Branch and link instructions modify r13
[external/binutils.git] / gas / config / tc-d10v.c
1 /* tc-d10v.c -- Assembler code for the Mitsubishi D10V
2
3    Copyright (C) 1996 Free Software Foundation.
4
5    This file is part of GAS, the GNU Assembler.
6
7    GAS is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10    any later version.
11
12    GAS is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with GAS; see the file COPYING.  If not, write to
19    the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20    Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 #include <stdio.h>
23 #include <ctype.h>
24 #include "as.h"
25 #include "subsegs.h"     
26 #include "opcode/d10v.h"
27 #include "elf/ppc.h"
28
29 const char comment_chars[] = ";";
30 const char line_comment_chars[] = "#";
31 const char line_separator_chars[] = "";
32 const char *md_shortopts = "O";
33 const char EXP_CHARS[] = "eE";
34 const char FLT_CHARS[] = "dD";
35
36 int Optimizing = 0;
37
38 #define AT_WORD (-1)
39
40 /* fixups */
41 #define MAX_INSN_FIXUPS (5)
42 struct d10v_fixup
43 {
44   expressionS exp;
45   int operand;
46   int pcrel;
47   int size;
48   bfd_reloc_code_real_type reloc;
49 };
50
51 typedef struct _fixups
52 {
53   int fc;
54   struct d10v_fixup fix[MAX_INSN_FIXUPS];
55   struct _fixups *next;
56 } Fixups;
57
58 static Fixups FixUps[2];
59 static Fixups *fixups;
60
61 /* local functions */
62 static int reg_name_search PARAMS ((char *name));
63 static int register_name PARAMS ((expressionS *expressionP));
64 static int check_range PARAMS ((unsigned long num, int bits, int flags));
65 static int postfix PARAMS ((char *p));
66 static bfd_reloc_code_real_type get_reloc PARAMS ((struct d10v_operand *op));
67 static int get_operands PARAMS ((expressionS exp[]));
68 static struct d10v_opcode *find_opcode PARAMS ((struct d10v_opcode *opcode, expressionS ops[]));
69 static unsigned long build_insn PARAMS ((struct d10v_opcode *opcode, expressionS *opers, unsigned long insn));
70 static void write_long PARAMS ((struct d10v_opcode *opcode, unsigned long insn, Fixups *fx));
71 static void write_1_short PARAMS ((struct d10v_opcode *opcode, unsigned long insn, Fixups *fx));
72 static int write_2_short PARAMS ((struct d10v_opcode *opcode1, unsigned long insn1, 
73                                   struct d10v_opcode *opcode2, unsigned long insn2, int exec_type, Fixups *fx));
74 static unsigned long do_assemble PARAMS ((char *str, struct d10v_opcode **opcode));
75 static unsigned long d10v_insert_operand PARAMS (( unsigned long insn, int op_type,
76                                                    offsetT value, int left, fixS *fix));
77 static int parallel_ok PARAMS ((struct d10v_opcode *opcode1, unsigned long insn1, 
78                                 struct d10v_opcode *opcode2, unsigned long insn2));
79
80
81 struct option md_longopts[] = {
82   {NULL, no_argument, NULL, 0}
83 };
84 size_t md_longopts_size = sizeof(md_longopts);       
85
86 static void d10v_dot_word PARAMS ((int));
87
88 /* The target specific pseudo-ops which we support.  */
89 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] =
90 {
91   { "word",     d10v_dot_word,  2 },
92   { NULL,       NULL,           0 }
93 };
94
95 /* Opcode hash table.  */
96 static struct hash_control *d10v_hash;
97
98 /* reg_name_search does a binary search of the pre_defined_registers
99    array to see if "name" is a valid regiter name.  Returns the register
100    number from the array on success, or -1 on failure. */
101
102 static int
103 reg_name_search (name)
104      char *name;
105 {
106   int middle, low, high;
107   int cmp;
108
109   low = 0;
110   high = reg_name_cnt() - 1;
111
112   do
113     {
114       middle = (low + high) / 2;
115       cmp = strcasecmp (name, pre_defined_registers[middle].name);
116       if (cmp < 0)
117         high = middle - 1;
118       else if (cmp > 0)
119         low = middle + 1;
120       else 
121           return pre_defined_registers[middle].value;
122     }
123   while (low <= high);
124   return -1;
125 }
126
127 /* register_name() checks the string at input_line_pointer
128    to see if it is a valid register name */
129
130 static int
131 register_name (expressionP)
132      expressionS *expressionP;
133 {
134   int reg_number;
135   char c, *p = input_line_pointer;
136   
137   while (*p && *p!='\n' && *p!='\r' && *p !=',' && *p!=' ' && *p!=')')
138     p++;
139
140   c = *p;
141   if (c)
142     *p++ = 0;
143
144   /* look to see if it's in the register table */
145   reg_number = reg_name_search (input_line_pointer);
146   if (reg_number >= 0) 
147     {
148       expressionP->X_op = O_register;
149       /* temporarily store a pointer to the string here */
150       expressionP->X_op_symbol = (struct symbol *)input_line_pointer;
151       expressionP->X_add_number = reg_number;
152       input_line_pointer = p;
153       return 1;
154     }
155   if (c)
156     *(p-1) = c;
157   return 0;
158 }
159
160
161 static int
162 check_range (num, bits, flags)
163      unsigned long num;
164      int bits;
165      int flags;
166 {
167   long min, max, bit1;
168   int retval=0;
169
170   /* don't bother checking 16-bit values */
171   if (bits == 16)
172     return 0;
173
174   if (flags & OPERAND_SHIFT)
175     {
176       /* all special shift operands are unsigned */
177       /* and <= 16.  We allow 0 for now. */
178       if (num>16)
179         return 1;
180       else
181         return 0;
182     }
183
184   if (flags & OPERAND_SIGNED)
185     {
186       max = (1 << (bits - 1))-1; 
187       min = - (1 << (bits - 1));  
188       if (((long)num > max) || ((long)num < min))
189         retval = 1;
190     }
191   else
192     {
193       max = (1 << bits) - 1;
194       min = 0;
195       if ((num > max) || (num < min))
196         retval = 1;
197     }
198   return retval;
199 }
200
201
202 void
203 md_show_usage (stream)
204   FILE *stream;
205 {
206   fprintf(stream, "D10V options:\n\
207 -O                      optimize.  Will do some operations in parallel.\n");
208
209
210 int
211 md_parse_option (c, arg)
212      int c;
213      char *arg;
214 {
215   switch (c)
216     {
217     case 'O':
218       /* Optimize. Will attempt to parallelize operations */
219       Optimizing = 1;
220       break;
221     default:
222       return 0;
223     }
224   return 1;
225 }
226
227 symbolS *
228 md_undefined_symbol (name)
229   char *name;
230 {
231   return 0;
232 }
233
234 /* Turn a string in input_line_pointer into a floating point constant of type
235    type, and store the appropriate bytes in *litP.  The number of LITTLENUMS
236    emitted is stored in *sizeP .  An error message is returned, or NULL on OK.
