-Wimplicit-fallthrough noreturn fixes
[external/binutils.git] / gas / config / tc-i960.c
1 /* tc-i960.c - All the i80960-specific stuff
2    Copyright (C) 1989-2016 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This file is part of GAS.
5
6    GAS is free software; you can redistribute it and/or modify
7    it under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9    any later version.
10
11    GAS is distributed in the hope that it will be useful,
12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14    GNU General Public License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    along with GAS; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18    Software Foundation, 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston, MA
19    02110-1301, USA.  */
20
21 /* See comment on md_parse_option for 80960-specific invocation options.  */
22
23 /* There are 4 different lengths of (potentially) symbol-based displacements
24    in the 80960 instruction set, each of which could require address fix-ups
25    and (in the case of external symbols) emission of relocation directives:
26
27    32-bit (MEMB)
28         This is a standard length for the base assembler and requires no
29         special action.
30
31    13-bit (COBR)
32         This is a non-standard length, but the base assembler has a
33         hook for bit field address fixups: the fixS structure can
34         point to a descriptor of the field, in which case our
35         md_number_to_field() routine gets called to process it.
36
37         I made the hook a little cleaner by having fix_new() (in the base
38         assembler) return a pointer to the fixS in question.  And I made it a
39         little simpler by storing the field size (in this case 13) instead of
40         of a pointer to another structure:  80960 displacements are ALWAYS
41         stored in the low-order bits of a 4-byte word.
42
43         Since the target of a COBR cannot be external, no relocation
44         directives for this size displacement have to be generated.
45         But the base assembler had to be modified to issue error
46         messages if the symbol did turn out to be external.
47
48    24-bit (CTRL)
49         Fixups are handled as for the 13-bit case (except that 24 is stored
50         in the fixS).
51
52         The relocation directive generated is the same as that for the 32-bit
53         displacement, except that it's PC-relative (the 32-bit displacement
54         never is).   The i80960 version of the linker needs a mod to
55         distinguish and handle the 24-bit case.
56
57    12-bit (MEMA)
58         MEMA formats are always promoted to MEMB (32-bit) if the displacement
59         is based on a symbol, because it could be relocated at link time.
60         The only time we use the 12-bit format is if an absolute value of
61         less than 4096 is specified, in which case we need neither a fixup nor
62         a relocation directive.  */
63
64 #include "as.h"
65
66 #include "safe-ctype.h"
67
68 #include "opcode/i960.h"
69
70 #if defined (OBJ_AOUT) || defined (OBJ_BOUT)
71
72 #define TC_S_IS_SYSPROC(s)      ((1 <= S_GET_OTHER (s)) && (S_GET_OTHER (s) <= 32))
73 #define TC_S_IS_BALNAME(s)      (S_GET_OTHER (s) == N_BALNAME)
74 #define TC_S_IS_CALLNAME(s)     (S_GET_OTHER (s) == N_CALLNAME)
75 #define TC_S_IS_BADPROC(s)      ((S_GET_OTHER (s) != 0) && !TC_S_IS_CALLNAME (s) && !TC_S_IS_BALNAME (s) && !TC_S_IS_SYSPROC (s))
76
77 #define TC_S_SET_SYSPROC(s, p)  (S_SET_OTHER ((s), (p) + 1))
78 #define TC_S_GET_SYSPROC(s)     (S_GET_OTHER (s) - 1)
79
80 #define TC_S_FORCE_TO_BALNAME(s)        (S_SET_OTHER ((s), N_BALNAME))
81 #define TC_S_FORCE_TO_CALLNAME(s)       (S_SET_OTHER ((s), N_CALLNAME))
82 #define TC_S_FORCE_TO_SYSPROC(s)        {;}
83
84 #else /* ! OBJ_A/BOUT */
85 #ifdef OBJ_COFF
86
87 #define TC_S_IS_SYSPROC(s)      (S_GET_STORAGE_CLASS (s) == C_SCALL)
88 #define TC_S_IS_BALNAME(s)      (SF_GET_BALNAME (s))
89 #define TC_S_IS_CALLNAME(s)     (SF_GET_CALLNAME (s))
90 #define TC_S_IS_BADPROC(s)      (TC_S_IS_SYSPROC (s) && TC_S_GET_SYSPROC (s) < 0 && 31 < TC_S_GET_SYSPROC (s))
91
92 #define TC_S_SET_SYSPROC(s, p)  ((s)->sy_symbol.ost_auxent[1].x_sc.x_stindx = (p))
93 #define TC_S_GET_SYSPROC(s)     ((s)->sy_symbol.ost_auxent[1].x_sc.x_stindx)
94
95 #define TC_S_FORCE_TO_BALNAME(s)        (SF_SET_BALNAME (s))
96 #define TC_S_FORCE_TO_CALLNAME(s)       (SF_SET_CALLNAME (s))
97 #define TC_S_FORCE_TO_SYSPROC(s)        (S_SET_STORAGE_CLASS ((s), C_SCALL))
98
99 #else /* ! OBJ_COFF */
100 #ifdef OBJ_ELF
101 #define TC_S_IS_SYSPROC(s)      0
102
103 #define TC_S_IS_BALNAME(s)      0
104 #define TC_S_IS_CALLNAME(s)     0
105 #define TC_S_IS_BADPROC(s)      0
106
107 #define TC_S_SET_SYSPROC(s, p)
108 #define TC_S_GET_SYSPROC(s)     0
109
110 #define TC_S_FORCE_TO_BALNAME(s)
111 #define TC_S_FORCE_TO_CALLNAME(s)
112 #define TC_S_FORCE_TO_SYSPROC(s)
113 #else
114  #error COFF, a.out, b.out, and ELF are the only supported formats.
