified relocation type is not allowed for MOVK"));
4529         return FALSE;
4530       default:
4531         break;
4532       }
4533
4534   switch (inst.reloc.type)
4535     {
4536     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0:
4537     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0_S:
4538     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0_NC:
4539     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0:
4540     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0_NC:
4541       shift = 0;
4542       break;
4543     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1:
4544     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1_S:
4545     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1_NC:
4546     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1:
4547     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1_NC:
4548       shift = 16;
4549       break;
4550     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2:
4551     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2_S:
4552     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2_NC:
4553     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G2:
4554       if (is32)
4555         {
4556           set_fatal_syntax_error
4557             (_("the specified relocation type is not allowed for 32-bit "
4558                "register"));
4559           return FALSE;
4560         }
4561       shift = 32;
4562       break;
4563     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G3:
4564       if (is32)
4565         {
4566           set_fatal_syntax_error
4567             (_("the specified relocation type is not allowed for 32-bit "
4568                "register"));
4569           return FALSE;
4570         }
4571       shift = 48;
4572       break;
4573     default:
4574       /* More cases should be added when more MOVW-related relocation types
4575          are supported in GAS.  */
4576       gas_assert (aarch64_gas_internal_fixup_p ());
4577       /* The shift amount should have already been set by the parser.  */
4578       return TRUE;
4579     }
4580   inst.base.operands[1].shifter.amount = shift;
4581   return TRUE;
4582 }
4583
4584 /* A primitive log caculator.  */
4585
4586 static inline unsigned int
4587 get_logsz (unsigned int size)
4588 {
4589   const unsigned char ls[16] =
4590     {0, 1, -1, 2, -1, -1, -1, 3, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 4};
4591   if (size > 16)
4592     {
4593       gas_assert (0);
4594       return -1;
4595     }
4596   gas_assert (ls[size - 1] != (unsigned char)-1);
4597   return ls[size - 1];
4598 }
4599
4600 /* Determine and return the real reloc type code for an instruction
4601    with the pseudo reloc type code BFD_RELOC_AARCH64_LDST_LO12.  */
4602
4603 static inline bfd_reloc_code_real_type
4604 ldst_lo12_determine_real_reloc_type (void)
4605 {
4606   int logsz;
4607   enum aarch64_opnd_qualifier opd0_qlf = inst.base.operands[0].qualifier;
4608   enum aarch64_opnd_qualifier opd1_qlf = inst.base.operands[1].qualifier;
4609
4610   const bfd_reloc_code_real_type reloc_ldst_lo12[5] = {
4611       BFD_RELOC_AARCH64_LDST8_LO12, BFD_RELOC_AARCH64_LDST16_LO12,
4612       BFD_RELOC_AARCH64_LDST32_LO12, BFD_RELOC_AARCH64_LDST64_LO12,
4613       BFD_RELOC_AARCH64_LDST128_LO12
4614   };
4615
4616   gas_assert (inst.reloc.type == BFD_RELOC_AARCH64_LDST_LO12);
4617   gas_assert (inst.base.opcode->operands[1] == AARCH64_OPND_ADDR_UIMM12);
4618
4619   if (opd1_qlf == AARCH64_OPND_QLF_NIL)
4620     opd1_qlf =
4621       aarch64_get_expected_qualifier (inst.base.opcode->qualifiers_list,
4622                                       1, opd0_qlf, 0);
4623   gas_assert (opd1_qlf != AARCH64_OPND_QLF_NIL);
4624
4625   logsz = get_logsz (aarch64_get_qualifier_esize (opd1_qlf));
4626   gas_assert (logsz >= 0 && logsz <= 4);
4627
4628   return reloc_ldst_lo12[logsz];
4629 }
4630
4631 /* Check whether a register list REGINFO is valid.  The registers must be
4632    numbered in increasing order (modulo 32), in increments of one or two.
4633
4634    If ACCEPT_ALTERNATE is non-zero, the register numbers should be in
4635    increments of two.
4636
4637    Return FALSE if such a register list is invalid, otherwise return TRUE.  */
4638
4639 static bfd_boolean
4640 reg_list_valid_p (uint32_t reginfo, int accept_alternate)
4641 {
4642   uint32_t i, nb_regs, prev_regno, incr;
4643
4644   nb_regs = 1 + (reginfo & 0x3);
4645   reginfo >>= 2;
4646   prev_regno = reginfo & 0x1f;
4647   incr = accept_alternate ? 2 : 1;
4648
4649   for (i = 1; i < nb_regs; ++i)
4650     {
4651       uint32_t curr_regno;
4652       reginfo >>= 5;
4653       curr_regno = reginfo & 0x1f;
4654       if (curr_regno != ((prev_regno + incr) & 0x1f))
4655         return FALSE;
4656       prev_regno = curr_regno;
4657     }
4658
4659   return TRUE;
4660 }
4661
4662 /* Generic instruction operand parser.  This does no encoding and no
4663    semantic validation; it merely squirrels values away in the inst
4664    structure.  Returns TRUE or FALSE depending on whether the
4665    specified grammar matched.  */
4666
4667 static bfd_boolean
4668 parse_operands (char *str, const aarch64_opcode *opcode)
4669 {
4670   int i;
4671   char *backtrack_pos = 0;
4672   const enum aarch64_opnd *operands = opcode->operands;
4673
4674   clear_error ();
4675   skip_whitespace (str);
4676
4677   for (i = 0; operands[i] != AARCH64_OPND_NIL; i++)
4678     {
4679       int64_t val;
4680       int isreg32, isregzero;
4681       int comma_skipped_p = 0;
4682       aarch64_reg_type rtype;
4683       struct neon_type_el vectype;
4684       aarch64_opnd_info *info = &inst.base.operands[i];
4685
4686       DEBUG_TRACE ("parse operand %d", i);
4687
4688       /* Assign the operand code.  */
4689       info->type = operands[i];
4690
4691       if (optional_operand_p (opcode, i))
4692         {
4693           /* Remember where we are in case we need to backtrack.  */
4694           gas_assert (!backtrack_pos);
4695           backtrack_pos = str;
4696         }
4697
4698       /* Expect comma between operands; the backtrack mechanizm will take
4699          care of cases of omitted optional operand.  */
4700       if (i > 0 && ! skip_past_char (&str, ','))
4701         {
4702           set_syntax_error (_("comma expected between operands"));
4703           goto failure;
4704         }
4705       else
4706         comma_skipped_p = 1;
4707
4708       switch (operands[i])
4709         {
4710         case AARCH64_OPND_Rd:
4711         case AARCH64_OPND_Rn:
4712         case AARCH64_OPND_Rm:
4713         case AARCH64_OPND_Rt:
4714         case AARCH64_OPND_Rt2:
4715         case AARCH64_OPND_Rs:
4716         case AARCH64_OPND_Ra:
4717         case AARCH64_OPND_Rt_SYS:
4718         case AARCH64_OPND_PAIRREG:
4719           po_int_reg_or_fail (1, 0);
4720           break;
4721
4722         case AARCH64_OPND_Rd_SP:
4723         case AARCH64_OPND_Rn_SP:
4724           po_int_reg_or_fail (0, 1);
4725           break;
4726
4727         case AARCH64_OPND_Rm_EXT:
4728         case AARCH64_OPND_Rm_SFT:
4729           po_misc_or_fail (parse_shifter_operand
4730                            (&str, info, (operands[i] == AARCH64_OPND_Rm_EXT
4731                                          ? SHIFTED_ARITH_IMM
4732                                          : SHIFTED_LOGIC_IMM)));
4733           if (!info->shifter.operator_present)
4734             {
4735               /* Default to LSL if not present.  Libopcodes prefers shifter
4736                  kind to be explicit.  */
4737               gas_assert (info->shifter.kind == AARCH64_MOD_NONE);
4738               info->shifter.kind = AARCH64_MOD_LSL;
4739               /* For Rm_EXT, libopcodes will carry out further check on whether
4740                  or not stack pointer is used in the instruction (Recall that
4741                  "the extend operator is not optional unless at least one of
4742                  "Rd" or "Rn" is '11111' (i.e. WSP)").  */
4743             }
4744           break;
4745
4746         case AARCH64_OPND_Fd:
4747         case AARCH64_OPND_Fn:
4748         case AARCH64_OPND_Fm:
4749         case AARCH64_OPND_Fa:
4750         case AARCH64_OPND_Ft:
4751         case AARCH64_OPND_Ft2:
4752         case AARCH64_OPND_Sd:
4753         case AARCH64_OPND_Sn:
4754         case AARCH64_OPND_Sm:
4755           val = aarch64_reg_parse (&str, REG_TYPE_BHSDQ, &rtype, NULL);
4756           if (val == PARSE_FAIL)
4757             {
4758               first_error (_(get_reg_expected_msg (REG_TYPE_BHSDQ)));
4759               goto failure;
4760             }
4761           gas_assert (rtype >= REG_TYPE_FP_B && rtype <= REG_TYPE_FP_Q);
4762
4763           info->reg.regno = val;
4764           info->qualifier = AARCH64_OPND_QLF_S_B + (rtype - REG_TYPE_FP_B);
4765           break;
4766
4767         case AARCH64_OPND_Vd:
4768         case AARCH64_OPND_Vn:
4769         case AARCH64_OPND_Vm:
4770           val = aarch64_reg_parse (&str, REG_TYPE_VN, NULL, &vectype);
4771           if (val == PARSE_FAIL)
4772             {
4773               first_error (_(get_reg_expected_msg (REG_TYPE_VN)));
4774               goto failure;
4775             }
4776           if (vectype.defined & NTA_HASINDEX)
4777             goto failure;
4778
4779           info->reg.regno = val;
4780           info->qualifier = vectype_to_qualifier (&vectype);
4781           if (info->qualifier == AARCH64_OPND_QLF_NIL)
4782             goto failure;
4783           break;
4784
4785         case AARCH64_OPND_VdD1:
4786         case AARCH64_OPND_VnD1:
4787           val = aarch64_reg_parse (&str, REG_TYPE_VN, NULL, &vectype);
4788           if (val == PARSE_FAIL)
4789             {
4790               set_first_syntax_error (_(get_reg_expected_msg (REG_TYPE_VN)));
4791               goto failure;
4792             }
4793           if (vectype.type != NT_d || vectype.index != 1)
4794             {
4795               set_fatal_syntax_error
4796                 (_("the top half of a 128-bit FP/SIMD register is expected"));
4797               goto failure;
4798             }
4799           info->reg.regno = val;
4800           /* N.B: VdD1 and VnD1 are treated as an fp or advsimd scalar register
4801              here; it is correct for the purpose of encoding/decoding since
4802              only the register number is explicitly encoded in the related
4803              instructions, although this appears a bit hacky.  */
4804           info->qualifier = AARCH64_OPND_QLF_S_D;
4805           break;
4806
4807         case AARCH64_OPND_Ed:
4808         case AARCH64_OPND_En:
4809         case AARCH64_OPND_Em:
4810           val = aarch64_reg_parse (&str, REG_TYPE_VN, NULL, &vectype);
4811           if (val == PARSE_FAIL)
4812             {
4813               first_error (_(get_reg_expected_msg (REG_TYPE_VN)));
4814               goto failure;
4815             }
4816           if (vectype.type == NT_invtype || !(vectype.defined & NTA_HASINDEX))
4817             goto failure;
4818
4819           info->reglane.regno = val;
4820           info->reglane.index = vectype.index;
4821           info->qualifier = vectype_to_qualifier (&vectype);
4822           if (info->qualifier == AARCH64_OPND_QLF_NIL)
4823             goto failure;
4824           break;
4825
4826         case AARCH64_OPND_LVn:
4827         case AARCH64_OPND_LVt:
4828         case AARCH64_OPND_LVt_AL:
4829         case AARCH64_OPND_LEt:
4830           if ((val = parse_neon_reg_list (&str, &vectype)) == PARSE_FAIL)
4831             goto failure;
4832           if (! reg_list_valid_p (val, /* accept_alternate */ 0))
4833             {
4834               set_fatal_syntax_error (_("invalid register list"));
4835               goto failure;
4836             }
4837           info->reglist.first_regno = (val >> 2) & 0x1f;
4838           info->reglist.num_regs = (val & 0x3) + 1;
4839           if (operands[i] == AARCH64_OPND_LEt)
4840             {
4841               if (!(vectype.defined & NTA_HASINDEX))
4842                 goto failure;
4843               info->reglist.has_index = 1;
4844               info->reglist.index = vectype.index;
4845             }
4846           else if (!(vectype.defined & NTA_HASTYPE))
4847             goto failure;
4848           info->qualifier = vectype_to_qualifier (&vectype);
4849           if (info->qualifier == AARCH64_OPND_QLF_NIL)
4850             goto failure;
4851           break;
4852
4853         case AARCH64_OPND_Cn:
4854         case AARCH64_OPND_Cm:
4855           po_reg_or_fail (REG_TYPE_CN);
4856           if (val > 15)
4857             {
4858               set_fatal_syntax_error (_(get_reg_expected_msg (REG_TYPE_CN)));
4859               goto failure;
4860             }
4861           inst.base.operands[i].reg.regno = val;
4862           break;
4863
4864         case AARCH64_OPND_SHLL_IMM:
4865         case AARCH64_OPND_IMM_VLSR:
4866           po_imm_or_fail (1, 64);
4867           info->imm.value = val;
4868           break;
4869
4870         case AARCH64_OPND_CCMP_IMM:
4871         case AARCH64_OPND_FBITS:
4872         case AARCH64_OPND_UIMM4:
4873         case AARCH64_OPND_UIMM3_OP1:
4874         case AARCH64_OPND_UIMM3_OP2:
4875         case AARCH64_OPND_IMM_VLSL:
4876         case AARCH64_OPND_IMM:
4877         case AARCH64_OPND_WIDTH:
4878           po_imm_nc_or_fail ();
4879           info->imm.value = val;
4880           break;
4881
4882         case AARCH64_OPND_UIMM7:
4883           po_imm_or_fail (0, 127);
4884           info->imm.value = val;
4885           break;
4886
4887         case AARCH64_OPND_IDX:
4888         case AARCH64_OPND_BIT_NUM:
4889         case AARCH64_OPND_IMMR:
4890         case AARCH64_OPND_IMMS:
4891           po_imm_or_fail (0, 63);
4892           info->imm.value = val;
4893           break;
4894
4895         case AARCH64_OPND_IMM0:
4896           po_imm_nc_or_fail ();
4897           if (val != 0)
4898             {
4899               set_fatal_syntax_error (_("immediate zero expected"));
4900               goto failure;
4901             }
4902           info->imm.value = 0;
4903           break;
4904
4905         case AARCH64_OPND_FPIMM0:
4906           {
4907             int qfloat;
4908             bfd_boolean res1 = FALSE, res2 = FALSE;
4909             /* N.B. -0.0 will be rejected; although -0.0 shouldn't be rejected,
4910                it is probably not worth the effort to support it.  */
4911             if (!(res1 = parse_aarch64_imm_float (&str, &qfloat, FALSE))
4912                 && !(res2 = parse_constant_immediate (&str, &val)))
4913               goto failure;
4914             if ((res1 && qfloat == 0) || (res2 && val == 0))
4915               {
4916                 info->imm.value = 0;
4917                 info->imm.is_fp = 1;
4918                 break;
4919               }
4920             set_fatal_syntax_error (_("immediate zero expected"));
4921             goto failure;
4922           }
4923
4924         case AARCH64_OPND_IMM_MOV:
4925           {
4926             char *saved = str;
4927             if (reg_name_p (str, REG_TYPE_R_Z_SP) ||
4928                 reg_name_p (str, REG_TYPE_VN))
4929               goto failure;
4930             str = saved;
4931             po_misc_or_fail (my_get_expression (&inst.reloc.exp, &str,
4932                                                 GE_OPT_PREFIX, 1));
4933             /* The MOV immediate alias will be fixed up by fix_mov_imm_insn
4934                later.  fix_mov_imm_insn will try to determine a machine
4935                instruction (MOVZ, MOVN or ORR) for it and will issue an error
4936                message if the immediate cannot be moved by a single
4937                instruction.  */
4938             aarch64_set_gas_internal_fixup (&inst.reloc, info, 1);
4939             inst.base.operands[i].skip = 1;
4940           }
4941           break;
4942
4943         case AARCH64_OPND_SIMD_IMM:
4944         case AARCH64_OPND_SIMD_IMM_SFT:
4945           if (! parse_big_immediate (&str, &val))
4946             goto failure;
4947           assign_imm_if_const_or_fixup_later (&inst.reloc, info,
4948                                               /* addr_off_p */ 0,
4949                                               /* need_libopcodes_p */ 1,
4950                                               /* skip_p */ 1);
4951           /* Parse shift.