237  */
238 char *
239 md_atof (type, litP, sizeP)
240      int type;
241      char *litP;
242      int *sizeP;
243 {
244   int prec;
245   LITTLENUM_TYPE words[4];
246   char *t;
247   int i;
248   
249   switch (type)
250     {
251     case 'f':
252       prec = 2;
253       break;
254     case 'd':
255       prec = 4;
256       break;
257     default:
258       *sizeP = 0;
259       return "bad call to md_atof";
260     }
261
262   t = atof_ieee (input_line_pointer, type, words);
263   if (t)
264     input_line_pointer = t;
265   
266   *sizeP = prec * 2;
267   
268   for (i = 0; i < prec; i++)
269     {
270       md_number_to_chars (litP, (valueT) words[i], 2);
271           litP += 2;
272     }
273   return NULL;
274 }
275
276 void
277 md_convert_frag (abfd, sec, fragP)
278   bfd *abfd;
279   asection *sec;
280   fragS *fragP;
281 {
282   printf ("call to md_convert_frag \n");
283   abort ();
284 }
285
286 valueT
287 md_section_align (seg, addr)
288      asection *seg;
289      valueT addr;
290 {
291   int align = bfd_get_section_alignment (stdoutput, seg);
292   return ((addr + (1 << align) - 1) & (-1 << align));
293 }
294
295
296 void
297 md_begin ()
298 {
299   char *prev_name = "";
300   struct d10v_opcode *opcode;
301   d10v_hash = hash_new();
302
303   /* Insert unique names into hash table.  The D10v instruction set
304      has many identical opcode names that have different opcodes based
305      on the operands.  This hash table then provides a quick index to
306      the first opcode with a particular name in the opcode table.  */
307
308   for (opcode = (struct d10v_opcode *)d10v_opcodes; opcode->name; opcode++)
309     {
310       if (strcmp (prev_name, opcode->name))
311         {
312           prev_name = (char *)opcode->name;
313           hash_insert (d10v_hash, opcode->name, (char *) opcode);
314         }
315     }
316
317   fixups = &FixUps[0];
318   FixUps[0].next = &FixUps[1];
319   FixUps[1].next = &FixUps[0];
320 }
321
322
323 /* this function removes the postincrement or postdecrement
324    operator ( '+' or '-' ) from an expression */
325
326 static int postfix (p) 
327      char *p;
328 {
329   while (*p != '-' && *p != '+') 
330     {
331       if (*p==0 || *p=='\n' || *p=='\r') 
332         break;
333       p++;
334     }
335
336   if (*p == '-') 
337     {
338       *p = ' ';
339       return (-1);
340     }
341   if (*p == '+') 
342     {
343       *p = ' ';
344       return (1);
345     }
346
347   return (0);
348 }
349
350
351 static bfd_reloc_code_real_type 
352 get_reloc (op) 
353      struct d10v_operand *op;
354 {
355   int bits = op->bits;
356
357   /*  printf("get_reloc:  bits=%d  address=%d\n",bits,op->flags & OPERAND_ADDR);   */
358   if (bits <= 4) 
359     return (0);
360       
361   if (op->flags & OPERAND_ADDR) 
362     {
363       if (bits == 8)
364         return (BFD_RELOC_D10V_10_PCREL_R);
365       else
366         return (BFD_RELOC_D10V_18_PCREL);
367     }
368
369   return (BFD_RELOC_16);
370 }
371
372
373 /* get_operands parses a string of operands and returns
374    an array of expressions */
375
376 static int
377 get_operands (exp) 
378      expressionS exp[];
379 {
380   char *p = input_line_pointer;
381   int numops = 0;
382   int post = 0;
383
384   while (*p)  
385     {
386       while (*p == ' ' || *p == '\t' || *p == ',') 
387         p++;
388       if (*p==0 || *p=='\n' || *p=='\r') 
389         break;
390       
391       if (*p == '@') 
392         {
393           p++;
394           exp[numops].X_op = O_absent;
395           if (*p == '(') 
396             {
397               p++;
398               exp[numops].X_add_number = OPERAND_ATPAR;
399             }
400           else if (*p == '-') 
401             {
402               p++;
403               exp[numops].X_add_number = OPERAND_ATMINUS;
404             }
405           else
406             {
407               exp[numops].X_add_number = OPERAND_ATSIGN;
408               post = postfix (p);
409             }
410           numops++;
411           continue;
412         }
413
414       if (*p == ')') 
415         {
416           /* just skip the trailing paren */
417           p++;
418           continue;
419         }
420
421       input_line_pointer = p;
422
423       /* check to see if it might be a register name */
424       if (!register_name (&exp[numops]))
425         {
426           /* parse as an expression */
427           expression (&exp[numops]);
428         }
429
430       if (!strncasecmp (input_line_pointer, "@word", 5))
431         {
432           if (exp[numops].X_op == O_register)
433             {
434               /* if it looked like a register name but was followed by "@word" */
435               /* then it was really a symbol, so change it to one */
436               exp[numops].X_op = O_symbol;
437               exp[numops].X_add_symbol = symbol_find_or_make ((char *)exp[numops].X_op_symbol);
438               exp[numops].X_op_symbol = NULL;
439             }
440           exp[numops].X_add_number = AT_WORD;
441           input_line_pointer += 5;
442         }
443       
444       if (exp[numops].X_op == O_illegal) 
445         as_bad ("illegal operand");
446       else if (exp[numops].X_op == O_absent) 
447         as_bad ("missing operand");
448
449       numops++;
450       p = input_line_pointer;
451     }