115 #endif /* ! OBJ_ELF */
116 #endif /* ! OBJ_COFF */
117 #endif /* ! OBJ_A/BOUT */
118
119 extern char *input_line_pointer;
120
121 /* Local i80960 routines.  */
122 struct memS;
123 struct regop;
124
125 /* See md_parse_option() for meanings of these options.  */
126 static char norelax;                    /* True if -norelax switch seen.  */
127 static char instrument_branches;        /* True if -b switch seen.  */
128
129 /* Characters that always start a comment.
130    If the pre-processor is disabled, these aren't very useful.  */
131 const char comment_chars[] = "#";
132
133 /* Characters that only start a comment at the beginning of
134    a line.  If the line seems to have the form '# 123 filename'
135    .line and .file directives will appear in the pre-processed output.
136
137    Note that input_file.c hand checks for '#' at the beginning of the
138    first line of the input file.  This is because the compiler outputs
139    #NO_APP at the beginning of its output.  */
140
141 /* Also note that comments started like this one will always work.  */
142
143 const char line_comment_chars[]   = "#";
144 const char line_separator_chars[] = ";";
145
146 /* Chars that can be used to separate mant from exp in floating point nums.  */
147 const char EXP_CHARS[] = "eE";
148
149 /* Chars that mean this number is a floating point constant,
150    as in 0f12.456 or 0d1.2345e12.  */
151 const char FLT_CHARS[] = "fFdDtT";
152
153 /* Table used by base assembler to relax addresses based on varying length
154    instructions.  The fields are:
155      1) most positive reach of this state,
156      2) most negative reach of this state,
157      3) how many bytes this mode will add to the size of the current frag
158      4) which index into the table to try if we can't fit into this one.
159
160    For i80960, the only application is the (de-)optimization of cobr
161    instructions into separate compare and branch instructions when a 13-bit
162    displacement won't hack it.  */
163 const relax_typeS md_relax_table[] =
164 {
165   {0, 0, 0, 0},                         /* State 0 => no more relaxation possible.  */
166   {4088, -4096, 0, 2},                  /* State 1: conditional branch (cobr).  */
167   {0x800000 - 8, -0x800000, 4, 0},      /* State 2: compare (reg) & branch (ctrl).  */
168 };
169
170 /* These are the machine dependent pseudo-ops.
171
172    This table describes all the machine specific pseudo-ops the assembler
173    has to support.  The fields are:
174         pseudo-op name without dot
175         function to call to execute this pseudo-op
176         integer arg to pass to the function.  */
177 #define S_LEAFPROC      1
178 #define S_SYSPROC       2
179
180 /* Macros to extract info from an 'expressionS' structure 'e'.  */
181 #define adds(e) e.X_add_symbol
182 #define offs(e) e.X_add_number
183
184 /* Branch-prediction bits for CTRL/COBR format opcodes.  */
185 #define BP_MASK         0x00000002      /* Mask for branch-prediction bit.  */
186 #define BP_TAKEN        0x00000000      /* Value to OR in to predict branch.  */
187 #define BP_NOT_TAKEN    0x00000002      /* Value to OR in to predict no branch.  */
188
189 /* Some instruction opcodes that we need explicitly.  */
190 #define BE      0x12000000
191 #define BG      0x11000000
192 #define BGE     0x13000000
193 #define BL      0x14000000
194 #define BLE     0x16000000
195 #define BNE     0x15000000
196 #define BNO     0x10000000
197 #define BO      0x17000000
198 #define CHKBIT  0x5a002700
199 #define CMPI    0x5a002080
200 #define CMPO    0x5a002000
201
202 #define B       0x08000000
203 #define BAL     0x0b000000
204 #define CALL    0x09000000
205 #define CALLS   0x66003800
206 #define RET     0x0a000000
207
208 /* These masks are used to build up a set of MEMB mode bits.  */
209 #define A_BIT           0x0400
210 #define I_BIT           0x0800
211 #define MEMB_BIT        0x1000
212 #define D_BIT           0x2000
213
214 /* Mask for the only mode bit in a MEMA instruction (if set, abase reg is
215    used).  */
216 #define MEMA_ABASE      0x2000
217
218 /* Info from which a MEMA or MEMB format instruction can be generated.  */
219 typedef struct memS
220   {
221     /* (First) 32 bits of instruction.  */
222     long opcode;
223     /* 0-(none), 12- or, 32-bit displacement needed.  */
224     int disp;
225     /* The expression in the source instruction from which the
226        displacement should be determined.  */
227     char *e;
228   }
229 memS;
230
231 /* The two pieces of info we need to generate a register operand.  */
232 struct regop
233   {
234     int mode;                   /* 0 =>local/global/spec reg; 1=> literal or fp reg.  */
235     int special;                /* 0 =>not a sfr;  1=> is a sfr (not valid w/mode=0).  */