4952              N.B. although AARCH64_OPND_SIMD_IMM doesn't permit any
4953              shift, we don't check it here; we leave the checking to
4954              the libopcodes (operand_general_constraint_met_p).  By
4955              doing this, we achieve better diagnostics.  */
4956           if (skip_past_comma (&str)
4957               && ! parse_shift (&str, info, SHIFTED_LSL_MSL))
4958             goto failure;
4959           if (!info->shifter.operator_present
4960               && info->type == AARCH64_OPND_SIMD_IMM_SFT)
4961             {
4962               /* Default to LSL if not present.  Libopcodes prefers shifter
4963                  kind to be explicit.  */
4964               gas_assert (info->shifter.kind == AARCH64_MOD_NONE);
4965               info->shifter.kind = AARCH64_MOD_LSL;
4966             }
4967           break;
4968
4969         case AARCH64_OPND_FPIMM:
4970         case AARCH64_OPND_SIMD_FPIMM:
4971           {
4972             int qfloat;
4973             bfd_boolean dp_p
4974               = (aarch64_get_qualifier_esize (inst.base.operands[0].qualifier)
4975                  == 8);
4976             if (! parse_aarch64_imm_float (&str, &qfloat, dp_p))
4977               goto failure;
4978             if (qfloat == 0)
4979               {
4980                 set_fatal_syntax_error (_("invalid floating-point constant"));
4981                 goto failure;
4982               }
4983             inst.base.operands[i].imm.value = encode_imm_float_bits (qfloat);
4984             inst.base.operands[i].imm.is_fp = 1;
4985           }
4986           break;
4987
4988         case AARCH64_OPND_LIMM:
4989           po_misc_or_fail (parse_shifter_operand (&str, info,
4990                                                   SHIFTED_LOGIC_IMM));
4991           if (info->shifter.operator_present)
4992             {
4993               set_fatal_syntax_error
4994                 (_("shift not allowed for bitmask immediate"));
4995               goto failure;
4996             }
4997           assign_imm_if_const_or_fixup_later (&inst.reloc, info,
4998                                               /* addr_off_p */ 0,
4999                                               /* need_libopcodes_p */ 1,
5000                                               /* skip_p */ 1);
5001           break;
5002
5003         case AARCH64_OPND_AIMM:
5004           if (opcode->op == OP_ADD)
5005             /* ADD may have relocation types.  */
5006             po_misc_or_fail (parse_shifter_operand_reloc (&str, info,
5007                                                           SHIFTED_ARITH_IMM));
5008           else
5009             po_misc_or_fail (parse_shifter_operand (&str, info,
5010                                                     SHIFTED_ARITH_IMM));
5011           switch (inst.reloc.type)
5012             {
5013             case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_HI12:
5014               info->shifter.amount = 12;
5015               break;
5016             case BFD_RELOC_UNUSED:
5017               aarch64_set_gas_internal_fixup (&inst.reloc, info, 0);
5018               if (info->shifter.kind != AARCH64_MOD_NONE)
5019                 inst.reloc.flags = FIXUP_F_HAS_EXPLICIT_SHIFT;
5020               inst.reloc.pc_rel = 0;
5021               break;
5022             default:
5023               break;
5024             }
5025           info->imm.value = 0;
5026           if (!info->shifter.operator_present)
5027             {
5028               /* Default to LSL if not present.  Libopcodes prefers shifter
5029                  kind to be explicit.  */
5030               gas_assert (info->shifter.kind == AARCH64_MOD_NONE);
5031               info->shifter.kind = AARCH64_MOD_LSL;
5032             }
5033           break;
5034
5035         case AARCH64_OPND_HALF:
5036             {
5037               /* #<imm16> or relocation.  */
5038               int internal_fixup_p;
5039               po_misc_or_fail (parse_half (&str, &internal_fixup_p));
5040               if (internal_fixup_p)
5041                 aarch64_set_gas_internal_fixup (&inst.reloc, info, 0);
5042               skip_whitespace (str);
5043               if (skip_past_comma (&str))
5044                 {
5045                   /* {, LSL #<shift>}  */
5046                   if (! aarch64_gas_internal_fixup_p ())
5047                     {
5048                       set_fatal_syntax_error (_("can't mix relocation modifier "
5049                                                 "with explicit shift"));
5050                       goto failure;
5051                     }
5052                   po_misc_or_fail (parse_shift (&str, info, SHIFTED_LSL));
5053                 }
5054               else
5055                 inst.base.operands[i].shifter.amount = 0;
5056               inst.base.operands[i].shifter.kind = AARCH64_MOD_LSL;
5057               inst.base.operands[i].imm.value = 0;
5058               if (! process_movw_reloc_info ())
5059                 goto failure;
5060             }
5061           break;
5062
5063         case AARCH64_OPND_EXCEPTION:
5064           po_misc_or_fail (parse_immediate_expression (&str, &inst.reloc.exp));
5065           assign_imm_if_const_or_fixup_later (&inst.reloc, info,
5066                                               /* addr_off_p */ 0,
5067                                               /* need_libopcodes_p */ 0,
5068                                               /* skip_p */ 1);
5069           break;
5070
5071         case AARCH64_OPND_NZCV:
5072           {
5073             const asm_nzcv *nzcv = hash_find_n (aarch64_nzcv_hsh, str, 4);
5074             if (nzcv != NULL)
5075               {
5076                 str += 4;
5077                 info->imm.value = nzcv->value;
5078                 break;
5079               }
5080             po_imm_or_fail (0, 15);
5081             info->imm.value = val;
5082           }
5083           break;
5084
5085         case AARCH64_OPND_COND:
5086         case AARCH64_OPND_COND1:
5087           info->cond = hash_find_n (aarch64_cond_hsh, str, 2);
5088           str += 2;
5089           if (info->cond == NULL)
5090             {
5091               set_syntax_error (_("invalid condition"));
5092               goto failure;
5093             }
5094           else if (operands[i] == AARCH64_OPND_COND1
5095                    && (info->cond->value & 0xe) == 0xe)
5096             {
5097               /* Not allow AL or NV.  */
5098               set_default_error ();
5099               goto failure;
5100             }
5101           break;
5102
5103         case AARCH64_OPND_ADDR_ADRP:
5104           po_misc_or_fail (parse_adrp (&str));
5105           /* Clear the value as operand needs to be relocated.  */
5106           info->imm.value = 0;
5107           break;
5108
5109         case AARCH64_OPND_ADDR_PCREL14:
5110         case AARCH64_OPND_ADDR_PCREL19:
5111         case AARCH64_OPND_ADDR_PCREL21:
5112         case AARCH64_OPND_ADDR_PCREL26:
5113           po_misc_or_fail (parse_address_reloc (&str, info));
5114           if (!info->addr.pcrel)
5115             {
5116               set_syntax_error (_("invalid pc-relative address"));
5117               goto failure;
5118             }
5119           if (inst.gen_lit_pool
5120               && (opcode->iclass != loadlit || opcode->op == OP_PRFM_LIT))
5121             {
5122               /* Only permit "=value" in the literal load instructions.
5123                  The literal will be generated by programmer_friendly_fixup.  */
5124               set_syntax_error (_("invalid use of \"=immediate\""));
5125               goto failure;
5126             }
5127           if (inst.reloc.exp.X_op == O_symbol && find_reloc_table_entry (&str))
5128             {
5129               set_syntax_error (_("unrecognized relocation suffix"));
5130               goto failure;
5131             }
5132           if (inst.reloc.exp.X_op == O_constant && !inst.gen_lit_pool)
5133             {
5134               info->imm.value = inst.reloc.exp.X_add_number;
5135               inst.reloc.type = BFD_RELOC_UNUSED;
5136             }
5137           else
5138             {
5139               info->imm.value = 0;
5140               if (inst.reloc.type == BFD_RELOC_UNUSED)
5141                 switch (opcode->iclass)
5142                   {
5143                   case compbranch:
5144                   case condbranch:
5145                     /* e.g. CBZ or B.COND  */
5146                     gas_assert (operands[i] == AARCH64_OPND_ADDR_PCREL19);
5147                     inst.reloc.type = BFD_RELOC_AARCH64_BRANCH19;
5148                     break;
5149                   case testbranch:
5150                     /* e.g. TBZ  */
5151                     gas_assert (operands[i] == AARCH64_OPND_ADDR_PCREL14);
5152                     inst.reloc.type = BFD_RELOC_AARCH64_TSTBR14;
5153                     break;
5154                   case branch_imm:
5155                     /* e.g. B or BL  */
5156                     gas_assert (operands[i] == AARCH64_OPND_ADDR_PCREL26);
5157                     inst.reloc.type =
5158                       (opcode->op == OP_BL) ? BFD_RELOC_AARCH64_CALL26
5159                          : BFD_RELOC_AARCH64_JUMP26;
5160                     break;
5161                   case loadlit:
5162                     gas_assert (operands[i] == AARCH64_OPND_ADDR_PCREL19);
5163                     inst.reloc.type = BFD_RELOC_AARCH64_LD_LO19_PCREL;
5164                     break;
5165                   case pcreladdr:
5166                     gas_assert (operands[i] == AARCH64_OPND_ADDR_PCREL21);
5167                     inst.reloc.type = BFD_RELOC_AARCH64_ADR_LO21_PCREL;
5168                     break;
5169                   default:
5170                     gas_assert (0);
5171                     abort ();
5172                   }
5173               inst.reloc.pc_rel = 1;
5174             }
5175           break;
5176
5177         case AARCH64_OPND_ADDR_SIMPLE:
5178         case AARCH64_OPND_SIMD_ADDR_SIMPLE:
5179           /* [<Xn|SP>{, #<simm>}]  */
5180           po_char_or_fail ('[');
5181           po_reg_or_fail (REG_TYPE_R64_SP);
5182           /* Accept optional ", #0".  */
5183           if (operands[i] == AARCH64_OPND_ADDR_SIMPLE
5184               && skip_past_char (&str, ','))
5185             {
5186               skip_past_char (&str, '#');
5187               if (! skip_past_char (&str, '0'))
5188                 {
5189                   set_fatal_syntax_error
5190                     (_("the optional immediate offset can only be 0"));
5191                   goto failure;
5192                 }
5193             }
5194           po_char_or_fail (']');
5195           info->addr.base_regno = val;
5196           break;
5197
5198         case AARCH64_OPND_ADDR_REGOFF:
5199           /* [<Xn|SP>, <R><m>{, <extend> {<amount>}}]  */
5200           po_misc_or_fail (parse_address (&str, info, 0));
5201           if (info->addr.pcrel || !info->addr.offset.is_reg
5202               || !info->addr.preind || info->addr.postind
5203               || info->addr.writeback)
5204             {
5205               set_syntax_error (_("invalid addressing mode"));
5206               goto failure;
5207             }
5208           if (!info->shifter.operator_present)
5209             {
5210               /* Default to LSL if not present.  Libopcodes prefers shifter
5211                  kind to be explicit.  */
5212               gas_assert (info->shifter.kind == AARCH64_MOD_NONE);
5213               info->shifter.kind = AARCH64_MOD_LSL;
5214             }
5215           /* Qualifier to be deduced by libopcodes.  */
5216           break;
5217
5218         case AARCH64_OPND_ADDR_SIMM7:
5219           po_misc_or_fail (parse_address (&str, info, 0));
5220           if (info->addr.pcrel || info->addr.offset.is_reg
5221               || (!info->addr.preind && !info->addr.postind))
5222             {
5223               set_syntax_error (_("invalid addressing mode"));
5224               goto failure;
5225             }
5226           assign_imm_if_const_or_fixup_later (&inst.reloc, info,
5227                                               /* addr_off_p */ 1,
5228                                               /* need_libopcodes_p */ 1,
5229                                               /* skip_p */ 0);
5230           break;
5231
5232         case AARCH64_OPND_ADDR_SIMM9:
5233         case AARCH64_OPND_ADDR_SIMM9_2:
5234           po_misc_or_fail (parse_address_reloc (&str, info));
5235           if (info->addr.pcrel || info->addr.offset.is_reg
5236               || (!info->addr.preind && !info->addr.postind)
5237               || (operands[i] == AARCH64_OPND_ADDR_SIMM9_2
5238                   && info->addr.writeback))
5239             {
5240               set_syntax_error (_("invalid addressing mode"));
5241               goto failure;
5242             }
5243           if (inst.reloc.type != BFD_RELOC_UNUSED)
5244             {
5245               set_syntax_error (_("relocation not allowed"));
5246               goto failure;
5247             }
5248           assign_imm_if_const_or_fixup_later (&inst.reloc, info,
5249                                               /* addr_off_p */ 1,
5250                                               /* need_libopcodes_p */ 1,
5251                                               /* skip_p */ 0);
5252           break;
5253
5254         case AARCH64_OPND_ADDR_UIMM12:
5255           po_misc_or_fail (parse_address_reloc (&str, info));
5256           if (info->addr.pcrel || info->addr.offset.is_reg
5257               || !info->addr.preind || info->addr.writeback)
5258             {
5259               set_syntax_error (_("invalid addressing mode"));
5260               goto failure;
5261             }
5262           if (inst.reloc.type == BFD_RELOC_UNUSED)
5263             aarch64_set_gas_internal_fixup (&inst.reloc, info, 1);
5264           else if (inst.reloc.type == BFD_RELOC_AARCH64_LDST_LO12)
5265             inst.reloc.type = ldst_lo12_determine_real_reloc_type ();
5266           /* Leave qualifier to be determined by libopcodes.  */
5267           break;
5268
5269         case AARCH64_OPND_SIMD_ADDR_POST:
5270           /* [<Xn|SP>], <Xm|#<amount>>  */
5271           po_misc_or_fail (parse_address (&str, info, 1));
5272           if (!info->addr.postind || !info->addr.writeback)
5273             {
5274               set_syntax_error (_("invalid addressing mode"));
5275               goto failure;
5276             }
5277           if (!info->addr.offset.is_reg)
5278             {
5279               if (inst.reloc.exp.X_op == O_constant)
5280                 info->addr.offset.imm = inst.reloc.exp.X_add_number;
5281               else
5282                 {
5283                   set_fatal_syntax_error
5284                     (_("writeback value should be an immediate constant"));
5285                   goto failure;
5286                 }
5287             }
5288           /* No qualifier.  */
5289           break;
5290
5291         case AARCH64_OPND_SYSREG:
5292           if ((val = parse_sys_reg (&str, aarch64_sys_regs_hsh, 1))
5293               == PARSE_FAIL)
5294             {
5295               set_syntax_error (_("unknown or missing system register name"));
5296               goto failure;
5297             }
5298           inst.base.operands[i].sysreg = val;
5299           break;
5300
5301         case AARCH64_OPND_PSTATEFIELD:
5302           if ((val = parse_sys_reg (&str, aarch64_pstatefield_hsh, 0))
5303               == PARSE_FAIL)
5304             {
5305               set_syntax_error (_("unknown or missing PSTATE field name"));
5306               goto failure;
5307             }
5308           inst.base.operands[i].pstatefield = val;
5309           break;
5310
5311         case AARCH64_OPND_SYSREG_IC:
5312           inst.base.operands[i].sysins_op =
5313             parse_sys_ins_reg (&str, aarch64_sys_regs_ic_hsh);
5314           goto sys_reg_ins;
5315         case AARCH64_OPND_SYSREG_DC:
5316           inst.base.operands[i].sysins_op =
5317             parse_sys_ins_reg (&str, aarch64_sys_regs_dc_hsh);
5318           goto sys_reg_ins;
5319         case AARCH64_OPND_SYSREG_AT:
5320           inst.base.operands[i].sysins_op =
5321             parse_sys_ins_reg (&str, aarch64_sys_regs_at_hsh);
5322           goto sys_reg_ins;
5323         case AARCH64_OPND_SYSREG_TLBI:
5324           inst.base.operands[i].sysins_op =
5325             parse_sys_ins_reg (&str, aarch64_sys_regs_tlbi_hsh);
5326 sys_reg_ins:
5327           if (inst.base.operands[i].sysins_op == NULL)
5328             {
5329               set_fatal_syntax_error ( _("unknown or missing operation name"));
5330               goto failure;
5331             }
5332           break;
5333
5334         case AARCH64_OPND_BARRIER:
5335         case AARCH64_OPND_BARRIER_ISB:
5336           val = parse_barrier (&str);
5337           if (val != PARSE_FAIL
5338               && operands[i] == AARCH64_OPND_BARRIER_ISB && val != 0xf)
5339             {
5340               /* ISB only accepts options name 'sy'.  */
5341               set_syntax_error
5342                 (_("the specified option is not accepted in ISB"));
5343               /* Turn off backtrack as this optional operand is present.  */
5344               backtrack_pos = 0;
5345               goto failure;
5346             }
5347           /* This is an extension to accept a 0..15 immediate.  */
5348           if (val == PARSE_FAIL)
5349             po_imm_or_fail (0, 15);
5350           info->barrier = aarch64_barrier_options + val;
5351           break;
5352
5353         case AARCH64_OPND_PRFOP:
5354           val = parse_pldop (&str);
5355           /* This is an extension to accept a 0..31 immediate.  */
5356           if (val == PARSE_FAIL)
5357             po_imm_or_fail (0, 31);
5358           inst.base.operands[i].prfop = aarch64_prfops + val;
5359           break;
5360
5361         default:
5362           as_fatal (_("unhandled operand code %d"), operands[i]);
5363         }
5364
5365       /* If we get here, this operand was successfully parsed.  */
5366       inst.base.operands[i].present = 1;
5367       continue;
5368
5369 failure:
5370       /* The parse routine should already have set the error, but in case
5371          not, set a default one here.  */
5372       if (! error_p ())
5373         set_default_error ();
5374
5375       if (! backtrack_pos)
5376         goto parse_operands_return;
5377
5378       {
5379         /* We reach here because this operand is marked as optional, and
5380            either no operand was supplied or the operand was supplied but it
5381            was syntactically incorrect.  In the latter case we report an
5382            error.  In the former case we perform a few more checks before
5383            dropping through to the code to insert the default operand.  */
5384
5385         char *tmp = backtrack_pos;
5386         char endchar = END_OF_INSN;
5387
5388         if (i != (aarch64_num_of_operands (opcode) - 1))
5389           endchar = ',';
5390         skip_past_char (&tmp, ',');
5391
5392         if (*tmp != endchar)
5393           /* The user has supplied an operand in the wrong format.  */
5394           goto parse_operands_return;
5395
5396         /* Make sure there is not a comma before the optional operand.