452
453   switch (post) 
454     {
455     case -1:    /* postdecrement mode */
456       exp[numops].X_op = O_absent;
457       exp[numops++].X_add_number = OPERAND_MINUS;
458       break;
459     case 1:     /* postincrement mode */
460       exp[numops].X_op = O_absent;
461       exp[numops++].X_add_number = OPERAND_PLUS;
462       break;
463     }
464
465   exp[numops].X_op = 0;
466   return (numops);
467 }
468
469 static unsigned long
470 d10v_insert_operand (insn, op_type, value, left, fix) 
471      unsigned long insn;
472      int op_type;
473      offsetT value;
474      int left;
475      fixS *fix;
476 {
477   int shift, bits;
478
479   shift = d10v_operands[op_type].shift;
480   if (left)
481     shift += 15;
482
483   bits = d10v_operands[op_type].bits;
484
485   /* truncate to the proper number of bits */
486   if (check_range (value, bits, d10v_operands[op_type].flags))
487     as_bad_where (fix->fx_file, fix->fx_line, "operand out of range: %d", value);
488
489   value &= 0x7FFFFFFF >> (31 - bits);
490   insn |= (value << shift);
491
492   return insn;
493 }
494
495
496 /* build_insn takes a pointer to the opcode entry in the opcode table
497    and the array of operand expressions and returns the instruction */
498
499 static unsigned long
500 build_insn (opcode, opers, insn) 
501      struct d10v_opcode *opcode;
502      expressionS *opers;
503      unsigned long insn;
504 {
505   int i, bits, shift, flags, format;
506   unsigned int number;
507   
508   /* the insn argument is only used for the DIVS kludge */
509   if (insn)
510     format = LONG_R;
511   else
512     {
513       insn = opcode->opcode;
514       format = opcode->format;
515     }
516   
517   for (i=0;opcode->operands[i];i++) 
518     {
519       flags = d10v_operands[opcode->operands[i]].flags;
520       bits = d10v_operands[opcode->operands[i]].bits;
521       shift = d10v_operands[opcode->operands[i]].shift;
522       number = opers[i].X_add_number;
523
524       if (flags & OPERAND_REG) 
525         {
526           number &= REGISTER_MASK;
527           if (format == LONG_L)
528             shift += 15;
529         }
530
531       if (opers[i].X_op != O_register && opers[i].X_op != O_constant) 
532         {
533           /* now create a fixup */
534
535           /*
536           printf("need a fixup: ");
537           print_expr_1(stdout,&opers[i]);
538           printf("\n");
539           */
540
541           if (fixups->fc >= MAX_INSN_FIXUPS)
542             as_fatal ("too many fixups");
543
544           if (opers[i].X_op == O_symbol && number == AT_WORD)
545             {
546               number = opers[i].X_add_number = 0;
547               fixups->fix[fixups->fc].reloc = BFD_RELOC_D10V_18;
548             } else
549               fixups->fix[fixups->fc].reloc = 
550                 get_reloc((struct d10v_operand *)&d10v_operands[opcode->operands[i]]);
551
552           if (fixups->fix[fixups->fc].reloc == BFD_RELOC_16 || 
553               fixups->fix[fixups->fc].reloc == BFD_RELOC_D10V_18)
554             fixups->fix[fixups->fc].size = 2;       
555           else
556             fixups->fix[fixups->fc].size = 4;
557             
558           fixups->fix[fixups->fc].exp = opers[i];
559           fixups->fix[fixups->fc].operand = opcode->operands[i];
560           fixups->fix[fixups->fc].pcrel = (flags & OPERAND_ADDR) ? true : false;
561           (fixups->fc)++;
562         }
563
564       /* truncate to the proper number of bits */
565       if ((opers[i].X_op == O_constant) && check_range (number, bits, flags))
566         as_bad("operand out of range: %d",number);
567       number &= 0x7FFFFFFF >> (31 - bits);
568       insn = insn | (number << shift);
569     }
570
571   /* kludge: for DIVS, we need to put the operands in twice */
572   /* on the second pass, format is changed to LONG_R to force */
573   /* the second set of operands to not be shifted over 15 */
574   if ((opcode->opcode == OPCODE_DIVS) && (format==LONG_L))
575     insn = build_insn (opcode, opers, insn);
576       
577   return insn;
578 }
579
580 /* write out a long form instruction */
581 static void
582 write_long (opcode, insn, fx) 
583      struct d10v_opcode *opcode;
584      unsigned long insn;
585      Fixups *fx;
586 {
587   int i, where;
588   char *f = frag_more(4);
589
590   insn |= FM11;
591   /* printf("INSN: %08x\n",insn); */
592   number_to_chars_bigendian (f, insn, 4);
593
594   for (i=0; i < fx->fc; i++) 
595     {
596       if (fx->fix[i].reloc)
597         { 
598           where = f - frag_now->fr_literal; 
599           if (fx->fix[i].size == 2)
600             where += 2;
601           /*
602           printf("fix_new_exp: where:%x size:%d\n    ",where,fx->fix[i].size);
603           print_expr_1(stdout,&(fx->fix[i].exp));
604           printf("\n");
605           */
606
607           if (fx->fix[i].reloc == BFD_RELOC_D10V_18)
608             fx->fix[i].operand |= 4096;   
609
610           fix_new_exp (frag_now,
611                        where,
612                        fx->fix[i].size,
613                        &(fx->fix[i].exp),
614                        fx->fix[i].pcrel,
615                        fx->fix[i].operand|2048);
616         }
617     }
618   fx->fc = 0;
619 }
620
621
622 /* write out a short form instruction by itself */
623 static void