236     int n;                      /* Register number or literal value.  */
237   };
238
239 /* Number and assembler mnemonic for all registers that can appear in
240    operands.  */
241 static const struct
242   {
243     const char *reg_name;
244     int reg_num;
245   }
246 regnames[] =
247 {
248   { "pfp", 0 },
249   { "sp", 1 },
250   { "rip", 2 },
251   { "r3", 3 },
252   { "r4", 4 },
253   { "r5", 5 },
254   { "r6", 6 },
255   { "r7", 7 },
256   { "r8", 8 },
257   { "r9", 9 },
258   { "r10", 10 },
259   { "r11", 11 },
260   { "r12", 12 },
261   { "r13", 13 },
262   { "r14", 14 },
263   { "r15", 15 },
264   { "g0", 16 },
265   { "g1", 17 },
266   { "g2", 18 },
267   { "g3", 19 },
268   { "g4", 20 },
269   { "g5", 21 },
270   { "g6", 22 },
271   { "g7", 23 },
272   { "g8", 24 },
273   { "g9", 25 },
274   { "g10", 26 },
275   { "g11", 27 },
276   { "g12", 28 },
277   { "g13", 29 },
278   { "g14", 30 },
279   { "fp", 31 },
280
281   /* Numbers for special-function registers are for assembler internal
282      use only: they are scaled back to range [0-31] for binary output.  */
283 #define SF0     32
284
285   { "sf0", 32 },
286   { "sf1", 33 },
287   { "sf2", 34 },
288   { "sf3", 35 },
289   { "sf4", 36 },
290   { "sf5", 37 },
291   { "sf6", 38 },
292   { "sf7", 39 },
293   { "sf8", 40 },
294   { "sf9", 41 },
295   { "sf10", 42 },
296   { "sf11", 43 },
297   { "sf12", 44 },
298   { "sf13", 45 },
299   { "sf14", 46 },
300   { "sf15", 47 },
301   { "sf16", 48 },
302   { "sf17", 49 },
303   { "sf18", 50 },
304   { "sf19", 51 },
305   { "sf20", 52 },
306   { "sf21", 53 },
307   { "sf22", 54 },
308   { "sf23", 55 },
309   { "sf24", 56 },
310   { "sf25", 57 },
311   { "sf26", 58 },
312   { "sf27", 59 },
313   { "sf28", 60 },
314   { "sf29", 61 },
315   { "sf30", 62 },
316   { "sf31", 63 },
317
318   /* Numbers for floating point registers are for assembler internal
319      use only: they are scaled back to [0-3] for binary output.  */
320 #define FP0     64
321
322   { "fp0", 64 },
323   { "fp1", 65 },
324   { "fp2", 66 },
325   { "fp3", 67 },
326
327   { NULL, 0 },                          /* END OF LIST */
328 };
329
330 #define IS_RG_REG(n)    ((0 <= (n)) && ((n) < SF0))
331 #define IS_SF_REG(n)    ((SF0 <= (n)) && ((n) < FP0))
332 #define IS_FP_REG(n)    ((n) >= FP0)
333
334 /* Number and assembler mnemonic for all registers that can appear as
335    'abase' (indirect addressing) registers.  */
336 static const struct
337 {
338   const char *areg_name;
339   int areg_num;
340 }
341 aregs[] =
342 {
343   { "(pfp)", 0 },
344   { "(sp)", 1 },
345   { "(rip)", 2 },
346   { "(r3)", 3 },
347   { "(r4)", 4 },
348   { "(r5)", 5 },
349   { "(r6)", 6 },
350   { "(r7)", 7 },
351   { "(r8)", 8 },
352   { "(r9)", 9 },
353   { "(r10)", 10 },
354   { "(r11)", 11 },
355   { "(r12)", 12 },
356   { "(r13)", 13 },
357   { "(r14)", 14 },
358   { "(r15)", 15 },
359   { "(g0)", 16 },
360   { "(g1)", 17 },
361   { "(g2)", 18 },
362   { "(g3)", 19 },
363   { "(g4)", 20 },
364   { "(g5)", 21 },
365   { "(g6)", 22 },
366   { "(g7)", 23 },
367   { "(g8)", 24 },
368   { "(g9)", 25 },
369   { "(g10)", 26 },
370   { "(g11)", 27 },
371   { "(g12)", 28 },
372   { "(g13)", 29 },
373   { "(g14)", 30 },
374   { "(fp)", 31 },
375
376 #define IPREL   32
377   /* For assembler internal use only: this number never appears in binary
378      output.  */
379   { "(ip)", IPREL },
380
381   { NULL, 0 },                          /* END OF LIST */
382 };
383
384 /* Hash tables.  */
385 static struct hash_control *op_hash;    /* Opcode mnemonics.  */
386 static struct hash_control *reg_hash;   /* Register name hash table.  */
387 static struct hash_control *areg_hash;  /* Abase register hash table.  */
388
389 /* Architecture for which we are assembling.  */
390 #define ARCH_ANY        0       /* Default: no architecture checking done.  */
391 #define ARCH_KA         1
392 #define ARCH_KB         2
393 #define ARCH_MC         3
394 #define ARCH_CA         4
395 #define ARCH_JX         5
396 #define ARCH_HX         6
397 int architecture = ARCH_ANY;    /* Architecture requested on invocation line.  */
398 int iclasses_seen;              /* OR of instruction classes (I_* constants)
399                                       for which we've actually assembled
400                                         instructions.  */
401
402 /* BRANCH-PREDICTION INSTRUMENTATION
403
404         The following supports generation of branch-prediction instrumentation
405         (turned on by -b switch).  The instrumentation collects counts
406         of branches taken/not-taken for later input to a utility that will
407         set the branch prediction bits of the instructions in accordance with
408         the behavior observed.  (Note that the KX series does not have
409         brach-prediction.)