5397            For example the fifth operand of 'sys' is optional:
5398
5399              sys #0,c0,c0,#0,  <--- wrong
5400              sys #0,c0,c0,#0   <--- correct.  */
5401         if (comma_skipped_p && i && endchar == END_OF_INSN)
5402           {
5403             set_fatal_syntax_error
5404               (_("unexpected comma before the omitted optional operand"));
5405             goto parse_operands_return;
5406           }
5407       }
5408
5409       /* Reaching here means we are dealing with an optional operand that is
5410          omitted from the assembly line.  */
5411       gas_assert (optional_operand_p (opcode, i));
5412       info->present = 0;
5413       process_omitted_operand (operands[i], opcode, i, info);
5414
5415       /* Try again, skipping the optional operand at backtrack_pos.  */
5416       str = backtrack_pos;
5417       backtrack_pos = 0;
5418
5419       /* Clear any error record after the omitted optional operand has been
5420          successfully handled.  */
5421       clear_error ();
5422     }
5423
5424   /* Check if we have parsed all the operands.  */
5425   if (*str != '\0' && ! error_p ())
5426     {
5427       /* Set I to the index of the last present operand; this is
5428          for the purpose of diagnostics.  */
5429       for (i -= 1; i >= 0 && !inst.base.operands[i].present; --i)
5430         ;
5431       set_fatal_syntax_error
5432         (_("unexpected characters following instruction"));
5433     }
5434
5435 parse_operands_return:
5436
5437   if (error_p ())
5438     {
5439       DEBUG_TRACE ("parsing FAIL: %s - %s",
5440                    operand_mismatch_kind_names[get_error_kind ()],
5441                    get_error_message ());
5442       /* Record the operand error properly; this is useful when there
5443          are multiple instruction templates for a mnemonic name, so that
5444          later on, we can select the error that most closely describes
5445          the problem.  */
5446       record_operand_error (opcode, i, get_error_kind (),
5447                             get_error_message ());
5448       return FALSE;
5449     }
5450   else
5451     {
5452       DEBUG_TRACE ("parsing SUCCESS");
5453       return TRUE;
5454     }
5455 }
5456
5457 /* It does some fix-up to provide some programmer friendly feature while
5458    keeping the libopcodes happy, i.e. libopcodes only accepts
5459    the preferred architectural syntax.
5460    Return FALSE if there is any failure; otherwise return TRUE.  */
5461
5462 static bfd_boolean
5463 programmer_friendly_fixup (aarch64_instruction *instr)
5464 {
5465   aarch64_inst *base = &instr->base;
5466   const aarch64_opcode *opcode = base->opcode;
5467   enum aarch64_op op = opcode->op;
5468   aarch64_opnd_info *operands = base->operands;
5469
5470   DEBUG_TRACE ("enter");
5471
5472   switch (opcode->iclass)
5473     {
5474     case testbranch:
5475       /* TBNZ Xn|Wn, #uimm6, label
5476          Test and Branch Not Zero: conditionally jumps to label if bit number
5477          uimm6 in register Xn is not zero.  The bit number implies the width of
5478          the register, which may be written and should be disassembled as Wn if
5479          uimm is less than 32.  */
5480       if (operands[0].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_W)
5481         {
5482           if (operands[1].imm.value >= 32)
5483             {
5484               record_operand_out_of_range_error (opcode, 1, _("immediate value"),
5485                                                  0, 31);
5486               return FALSE;
5487             }
5488           operands[0].qualifier = AARCH64_OPND_QLF_X;
5489         }
5490       break;
5491     case loadlit:
5492       /* LDR Wt, label | =value
5493          As a convenience assemblers will typically permit the notation
5494          "=value" in conjunction with the pc-relative literal load instructions
5495          to automatically place an immediate value or symbolic address in a
5496          nearby literal pool and generate a hidden label which references it.
5497          ISREG has been set to 0 in the case of =value.  */
5498       if (instr->gen_lit_pool
5499           && (op == OP_LDR_LIT || op == OP_LDRV_LIT || op == OP_LDRSW_LIT))
5500         {
5501           int size = aarch64_get_qualifier_esize (operands[0].qualifier);
5502           if (op == OP_LDRSW_LIT)
5503             size = 4;
5504           if (instr->reloc.exp.X_op != O_constant
5505               && instr->reloc.exp.X_op != O_big
5506               && instr->reloc.exp.X_op != O_symbol)
5507             {
5508               record_operand_error (opcode, 1,
5509                                     AARCH64_OPDE_FATAL_SYNTAX_ERROR,
5510                                     _("constant expression expected"));
5511               return FALSE;
5512             }
5513           if (! add_to_lit_pool (&instr->reloc.exp, size))
5514             {
5515               record_operand_error (opcode, 1,
5516                                     AARCH64_OPDE_OTHER_ERROR,
5517                                     _("literal pool insertion failed"));
5518               return FALSE;
5519             }
5520         }
5521       break;
5522     case log_shift:
5523     case bitfield:
5524       /* UXT[BHW] Wd, Wn
5525          Unsigned Extend Byte|Halfword|Word: UXT[BH] is architectural alias
5526          for UBFM Wd,Wn,#0,#7|15, while UXTW is pseudo instruction which is
5527          encoded using ORR Wd, WZR, Wn (MOV Wd,Wn).
5528          A programmer-friendly assembler should accept a destination Xd in
5529          place of Wd, however that is not the preferred form for disassembly.
5530          */
5531       if ((op == OP_UXTB || op == OP_UXTH || op == OP_UXTW)
5532           && operands[1].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_W
5533           && operands[0].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_X)
5534         operands[0].qualifier = AARCH64_OPND_QLF_W;
5535       break;
5536
5537     case addsub_ext:
5538         {
5539           /* In the 64-bit form, the final register operand is written as Wm
5540              for all but the (possibly omitted) UXTX/LSL and SXTX
5541              operators.
5542              As a programmer-friendly assembler, we accept e.g.
5543              ADDS <Xd>, <Xn|SP>, <Xm>{, UXTB {#<amount>}} and change it to
5544              ADDS <Xd>, <Xn|SP>, <Wm>{, UXTB {#<amount>}}.  */
5545           int idx = aarch64_operand_index (opcode->operands,
5546                                            AARCH64_OPND_Rm_EXT);
5547           gas_assert (idx == 1 || idx == 2);
5548           if (operands[0].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_X
5549               && operands[idx].qualifier == AARCH64_OPND_QLF_X
5550               && operands[idx].shifter.kind != AARCH64_MOD_LSL
5551               && operands[idx].shifter.kind != AARCH64_MOD_UXTX
5552               && operands[idx].shifter.kind != AARCH64_MOD_SXTX)
5553             operands[idx].qualifier = AARCH64_OPND_QLF_W;
5554         }
5555       break;
5556
5557     default:
5558       break;
5559     }
5560
5561   DEBUG_TRACE ("exit with SUCCESS");
5562   return TRUE;
5563 }
5564
5565 /* Check for loads and stores that will cause unpredictable behavior.  */
5566
5567 static void
5568 warn_unpredictable_ldst (aarch64_instruction *instr, char *str)
5569 {
5570   aarch64_inst *base = &instr->base;
5571   const aarch64_opcode *opcode = base->opcode;
5572   const aarch64_opnd_info *opnds = base->operands;
5573   switch (opcode->iclass)
5574     {
5575     case ldst_pos:
5576     case ldst_imm9:
5577     case ldst_unscaled:
5578     case ldst_unpriv:
5579       /* Loading/storing the base register is unpredictable if writeback.  */
5580       if ((aarch64_get_operand_class (opnds[0].type)
5581            == AARCH64_OPND_CLASS_INT_REG)
5582           && opnds[0].reg.regno == opnds[1].addr.base_regno
5583           && opnds[1].addr.writeback)
5584         as_warn (_("unpredictable transfer with writeback -- `%s'"), str);
5585       break;
5586     case ldstpair_off:
5587     case ldstnapair_offs:
5588     case ldstpair_indexed:
5589       /* Loading/storing the base register is unpredictable if writeback.  */
5590       if ((aarch64_get_operand_class (opnds[0].type)
5591            == AARCH64_OPND_CLASS_INT_REG)
5592           && (opnds[0].reg.regno == opnds[2].addr.base_regno
5593             || opnds[1].reg.regno == opnds[2].addr.base_regno)
5594           && opnds[2].addr.writeback)
5595             as_warn (_("unpredictable transfer with writeback -- `%s'"), str);
5596       /* Load operations must load different registers.  */
5597       if ((opcode->opcode & (1 << 22))
5598           && opnds[0].reg.regno == opnds[1].reg.regno)
5599             as_warn (_("unpredictable load of register pair -- `%s'"), str);
5600       break;
5601     default:
5602       break;
5603     }
5604 }
5605
5606 /* A wrapper function to interface with libopcodes on encoding and
5607    record the error message if there is any.