624 write_1_short (opcode, insn, fx) 
625      struct d10v_opcode *opcode;
626      unsigned long insn;
627      Fixups *fx;
628 {
629   char *f = frag_more(4);
630   int i, where;
631
632   if (opcode->exec_type & PARONLY)
633     as_fatal ("Instruction must be executed in parallel with another instruction.");
634
635   /* the other container needs to be NOP */
636   /* according to 4.3.1: for FM=00, sub-instructions performed only
637      by IU cannot be encoded in L-container. */
638   if (opcode->unit == IU)
639     insn |= FM00 | (NOP << 15);         /* right container */
640   else
641     insn = FM00 | (insn << 15) | NOP;   /* left container */
642
643   /*  printf("INSN: %08x\n",insn);  */
644   number_to_chars_bigendian (f, insn, 4);
645   for (i=0; i < fx->fc; i++) 
646     {
647       if (fx->fix[i].reloc)
648         { 
649           where = f - frag_now->fr_literal; 
650           if (fx->fix[i].size == 2)
651             where += 2;
652
653           /*
654           printf("fix_new_exp: where:%x size:%d\n    ",where, fx->fix[i].size);
655           print_expr_1(stdout,&(fx->fix[i].exp));
656           printf("\n");
657           */
658
659           if (fx->fix[i].reloc == BFD_RELOC_D10V_18)
660             fx->fix[i].operand |= 4096;   
661
662           /* if it's an R reloc, we may have to switch it to L */
663           if ( (fx->fix[i].reloc == BFD_RELOC_D10V_10_PCREL_R) && (opcode->unit != IU) )
664             fx->fix[i].operand |= 1024;
665
666           fix_new_exp (frag_now,
667                        where, 
668                        fx->fix[i].size,
669                        &(fx->fix[i].exp),
670                        fx->fix[i].pcrel,
671                        fx->fix[i].operand|2048);
672         }
673     }
674   fx->fc = 0;
675 }
676
677 /* write out a short form instruction if possible */
678 /* return number of instructions not written out */
679 static int
680 write_2_short (opcode1, insn1, opcode2, insn2, exec_type, fx) 
681      struct d10v_opcode *opcode1, *opcode2;
682      unsigned long insn1, insn2;
683      int exec_type;
684      Fixups *fx;
685 {
686   unsigned long insn;
687   char *f;
688   int i,j, where;
689
690   if ( (exec_type != 1) && ((opcode1->exec_type & PARONLY)
691                         || (opcode2->exec_type & PARONLY)))
692     as_fatal("Instruction must be executed in parallel");
693   
694   if ( (opcode1->format & LONG_OPCODE) || (opcode2->format & LONG_OPCODE))
695     as_fatal ("Long instructions may not be combined.");
696
697   if(opcode1->exec_type & BRANCH_LINK && opcode2->exec_type != PARONLY)
698     {
699       /* subroutines must be called from 32-bit boundaries */
700       /* so the return address will be correct */
701       write_1_short (opcode1, insn1, fx->next);
702       return (1);
703     }
704
705   switch (exec_type) 
706     {
707     case 0:     /* order not specified */
708       if ( Optimizing && parallel_ok (opcode1, insn1, opcode2, insn2))
709         {
710           /* parallel */
711           if (opcode1->unit == IU)
712             insn = FM00 | (insn2 << 15) | insn1;
713           else if (opcode2->unit == MU)
714             insn = FM00 | (insn2 << 15) | insn1;
715           else
716             {
717               insn = FM00 | (insn1 << 15) | insn2;  
718               fx = fx->next;
719             }
720         }
721       else if (opcode1->unit == IU) 
722         {
723           /* reverse sequential */
724           insn = FM10 | (insn2 << 15) | insn1;
725         }
726       else
727         {
728           /* sequential */
729           insn = FM01 | (insn1 << 15) | insn2;
730           fx = fx->next;  
731         }
732       break;
733     case 1:     /* parallel */
734       if (opcode1->exec_type & SEQ || opcode2->exec_type & SEQ)
735         as_fatal ("One of these instructions may not be executed in parallel.");
736
737       if (opcode1->unit == IU)
738         {
739           if (opcode2->unit == IU)
740             as_fatal ("Two IU instructions may not be executed in parallel");
741           as_warn ("Swapping instruction order");
742           insn = FM00 | (insn2 << 15) | insn1;
743         }
744       else if (opcode2->unit == MU)
745         {
746           if (opcode1->unit == MU)
747             as_fatal ("Two MU instructions may not be executed in parallel");
748           as_warn ("Swapping instruction order");
749           insn = FM00 | (insn2 << 15) | insn1;
750         }
751       else
752         {
753           insn = FM00 | (insn1 << 15) | insn2;  
754           fx = fx->next;
755         }
756       break;
757     case 2:     /* sequential */
758       if (opcode1->unit == IU)
759         as_fatal ("IU instruction may not be in the left container");
760       insn = FM01 | (insn1 << 15) | insn2;  
761       fx = fx->next;
762       break;
763     case 3:     /* reverse sequential */
764       if (opcode2->unit == MU)
765         as_fatal ("MU instruction may not be in the right container");
766       insn = FM10 | (insn1 << 15) | insn2;  
767       fx = fx->next;
768       break;
769     default:
770       as_fatal("unknown execution type passed to write_2_short()");
771     }
772
773   /*  printf("INSN: %08x\n",insn); */
774   f = frag_more(4);
775   number_to_chars_bigendian (f, insn, 4);
776
777   for (j=0; j<2; j++) 
778     {