410
411         The instrumentation consists of:
412
413         (1) before and after each conditional branch, a call to an external
414             routine that increments and steps over an inline counter.  The
415             counter itself, initialized to 0, immediately follows the call
416             instruction.  For each branch, the counter following the branch
417             is the number of times the branch was not taken, and the difference
418             between the counters is the number of times it was taken.  An
419             example of an instrumented conditional branch:
420
421                                 call    BR_CNT_FUNC
422                                 .word   0
423                 LBRANCH23:      be      label
424                                 call    BR_CNT_FUNC
425                                 .word   0
426
427         (2) a table of pointers to the instrumented branches, so that an
428             external postprocessing routine can locate all of the counters.
429             the table begins with a 2-word header: a pointer to the next in
430             a linked list of such tables (initialized to 0);  and a count
431             of the number of entries in the table (exclusive of the header.
432
433             Note that input source code is expected to already contain calls
434             an external routine that will link the branch local table into a
435             list of such tables.  */
436
437 /* Number of branches instrumented so far.  Also used to generate
438    unique local labels for each instrumented branch.  */
439 static int br_cnt;
440
441 #define BR_LABEL_BASE   "LBRANCH"
442 /* Basename of local labels on instrumented branches, to avoid
443    conflict with compiler- generated local labels.  */
444
445 #define BR_CNT_FUNC     "__inc_branch"
446 /* Name of the external routine that will increment (and step over) an
447    inline counter.  */
448
449 #define BR_TAB_NAME     "__BRANCH_TABLE__"
450 /* Name of the table of pointers to branches.  A local (i.e.,
451    non-external) symbol.  */
452
453 static void ctrl_fmt (const char *, long, int);
454
455 \f
456 void
457 md_begin (void)
458 {
459   int i;                        /* Loop counter.  */
460   const struct i960_opcode *oP; /* Pointer into opcode table.  */
461   const char *retval;           /* Value returned by hash functions.  */
462
463   op_hash = hash_new ();
464   reg_hash = hash_new ();
465   areg_hash = hash_new ();
466
467   /* For some reason, the base assembler uses an empty string for "no
468      error message", instead of a NULL pointer.  */
469   retval = 0;
470
471   for (oP = i960_opcodes; oP->name && !retval; oP++)
472     retval = hash_insert (op_hash, oP->name, (void *) oP);
473
474   for (i = 0; regnames[i].reg_name && !retval; i++)
475     retval = hash_insert (reg_hash, regnames[i].reg_name,
476                           (char *) &regnames[i].reg_num);
477
478   for (i = 0; aregs[i].areg_name && !retval; i++)
479     retval = hash_insert (areg_hash, aregs[i].areg_name,
480                           (char *) &aregs[i].areg_num);
481
482   if (retval)
483     as_fatal (_("Hashing returned \"%s\"."), retval);
484 }
485
486 /* parse_expr:          parse an expression
487
488    Use base assembler's expression parser to parse an expression.
489    It, unfortunately, runs off a global which we have to save/restore
490    in order to make it work for us.
491
492    An empty expression string is treated as an absolute 0.
493
494    Sets O_illegal regardless of expression evaluation if entire input
495    string is not consumed in the evaluation -- tolerate no dangling junk!  */
496
497 static void
498 parse_expr (const char *textP,          /* Text of expression to be parsed.  */
499             expressionS *expP)          /* Where to put the results of parsing.  */
500 {
501   char *save_in;                /* Save global here.  */
502   symbolS *symP;
503
504   know (textP);
505
506   if (*textP == '\0')
507     {
508       /* Treat empty string as absolute 0.  */
509       expP->X_add_symbol = expP->X_op_symbol = NULL;
510       expP->X_add_number = 0;
511       expP->X_op = O_constant;
512     }
513   else
514     {
515       save_in = input_line_pointer;     /* Save global.  */
516       input_line_pointer = (char *) textP;      /* Make parser work for us.  */
517
518       (void) expression (expP);
519       if ((size_t) (input_line_pointer - textP) != strlen (textP))
520         /* Did not consume all of the input.  */
521         expP->X_op = O_illegal;
522
523       symP = expP->X_add_symbol;
524       if (symP && (hash_find (reg_hash, S_GET_NAME (symP))))
525         /* Register name in an expression.  */
526         /* FIXME: this isn't much of a check any more.  */
527         expP->X_op = O_illegal;
528
529       input_line_pointer = save_in;     /* Restore global.  */
530     }
531 }
532
533 /* emit:        output instruction binary
534
535    Output instruction binary, in target byte order, 4 bytes at a time.
536    Return pointer to where it was placed.  */
537
538 static char *
539 emit (long instr)               /* Word to be output, host byte order.  */
540 {
541   char *toP;                    /* Where to output it.  */
542
543   toP = frag_more (4);          /* Allocate storage.  */
544   md_number_to_chars (toP, instr, 4);   /* Convert to target byte order.  */
545   return toP;
546 }
547
548 /* get_cdisp:   handle displacement for a COBR or CTRL instruction.