5608
5609    Return TRUE on success; otherwise return FALSE.  */
5610
5611 static bfd_boolean
5612 do_encode (const aarch64_opcode *opcode, aarch64_inst *instr,
5613            aarch64_insn *code)
5614 {
5615   aarch64_operand_error error_info;
5616   error_info.kind = AARCH64_OPDE_NIL;
5617   if (aarch64_opcode_encode (opcode, instr, code, NULL, &error_info))
5618     return TRUE;
5619   else
5620     {
5621       gas_assert (error_info.kind != AARCH64_OPDE_NIL);
5622       record_operand_error_info (opcode, &error_info);
5623       return FALSE;
5624     }
5625 }
5626
5627 #ifdef DEBUG_AARCH64
5628 static inline void
5629 dump_opcode_operands (const aarch64_opcode *opcode)
5630 {
5631   int i = 0;
5632   while (opcode->operands[i] != AARCH64_OPND_NIL)
5633     {
5634       aarch64_verbose ("\t\t opnd%d: %s", i,
5635                        aarch64_get_operand_name (opcode->operands[i])[0] != '\0'
5636                        ? aarch64_get_operand_name (opcode->operands[i])
5637                        : aarch64_get_operand_desc (opcode->operands[i]));
5638       ++i;
5639     }
5640 }
5641 #endif /* DEBUG_AARCH64 */
5642
5643 /* This is the guts of the machine-dependent assembler.  STR points to a
5644    machine dependent instruction.  This function is supposed to emit
5645    the frags/bytes it assembles to.  */
5646
5647 void
5648 md_assemble (char *str)
5649 {
5650   char *p = str;
5651   templates *template;
5652   aarch64_opcode *opcode;
5653   aarch64_inst *inst_base;
5654   unsigned saved_cond;
5655
5656   /* Align the previous label if needed.  */
5657   if (last_label_seen != NULL)
5658     {
5659       symbol_set_frag (last_label_seen, frag_now);
5660       S_SET_VALUE (last_label_seen, (valueT) frag_now_fix ());
5661       S_SET_SEGMENT (last_label_seen, now_seg);
5662     }
5663
5664   inst.reloc.type = BFD_RELOC_UNUSED;
5665
5666   DEBUG_TRACE ("\n\n");
5667   DEBUG_TRACE ("==============================");
5668   DEBUG_TRACE ("Enter md_assemble with %s", str);
5669
5670   template = opcode_lookup (&p);
5671   if (!template)
5672     {
5673       /* It wasn't an instruction, but it might be a register alias of
5674          the form alias .req reg directive.  */
5675       if (!create_register_alias (str, p))
5676         as_bad (_("unknown mnemonic `%s' -- `%s'"), get_mnemonic_name (str),
5677                 str);
5678       return;
5679     }
5680
5681   skip_whitespace (p);
5682   if (*p == ',')
5683     {
5684       as_bad (_("unexpected comma after the mnemonic name `%s' -- `%s'"),
5685               get_mnemonic_name (str), str);
5686       return;
5687     }
5688
5689   init_operand_error_report ();
5690
5691   saved_cond = inst.cond;
5692   reset_aarch64_instruction (&inst);
5693   inst.cond = saved_cond;
5694
5695   /* Iterate through all opcode entries with the same mnemonic name.  */
5696   do
5697     {
5698       opcode = template->opcode;
5699
5700       DEBUG_TRACE ("opcode %s found", opcode->name);
5701 #ifdef DEBUG_AARCH64
5702       if (debug_dump)
5703         dump_opcode_operands (opcode);
5704 #endif /* DEBUG_AARCH64 */
5705
5706       mapping_state (MAP_INSN);
5707
5708       inst_base = &inst.base;
5709       inst_base->opcode = opcode;
5710
5711       /* Truly conditionally executed instructions, e.g. b.cond.  */
5712       if (opcode->flags & F_COND)
5713         {
5714           gas_assert (inst.cond != COND_ALWAYS);
5715           inst_base->cond = get_cond_from_value (inst.cond);
5716           DEBUG_TRACE ("condition found %s", inst_base->cond->names[0]);
5717         }
5718       else if (inst.cond != COND_ALWAYS)
5719         {
5720           /* It shouldn't arrive here, where the assembly looks like a
5721              conditional instruction but the found opcode is unconditional.  */
5722           gas_assert (0);
5723           continue;
5724         }
5725
5726       if (parse_operands (p, opcode)
5727           && programmer_friendly_fixup (&inst)
5728           && do_encode (inst_base->opcode, &inst.base, &inst_base->value))
5729         {
5730           /* Check that this instruction is supported for this CPU.  */
5731           if (!opcode->avariant
5732               || !AARCH64_CPU_HAS_FEATURE (cpu_variant, *opcode->avariant))
5733             {
5734               as_bad (_("selected processor does not support `%s'"), str);
5735               return;
5736             }
5737
5738           warn_unpredictable_ldst (&inst, str);
5739
5740           if (inst.reloc.type == BFD_RELOC_UNUSED
5741               || !inst.reloc.need_libopcodes_p)
5742             output_inst (NULL);
5743           else
5744             {
5745               /* If there is relocation generated for the instruction,
5746                  store the instruction information for the future fix-up.  */
5747               struct aarch64_inst *copy;
5748               gas_assert (inst.reloc.type != BFD_RELOC_UNUSED);
5749               if ((copy = xmalloc (sizeof (struct aarch64_inst))) == NULL)
5750                 abort ();
5751               memcpy (copy, &inst.base, sizeof (struct aarch64_inst));
5752               output_inst (copy);
5753             }
5754           return;
5755         }
5756
5757       template = template->next;
5758       if (template != NULL)
5759         {
5760           reset_aarch64_instruction (&inst);
5761           inst.cond = saved_cond;
5762         }
5763     }
5764   while (template != NULL);
5765
5766   /* Issue the error messages if any.  */
5767   output_operand_error_report (str);
5768 }
5769
5770 /* Various frobbings of labels and their addresses.  */
5771
5772 void
5773 aarch64_start_line_hook (void)
5774 {
5775   last_label_seen = NULL;
5776 }
5777
5778 void
5779 aarch64_frob_label (symbolS * sym)
5780 {
5781   last_label_seen = sym;
5782
5783   dwarf2_emit_label (sym);
5784 }
5785
5786 int
5787 aarch64_data_in_code (void)
5788 {
5789   if (!strncmp (input_line_pointer + 1, "data:", 5))
5790     {
5791       *input_line_pointer = '/';
5792       input_line_pointer += 5;
5793       *input_line_pointer = 0;
5794       return 1;
5795     }
5796
5797   return 0;
5798 }
5799
5800 char *
5801 aarch64_canonicalize_symbol_name (char *name)
5802 {
5803   int len;
5804
5805   if ((len = strlen (name)) > 5 && streq (name + len - 5, "/data"))
5806     *(name + len - 5) = 0;
5807
5808   return name;
5809 }
5810 \f
5811 /* Table of all register names defined by default.  The user can
5812    define additional names with .req.  Note that all register names
5813    should appear in both upper and lowercase variants.  Some registers
5814    also have mixed-case names.  */
5815
5816 #define REGDEF(s,n,t) { #s, n, REG_TYPE_##t, TRUE }
5817 #define REGNUM(p,n,t) REGDEF(p##n, n, t)
5818 #define REGSET31(p,t) \
5819   REGNUM(p, 0,t), REGNUM(p, 1,t), REGNUM(p, 2,t), REGNUM(p, 3,t), \
5820   REGNUM(p, 4,t), REGNUM(p, 5,t), REGNUM(p, 6,t), REGNUM(p, 7,t), \
5821   REGNUM(p, 8,t), REGNUM(p, 9,t), REGNUM(p,10,t), REGNUM(p,11,t), \
5822   REGNUM(p,12,t), REGNUM(p,13,t), REGNUM(p,14,t), REGNUM(p,15,t), \
5823   REGNUM(p,16,t), REGNUM(p,17,t), REGNUM(p,18,t), REGNUM(p,19,t), \
5824   REGNUM(p,20,t), REGNUM(p,21,t), REGNUM(p,22,t), REGNUM(p,23,t), \
5825   REGNUM(p,24,t), REGNUM(p,25,t), REGNUM(p,26,t), REGNUM(p,27,t), \
5826   REGNUM(p,28,t), REGNUM(p,29,t), REGNUM(p,30,t)
5827 #define REGSET(p,t) \
5828   REGSET31(p,t), REGNUM(p,31,t)
5829
5830 /* These go into aarch64_reg_hsh hash-table.  */
5831 static const reg_entry reg_names[] = {
5832   /* Integer registers.  */
5833   REGSET31 (x, R_64), REGSET31 (X, R_64),
5834   REGSET31 (w, R_32), REGSET31 (W, R_32),
5835
5836   REGDEF (wsp, 31, SP_32), REGDEF (WSP, 31, SP_32),
5837   REGDEF (sp, 31, SP_64), REGDEF (SP, 31, SP_64),
5838
5839   REGDEF (wzr, 31, Z_32), REGDEF (WZR, 31, Z_32),
5840   REGDEF (xzr, 31, Z_64), REGDEF (XZR, 31, Z_64),
5841
5842   /* Coprocessor register numbers.  */
5843   REGSET (c, CN), REGSET (C, CN),
5844
5845   /* Floating-point single precision registers.  */
5846   REGSET (s, FP_S), REGSET (S, FP_S),
5847
5848   /* Floating-point double precision registers.  */
5849   REGSET (d, FP_D), REGSET (D, FP_D),
5850
5851   /* Floating-point half precision registers.  */
5852   REGSET (h, FP_H), REGSET (H, FP_H),
5853
5854   /* Floating-point byte precision registers.  */
5855   REGSET (b, FP_B), REGSET (B, FP_B),
5856
5857   /* Floating-point quad precision registers.  */
5858   REGSET (q, FP_Q), REGSET (Q, FP_Q),
5859
5860   /* FP/SIMD registers.  */
5861   REGSET (v, VN), REGSET (V, VN),
5862 };
5863
5864 #undef REGDEF
5865 #undef REGNUM
5866 #undef REGSET
5867
5868 #define N 1
5869 #define n 0
5870 #define Z 1
5871 #define z 0
5872 #define C 1
5873 #define c 0
5874 #define V 1
5875 #define v 0
5876 #define B(a,b,c,d) (((a) << 3) | ((b) << 2) | ((c) << 1) | (d))
5877 static const asm_nzcv nzcv_names[] = {
5878   {"nzcv", B (n, z, c, v)},
5879   {"nzcV", B (n, z, c, V)},
5880   {"nzCv", B (n, z, C, v)},
5881   {"nzCV", B (n, z, C, V)},
5882   {"nZcv", B (n, Z, c, v)},
5883   {"nZcV", B (n, Z, c, V)},
5884   {"nZCv", B (n, Z, C, v)},
5885   {"nZCV", B (n, Z, C, V)},
5886   {"Nzcv", B (N, z, c, v)},
5887   {"NzcV", B (N, z, c, V)},
5888   {"NzCv", B (N, z, C, v)},
5889   {"NzCV", B (N, z, C, V)},
5890   {"NZcv", B (N, Z, c, v)},
5891   {"NZcV", B (N, Z, c, V)},
5892   {"NZCv", B (N, Z, C, v)},
5893   {"NZCV", B (N, Z, C, V)}
5894 };
5895
5896 #undef N
5897 #undef n
5898 #undef Z
5899 #undef z
5900 #undef C
5901 #undef c
5902 #undef V
5903 #undef v
5904 #undef B
5905 \f
5906 /* MD interface: bits in the object file.  */
5907
5908 /* Turn an integer of n bytes (in val) into a stream of bytes appropriate
5909    for use in the a.out file, and stores them in the array pointed to by buf.
5910    This knows about the endian-ness of the target machine and does
5911    THE RIGHT THING, whatever it is.  Possible values for n are 1 (byte)
5912    2 (short) and 4 (long)  Floating numbers are put out as a series of
5913    LITTLENUMS (shorts, here at least).  */
5914
5915 void
5916 md_number_to_chars (char *buf, valueT val, int n)
5917 {
5918   if (target_big_endian)
5919     number_to_chars_bigendian (buf, val, n);
5920   else
5921     number_to_chars_littleendian (buf, val, n);
5922 }
5923
5924 /* MD interface: Sections.  */
5925
5926 /* Estimate the size of a frag before relaxing.  Assume everything fits in
5927    4 bytes.  */
5928
5929 int
5930 md_estimate_size_before_relax (fragS * fragp, segT segtype ATTRIBUTE_UNUSED)
5931 {
5932   fragp->fr_var = 4;
5933   return 4;
5934 }
5935
5936 /* Round up a section size to the appropriate boundary.  */
5937
5938 valueT
5939 md_section_align (segT segment ATTRIBUTE_UNUSED, valueT size)
5940 {
5941   return size;
5942 }
5943
5944 /* This is called from HANDLE_ALIGN in write.c.  Fill in the contents
5945    of an rs_align_code fragment.
5946
5947    Here we fill the frag with the appropriate info for padding the
5948    output stream.  The resulting frag will consist of a fixed (fr_fix)
5949    and of a repeating (fr_var) part.
5950
5951    The fixed content is always emitted before the repeating content and
5952    these two parts are used as follows in constructing the output:
5953    - the fixed part will be used to align to a valid instruction word
5954      boundary, in case that we start at a misaligned address; as no
5955      executable instruction can live at the misaligned location, we
5956      simply fill with zeros;
5957    - the variable part will be used to cover the remaining padding and
5958      we fill using the AArch64 NOP instruction.
5959
5960    Note that the size of a RS_ALIGN_CODE fragment is always 7 to provide
5961    enough storage space for up to 3 bytes for padding the back to a valid
5962    instruction alignment and exactly 4 bytes to store the NOP pattern.  */
5963
5964 void
5965 aarch64_handle_align (fragS * fragP)
5966 {
5967   /* NOP = d503201f */
5968   /* AArch64 instructions are always little-endian.  */
5969   static char const aarch64_noop[4] = { 0x1f, 0x20, 0x03, 0xd5 };
5970
5971   int bytes, fix, noop_size;
5972   char *p;
5973
5974   if (fragP->fr_type != rs_align_code)
5975     return;
5976
5977   bytes = fragP->fr_next->fr_address - fragP->fr_address - fragP->fr_fix;
5978   p = fragP->fr_literal + fragP->fr_fix;
5979
5980 #ifdef OBJ_ELF
5981   gas_assert (fragP->tc_frag_data.recorded);
5982 #endif
5983
5984   noop_size = sizeof (aarch64_noop);
5985
5986   fix = bytes & (noop_size - 1);
5987   if (fix)
5988     {
5989 #ifdef OBJ_ELF
5990       insert_data_mapping_symbol (MAP_INSN, fragP->fr_fix, fragP, fix);
5991 #endif
5992       memset (p, 0, fix);
5993       p += fix;
5994       fragP->fr_fix += fix;
5995     }
5996
5997   if (noop_size)
5998     memcpy (p, aarch64_noop, noop_size);
5999   fragP->fr_var = noop_size;
6000 }
6001
6002 /* Perform target specific initialisation of a frag.
6003    Note - despite the name this initialisation is not done when the frag
6004    is created, but only when its type is assigned.  A frag can be created
6005    and used a long time before its type is set, so beware of assuming that
6006    this initialisationis performed first.  */
6007
6008 #ifndef OBJ_ELF
6009 void
6010 aarch64_init_frag (fragS * fragP ATTRIBUTE_UNUSED,
6011                    int max_chars ATTRIBUTE_UNUSED)
6012 {
6013 }
6014
6015 #else /* OBJ_ELF is defined.  */
6016 void
6017 aarch64_init_frag (fragS * fragP, int max_chars)
6018 {
6019   /* Record a mapping symbol for alignment frags.  We will delete this
6020      later if the alignment ends up empty.  */
6021   if (!fragP->tc_frag_data.recorded)
6022     {
6023       fragP->tc_frag_data.recorded = 1;
6024       switch (fragP->fr_type)
6025         {
6026         case rs_align:
6027         case rs_align_test:
6028         case rs_fill:
6029           mapping_state_2 (MAP_DATA, max_chars);
6030           break;
6031         case rs_align_code:
6032           mapping_state_2 (MAP_INSN, max_chars);
6033           break;
6034         default:
6035           break;
6036         }
6037     }
6038 }
6039 \f
6040 /* Initialize the DWARF-2 unwind information for this procedure.  */
6041
6042 void
6043 tc_aarch64_frame_initial_instructions (void)
6044 {
6045   cfi_add_CFA_def_cfa (REG_SP, 0);
6046 }
6047 #endif /* OBJ_ELF */
6048
6049 /* Convert REGNAME to a DWARF-2 register number.  */
6050
6051 int
6052 tc_aarch64_regname_to_dw2regnum (char *regname)
6053 {
6054   const reg_entry *reg = parse_reg (&regname);
6055   if (reg == NULL)
6056     return -1;
6057
6058   switch (reg->type)
6059     {
6060     case REG_TYPE_SP_32:
6061     case REG_TYPE_SP_64:
6062     case REG_TYPE_R_32:
6063     case REG_TYPE_R_64:
6064       return reg->number;
6065
6066     case REG_TYPE_FP_B:
6067     case REG_TYPE_FP_H:
6068     case REG_TYPE_FP_S:
6069     case REG_TYPE_FP_D:
6070     case REG_TYPE_FP_Q:
6071       return reg->number + 64;
6072
6073     default:
6074       break;
6075     }
6076   return -1;
6077 }
6078
6079 /* Implement DWARF2_ADDR_SIZE.  */
6080
6081 int
6082 aarch64_dwarf2_addr_size (void)
6083 {
6084 #if defined (OBJ_MAYBE_ELF) || defined (OBJ_ELF)
6085   if (ilp32_p)
6086     return 4;
6087 #endif
6088   return bfd_arch_bits_per_address (stdoutput) / 8;
6089 }
6090
6091 /* MD interface: Symbol and relocation handling.  */
6092
6093 /* Return the address within the segment that a PC-relative fixup is
6094    relative to.  For AArch64 PC-relative fixups applied to instructions
6095    are generally relative to the location plus AARCH64_PCREL_OFFSET bytes.  */
6096
6097 long
6098 md_pcrel_from_section (fixS * fixP, segT seg)
6099 {
6100   offsetT base = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_address;
6101
6102   /* If this is pc-relative and we are going to emit a relocation
6103      then we just want to put out any pipeline compensation that the linker
6104      will need.  Otherwise we want to use the calculated base.  */
6105   if (fixP->fx_pcrel
6106       && ((fixP->fx_addsy && S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != seg)
6107           || aarch64_force_relocation (fixP)))
6108     base = 0;
6109
6110   /* AArch64 should be consistent for all pc-relative relocations.  */
6111   return base + AARCH64_PCREL_OFFSET;
6112 }
6113
6114 /* Under ELF we need to default _GLOBAL_OFFSET_TABLE.