779       for (i=0; i < fx->fc; i++) 
780         {
781           if (fx->fix[i].reloc)
782             {
783               where = f - frag_now->fr_literal; 
784               if (fx->fix[i].size == 2)
785                 where += 2;
786               
787               if ( (fx->fix[i].reloc == BFD_RELOC_D10V_10_PCREL_R) && (j == 0) )
788                 fx->fix[i].operand |= 1024;
789               
790               if (fx->fix[i].reloc == BFD_RELOC_D10V_18)
791                 fx->fix[i].operand |= 4096;       
792
793               /*
794                 printf("fix_new_exp: where:%x reloc:%d\n    ",where,fx->fix[i].operand);
795                 print_expr_1(stdout,&(fx->fix[i].exp));
796                 printf("\n");
797                 */
798
799               fix_new_exp (frag_now,
800                            where, 
801                            fx->fix[i].size,
802                            &(fx->fix[i].exp),
803                            fx->fix[i].pcrel,
804                            fx->fix[i].operand|2048);
805             }
806         }
807       fx->fc = 0;
808       fx = fx->next;
809     }
810   return (0);
811 }
812
813
814 /* Check 2 instructions and determine if they can be safely */
815 /* executed in parallel.  Returns 1 if they can be.         */
816 static int
817 parallel_ok (op1, insn1, op2, insn2) 
818      struct d10v_opcode *op1, *op2;
819      unsigned long insn1, insn2;
820 {
821   int i, j, flags, mask, shift, regno;
822   unsigned long ins, mod[2], used[2];
823   struct d10v_opcode *op;
824
825   if ((op1->exec_type & SEQ) != 0 || (op2->exec_type & SEQ) != 0
826       || (op1->exec_type & PAR) == 0 || (op2->exec_type & PAR) == 0
827       || (op1->unit == BOTH) || (op2->unit == BOTH)
828       || (op1->unit == IU && op2->unit == IU)
829       || (op1->unit == MU && op2->unit == MU))
830     return 0;
831
832   /* The idea here is to create two sets of bitmasks (mod and used) */
833   /* which indicate which registers are modified or used by each instruction. */
834   /* The operation can only be done in parallel if instruction 1 and instruction 2 */
835   /* modify different registers, and neither instruction modifies any registers */
836   /* the other is using.  Accesses to control registers, PSW, and memory are treated */
837   /* as accesses to a single register.  So if both instructions write memory or one */
838   /* instruction writes memory and the other reads, then they cannot be done in parallel. */
839   /* Likewise, if one instruction mucks with the psw and the other reads the PSW */
840   /* (which includes C, F0, and F1), then they cannot operate safely in parallel. */
841
842   /* the bitmasks (mod and used) look like this (bit 31 = MSB) */
843   /* r0-r15       0-15  */
844   /* a0-a1        16-17 */
845   /* cr (not psw) 18    */
846   /* psw          19    */
847   /* mem          20    */
848
849   for (j=0;j<2;j++)
850     {
851       if (j == 0)
852         {
853           op = op1;
854           ins = insn1;
855         }
856       else
857         {
858           op = op2;
859           ins = insn2;
860         }
861       mod[j] = used[j] = 0;
862       if (op->exec_type & BRANCH_LINK)
863         mod[j] |= 1 << 13;
864
865       for (i = 0; op->operands[i]; i++)
866         {
867           flags = d10v_operands[op->operands[i]].flags;
868           shift = d10v_operands[op->operands[i]].shift;
869           mask = 0x7FFFFFFF >> (31 - d10v_operands[op->operands[i]].bits);
870           if (flags & OPERAND_REG)
871             {
872               regno = (ins >> shift) & mask;
873               if (flags & OPERAND_ACC)     
874                 regno += 16;
875               else if (flags & OPERAND_CONTROL) /* mvtc or mvfc */
876                 { 
877                   if (regno == 0)
878                     regno = 19;
879                   else
880                     regno = 18; 
881                 }
882               else if (flags & OPERAND_FLAG)  
883                 regno = 19;
884               
885               if ( flags & OPERAND_DEST )
886                 {
887                   mod[j] |= 1 << regno;
888                   if (flags & OPERAND_EVEN)
889                     mod[j] |= 1 << (regno + 1);
890                 }
891               else
892                 {
893                   used[j] |= 1 << regno ;
894                   if (flags & OPERAND_EVEN)
895                     used[j] |= 1 << (regno + 1);
896                 }
897             }
898         }
899       if (op->exec_type & RMEM)
900         used[j] |= 1 << 20;
901       else if (op->exec_type & WMEM)
902         mod[j] |= 1 << 20;
903       else if (op->exec_type & RF0)
904         used[j] |= 1 << 19;
905       else if (op->exec_type & WF0)
906         mod[j] |= 1 << 19;
907       else if (op->exec_type & WCAR)
908         mod[j] |= 1 << 19;
909     }
910   if ((mod[0] & mod[1]) == 0 && (mod[0] & used[1]) == 0 && (mod[1] & used[0]) == 0)
911     return 1;
912   return 0;
913 }
914
915
916 /* This is the main entry point for the machine-dependent assembler.  str points to a
917    machine-dependent instruction.  This function is supposed to emit the frags/bytes 
918    it assembles to.  For the D10V, it mostly handles the special VLIW parsing and packing
919    and leaves the difficult stuff to do_assemble().