549
550    Parse displacement for a COBR or CTRL instruction.
551
552    If successful, output the instruction opcode and set up for it,
553    depending on the arg 'var_frag', either:
554             o an address fixup to be done when all symbol values are known, or
555             o a varying length code fragment, with address fixup info.  This
556                 will be done for cobr instructions that may have to be relaxed
557                 in to compare/branch instructions (8 bytes) if the final
558                 address displacement is greater than 13 bits.  */
559
560 static void
561 get_cdisp (const char *dispP, /* Displacement as specified in source instruction.  */
562            const char *ifmtP, /* "COBR" or "CTRL" (for use in error message).  */
563            long instr,  /* Instruction needing the displacement.  */
564            int numbits, /* # bits of displacement (13 for COBR, 24 for CTRL).  */
565            int var_frag,/* 1 if varying length code fragment should be emitted;
566                            0 if an address fix should be emitted.  */
567            int callj)   /* 1 if callj relocation should be done; else 0.  */
568 {
569   expressionS e;                /* Parsed expression.  */
570   fixS *fixP;                   /* Structure describing needed address fix.  */
571   char *outP;                   /* Where instruction binary is output to.  */
572
573   fixP = NULL;
574
575   parse_expr (dispP, &e);
576   switch (e.X_op)
577     {
578     case O_illegal:
579       as_bad (_("expression syntax error"));
580       break;
581
582     case O_symbol:
583       if (S_GET_SEGMENT (e.X_add_symbol) == now_seg
584           || S_GET_SEGMENT (e.X_add_symbol) == undefined_section)
585         {
586           if (var_frag)
587             {
588               outP = frag_more (8);     /* Allocate worst-case storage.  */
589               md_number_to_chars (outP, instr, 4);
590               frag_variant (rs_machine_dependent, 4, 4, 1,
591                             adds (e), offs (e), outP);
592             }
593           else
594             {
595               /* Set up a new fix structure, so address can be updated
596                  when all symbol values are known.  */
597               outP = emit (instr);
598               fixP = fix_new (frag_now,
599                               outP - frag_now->fr_literal,
600                               4,
601                               adds (e),
602                               offs (e),
603                               1,
604                               NO_RELOC);
605
606               fixP->fx_tcbit = callj;
607
608               /* We want to modify a bit field when the address is
609                  known.  But we don't need all the garbage in the
610                  bit_fix structure.  So we're going to lie and store
611                  the number of bits affected instead of a pointer.  */
612               fixP->fx_bit_fixP = (bit_fixS *) (size_t) numbits;
613             }
614         }
615       else
616         as_bad (_("attempt to branch into different segment"));
617       break;
618
619     default:
620       as_bad (_("target of %s instruction must be a label"), ifmtP);
621       break;
622     }
623 }
624
625 static int
626 md_chars_to_number (char * val,         /* Value in target byte order.  */
627                     int n)              /* Number of bytes in the input.  */
628 {
629   int retval;
630
631   for (retval = 0; n--;)
632     {
633       retval <<= 8;
634       retval |= (unsigned char) val[n];
635     }
636   return retval;
637 }
638
639 /* mema_to_memb:        convert a MEMA-format opcode to a MEMB-format opcode.
640
641    There are 2 possible MEMA formats:
642         - displacement only
643         - displacement + abase
644
645    They are distinguished by the setting of the MEMA_ABASE bit.  */
646
647 static void
648 mema_to_memb (char * opcodeP)   /* Where to find the opcode, in target byte order.  */
649 {
650   long opcode;                  /* Opcode in host byte order.  */
651   long mode;                    /* Mode bits for MEMB instruction.  */
652
653   opcode = md_chars_to_number (opcodeP, 4);
654   know (!(opcode & MEMB_BIT));
655
656   mode = MEMB_BIT | D_BIT;
657   if (opcode & MEMA_ABASE)
658     mode |= A_BIT;
659
660   opcode &= 0xffffc000;         /* Clear MEMA offset and mode bits.  */
661   opcode |= mode;               /* Set MEMB mode bits.  */
662
663   md_number_to_chars (opcodeP, opcode, 4);
664 }
665
666 /* targ_has_sfr:
667
668    Return TRUE iff the target architecture supports the specified
669    special-function register (sfr).  */
670
671 static int
672 targ_has_sfr (int n)            /* Number (0-31) of sfr.  */
673 {
674   switch (architecture)
675     {
676     case ARCH_KA:
677     case ARCH_KB:
678     case ARCH_MC:
679     case ARCH_JX:
680       return 0;
681     case ARCH_HX:
682       return ((0 <= n) && (n <= 4));
683     case ARCH_CA:
684     default:
685       return ((0 <= n) && (n <= 2));
686     }
687 }
688
689 /* Look up a (suspected) register name in the register table and return the
690    associated register number (or -1 if not found).  */
691
692 static int
693 get_regnum (char *regname)      /* Suspected register name.  */
694 {
695   int *rP;
696
697   rP = (int *) hash_find (reg_hash, regname);
698   return (rP == NULL) ? -1 : *rP;
699 }
700
701 /* syntax: Issue a syntax error.  */
702
703 static void
704 syntax (void)
705 {
706   as_bad (_("syntax error"));
707 }
708
709 /* parse_regop: parse a register operand.