6115    Otherwise we have no need to default values of symbols.  */
6116
6117 symbolS *
6118 md_undefined_symbol (char *name ATTRIBUTE_UNUSED)
6119 {
6120 #ifdef OBJ_ELF
6121   if (name[0] == '_' && name[1] == 'G'
6122       && streq (name, GLOBAL_OFFSET_TABLE_NAME))
6123     {
6124       if (!GOT_symbol)
6125         {
6126           if (symbol_find (name))
6127             as_bad (_("GOT already in the symbol table"));
6128
6129           GOT_symbol = symbol_new (name, undefined_section,
6130                                    (valueT) 0, &zero_address_frag);
6131         }
6132
6133       return GOT_symbol;
6134     }
6135 #endif
6136
6137   return 0;
6138 }
6139
6140 /* Return non-zero if the indicated VALUE has overflowed the maximum
6141    range expressible by a unsigned number with the indicated number of
6142    BITS.  */
6143
6144 static bfd_boolean
6145 unsigned_overflow (valueT value, unsigned bits)
6146 {
6147   valueT lim;
6148   if (bits >= sizeof (valueT) * 8)
6149     return FALSE;
6150   lim = (valueT) 1 << bits;
6151   return (value >= lim);
6152 }
6153
6154
6155 /* Return non-zero if the indicated VALUE has overflowed the maximum
6156    range expressible by an signed number with the indicated number of
6157    BITS.  */
6158
6159 static bfd_boolean
6160 signed_overflow (offsetT value, unsigned bits)
6161 {
6162   offsetT lim;
6163   if (bits >= sizeof (offsetT) * 8)
6164     return FALSE;
6165   lim = (offsetT) 1 << (bits - 1);
6166   return (value < -lim || value >= lim);
6167 }
6168
6169 /* Given an instruction in *INST, which is expected to be a scaled, 12-bit,
6170    unsigned immediate offset load/store instruction, try to encode it as
6171    an unscaled, 9-bit, signed immediate offset load/store instruction.
6172    Return TRUE if it is successful; otherwise return FALSE.
6173
6174    As a programmer-friendly assembler, LDUR/STUR instructions can be generated
6175    in response to the standard LDR/STR mnemonics when the immediate offset is
6176    unambiguous, i.e. when it is negative or unaligned.  */
6177
6178 static bfd_boolean
6179 try_to_encode_as_unscaled_ldst (aarch64_inst *instr)
6180 {
6181   int idx;
6182   enum aarch64_op new_op;
6183   const aarch64_opcode *new_opcode;
6184
6185   gas_assert (instr->opcode->iclass == ldst_pos);
6186
6187   switch (instr->opcode->op)
6188     {
6189     case OP_LDRB_POS:new_op = OP_LDURB; break;
6190     case OP_STRB_POS: new_op = OP_STURB; break;
6191     case OP_LDRSB_POS: new_op = OP_LDURSB; break;
6192     case OP_LDRH_POS: new_op = OP_LDURH; break;
6193     case OP_STRH_POS: new_op = OP_STURH; break;
6194     case OP_LDRSH_POS: new_op = OP_LDURSH; break;
6195     case OP_LDR_POS: new_op = OP_LDUR; break;
6196     case OP_STR_POS: new_op = OP_STUR; break;
6197     case OP_LDRF_POS: new_op = OP_LDURV; break;
6198     case OP_STRF_POS: new_op = OP_STURV; break;
6199     case OP_LDRSW_POS: new_op = OP_LDURSW; break;
6200     case OP_PRFM_POS: new_op = OP_PRFUM; break;
6201     default: new_op = OP_NIL; break;
6202     }
6203
6204   if (new_op == OP_NIL)
6205     return FALSE;
6206
6207   new_opcode = aarch64_get_opcode (new_op);
6208   gas_assert (new_opcode != NULL);
6209
6210   DEBUG_TRACE ("Check programmer-friendly STURB/LDURB -> STRB/LDRB: %d == %d",
6211                instr->opcode->op, new_opcode->op);
6212
6213   aarch64_replace_opcode (instr, new_opcode);
6214
6215   /* Clear up the ADDR_SIMM9's qualifier; otherwise the
6216      qualifier matching may fail because the out-of-date qualifier will
6217      prevent the operand being updated with a new and correct qualifier.  */
6218   idx = aarch64_operand_index (instr->opcode->operands,
6219                                AARCH64_OPND_ADDR_SIMM9);
6220   gas_assert (idx == 1);
6221   instr->operands[idx].qualifier = AARCH64_OPND_QLF_NIL;
6222
6223   DEBUG_TRACE ("Found LDURB entry to encode programmer-friendly LDRB");
6224
6225   if (!aarch64_opcode_encode (instr->opcode, instr, &instr->value, NULL, NULL))
6226     return FALSE;
6227
6228   return TRUE;
6229 }
6230
6231 /* Called by fix_insn to fix a MOV immediate alias instruction.
6232
6233    Operand for a generic move immediate instruction, which is an alias
6234    instruction that generates a single MOVZ, MOVN or ORR instruction to loads
6235    a 32-bit/64-bit immediate value into general register.  An assembler error
6236    shall result if the immediate cannot be created by a single one of these
6237    instructions. If there is a choice, then to ensure reversability an
6238    assembler must prefer a MOVZ to MOVN, and MOVZ or MOVN to ORR.  */
6239
6240 static void
6241 fix_mov_imm_insn (fixS *fixP, char *buf, aarch64_inst *instr, offsetT value)
6242 {
6243   const aarch64_opcode *opcode;
6244
6245   /* Need to check if the destination is SP/ZR.  The check has to be done
6246      before any aarch64_replace_opcode.  */
6247   int try_mov_wide_p = !aarch64_stack_pointer_p (&instr->operands[0]);
6248   int try_mov_bitmask_p = !aarch64_zero_register_p (&instr->operands[0]);
6249
6250   instr->operands[1].imm.value = value;
6251   instr->operands[1].skip = 0;
6252
6253   if (try_mov_wide_p)
6254     {
6255       /* Try the MOVZ alias.  */
6256       opcode = aarch64_get_opcode (OP_MOV_IMM_WIDE);
6257       aarch64_replace_opcode (instr, opcode);
6258       if (aarch64_opcode_encode (instr->opcode, instr,
6259                                  &instr->value, NULL, NULL))
6260         {
6261           put_aarch64_insn (buf, instr->value);
6262           return;
6263         }
6264       /* Try the MOVK alias.  */
6265       opcode = aarch64_get_opcode (OP_MOV_IMM_WIDEN);
6266       aarch64_replace_opcode (instr, opcode);
6267       if (aarch64_opcode_encode (instr->opcode, instr,
6268                                  &instr->value, NULL, NULL))
6269         {
6270           put_aarch64_insn (buf, instr->value);
6271           return;
6272         }
6273     }
6274
6275   if (try_mov_bitmask_p)
6276     {
6277       /* Try the ORR alias.  */
6278       opcode = aarch64_get_opcode (OP_MOV_IMM_LOG);
6279       aarch64_replace_opcode (instr, opcode);
6280       if (aarch64_opcode_encode (instr->opcode, instr,
6281                                  &instr->value, NULL, NULL))
6282         {
6283           put_aarch64_insn (buf, instr->value);
6284           return;
6285         }
6286     }
6287
6288   as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6289                 _("immediate cannot be moved by a single instruction"));
6290 }
6291
6292 /* An instruction operand which is immediate related may have symbol used
6293    in the assembly, e.g.
6294
6295      mov     w0, u32
6296      .set    u32,    0x00ffff00
6297
6298    At the time when the assembly instruction is parsed, a referenced symbol,
6299    like 'u32' in the above example may not have been seen; a fixS is created
6300    in such a case and is handled here after symbols have been resolved.
6301    Instruction is fixed up with VALUE using the information in *FIXP plus
6302    extra information in FLAGS.
6303
6304    This function is called by md_apply_fix to fix up instructions that need
6305    a fix-up described above but does not involve any linker-time relocation.  */
6306
6307 static void
6308 fix_insn (fixS *fixP, uint32_t flags, offsetT value)
6309 {
6310   int idx;
6311   uint32_t insn;
6312   char *buf = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_literal;
6313   enum aarch64_opnd opnd = fixP->tc_fix_data.opnd;
6314   aarch64_inst *new_inst = fixP->tc_fix_data.inst;
6315
6316   if (new_inst)
6317     {
6318       /* Now the instruction is about to be fixed-up, so the operand that
6319          was previously marked as 'ignored' needs to be unmarked in order
6320          to get the encoding done properly.  */
6321       idx = aarch64_operand_index (new_inst->opcode->operands, opnd);
6322       new_inst->operands[idx].skip = 0;
6323     }
6324
6325   gas_assert (opnd != AARCH64_OPND_NIL);
6326
6327   switch (opnd)
6328     {
6329     case AARCH64_OPND_EXCEPTION:
6330       if (unsigned_overflow (value, 16))
6331         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6332                       _("immediate out of range"));
6333       insn = get_aarch64_insn (buf);
6334       insn |= encode_svc_imm (value);
6335       put_aarch64_insn (buf, insn);
6336       break;
6337
6338     case AARCH64_OPND_AIMM:
6339       /* ADD or SUB with immediate.
6340          NOTE this assumes we come here with a add/sub shifted reg encoding
6341                   3  322|2222|2  2  2 21111 111111
6342                   1  098|7654|3  2  1 09876 543210 98765 43210
6343          0b000000 sf 000|1011|shift 0 Rm    imm6   Rn    Rd    ADD
6344          2b000000 sf 010|1011|shift 0 Rm    imm6   Rn    Rd    ADDS
6345          4b000000 sf 100|1011|shift 0 Rm    imm6   Rn    Rd    SUB
6346          6b000000 sf 110|1011|shift 0 Rm    imm6   Rn    Rd    SUBS
6347          ->
6348                   3  322|2222|2 2   221111111111
6349                   1  098|7654|3 2   109876543210 98765 43210
6350          11000000 sf 001|0001|shift imm12        Rn    Rd    ADD
6351          31000000 sf 011|0001|shift imm12        Rn    Rd    ADDS
6352          51000000 sf 101|0001|shift imm12        Rn    Rd    SUB
6353          71000000 sf 111|0001|shift imm12        Rn    Rd    SUBS
6354          Fields sf Rn Rd are already set.  */
6355       insn = get_aarch64_insn (buf);
6356       if (value < 0)
6357         {
6358           /* Add <-> sub.  */
6359           insn = reencode_addsub_switch_add_sub (insn);
6360           value = -value;
6361         }
6362
6363       if ((flags & FIXUP_F_HAS_EXPLICIT_SHIFT) == 0
6364           && unsigned_overflow (value, 12))
6365         {
6366           /* Try to shift the value by 12 to make it fit.  */
6367           if (((value >> 12) << 12) == value
6368               && ! unsigned_overflow (value, 12 + 12))
6369             {
6370               value >>= 12;
6371               insn |= encode_addsub_imm_shift_amount (1);
6372             }
6373         }
6374
6375       if (unsigned_overflow (value, 12))
6376         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6377                       _("immediate out of range"));
6378
6379       insn |= encode_addsub_imm (value);
6380
6381       put_aarch64_insn (buf, insn);
6382       break;
6383
6384     case AARCH64_OPND_SIMD_IMM:
6385     case AARCH64_OPND_SIMD_IMM_SFT:
6386     case AARCH64_OPND_LIMM:
6387       /* Bit mask immediate.  */
6388       gas_assert (new_inst != NULL);
6389       idx = aarch64_operand_index (new_inst->opcode->operands, opnd);
6390       new_inst->operands[idx].imm.value = value;
6391       if (aarch64_opcode_encode (new_inst->opcode, new_inst,
6392                                  &new_inst->value, NULL, NULL))
6393         put_aarch64_insn (buf, new_inst->value);
6394       else
6395         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6396                       _("invalid immediate"));
6397       break;
6398
6399     case AARCH64_OPND_HALF:
6400       /* 16-bit unsigned immediate.  */
6401       if (unsigned_overflow (value, 16))
6402         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6403                       _("immediate out of range"));
6404       insn = get_aarch64_insn (buf);
6405       insn |= encode_movw_imm (value & 0xffff);
6406       put_aarch64_insn (buf, insn);
6407       break;
6408
6409     case AARCH64_OPND_IMM_MOV:
6410       /* Operand for a generic move immediate instruction, which is
6411          an alias instruction that generates a single MOVZ, MOVN or ORR
6412          instruction to loads a 32-bit/64-bit immediate value into general
6413          register.  An assembler error shall result if the immediate cannot be
6414          created by a single one of these instructions. If there is a choice,
6415          then to ensure reversability an assembler must prefer a MOVZ to MOVN,
6416          and MOVZ or MOVN to ORR.  */
6417       gas_assert (new_inst != NULL);
6418       fix_mov_imm_insn (fixP, buf, new_inst, value);
6419       break;
6420
6421     case AARCH64_OPND_ADDR_SIMM7:
6422     case AARCH64_OPND_ADDR_SIMM9:
6423     case AARCH64_OPND_ADDR_SIMM9_2:
6424     case AARCH64_OPND_ADDR_UIMM12:
6425       /* Immediate offset in an address.  */
6426       insn = get_aarch64_insn (buf);
6427
6428       gas_assert (new_inst != NULL && new_inst->value == insn);
6429       gas_assert (new_inst->opcode->operands[1] == opnd
6430                   || new_inst->opcode->operands[2] == opnd);
6431
6432       /* Get the index of the address operand.  */
6433       if (new_inst->opcode->operands[1] == opnd)
6434         /* e.g. STR <Xt>, [<Xn|SP>, <R><m>{, <extend> {<amount>}}].  */
6435         idx = 1;
6436       else
6437         /* e.g. LDP <Qt1>, <Qt2>, [<Xn|SP>{, #<imm>}].  */
6438         idx = 2;
6439
6440       /* Update the resolved offset value.  */
6441       new_inst->operands[idx].addr.offset.imm = value;
6442
6443       /* Encode/fix-up.  */
6444       if (aarch64_opcode_encode (new_inst->opcode, new_inst,
6445                                  &new_inst->value, NULL, NULL))
6446         {
6447           put_aarch64_insn (buf, new_inst->value);
6448           break;
6449         }
6450       else if (new_inst->opcode->iclass == ldst_pos
6451                && try_to_encode_as_unscaled_ldst (new_inst))
6452         {
6453           put_aarch64_insn (buf, new_inst->value);
6454           break;
6455         }
6456
6457       as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6458                     _("immediate offset out of range"));
6459       break;
6460
6461     default:
6462       gas_assert (0);
6463       as_fatal (_("unhandled operand code %d"), opnd);
6464     }
6465 }
6466
6467 /* Apply a fixup (fixP) to segment data, once it has been determined
6468    by our caller that we have all the info we need to fix it up.