920  */
921
922 static unsigned long prev_insn;
923 static struct d10v_opcode *prev_opcode = 0;
924 static subsegT prev_subseg;
925 static segT prev_seg;
926
927 void
928 md_assemble (str)
929      char *str;
930 {
931   struct d10v_opcode *opcode;
932   unsigned long insn;
933   int extype=0;                 /* execution type; parallel, etc */
934   static int etype=0;           /* saved extype.  used for multiline instructions */
935   char *str2;
936
937   /*  printf("md_assemble: str=%s\n",str); */
938
939   if (etype == 0)
940     {
941       /* look for the special multiple instruction separators */
942       str2 = strstr (str, "||");
943       if (str2) 
944         extype = 1;
945       else
946         {
947           str2 = strstr (str, "->");
948           if (str2) 
949             extype = 2;
950           else
951             {
952               str2 = strstr (str, "<-");
953               if (str2) 
954                 extype = 3;
955             }
956         }
957       /* str2 points to the separator, if one */
958       if (str2) 
959         {
960           *str2 = 0;
961           
962           /* if two instructions are present and we already have one saved
963              then first write it out */
964           if (prev_opcode) 
965             write_1_short (prev_opcode, prev_insn, fixups->next);
966           
967           /* assemble first instruction and save it */
968           prev_insn = do_assemble (str, &prev_opcode);
969           if (prev_insn == -1)
970             as_fatal ("can't find opcode ");
971           fixups = fixups->next;
972           str = str2 + 2;
973         }
974     }
975
976   insn = do_assemble (str, &opcode);
977   if (insn == -1)
978     {
979       if (extype)
980         {
981           etype = extype;
982           return;
983         }
984       as_fatal ("can't find opcode ");
985     }
986
987   if (etype)
988     {
989       extype = etype;
990       etype = 0;
991     }
992
993   /* if this is a long instruction, write it and any previous short instruction */
994   if (opcode->format & LONG_OPCODE) 
995     {
996       if (extype) 
997         as_fatal("Unable to mix instructions as specified");
998       if (prev_opcode) 
999         {
1000           write_1_short (prev_opcode, prev_insn, fixups->next);
1001           prev_opcode = NULL;
1002         }
1003       write_long (opcode, insn, fixups);
1004       prev_opcode = NULL;
1005       return;
1006     }
1007   
1008   if (prev_opcode && (write_2_short (prev_opcode, prev_insn, opcode, insn, extype, fixups) == 0)) 
1009     {
1010       /* no instructions saved */
1011       prev_opcode = NULL;
1012     }
1013   else
1014     {
1015       if (extype) 
1016         as_fatal("Unable to mix instructions as specified");
1017       /* save off last instruction so it may be packed on next pass */
1018       prev_opcode = opcode;
1019       prev_insn = insn;
1020       prev_seg = now_seg;
1021       prev_subseg = now_subseg;
1022       fixups = fixups->next;
1023     }
1024 }
1025
1026
1027 /* do_assemble assembles a single instruction and returns an opcode */
1028 /* it returns -1 (an invalid opcode) on error */
1029
1030 static unsigned long
1031 do_assemble (str, opcode) 
1032      char *str;
1033      struct d10v_opcode **opcode;
1034 {
1035   unsigned char *op_start, *save;
1036   unsigned char *op_end;
1037   char name[20];
1038   int nlen = 0;
1039   expressionS myops[6];
1040   unsigned long insn;
1041
1042   /* printf("do_assemble: str=%s\n",str); */
1043
1044   /* Drop leading whitespace */
1045   while (*str == ' ')
1046     str++;
1047
1048   /* find the opcode end */
1049   for (op_start = op_end = (unsigned char *) (str);
1050        *op_end
1051        && nlen < 20
1052        && !is_end_of_line[*op_end] && *op_end != ' ';
1053        op_end++)
1054     {
1055       name[nlen] = op_start[nlen];
1056       nlen++;
1057     }
1058   name[nlen] = 0;
1059
1060   if (nlen == 0)
1061     return (-1);
1062   
1063   /* find the first opcode with the proper name */
1064   *opcode = (struct d10v_opcode *)hash_find (d10v_hash, name);
1065   if (*opcode == NULL)
1066       as_fatal ("unknown opcode: %s",name);
1067
1068   save = input_line_pointer;
1069   input_line_pointer = op_end;
1070   *opcode = find_opcode (*opcode, myops);
1071   if (*opcode == 0)
1072     return -1;
1073   input_line_pointer = save;
1074
1075   insn = build_insn ((*opcode), myops, 0); 
1076   /* printf("sub-insn = %lx\n",insn);  */
1077   return (insn);
1078 }
1079
1080 /* find_opcode() gets a pointer to an entry in the opcode table.       */
1081 /* It must look at all opcodes with the same name and use the operands */
1082 /* to choose the correct opcode. */
1083
1084 static struct d10v_opcode *
1085 find_opcode (opcode, myops)
1086      struct d10v_opcode *opcode;
1087      expressionS myops[];
1088 {
1089   int i, match, done, numops;
1090   struct d10v_opcode *next_opcode;
1091
1092   /* get all the operands and save them as expressions */
1093   numops = get_operands (myops);
1094
1095   /* now see if the operand is a fake.  If so, find the correct size */
1096   /* instruction, if possible */
1097   if (opcode->format == OPCODE_FAKE)
1098     {
1099       int opnum = opcode->operands[0];
1100                          
1101       if (myops[opnum].X_op == O_register)
1102         {
1103           myops[opnum].X_op = O_symbol;
1104           myops[opnum].X_add_symbol = symbol_find_or_make ((char *)myops[opnum].X_op_symbol);
1105           myops[opnum].X_add_number = 0;
1106           myops[opnum].X_op_symbol = NULL;
1107         }
1108
1109       if (myops[opnum].X_op == O_constant || (myops[opnum].X_op == O_symbol &&
1110           S_IS_DEFINED(myops[opnum].X_add_symbol) &&
1111           (S_GET_SEGMENT(myops[opnum].X_add_symbol) == now_seg)))
1112         {
1113           next_opcode=opcode+1;
1114           for (i=0; opcode->operands[i+1]; i++)
1115             {
1116               int bits = d10v_operands[next_opcode->operands[opnum]].bits;
1117               int flags = d10v_operands[next_opcode->operands[opnum]].flags;
1118               if (flags & OPERAND_ADDR)