710
711    In case of illegal operand, issue a message and return some valid
712    information so instruction processing can continue.  */
713
714 static void
715 parse_regop (struct regop *regopP,      /* Where to put description of register operand.  */
716              char *optext,              /* Text of operand.  */
717              char opdesc)               /* Descriptor byte:  what's legal for this operand.  */
718 {
719   int n;                        /* Register number.  */
720   expressionS e;                /* Parsed expression.  */
721
722   /* See if operand is a register.  */
723   n = get_regnum (optext);
724   if (n >= 0)
725     {
726       if (IS_RG_REG (n))
727         {
728           /* Global or local register.  */
729           if (!REG_ALIGN (opdesc, n))
730             as_bad (_("unaligned register"));
731
732           regopP->n = n;
733           regopP->mode = 0;
734           regopP->special = 0;
735           return;
736         }
737       else if (IS_FP_REG (n) && FP_OK (opdesc))
738         {
739           /* Floating point register, and it's allowed.  */
740           regopP->n = n - FP0;
741           regopP->mode = 1;
742           regopP->special = 0;
743           return;
744         }
745       else if (IS_SF_REG (n) && SFR_OK (opdesc))
746         {
747           /* Special-function register, and it's allowed.  */
748           regopP->n = n - SF0;
749           regopP->mode = 0;
750           regopP->special = 1;
751           if (!targ_has_sfr (regopP->n))
752             as_bad (_("no such sfr in this architecture"));
753
754           return;
755         }
756     }
757   else if (LIT_OK (opdesc))
758     {
759       /* How about a literal?  */
760       regopP->mode = 1;
761       regopP->special = 0;
762       if (FP_OK (opdesc))
763         {
764           /* Floating point literal acceptable.  */
765           /* Skip over 0f, 0d, or 0e prefix.  */
766           if ((optext[0] == '0')
767               && (optext[1] >= 'd')
768               && (optext[1] <= 'f'))
769             optext += 2;
770
771           if (!strcmp (optext, "0.0") || !strcmp (optext, "0"))
772             {
773               regopP->n = 0x10;
774               return;
775             }
776
777           if (!strcmp (optext, "1.0") || !strcmp (optext, "1"))
778             {
779               regopP->n = 0x16;
780               return;
781             }
782         }
783       else
784         {
785           /* Fixed point literal acceptable.  */
786           parse_expr (optext, &e);
787           if (e.X_op != O_constant
788               || (offs (e) < 0) || (offs (e) > 31))
789             {
790               as_bad (_("illegal literal"));
791               offs (e) = 0;
792             }
793           regopP->n = offs (e);
794           return;
795         }
796     }
797
798   /* Nothing worked.  */
799   syntax ();
800   regopP->mode = 0;             /* Register r0 is always a good one.  */
801   regopP->n = 0;
802   regopP->special = 0;
803 }
804
805 /* get_ispec:   parse a memory operand for an index specification
806
807    Here, an "index specification" is taken to be anything surrounded
808    by square brackets and NOT followed by anything else.
809
810    If it's found, detach it from the input string, remove the surrounding
811    square brackets, and return a pointer to it.  Otherwise, return NULL.  */
812
813 static char *
814 get_ispec (char *textP)  /* Pointer to memory operand from source instruction, no white space.  */
815
816 {
817   /* Points to start of index specification.  */
818   char *start;
819   /* Points to end of index specification.  */
820   char *end;
821
822   /* Find opening square bracket, if any.  */
823   start = strchr (textP, '[');
824
825   if (start != NULL)
826     {
827       /* Eliminate '[', detach from rest of operand.  */
828       *start++ = '\0';
829
830       end = strchr (start, ']');
831
832       if (end == NULL)
833         as_bad (_("unmatched '['"));
834       else
835         {
836           /* Eliminate ']' and make sure it was the last thing
837              in the string.  */
838           *end = '\0';
839           if (*(end + 1) != '\0')
840             as_bad (_("garbage after index spec ignored"));
841         }
842     }
843   return start;
844 }
845
846 /* parse_memop: parse a memory operand
847
848         This routine is based on the observation that the 4 mode bits of the
849         MEMB format, taken individually, have fairly consistent meaning:
850
851                  M3 (bit 13): 1 if displacement is present (D_BIT)
852                  M2 (bit 12): 1 for MEMB instructions (MEMB_BIT)
853                  M1 (bit 11): 1 if index is present (I_BIT)
854                  M0 (bit 10): 1 if abase is present (A_BIT)
855
856         So we parse the memory operand and set bits in the mode as we find
857         things.  Then at the end, if we go to MEMB format, we need only set
858         the MEMB bit (M2) and our mode is built for us.
859
860         Unfortunately, I said "fairly consistent".  The exceptions:
861
862                  DBIA
863                  0100   Would seem illegal, but means "abase-only".
864
865                  0101   Would seem to mean "abase-only" -- it means IP-relative.
866                         Must be converted to 0100.
867
868                  0110   Would seem to mean "index-only", but is reserved.