6469
6470    Parameter valP is the pointer to the value of the bits.  */
6471
6472 void
6473 md_apply_fix (fixS * fixP, valueT * valP, segT seg)
6474 {
6475   offsetT value = *valP;
6476   uint32_t insn;
6477   char *buf = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_literal;
6478   int scale;
6479   unsigned flags = fixP->fx_addnumber;
6480
6481   DEBUG_TRACE ("\n\n");
6482   DEBUG_TRACE ("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
6483   DEBUG_TRACE ("Enter md_apply_fix");
6484
6485   gas_assert (fixP->fx_r_type <= BFD_RELOC_UNUSED);
6486
6487   /* Note whether this will delete the relocation.  */
6488
6489   if (fixP->fx_addsy == 0 && !fixP->fx_pcrel)
6490     fixP->fx_done = 1;
6491
6492   /* Process the relocations.  */
6493   switch (fixP->fx_r_type)
6494     {
6495     case BFD_RELOC_NONE:
6496       /* This will need to go in the object file.  */
6497       fixP->fx_done = 0;
6498       break;
6499
6500     case BFD_RELOC_8:
6501     case BFD_RELOC_8_PCREL:
6502       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6503         md_number_to_chars (buf, value, 1);
6504       break;
6505
6506     case BFD_RELOC_16:
6507     case BFD_RELOC_16_PCREL:
6508       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6509         md_number_to_chars (buf, value, 2);
6510       break;
6511
6512     case BFD_RELOC_32:
6513     case BFD_RELOC_32_PCREL:
6514       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6515         md_number_to_chars (buf, value, 4);
6516       break;
6517
6518     case BFD_RELOC_64:
6519     case BFD_RELOC_64_PCREL:
6520       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6521         md_number_to_chars (buf, value, 8);
6522       break;
6523
6524     case BFD_RELOC_AARCH64_GAS_INTERNAL_FIXUP:
6525       /* We claim that these fixups have been processed here, even if
6526          in fact we generate an error because we do not have a reloc
6527          for them, so tc_gen_reloc() will reject them.  */
6528       fixP->fx_done = 1;
6529       if (fixP->fx_addsy && !S_IS_DEFINED (fixP->fx_addsy))
6530         {
6531           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6532                         _("undefined symbol %s used as an immediate value"),
6533                         S_GET_NAME (fixP->fx_addsy));
6534           goto apply_fix_return;
6535         }
6536       fix_insn (fixP, flags, value);
6537       break;
6538
6539     case BFD_RELOC_AARCH64_LD_LO19_PCREL:
6540       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6541         {
6542           if (value & 3)
6543             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6544                           _("pc-relative load offset not word aligned"));
6545           if (signed_overflow (value, 21))
6546             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6547                           _("pc-relative load offset out of range"));
6548           insn = get_aarch64_insn (buf);
6549           insn |= encode_ld_lit_ofs_19 (value >> 2);
6550           put_aarch64_insn (buf, insn);
6551         }
6552       break;
6553
6554     case BFD_RELOC_AARCH64_ADR_LO21_PCREL:
6555       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6556         {
6557           if (signed_overflow (value, 21))
6558             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6559                           _("pc-relative address offset out of range"));
6560           insn = get_aarch64_insn (buf);
6561           insn |= encode_adr_imm (value);
6562           put_aarch64_insn (buf, insn);
6563         }
6564       break;
6565
6566     case BFD_RELOC_AARCH64_BRANCH19:
6567       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6568         {
6569           if (value & 3)
6570             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6571                           _("conditional branch target not word aligned"));
6572           if (signed_overflow (value, 21))
6573             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6574                           _("conditional branch out of range"));
6575           insn = get_aarch64_insn (buf);
6576           insn |= encode_cond_branch_ofs_19 (value >> 2);
6577           put_aarch64_insn (buf, insn);
6578         }
6579       break;
6580
6581     case BFD_RELOC_AARCH64_TSTBR14:
6582       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6583         {
6584           if (value & 3)
6585             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6586                           _("conditional branch target not word aligned"));
6587           if (signed_overflow (value, 16))
6588             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6589                           _("conditional branch out of range"));
6590           insn = get_aarch64_insn (buf);
6591           insn |= encode_tst_branch_ofs_14 (value >> 2);
6592           put_aarch64_insn (buf, insn);
6593         }
6594       break;
6595
6596     case BFD_RELOC_AARCH64_JUMP26:
6597     case BFD_RELOC_AARCH64_CALL26:
6598       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6599         {
6600           if (value & 3)
6601             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6602                           _("branch target not word aligned"));
6603           if (signed_overflow (value, 28))
6604             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6605                           _("branch out of range"));
6606           insn = get_aarch64_insn (buf);
6607           insn |= encode_branch_ofs_26 (value >> 2);
6608           put_aarch64_insn (buf, insn);
6609         }
6610       break;
6611
6612     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0:
6613     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0_S:
6614     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0_NC:
6615       scale = 0;
6616       goto movw_common;
6617     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1:
6618     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1_S:
6619     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1_NC:
6620       scale = 16;
6621       goto movw_common;
6622     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2:
6623     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2_S:
6624     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2_NC:
6625       scale = 32;
6626       goto movw_common;
6627     case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G3:
6628       scale = 48;
6629     movw_common:
6630       if (fixP->fx_done || !seg->use_rela_p)
6631         {
6632           insn = get_aarch64_insn (buf);
6633
6634           if (!fixP->fx_done)
6635             {
6636               /* REL signed addend must fit in 16 bits */
6637               if (signed_overflow (value, 16))
6638                 as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6639                               _("offset out of range"));
6640             }
6641           else
6642             {
6643               /* Check for overflow and scale. */
6644               switch (fixP->fx_r_type)
6645                 {
6646                 case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0:
6647                 case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1:
6648                 case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2:
6649                 case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G3:
6650                   if (unsigned_overflow (value, scale + 16))
6651                     as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6652                                   _("unsigned value out of range"));
6653                   break;
6654                 case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G0_S:
6655                 case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G1_S:
6656                 case BFD_RELOC_AARCH64_MOVW_G2_S:
6657                   /* NOTE: We can only come here with movz or movn. */
6658                   if (signed_overflow (value, scale + 16))
6659                     as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6660                                   _("signed value out of range"));
6661                   if (value < 0)
6662                     {
6663                       /* Force use of MOVN.  */
6664                       value = ~value;
6665                       insn = reencode_movzn_to_movn (insn);
6666                     }
6667                   else
6668                     {
6669                       /* Force use of MOVZ.  */
6670                       insn = reencode_movzn_to_movz (insn);
6671                     }
6672                   break;
6673                 default:
6674                   /* Unchecked relocations.  */
6675                   break;
6676                 }
6677               value >>= scale;
6678             }
6679
6680           /* Insert value into MOVN/MOVZ/MOVK instruction. */
6681           insn |= encode_movw_imm (value & 0xffff);
6682
6683           put_aarch64_insn (buf, insn);
6684         }
6685       break;
6686
6687     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD_GOTTPREL_LO12_NC:
6688       fixP->fx_r_type = (ilp32_p
6689                          ? BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD32_GOTTPREL_LO12_NC
6690                          : BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD64_GOTTPREL_LO12_NC);
6691       S_SET_THREAD_LOCAL (fixP->fx_addsy);
6692       /* Should always be exported to object file, see
6693          aarch64_force_relocation().  */
6694       gas_assert (!fixP->fx_done);
6695       gas_assert (seg->use_rela_p);
6696       break;
6697
6698     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD_LO12_NC:
6699       fixP->fx_r_type = (ilp32_p
6700                          ? BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD32_LO12_NC
6701                          : BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD64_LO12_NC);
6702       S_SET_THREAD_LOCAL (fixP->fx_addsy);
6703       /* Should always be exported to object file, see
6704          aarch64_force_relocation().  */
6705       gas_assert (!fixP->fx_done);
6706       gas_assert (seg->use_rela_p);
6707       break;
6708
6709     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_ADD_LO12_NC:
6710     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_ADR_PAGE21:
6711     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD32_LO12_NC:
6712     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD64_LO12_NC:
6713     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSGD_ADD_LO12_NC:
6714     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSGD_ADR_PAGE21:
6715     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_ADR_GOTTPREL_PAGE21:
6716     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD32_GOTTPREL_LO12_NC:
6717     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD64_GOTTPREL_LO12_NC:
6718     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD_GOTTPREL_PREL19:
6719     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_HI12:
6720     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_LO12:
6721     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_LO12_NC:
6722     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0:
6723     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0_NC:
6724     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1:
6725     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1_NC:
6726     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G2:
6727       S_SET_THREAD_LOCAL (fixP->fx_addsy);
6728       /* Should always be exported to object file, see
6729          aarch64_force_relocation().  */
6730       gas_assert (!fixP->fx_done);
6731       gas_assert (seg->use_rela_p);
6732       break;
6733
6734     case BFD_RELOC_AARCH64_LD_GOT_LO12_NC:
6735       /* Should always be exported to object file, see
6736          aarch64_force_relocation().  */
6737       fixP->fx_r_type = (ilp32_p
6738                          ? BFD_RELOC_AARCH64_LD32_GOT_LO12_NC
6739                          : BFD_RELOC_AARCH64_LD64_GOT_LO12_NC);
6740       gas_assert (!fixP->fx_done);
6741       gas_assert (seg->use_rela_p);
6742       break;
6743
6744     case BFD_RELOC_AARCH64_ADR_HI21_PCREL:
6745     case BFD_RELOC_AARCH64_ADR_HI21_NC_PCREL:
6746     case BFD_RELOC_AARCH64_ADD_LO12:
6747     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST8_LO12:
6748     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST16_LO12:
6749     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST32_LO12:
6750     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST64_LO12:
6751     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST128_LO12:
6752     case BFD_RELOC_AARCH64_GOT_LD_PREL19:
6753     case BFD_RELOC_AARCH64_ADR_GOT_PAGE:
6754     case BFD_RELOC_AARCH64_LD64_GOT_LO12_NC:
6755     case BFD_RELOC_AARCH64_LD32_GOT_LO12_NC:
6756       /* Should always be exported to object file, see
6757          aarch64_force_relocation().  */
6758       gas_assert (!fixP->fx_done);
6759       gas_assert (seg->use_rela_p);
6760       break;
6761
6762     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_ADD:
6763     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LDR:
6764     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_CALL:
6765       break;
6766
6767     case BFD_RELOC_UNUSED:
6768       /* An error will already have been reported.  */
6769       break;
6770
6771     default:
6772       as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
6773                     _("unexpected %s fixup"),
6774                     bfd_get_reloc_code_name (fixP->fx_r_type));
6775       break;
6776     }
6777
6778 apply_fix_return:
6779   /* Free the allocated the struct aarch64_inst.
6780      N.B. currently there are very limited number of fix-up types actually use
6781      this field, so the impact on the performance should be minimal .  */
6782   if (fixP->tc_fix_data.inst != NULL)
6783     free (fixP->tc_fix_data.inst);
6784
6785   return;
6786 }
6787
6788 /* Translate internal representation of relocation info to BFD target
6789    format.  */
6790
6791 arelent *
6792 tc_gen_reloc (asection * section, fixS * fixp)
6793 {
6794   arelent *reloc;
6795   bfd_reloc_code_real_type code;
6796
6797   reloc = xmalloc (sizeof (arelent));
6798
6799   reloc->sym_ptr_ptr = xmalloc (sizeof (asymbol *));
6800   *reloc->sym_ptr_ptr = symbol_get_bfdsym (fixp->fx_addsy);
6801   reloc->address = fixp->fx_frag->fr_address + fixp->fx_where;
6802
6803   if (fixp->fx_pcrel)
6804     {
6805       if (section->use_rela_p)
6806         fixp->fx_offset -= md_pcrel_from_section (fixp, section);
6807       else
6808         fixp->fx_offset = reloc->address;
6809     }
6810   reloc->addend = fixp->fx_offset;
6811
6812   code = fixp->fx_r_type;
6813   switch (code)
6814     {
6815     case BFD_RELOC_16:
6816       if (fixp->fx_pcrel)
6817         code = BFD_RELOC_16_PCREL;
6818       break;
6819
6820     case BFD_RELOC_32:
6821       if (fixp->fx_pcrel)
6822         code = BFD_RELOC_32_PCREL;
6823       break;
6824
6825     case BFD_RELOC_64:
6826       if (fixp->fx_pcrel)
6827         code = BFD_RELOC_64_PCREL;
6828       break;
6829
6830     default:
6831       break;
6832     }
6833
6834   reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, code);
6835   if (reloc->howto == NULL)
6836     {
6837       as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
6838                     _
6839                     ("cannot represent %s relocation in this object file format"),
6840                     bfd_get_reloc_code_name (code));
6841       return NULL;
6842     }
6843
6844   return reloc;
6845 }
6846
6847 /* This fix_new is called by cons via TC_CONS_FIX_NEW.  */
6848
6849 void
6850 cons_fix_new_aarch64 (fragS * frag, int where, int size, expressionS * exp)
6851 {
6852   bfd_reloc_code_real_type type;
6853   int pcrel = 0;
6854
6855   /* Pick a reloc.