1119                 bits += 2;
1120               if (myops[opnum].X_op == O_constant) 
1121                 {
1122                   if (!check_range (myops[opnum].X_add_number, bits, flags))
1123                     return next_opcode;
1124                 }
1125               else
1126                 {
1127                   fragS *f;
1128                   long value;
1129                   /* calculate the current address by running through the previous frags */
1130                   /* and adding our current offset */
1131                   for (value = 0, f = frchain_now->frch_root; f; f = f->fr_next)
1132                     value += f->fr_fix;
1133
1134                   if (flags & OPERAND_ADDR)
1135                     value = S_GET_VALUE(myops[opnum].X_add_symbol) - value -
1136                       (obstack_next_free(&frchain_now->frch_obstack) - frag_now->fr_literal);
1137                   else
1138                     value = S_GET_VALUE(myops[opnum].X_add_symbol);                 
1139
1140                   if (myops[opnum].X_add_number == AT_WORD)
1141                     {
1142                       if (bits > 4)
1143                         {
1144                           bits += 2;
1145                           if (!check_range (value, bits, flags)) 
1146                             return next_opcode;
1147                         }
1148                     }
1149                   else if (!check_range (value, bits, flags)) 
1150                     return next_opcode;
1151                 }
1152               next_opcode++;
1153             }
1154           as_fatal ("value out of range");
1155         }
1156       else
1157         {
1158           /* not a constant, so use a long instruction */           
1159           return opcode+2;
1160         }
1161     }
1162   else
1163     {
1164       match = 0;
1165       /* now search the opcode table table for one with operands */
1166       /* that matches what we've got */
1167       while (!match)
1168         {
1169           match = 1;
1170           for (i = 0; opcode->operands[i]; i++) 
1171             {
1172               int flags = d10v_operands[opcode->operands[i]].flags;
1173               int X_op = myops[i].X_op;
1174               int num = myops[i].X_add_number;
1175
1176               if (X_op==0) 
1177                 {
1178                   match=0;
1179                   break;
1180                 }
1181               
1182               if (flags & OPERAND_REG) 
1183                 {
1184                   if ((X_op != O_register) ||
1185                       ((flags & OPERAND_ACC) != (num & OPERAND_ACC)) ||
1186                       ((flags & OPERAND_FLAG) != (num & OPERAND_FLAG)) ||
1187                       ((flags & OPERAND_CONTROL) != (num & OPERAND_CONTROL)))
1188                     {
1189                       match=0;
1190                       break;
1191                     }     
1192                 }
1193               
1194               if (((flags & OPERAND_MINUS) && ((X_op != O_absent) || (num != OPERAND_MINUS))) ||
1195                   ((flags & OPERAND_PLUS) && ((X_op != O_absent) || (num != OPERAND_PLUS))) ||
1196                   ((flags & OPERAND_ATMINUS) && ((X_op != O_absent) || (num != OPERAND_ATMINUS))) ||
1197                   ((flags & OPERAND_ATPAR) && ((X_op != O_absent) || (num != OPERAND_ATPAR))) ||
1198                   ((flags & OPERAND_ATSIGN) && ((X_op != O_absent) || (num != OPERAND_ATSIGN)))) 
1199                 {
1200                   match=0;
1201                   break;
1202                 }             
1203             }
1204           /* we're only done if the operands matched so far AND there
1205              are no more to check */
1206           if (match && myops[i].X_op==0) 
1207             break;
1208           else
1209             match = 0;
1210
1211           next_opcode = opcode+1;
1212           if (next_opcode->opcode == 0) 
1213             break;
1214           if (strcmp(next_opcode->name, opcode->name))
1215             break;
1216           opcode = next_opcode;
1217         }
1218     }
1219
1220   if (!match)  
1221     {
1222       as_bad ("bad opcode or operands");
1223       return (0);
1224     }
1225
1226   /* Check that all registers that are required to be even are. */
1227   /* Also, if any operands were marked as registers, but were really symbols */
1228   /* fix that here. */
1229   for (i=0; opcode->operands[i]; i++) 
1230     {
1231       if ((d10v_operands[opcode->operands[i]].flags & OPERAND_EVEN) &&
1232           (myops[i].X_add_number & 1)) 
1233         as_fatal("Register number must be EVEN");
1234       if (myops[i].X_op == O_register)
1235         {
1236           if (!(d10v_operands[opcode->operands[i]].flags & OPERAND_REG)) 
1237             {
1238               myops[i].X_op = O_symbol;
1239               myops[i].X_add_symbol = symbol_find_or_make ((char *)myops[i].X_op_symbol);
1240               myops[i].X_add_number = 0;
1241               myops[i].X_op_symbol = NULL;
1242             }
1243         }
1244     }
1245   return opcode;
1246 }
1247
1248 /* if while processing a fixup, a reloc really needs to be created */
1249 /* then it is done here */
1250                  
1251 arelent *
1252 tc_gen_reloc (seg, fixp)
1253      asection *seg;
1254      fixS *fixp;
1255 {
1256   arelent *reloc;
1257   reloc = (arelent *) bfd_alloc_by_size_t (stdoutput, sizeof (arelent));
1258   reloc->sym_ptr_ptr = &fixp->fx_addsy->bsym;
1259   reloc->address = fixp->fx_frag->fr_address + fixp->fx_where;
1260   reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, fixp->fx_r_type);
1261   if (reloc->howto == (reloc_howto_type *) NULL)
1262     {
1263       as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
1264                     "reloc %d not supported by object file format", (int)fixp->fx_r_type);
1265       return NULL;
1266     }
1267   reloc->addend = fixp->fx_addnumber;
1268   /* printf("tc_gen_reloc: addr=%x  addend=%x\n", reloc->address, reloc->addend); */
1269   return reloc;
1270 }
1271
1272 int
1273 md_estimate_size_before_relax (fragp, seg)
1274      fragS *fragp;
1275      asection *seg;
1276 {
1277   abort ();
1278   return 0;
1279
1280
1281 long
1282 md_pcrel_from_section (fixp, sec)
1283      fixS *fixp;
1284      segT sec;
1285 {
1286   if (fixp->fx_addsy != (symbolS *)NULL && !S_IS_DEFINED (fixp->fx_addsy))
1287     return 0;
1288   /* printf("pcrel_from_section: %x\n", fixp->fx_frag->fr_address + fixp->fx_where); */
1289   return fixp->fx_frag->fr_address + fixp->fx_where;
1290 }
1291
1292 int
1293 md_apply_fix3 (fixp, valuep, seg)
1294      fixS *fixp;
1295      valueT *valuep;
1296      segT seg;
1297 {
1298   char *where;
1299   unsigned long insn;
1300   long value;
1301   int op_type;
1302   int left=0;
1303
1304   if (fixp->fx_addsy == (symbolS *) NULL)
1305     {
1306       value = *valuep;
1307       fixp->fx_done = 1;
1308     }
1309   else if (fixp->fx_pcrel)
1310     value = *valuep;
1311   else
1312     {
1313       value = fixp->fx_offset;
1314       if (fixp->fx_subsy != (symbolS *) NULL)
1315         {
1316           if (S_GET_SEGMENT (fixp->fx_subsy) == absolute_section)
1317             value -= S_GET_VALUE (fixp->fx_subsy);
1318           else
1319             {
1320               /* We don't actually support subtracting a symbol.  */
1321               as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
1322                             "expression too complex");
1323             }
1324         }
1325     }
1326   
1327   /* printf("md_apply_fix: value=0x%x  type=0x%x  where=0x%x size=%d line=%d\n", value, fixp->fx_r_type,fixp->fx_where,fixp->fx_size, fixp->fx_line); */
1328   
1329   op_type = fixp->fx_r_type;
1330   if (op_type & 2048)
1331     {
1332       op_type -= 2048;
1333       if (op_type & 1024)
1334         {
1335           op_type -= 1024;
1336           fixp->fx_r_type = BFD_RELOC_D10V_10_PCREL_L;
1337           left = 1;
1338         }
1339       else if (op_type & 4096)
1340         {
1341           op_type -= 4096;
1342           fixp->fx_r_type = BFD_RELOC_D10V_18;
1343         }
1344       else
1345         fixp->fx_r_type = get_reloc((struct d10v_operand *)&d10v_operands[op_type]); 
1346     }
1347
1348   /* Fetch the instruction, insert the fully resolved operand
1349      value, and stuff the instruction back again.  */
1350   where = fixp->fx_frag->fr_literal + fixp->fx_where;
1351   insn = bfd_getb32 ((unsigned char *) where);
1352
1353   switch (fixp->fx_r_type)
1354     {
1355     case BFD_RELOC_D10V_10_PCREL_L:
1356     case BFD_RELOC_D10V_10_PCREL_R:
1357     case BFD_RELOC_D10V_18_PCREL:
1358     case BFD_RELOC_D10V_18:
1359       /* instruction addresses are always right-shifted by 2 */
1360       value >>= 2;
1361       if (fixp->fx_size == 2)
1362         bfd_putb16 ((bfd_vma) value, (unsigned char *) where);
1363       else
1364         {
1365           /* printf("   insn=%x  value=%x where=%x  pcrel=%x\n",insn,value,fixp->fx_where,fixp->fx_pcrel); */
1366           insn = d10v_insert_operand (insn, op_type, (offsetT)value, left, fixp);
1367           /* printf("   new insn=%x\n",insn); */
1368           bfd_putb32 ((bfd_vma) insn, (unsigned char *) where);  
1369         }
1370       break;
1371     case BFD_RELOC_32:
1372       bfd_putb32 ((bfd_vma) value, (unsigned char *) where);
1373       break;
1374     case BFD_RELOC_16:
1375       bfd_putb16 ((bfd_vma) value, (unsigned char *) where);
1376       break;
1377     default:
1378       as_fatal ("line %d: unknown relocation type: 0x%x",fixp->fx_line,fixp->fx_r_type);
1379     }
1380   return 0;
1381 }
1382
1383
1384 /* d10v_cleanup() is called after the assembler has finished parsing the input 
1385    file or after a label is defined.  Because the D10V assembler sometimes saves short 
1386    instructions to see if it can package them with the next instruction, there may
1387    be a short instruction that still needs written.  */
1388 int
1389 d10v_cleanup (done)
1390      int done;
1391 {
1392   segT seg;
1393   subsegT subseg;
1394
1395   if ( prev_opcode && (done  || (now_seg == prev_seg) && (now_subseg == prev_subseg)))
1396     {
1397       seg = now_seg;
1398       subseg = now_subseg;
1399       subseg_set (prev_seg, prev_subseg);
1400       write_1_short (prev_opcode, prev_insn, fixups->next);
1401       subseg_set (seg, subseg);
1402       prev_opcode = NULL;
1403     }
1404   return 1;
1405 }
1406
1407 /* Like normal .word, except support @word */
1408 /* clobbers input_line_pointer, checks end-of-line. */
1409 static void
1410 d10v_dot_word (nbytes)
1411      register int nbytes;       /* 1=.byte, 2=.word, 4=.long */
1412 {
1413   expressionS exp;
1414   bfd_reloc_code_real_type reloc;
1415   char *p;
1416   int offset;
1417
1418   if (is_it_end_of_statement ())
1419     {
1420       demand_empty_rest_of_line ();
1421       return;
1422     }
1423
1424   do
1425     {
1426       expression (&exp);
1427       if (!strncasecmp (input_line_pointer, "@word", 5))
1428         {
1429           exp.X_add_number = 0;
1430           input_line_pointer += 5;
1431         
1432           p = frag_more (2);
1433           fix_new_exp (frag_now, p - frag_now->fr_literal, 2, 
1434                        &exp, 0, BFD_RELOC_D10V_18);
1435         }
1436       else
1437         emit_expr (&exp, 2);
1438     }
1439   while (*input_line_pointer++ == ',');
1440
1441   input_line_pointer--;         /* Put terminator back into stream. */
1442   demand_empty_rest_of_line ();
1443 }
1444
1445
1446 /* Mitsubishi asked that we support some old syntax that apparently */
1447 /* had immediate operands starting with '#'.  This is in some of their */
1448 /* sample code but is not documented (although it appears in some  */
1449 /* examples in their assembler manual). For now, we'll solve this */
1450 /* compatibility problem by simply ignoring any '#' at the beginning */
1451 /* of an operand. */
1452
1453 /* operands that begin with '#' should fall through to here */
1454 /* from expr.c */
1455
1456 void 
1457 md_operand (expressionP)
1458      expressionS *expressionP;
1459 {
1460   if (*input_line_pointer == '#')
1461     {
1462       input_line_pointer++;
1463       expression (expressionP);
1464     }
1465 }
1466