6856      FIXME: @@ Should look at CPU word size.  */
6857   switch (size)
6858     {
6859     case 1:
6860       type = BFD_RELOC_8;
6861       break;
6862     case 2:
6863       type = BFD_RELOC_16;
6864       break;
6865     case 4:
6866       type = BFD_RELOC_32;
6867       break;
6868     case 8:
6869       type = BFD_RELOC_64;
6870       break;
6871     default:
6872       as_bad (_("cannot do %u-byte relocation"), size);
6873       type = BFD_RELOC_UNUSED;
6874       break;
6875     }
6876
6877   fix_new_exp (frag, where, (int) size, exp, pcrel, type);
6878 }
6879
6880 int
6881 aarch64_force_relocation (struct fix *fixp)
6882 {
6883   switch (fixp->fx_r_type)
6884     {
6885     case BFD_RELOC_AARCH64_GAS_INTERNAL_FIXUP:
6886       /* Perform these "immediate" internal relocations
6887          even if the symbol is extern or weak.  */
6888       return 0;
6889
6890     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD_GOTTPREL_LO12_NC:
6891     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD_LO12_NC:
6892     case BFD_RELOC_AARCH64_LD_GOT_LO12_NC:
6893       /* Pseudo relocs that need to be fixed up according to
6894          ilp32_p.  */
6895       return 0;
6896
6897     case BFD_RELOC_AARCH64_ADD_LO12:
6898     case BFD_RELOC_AARCH64_ADR_GOT_PAGE:
6899     case BFD_RELOC_AARCH64_ADR_HI21_NC_PCREL:
6900     case BFD_RELOC_AARCH64_ADR_HI21_PCREL:
6901     case BFD_RELOC_AARCH64_GOT_LD_PREL19:
6902     case BFD_RELOC_AARCH64_LD32_GOT_LO12_NC:
6903     case BFD_RELOC_AARCH64_LD64_GOT_LO12_NC:
6904     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST128_LO12:
6905     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST16_LO12:
6906     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST32_LO12:
6907     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST64_LO12:
6908     case BFD_RELOC_AARCH64_LDST8_LO12:
6909     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_ADD_LO12_NC:
6910     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_ADR_PAGE21:
6911     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD32_LO12_NC:
6912     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSDESC_LD64_LO12_NC:
6913     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSGD_ADD_LO12_NC:
6914     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSGD_ADR_PAGE21:
6915     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_ADR_GOTTPREL_PAGE21:
6916     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD32_GOTTPREL_LO12_NC:
6917     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD64_GOTTPREL_LO12_NC:
6918     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSIE_LD_GOTTPREL_PREL19:
6919     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_HI12:
6920     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_LO12:
6921     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_ADD_TPREL_LO12_NC:
6922     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0:
6923     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G0_NC:
6924     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1:
6925     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G1_NC:
6926     case BFD_RELOC_AARCH64_TLSLE_MOVW_TPREL_G2:
6927       /* Always leave these relocations for the linker.  */
6928       return 1;
6929
6930     default:
6931       break;
6932     }
6933
6934   return generic_force_reloc (fixp);
6935 }
6936
6937 #ifdef OBJ_ELF
6938
6939 const char *
6940 elf64_aarch64_target_format (void)
6941 {
6942   if (target_big_endian)
6943     return ilp32_p ? "elf32-bigaarch64" : "elf64-bigaarch64";
6944   else
6945     return ilp32_p ? "elf32-littleaarch64" : "elf64-littleaarch64";
6946 }
6947
6948 void
6949 aarch64elf_frob_symbol (symbolS * symp, int *puntp)
6950 {
6951   elf_frob_symbol (symp, puntp);
6952 }
6953 #endif
6954
6955 /* MD interface: Finalization.  */
6956
6957 /* A good place to do this, although this was probably not intended
6958    for this kind of use.  We need to dump the literal pool before
6959    references are made to a null symbol pointer.  */
6960
6961 void
6962 aarch64_cleanup (void)
6963 {
6964   literal_pool *pool;
6965
6966   for (pool = list_of_pools; pool; pool = pool->next)
6967     {
6968       /* Put it at the end of the relevant section.  */
6969       subseg_set (pool->section, pool->sub_section);
6970       s_ltorg (0);
6971     }
6972 }
6973
6974 #ifdef OBJ_ELF
6975 /* Remove any excess mapping symbols generated for alignment frags in
6976    SEC.  We may have created a mapping symbol before a zero byte
6977    alignment; remove it if there's a mapping symbol after the
6978    alignment.  */
6979 static void
6980 check_mapping_symbols (bfd * abfd ATTRIBUTE_UNUSED, asection * sec,
6981                        void *dummy ATTRIBUTE_UNUSED)
6982 {
6983   segment_info_type *seginfo = seg_info (sec);
6984   fragS *fragp;
6985
6986   if (seginfo == NULL || seginfo->frchainP == NULL)
6987     return;
6988
6989   for (fragp = seginfo->frchainP->frch_root;
6990        fragp != NULL; fragp = fragp->fr_next)
6991     {
6992       symbolS *sym = fragp->tc_frag_data.last_map;
6993       fragS *next = fragp->fr_next;
6994
6995       /* Variable-sized frags have been converted to fixed size by
6996          this point.  But if this was variable-sized to start with,
6997          there will be a fixed-size frag after it.  So don't handle
6998          next == NULL.  */
6999       if (sym == NULL || next == NULL)
7000         continue;
7001
7002       if (S_GET_VALUE (sym) < next->fr_address)
7003         /* Not at the end of this frag.  */
7004         continue;
7005       know (S_GET_VALUE (sym) == next->fr_address);
7006
7007       do
7008         {
7009           if (next->tc_frag_data.first_map != NULL)
7010             {
7011               /* Next frag starts with a mapping symbol.  Discard this
7012                  one.  */
7013               symbol_remove (sym, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
7014               break;
7015             }
7016
7017           if (next->fr_next == NULL)
7018             {
7019               /* This mapping symbol is at the end of the section.  Discard
7020                  it.  */
7021               know (next->fr_fix == 0 && next->fr_var == 0);
7022               symbol_remove (sym, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
7023               break;
7024             }
7025
7026           /* As long as we have empty frags without any mapping symbols,
7027              keep looking.  */
7028           /* If the next frag is non-empty and does not start with a
7029              mapping symbol, then this mapping symbol is required.  */
7030           if (next->fr_address != next->fr_next->fr_address)
7031             break;
7032
7033           next = next->fr_next;
7034         }
7035       while (next != NULL);
7036     }
7037 }
7038 #endif
7039
7040 /* Adjust the symbol table.  */
7041
7042 void
7043 aarch64_adjust_symtab (void)
7044 {
7045 #ifdef OBJ_ELF
7046   /* Remove any overlapping mapping symbols generated by alignment frags.  */
7047   bfd_map_over_sections (stdoutput, check_mapping_symbols, (char *) 0);
7048   /* Now do generic ELF adjustments.  */
7049   elf_adjust_symtab ();
7050 #endif
7051 }
7052
7053 static void
7054 checked_hash_insert (struct hash_control *table, const char *key, void *value)
7055 {
7056   const char *hash_err;
7057
7058   hash_err = hash_insert (table, key, value);
7059   if (hash_err)
7060     printf ("Internal Error:  Can't hash %s\n", key);
7061 }
7062
7063 static void
7064 fill_instruction_hash_table (void)
7065 {
7066   aarch64_opcode *opcode = aarch64_opcode_table;
7067
7068   while (opcode->name != NULL)
7069     {
7070       templates *templ, *new_templ;
7071       templ = hash_find (aarch64_ops_hsh, opcode->name);
7072
7073       new_templ = (templates *) xmalloc (sizeof (templates));
7074       new_templ->opcode = opcode;
7075       new_templ->next = NULL;
7076
7077       if (!templ)
7078         checked_hash_insert (aarch64_ops_hsh, opcode->name, (void *) new_templ);
7079       else
7080         {
7081           new_templ->next = templ->next;
7082           templ->next = new_templ;
7083         }
7084       ++opcode;
7085     }
7086 }
7087
7088 static inline void
7089 convert_to_upper (char *dst, const char *src, size_t num)
7090 {
7091   unsigned int i;
7092   for (i = 0; i < num && *src != '\0'; ++i, ++dst, ++src)
7093     *dst = TOUPPER (*src);
7094   *dst = '\0';
7095 }
7096
7097 /* Assume STR point to a lower-case string, allocate, convert and return
7098    the corresponding upper-case string.  */
7099 static inline const char*
7100 get_upper_str (const char *str)
7101 {
7102   char *ret;
7103   size_t len = strlen (str);
7104   if ((ret = xmalloc (len + 1)) == NULL)
7105     abort ();
7106   convert_to_upper (ret, str, len);
7107   return ret;
7108 }
7109
7110 /* MD interface: Initialization.  */
7111
7112 void
7113 md_begin (void)
7114 {
7115   unsigned mach;
7116   unsigned int i;
7117
7118   if ((aarch64_ops_hsh = hash_new ()) == NULL
7119       || (aarch64_cond_hsh = hash_new ()) == NULL
7120       || (aarch64_shift_hsh = hash_new ()) == NULL
7121       || (aarch64_sys_regs_hsh = hash_new ()) == NULL
7122       || (aarch64_pstatefield_hsh = hash_new ()) == NULL
7123       || (aarch64_sys_regs_ic_hsh = hash_new ()) == NULL
7124       || (aarch64_sys_regs_dc_hsh = hash_new ()) == NULL
7125       || (aarch64_sys_regs_at_hsh = hash_new ()) == NULL
7126       || (aarch64_sys_regs_tlbi_hsh = hash_new ()) == NULL
7127       || (aarch64_reg_hsh = hash_new ()) == NULL
7128       || (aarch64_barrier_opt_hsh = hash_new ()) == NULL
7129       || (aarch64_nzcv_hsh = hash_new ()) == NULL
7130       || (aarch64_pldop_hsh = hash_new ()) == NULL)
7131     as_fatal (_("virtual memory exhausted"));
7132
7133   fill_instruction_hash_table ();
7134
7135   for (i = 0; aarch64_sys_regs[i].name != NULL; ++i)
7136     checked_hash_insert (aarch64_sys_regs_hsh, aarch64_sys_regs[i].name,
7137                          (void *) (aarch64_sys_regs + i));
7138
7139   for (i = 0; aarch64_pstatefields[i].name != NULL; ++i)
7140     checked_hash_insert (aarch64_pstatefield_hsh,
7141                          aarch64_pstatefields[i].name,
7142                          (void *) (aarch64_pstatefields + i));
7143
7144   for (i = 0; aarch64_sys_regs_ic[i].template != NULL; i++)
7145     checked_hash_insert (aarch64_sys_regs_ic_hsh,
7146                          aarch64_sys_regs_ic[i].template,
7147                          (void *) (aarch64_sys_regs_ic + i));
7148
7149   for (i = 0; aarch64_sys_regs_dc[i].template != NULL; i++)
7150     checked_hash_insert (aarch64_sys_regs_dc_hsh,
7151                          aarch64_sys_regs_dc[i].template,
7152                          (void *) (aarch64_sys_regs_dc + i));
7153
7154   for (i = 0; aarch64_sys_regs_at[i].template != NULL; i++)
7155     checked_hash_insert (aarch64_sys_regs_at_hsh,
7156                          aarch64_sys_regs_at[i].template,
7157                          (void *) (aarch64_sys_regs_at + i));
7158
7159   for (i = 0; aarch64_sys_regs_tlbi[i].template != NULL; i++)
7160     checked_hash_insert (aarch64_sys_regs_tlbi_hsh,
7161                          aarch64_sys_regs_tlbi[i].template,
7162                          (void *) (aarch64_sys_regs_tlbi + i));
7163
7164   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (reg_names); i++)
7165     checked_hash_insert (aarch64_reg_hsh, reg_names[i].name,
7166                          (void *) (reg_names + i));
7167
7168   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (nzcv_names); i++)
7169     checked_hash_insert (aarch64_nzcv_hsh, nzcv_names[i].template,
7170                          (void *) (nzcv_names + i));
7171
7172   for (i = 0; aarch64_operand_modifiers[i].name != NULL; i++)
7173     {
7174       const char *name = aarch64_operand_modifiers[i].name;
7175       checked_hash_insert (aarch64_shift_hsh, name,
7176                            (void *) (aarch64_operand_modifiers + i));
7177       /* Also hash the name in the upper case.  */
7178       checked_hash_insert (aarch64_shift_hsh, get_upper_str (name),
7179                            (void *) (aarch64_operand_modifiers + i));
7180     }
7181
7182   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_conds); i++)
7183     {
7184       unsigned int j;
7185       /* A condition code may have alias(es), e.g. "cc", "lo" and "ul" are
7186          the same condition code.  */
7187       for (j = 0; j < ARRAY_SIZE (aarch64_conds[i].names); ++j)
7188         {
7189           const char *name = aarch64_conds[i].names[j];
7190           if (name == NULL)
7191             break;
7192           checked_hash_insert (aarch64_cond_hsh, name,
7193                                (void *) (aarch64_conds + i));
7194           /* Also hash the name in the upper case.  */
7195           checked_hash_insert (aarch64_cond_hsh, get_upper_str (name),
7196                                (void *) (aarch64_conds + i));
7197         }
7198     }
7199
7200   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_barrier_options); i++)
7201     {
7202       const char *name = aarch64_barrier_options[i].name;
7203       /* Skip xx00 - the unallocated values of option.  */
7204       if ((i & 0x3) == 0)
7205         continue;
7206       checked_hash_insert (aarch64_barrier_opt_hsh, name,
7207                            (void *) (aarch64_barrier_options + i));
7208       /* Also hash the name in the upper case.  */
7209       checked_hash_insert (aarch64_barrier_opt_hsh, get_upper_str (name),
7210                            (void *) (aarch64_barrier_options + i));
7211     }
7212
7213   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (aarch64_prfops); i++)
7214     {
7215       const char* name = aarch64_prfops[i].name;
7216       /* Skip the unallocated hint encodings.  */
7217       if (name == NULL)
7218         continue;
7219       checked_hash_insert (aarch64_pldop_hsh, name,
7220                            (void *) (aarch64_prfops + i));
7221       /* Also hash the name in the upper case.  */
7222       checked_hash_insert (aarch64_pldop_hsh, get_upper_str (name),
7223                            (void *) (aarch64_prfops + i));
7224     }
7225
7226   /* Set the cpu variant based on the command-line options.  */
7227   if (!mcpu_cpu_opt)
7228     mcpu_cpu_opt = march_cpu_opt;
7229
7230   if (!mcpu_cpu_opt)
7231     mcpu_cpu_opt = &cpu_default;
7232
7233   cpu_variant = *mcpu_cpu_opt;
7234
7235   /* Record the CPU type.  */
7236   mach = ilp32_p ? bfd_mach_aarch64_ilp32 : bfd_mach_aarch64;
7237
7238   bfd_set_arch_mach (stdoutput, TARGET_ARCH, mach);
7239 }
7240
7241 /* Command line processing.  */
7242
7243 const char *md_shortopts = "m:";
7244
7245 #ifdef AARCH64_BI_ENDIAN
7246 #define OPTION_EB (OPTION_MD_BASE + 0)
7247 #define OPTION_EL (OPTION_MD_BASE + 1)
7248 #else
7249 #if TARGET_BYTES_BIG_ENDIAN
7250 #define OPTION_EB (OPTION_MD_BASE + 0)
7251 #else
7252 #define OPTION_EL (OPTION_MD_BASE + 1)
7253 #endif
7254 #endif
7255
7256 struct option md_longopts[] = {
7257 #ifdef OPTION_EB
7258   {"EB", no_argument, NULL, OPTION_EB},
7259 #endif
7260 #ifdef OPTION_EL
7261   {"EL", no_argument, NULL, OPTION_EL},
7262 #endif
7263   {NULL, no_argument, NULL, 0}
7264 };
7265
7266 size_t md_longopts_size = sizeof (md_longopts);
7267
7268 struct aarch64_option_table
7269 {
7270   char *option;                 /* Option name to match.  */
7271   char *help;                   /* Help information.  */
7272   int *var;                     /* Variable to change.  */
7273   int value;                    /* What to change it to.  */
7274   char *deprecated;             /* If non-null, print this message.  */
7275 };
7276
7277 static struct aarch64_option_table aarch64_opts[] = {
7278   {"mbig-endian", N_("assemble for big-endian"), &target_big_endian, 1, NULL},
7279   {"mlittle-endian", N_("assemble for little-endian"), &target_big_endian, 0,
7280    NULL},
7281 #ifdef DEBUG_AARCH64
7282   {"mdebug-dump", N_("temporary switch for dumping"), &debug_dump, 1, NULL},
7283 #endif /* DEBUG_AARCH64 */
7284   {"mverbose-error", N_("output verbose error messages"), &verbose_error_p, 1,
7285    NULL},
7286   {"mno-verbose-error", N_("do not output verbose error messages"),
7287    &verbose_error_p, 0, NULL},
7288   {NULL, NULL, NULL, 0, NULL}
7289 };
7290
7291 struct aarch64_cpu_option_table
7292 {
7293   char *name;
7294   const aarch64_feature_set value;
7295   /* The canonical name of the CPU, or NULL to use NAME converted to upper
7296      case.  */
7297   const char *canonical_name;
7298 };
7299
7300 /* This list should, at a minimum, contain all the cpu names
7301    recognized by GCC.  */
7302 static const struct aarch64_cpu_option_table aarch64_cpus[] = {
7303   {"all", AARCH64_ANY, NULL},
7304   {"cortex-a53", AARCH64_FEATURE (AARCH64_ARCH_V8,
7305                                   AARCH64_FEATURE_CRC), "Cortex-A53"},
7306   {"cortex-a57", AARCH64_FEATURE (AARCH64_ARCH_V8,
7307                                   AARCH64_FEATURE_CRC), "Cortex-A57"},
7308   {"cortex-a72", AARCH64_FEATURE (AARCH64_ARCH_V8,
7309                                   AARCH64_FEATURE_CRC), "Cortex-A72"},
7310   {"thunderx", AARCH64_ARCH_V8, "Cavium ThunderX"},
7311   /* The 'xgene-1' name is an older name for 'xgene1', which was used
7312      in earlier releases and is superseded by 'xgene1' in all
7313      tools.  */
7314   {"xgene-1", AARCH64_ARCH_V8, "APM X-Gene 1"},
7315   {"xgene1", AARCH64_ARCH_V8, "APM X-Gene 1"},
7316   {"xgene2", AARCH64_FEATURE (AARCH64_ARCH_V8,
7317                               AARCH64_FEATURE_CRC), "APM X-Gene 2"},
7318   {"generic", AARCH64_ARCH_V8, NULL},
7319
7320   {NULL, AARCH64_ARCH_NONE, NULL}
7321 };
7322
7323 struct aarch64_arch_option_table
7324 {
7325   char *name;
7326   const aarch64_feature_set value;
7327 };
7328
7329 /* This list should, at a minimum, contain all the architecture names
7330    recognized by GCC.  */
7331 static const struct aarch64_arch_option_table aarch64_archs[] = {
7332   {"all", AARCH64_ANY},
7333   {"armv8-a", AARCH64_ARCH_V8},
7334   {NULL, AARCH64_ARCH_NONE}
7335 };
7336
7337 /* ISA extensions.  */
7338 struct aarch64_option_cpu_value_table
7339 {
7340   char *name;
7341   const aarch64_feature_set value;
7342 };
7343
7344 static const struct aarch64_option_cpu_value_table aarch64_features[] = {
7345   {"crc",               AARCH64_FEATURE (AARCH64_FEATURE_CRC, 0)},
7346   {"crypto",            AARCH64_FEATURE (AARCH64_FEATURE_CRYPTO, 0)},
7347   {"fp",                AARCH64_FEATURE (AARCH64_FEATURE_FP, 0)},
7348   {"lse",               AARCH64_FEATURE (AARCH64_FEATURE_LSE, 0)},
7349   {"simd",              AARCH64_FEATURE (AARCH64_FEATURE_SIMD, 0)},
7350   {NULL,                AARCH64_ARCH_NONE}
7351 };
7352
7353 struct aarch64_long_option_table
7354 {
7355   char *option;                 /* Substring to match.  */
7356   char *help;                   /* Help information.  */
7357   int (*func) (char *subopt);   /* Function to decode sub-option.  */
7358   char *deprecated;             /* If non-null, print this message.  */
7359 };
7360
7361 static int
7362 aarch64_parse_features (char *str, const aarch64_feature_set **opt_p,
7363                         bfd_boolean ext_only)
7364 {
7365   /* We insist on extensions being added before being removed.  We achieve
7366      this by using the ADDING_VALUE variable to indicate whether we are
7367      adding an extension (1) or removing it (0) and only allowing it to
7368      change in the order -1 -> 1 -> 0.  */
7369   int adding_value = -1;
7370   aarch64_feature_set *ext_set = xmalloc (sizeof (aarch64_feature_set));
7371
7372   /* Copy the feature set, so that we can modify it.  */
7373   *ext_set = **opt_p;
7374   *opt_p = ext_set;
7375
7376   while (str != NULL && *str != 0)
7377     {
7378       const struct aarch64_option_cpu_value_table *opt;
7379       char *ext = NULL;
7380       int optlen;
7381
7382       if (!ext_only)
7383         {
7384           if (*str != '+')
7385             {
7386               as_bad (_("invalid architectural extension"));
7387               return 0;
7388             }
7389
7390           ext = strchr (++str, '+');
7391         }
7392
7393       if (ext != NULL)
7394         optlen = ext - str;
7395       else
7396         optlen = strlen (str);
7397
7398       if (optlen >= 2 && strncmp (str, "no", 2) == 0)
7399         {
7400           if (adding_value != 0)
7401             adding_value = 0;
7402           optlen -= 2;
7403           str += 2;
7404         }
7405       else if (optlen > 0)
7406         {
7407           if (adding_value == -1)
7408             adding_value = 1;
7409           else if (adding_value != 1)
7410             {
7411               as_bad (_("must specify extensions to add before specifying "
7412                         "those to remove"));
7413               return FALSE;
7414             }
7415         }
7416
7417       if (optlen == 0)
7418         {
7419           as_bad (_("missing architectural extension"));
7420           return 0;
7421         }
7422
7423       gas_assert (adding_value != -1);
7424
7425       for (opt = aarch64_features; opt->name != NULL; opt++)
7426         if (strncmp (opt->name, str, optlen) == 0)
7427           {
7428             /* Add or remove the extension.  */
7429             if (adding_value)
7430               AARCH64_MERGE_FEATURE_SETS (*ext_set, *ext_set, opt->value);
7431             else
7432               AARCH64_CLEAR_FEATURE (*ext_set, *ext_set, opt->value);
7433             break;
7434           }
7435
7436       if (opt->name == NULL)
7437         {
7438           as_bad (_("unknown architectural extension `%s'"), str);
7439           return 0;
7440         }
7441
7442       str = ext;
7443     };
7444
7445   return 1;
7446 }
7447
7448 static int
7449 aarch64_parse_cpu (char *str)
7450 {
7451   const struct aarch64_cpu_option_table *opt;
7452   char *ext = strchr (str, '+');
7453   size_t optlen;
7454
7455   if (ext != NULL)
7456     optlen = ext - str;
7457   else
7458     optlen = strlen (str);
7459
7460   if (optlen == 0)
7461     {
7462       as_bad (_("missing cpu name `%s'"), str);
7463       return 0;
7464     }
7465
7466   for (opt = aarch64_cpus; opt->name != NULL; opt++)
7467     if (strlen (opt->name) == optlen && strncmp (str, opt->name, optlen) == 0)
7468       {
7469         mcpu_cpu_opt = &opt->value;
7470         if (ext != NULL)
7471           return aarch64_parse_features (ext, &mcpu_cpu_opt, FALSE);
7472
7473         return 1;
7474       }
7475
7476   as_bad (_("unknown cpu `%s'"), str);
7477   return 0;
7478 }
7479
7480 static int
7481 aarch64_parse_arch (char *str)
7482 {
7483   const struct aarch64_arch_option_table *opt;
7484   char *ext = strchr (str, '+');
7485   size_t optlen;
7486
7487   if (ext != NULL)
7488     optlen = ext - str;
7489   else
7490     optlen = strlen (str);
7491
7492   if (optlen == 0)
7493     {
7494       as_bad (_("missing architecture name `%s'"), str);
7495       return 0;
7496     }
7497
7498   for (opt = aarch64_archs; opt->name != NULL; opt++)
7499     if (strlen (opt->name) == optlen && strncmp (str, opt->name, optlen) == 0)
7500       {
7501         march_cpu_opt = &opt->value;
7502         if (ext != NULL)
7503           return aarch64_parse_features (ext, &march_cpu_opt, FALSE);
7504
7505         return 1;
7506       }
7507
7508   as_bad (_("unknown architecture `%s'\n"), str);
7509   return 0;
7510 }
7511
7512 /* ABIs.  */
7513 struct aarch64_option_abi_value_table
7514 {
7515   char *name;
7516   enum aarch64_abi_type value;
7517 };
7518
7519 static const struct aarch64_option_abi_value_table aarch64_abis[] = {
7520   {"ilp32",             AARCH64_ABI_ILP32},
7521   {"lp64",              AARCH64_ABI_LP64},
7522   {NULL,                0}
7523 };
7524
7525 static int
7526 aarch64_parse_abi (char *str)
7527 {
7528   const struct aarch64_option_abi_value_table *opt;
7529   size_t optlen = strlen (str);
7530
7531   if (optlen == 0)
7532     {
7533       as_bad (_("missing abi name `%s'"), str);
7534       return 0;
7535     }
7536
7537   for (opt = aarch64_abis; opt->name != NULL; opt++)
7538     if (strlen (opt->name) == optlen && strncmp (str, opt->name, optlen) == 0)
7539       {
7540         aarch64_abi = opt->value;
7541         return 1;
7542       }
7543
7544   as_bad (_("unknown abi `%s'\n"), str);
7545   return 0;
7546 }
7547
7548 static struct aarch64_long_option_table aarch64_long_opts[] = {
7549 #ifdef OBJ_ELF
7550   {"mabi=", N_("<abi name>\t  specify for ABI <abi name>"),
7551    aarch64_parse_abi, NULL},
7552 #endif /* OBJ_ELF */
7553   {"mcpu=", N_("<cpu name>\t  assemble for CPU <cpu name>"),
7554    aarch64_parse_cpu, NULL},
7555   {"march=", N_("<arch name>\t  assemble for architecture <arch name>"),
7556    aarch64_parse_arch, NULL},
7557   {NULL, NULL, 0, NULL}
7558 };
7559
7560 int
7561 md_parse_option (int c, char *arg)
7562 {
7563   struct aarch64_option_table *opt;
7564   struct aarch64_long_option_table *lopt;
7565
7566   switch (c)
7567     {
7568 #ifdef OPTION_EB
7569     case OPTION_EB:
7570       target_big_endian = 1;
7571       break;
7572 #endif
7573
7574 #ifdef OPTION_EL
7575     case OPTION_EL:
7576       target_big_endian = 0;
7577       break;
7578 #endif
7579
7580     case 'a':
7581       /* Listing option.  Just ignore these, we don't support additional
7582          ones.  */
7583       return 0;
7584
7585     default:
7586       for (opt = aarch64_opts; opt->option != NULL; opt++)
7587         {
7588           if (c == opt->option[0]
7589               && ((arg == NULL && opt->option[1] == 0)
7590                   || streq (arg, opt->option + 1)))
7591             {
7592               /* If the option is deprecated, tell the user.  */
7593               if (opt->deprecated != NULL)
7594                 as_tsktsk (_("option `-%c%s' is deprecated: %s"), c,
7595                            arg ? arg : "", _(opt->deprecated));
7596
7597               if (opt->var != NULL)
7598                 *opt->var = opt->value;
7599
7600               return 1;
7601             }
7602         }
7603
7604       for (lopt = aarch64_long_opts; lopt->option != NULL; lopt++)
7605         {
7606           /* These options are expected to have an argument.  */
7607           if (c == lopt->option[0]
7608               && arg != NULL
7609               && strncmp (arg, lopt->option + 1,
7610                           strlen (lopt->option + 1)) == 0)
7611             {
7612               /* If the option is deprecated, tell the user.  */
7613               if (lopt->deprecated != NULL)
7614                 as_tsktsk (_("option `-%c%s' is deprecated: %s"), c, arg,
7615                            _(lopt->deprecated));
7616
7617               /* Call the sup-option parser.  */
7618               return lopt->func (arg + strlen (lopt->option) - 1);
7619             }
7620         }
7621
7622       return 0;
7623     }
7624
7625   return 1;
7626 }
7627
7628 void
7629 md_show_usage (FILE * fp)
7630 {
7631   struct aarch64_option_table *opt;
7632   struct aarch64_long_option_table *lopt;
7633
7634   fprintf (fp, _(" AArch64-specific assembler options:\n"));
7635
7636   for (opt = aarch64_opts; opt->option != NULL; opt++)
7637     if (opt->help != NULL)
7638       fprintf (fp, "  -%-23s%s\n", opt->option, _(opt->help));
7639
7640   for (lopt = aarch64_long_opts; lopt->option != NULL; lopt++)
7641     if (lopt->help != NULL)
7642       fprintf (fp, "  -%s%s\n", lopt->option, _(lopt->help));
7643
7644 #ifdef OPTION_EB
7645   fprintf (fp, _("\
7646   -EB                     assemble code for a big-endian cpu\n"));
7647 #endif
7648
7649 #ifdef OPTION_EL
7650   fprintf (fp, _("\
7651   -EL                     assemble code for a little-endian cpu\n"));
7652 #endif
7653 }
7654
7655 /* Parse a .cpu directive.  */
7656
7657 static void
7658 s_aarch64_cpu (int ignored ATTRIBUTE_UNUSED)
7659 {
7660   const struct aarch64_cpu_option_table *opt;
7661   char saved_char;
7662   char *name;
7663   char *ext;
7664   size_t optlen;
7665
7666   name = input_line_pointer;
7667   while (*input_line_pointer && !ISSPACE (*input_line_pointer))
7668     input_line_pointer++;
7669   saved_char = *input_line_pointer;
7670   *input_line_pointer = 0;
7671
7672   ext = strchr (name, '+');
7673
7674   if (ext != NULL)
7675     optlen = ext - name;
7676   else
7677     optlen = strlen (name);
7678
7679   /* Skip the first "all" entry.  */
7680   for (opt = aarch64_cpus + 1; opt->name != NULL; opt++)
7681     if (strlen (opt->name) == optlen
7682         && strncmp (name, opt->name, optlen) == 0)
7683       {
7684         mcpu_cpu_opt = &opt->value;
7685         if (ext != NULL)
7686           if (!aarch64_parse_features (ext, &mcpu_cpu_opt, FALSE))
7687             return;
7688
7689         cpu_variant = *mcpu_cpu_opt;
7690
7691         *input_line_pointer = saved_char;
7692         demand_empty_rest_of_line ();
7693         return;
7694       }
7695   as_bad (_("unknown cpu `%s'"), name);
7696   *input_line_pointer = saved_char;
7697   ignore_rest_of_line ();
7698 }
7699
7700
7701 /* Parse a .arch directive.  */
7702
7703 static void
7704 s_aarch64_arch (int ignored ATTRIBUTE_UNUSED)
7705 {
7706   const struct aarch64_arch_option_table *opt;
7707   char saved_char;
7708   char *name;
7709   char *ext;
7710   size_t optlen;
7711
7712   name = input_line_pointer;
7713   while (*input_line_pointer && !ISSPACE (*input_line_pointer))
7714     input_line_pointer++;
7715   saved_char = *input_line_pointer;
7716   *input_line_pointer = 0;
7717
7718   ext = strchr (name, '+');
7719
7720   if (ext != NULL)
7721     optlen = ext - name;
7722   else
7723     optlen = strlen (name);
7724
7725   /* Skip the first "all" entry.  */
7726   for (opt = aarch64_archs + 1; opt->name != NULL; opt++)
7727     if (strlen (opt->name) == optlen
7728         && strncmp (name, opt->name, optlen) == 0)
7729       {
7730         mcpu_cpu_opt = &opt->value;
7731         if (ext != NULL)
7732           if (!aarch64_parse_features (ext, &mcpu_cpu_opt, FALSE))
7733             return;
7734
7735         cpu_variant = *mcpu_cpu_opt;
7736
7737         *input_line_pointer = saved_char;
7738         demand_empty_rest_of_line ();
7739         return;
7740       }
7741
7742   as_bad (_("unknown architecture `%s'\n"), name);
7743   *input_line_pointer = saved_char;
7744   ignore_rest_of_line ();
7745 }
7746
7747 /* Parse a .arch_extension directive.  */
7748
7749 static void
7750 s_aarch64_arch_extension (int ignored ATTRIBUTE_UNUSED)
7751 {
7752   char saved_char;
7753   char *ext = input_line_pointer;;
7754
7755   while (*input_line_pointer && !ISSPACE (*input_line_pointer))
7756     input_line_pointer++;
7757   saved_char = *input_line_pointer;
7758   *input_line_pointer = 0;
7759
7760   if (!aarch64_parse_features (ext, &mcpu_cpu_opt, TRUE))
7761     return;
7762
7763   cpu_variant = *mcpu_cpu_opt;
7764
7765   *input_line_pointer = saved_char;
7766   demand_empty_rest_of_line ();
7767 }
7768
7769 /* Copy symbol information.  */
7770
7771 void
7772 aarch64_copy_symbol_attributes (symbolS * dest, symbolS * src)
7773 {
7774   AARCH64_GET_FLAG (dest) = AARCH64_GET_FLAG (src);
7775 }