869                         We turn on the D bit and provide a 0 displacement.
870
871         The other thing to observe is that we parse from the right, peeling
872         things * off as we go:  first any index spec, then any abase, then
873         the displacement.  */
874
875 static void
876 parse_memop (memS *memP,        /* Where to put the results.  */
877              char *argP,        /* Text of the operand to be parsed.  */
878              int optype)        /* MEM1, MEM2, MEM4, MEM8, MEM12, or MEM16.  */
879 {
880   char *indexP;                 /* Pointer to index specification with "[]" removed.  */
881   char *p;                      /* Temp char pointer.  */
882   char iprel_flag;              /* True if this is an IP-relative operand.  */
883   int regnum;                   /* Register number.  */
884   /* Scale factor: 1,2,4,8, or 16.  Later converted to internal format
885      (0,1,2,3,4 respectively).  */
886   int scale;
887   int mode;                     /* MEMB mode bits.  */
888   int *intP;                    /* Pointer to register number.  */
889
890   /* The following table contains the default scale factors for each
891      type of memory instruction.  It is accessed using (optype-MEM1)
892      as an index -- thus it assumes the 'optype' constants are
893      assigned consecutive values, in the order they appear in this
894      table.  */
895   static const int def_scale[] =
896   {
897     1,                          /* MEM1 */
898     2,                          /* MEM2 */
899     4,                          /* MEM4 */
900     8,                          /* MEM8 */
901     -1,                         /* MEM12 -- no valid default */
902     16                          /* MEM16 */
903   };
904
905   iprel_flag = mode = 0;
906
907   /* Any index present? */
908   indexP = get_ispec (argP);
909   if (indexP)
910     {
911       p = strchr (indexP, '*');
912       if (p == NULL)
913         {
914           /* No explicit scale -- use default for this instruction
915              type and assembler mode.  */
916           if (flag_mri)
917             scale = 1;
918           else
919             /* GNU960 compatibility */
920             scale = def_scale[optype - MEM1];
921         }
922       else
923         {
924           *p++ = '\0';          /* Eliminate '*' */
925
926           /* Now indexP->a '\0'-terminated register name,
927              and p->a scale factor.  */
928
929           if (!strcmp (p, "16"))
930             scale = 16;
931           else if (strchr ("1248", *p) && (p[1] == '\0'))
932             scale = *p - '0';
933           else
934             scale = -1;
935         }
936
937       regnum = get_regnum (indexP);     /* Get index reg. # */
938       if (!IS_RG_REG (regnum))
939         {
940           as_bad (_("invalid index register"));
941           return;
942         }
943
944       /* Convert scale to its binary encoding.  */
945       switch (scale)
946         {
947         case 1:
948           scale = 0 << 7;
949           break;
950         case 2:
951           scale = 1 << 7;
952           break;
953         case 4:
954           scale = 2 << 7;
955           break;
956         case 8:
957           scale = 3 << 7;
958           break;
959         case 16:
960           scale = 4 << 7;
961           break;
962         default:
963           as_bad (_("invalid scale factor"));
964           return;
965         };
966
967       memP->opcode |= scale | regnum;   /* Set index bits in opcode.  */
968       mode |= I_BIT;                    /* Found a valid index spec.  */
969     }
970
971   /* Any abase (Register Indirect) specification present?  */
972   if ((p = strrchr (argP, '(')) != NULL)
973     {
974       /* "(" is there -- does it start a legal abase spec?  If not, it
975          could be part of a displacement expression.  */
976       intP = (int *) hash_find (areg_hash, p);
977       if (intP != NULL)
978         {
979           /* Got an abase here.  */
980           regnum = *intP;
981           *p = '\0';            /* Discard register spec.  */
982           if (regnum == IPREL)
983             /* We have to specialcase ip-rel mode.  */
984             iprel_flag = 1;
985           else
986             {
987               memP->opcode |= regnum << 14;
988               mode |= A_BIT;
989             }
990         }
991     }
992
993   /* Any expression present?  */
994   memP->e = argP;
995   if (*argP != '\0')
996     mode |= D_BIT;
997
998   /* Special-case ip-relative addressing.  */
999   if (iprel_flag)
1000     {
1001       if (mode & I_BIT)
1002         syntax ();
1003       else
1004         {
1005           memP->opcode |= 5 << 10;      /* IP-relative mode.  */
1006           memP->disp = 32;
1007         }
1008       return;
1009     }
1010
1011   /* Handle all other modes.  */
1012   switch (mode)
1013     {
1014     case D_BIT | A_BIT:
1015       /* Go with MEMA instruction format for now (grow to MEMB later
1016          if 12 bits is not enough for the displacement).  MEMA format
1017          has a single mode bit: set it to indicate that abase is
1018          present.  */
1019       memP->opcode |= MEMA_ABASE;
1020       memP->disp = 12;
1021       break;
1022
1023     case D_BIT:
1024       /* Go with MEMA instruction format for now (grow to MEMB later
1025          if 12 bits is not enough for the displacement).  */
1026       memP->disp = 12;
1027       break;
1028
1029     case A_BIT:
1030       /* For some reason, the bit string for this mode is not
1031          consistent: it should be 0 (exclusive of the MEMB bit), so we
1032          set it "by hand" here.  */
1033       memP->opcode |= MEMB_BIT;
1034       break;
1035
1036     case A_BIT | I_BIT:
1037       /* set MEMB bit in mode, and OR in mode bits.  */
1038       memP->opcode |= mode | MEMB_BIT;
1039       break;
1040
1041     case I_BIT:
1042       /* Treat missing displacement as displacement of 0.  */
1043       mode |= D_BIT;
1044       /* Fall into next case.  */
1045     case D_BIT | A_BIT | I_BIT:
1046     case D_BIT | I_BIT:
1047       /* Set MEMB bit in mode, and OR in mode bits.  */
1048       memP->opcode |= mode | MEMB_BIT;
1049       memP->disp = 32;
1050       break;
1051
1052     default:
1053       syntax ();
1054       break;
1055     }
1056 }
1057
1058 /* Generate a MEMA- or MEMB-format instruction.  */
1059
1060 static void
1061 mem_fmt (char *args[],          /* args[0]->opcode mnemonic, args[1-3]->operands.  */
1062          struct i960_opcode *oP,/* Pointer to description of instruction.  */
1063          int callx)             /* Is this a callx opcode.  */
1064 {
1065   int i;                        /* Loop counter.  */
1066   struct regop regop;           /* Description of register operand.  */
1067   char opdesc;                  /* Operand descriptor byte.  */
1068   memS instr;                   /* Description of binary to be output.  */
1069   char *outP;                   /* Where the binary was output to.  */
1070   expressionS exp;              /* Parsed expression.  */
1071   /* ->description of deferred address fixup.  */
1072   fixS *fixP;
1073
1074 #ifdef OBJ_COFF
1075   /* COFF support isn't in place yet for callx relaxing.  */
1076   callx = 0;
1077 #endif
1078
1079   memset (&instr, '\0', sizeof (memS));
1080   instr.opcode = oP->opcode;
1081
1082   /* Process operands.  */
1083   for (i = 1; i <= oP->num_ops; i++)
1084     {
1085       opdesc = oP->operand[i - 1];
1086
1087       if (MEMOP (opdesc))
1088         parse_memop (&instr, args[i], oP->format);
1089       else
1090         {
1091           parse_regop (&regop, args[i], opdesc);
1092           instr.opcode |= regop.n << 19;
1093         }
1094     }
1095
1096   /* Parse the displacement; this must be done before emitting the
1097      opcode, in case it is an expression using `.'.  */
1098   parse_expr (instr.e, &exp);
1099
1100   /* Output opcode.  */
1101   outP = emit (instr.opcode);
1102
1103   if (instr.disp == 0)
1104     return;
1105
1106   /* Process the displacement.  */
1107   switch (exp.X_op)
1108     {
1109     case O_illegal:
1110       as_bad (_("expression syntax error"));
1111       break;
1112
1113     case O_constant:
1114       if (instr.disp == 32)
1115         (void) emit (offs (exp));       /* Output displacement.  */
1116       else
1117         {
1118           /* 12-bit displacement.  */
1119           if (offs (exp) & ~0xfff)
1120             {
1121               /* Won't fit in 12 bits: convert already-output
1122                  instruction to MEMB format, output
1123                  displacement.  */
1124               mema_to_memb (outP);
1125               (void) emit (offs (exp));
1126             }
1127           else
1128             {
1129               /* WILL fit in 12 bits:  OR into opcode and
1130                  overwrite the binary we already put out.  */
1131               instr.opcode |= offs (exp);
1132               md_number_to_chars (outP, instr.opcode, 4);
1133             }
1134         }
1135       break;
1136
1137     default:
1138       if (instr.disp == 12)
1139         /* Displacement is dependent on a symbol, whose value
1140            may change at link time.  We HAVE to reserve 32 bits.
1141            Convert already-output opcode to MEMB format.  */
1142         mema_to_memb (outP);
1143
1144       /* Output 0 displacement and set up address fixup for when
1145          this symbol's value becomes known.  */
1146       outP = emit ((long) 0);
1147       fixP = fix_new_exp (frag_now,
1148                           outP - frag_now->fr_literal,
1149                           4, &exp, 0, NO_RELOC);
1150       /* Steve's linker relaxing hack.  Mark this 32-bit relocation as
1151          being in the instruction stream, specifically as part of a callx
1152          instruction.  */
1153       fixP->fx_bsr = callx;
1154       break;
1155     }
1156 }
1157
1158 /* targ_has_iclass:
1159
1160    Return TRUE iff the target architecture supports the indicated
1161    class of instructions.  */
1162
1163 static int
1164 targ_has_iclass (int ic) /* Instruction class;  one of:
1165                             I_BASE, I_CX, I_DEC, I_KX, I_FP, I_MIL, I_CASIM, I_CX2, I_HX, I_HX2.  */
1166 {
1167   iclasses_seen |= ic;
1168
1169   switch (architecture)
1170     {
1171     case ARCH_KA:
1172       return ic & (I_BASE | I_KX);
1173     case ARCH_KB:
1174       return ic & (I_BASE | I_KX | I_FP | I_DEC);
1175     case ARCH_MC:
1176       return ic & (I_BASE | I_KX | I_FP | I_DEC | I_MIL);
1177     case ARCH_CA:
1178       return ic & (I_BASE | I_CX | I_CX2 | I_CASIM);
1179     case ARCH_JX:
1180       return ic & (I_BASE | I_CX2 | I_JX);
1181     case ARCH_HX:
1182       return ic & (I_BASE | I_CX2 | I_JX | I_HX);
1183     default:
1184       if ((iclasses_seen & (I_KX | I_FP | I_DEC | I_MIL))
1185           && (iclasses_seen & (I_CX | I_CX2)))
1186         {
1187           as_warn (_("architecture of opcode conflicts with that of earlier instruction(s)"));
1188           iclasses_seen &= ~ic;
1189         }
1190       return 1;
1191     }
1192 }
1193
1194 /* shift_ok:
1195    Determine if a "shlo" instruction can be used to implement a "ldconst".
1196    This means that some number X < 32 can be shifted left to produce the
1197    constant of interest.
1198
1199    Return the shift count, or 0 if we can't do it.
1200    Caller calculates X by shifting original constant right 'shift' places.  */
1201
1202 static int
1203 shift_ok (int n)                /* The constant of interest.  */
1204 {
1205   int shift;                    /* The shift count.  */
1206
1207   if (n <= 0)
1208     /* Can't do it for negative numbers.  */
1209     return 0;
1210
1211   /* Shift 'n' right until a 1 is about to be lost.  */
1212   for (shift = 0; (n & 1) == 0; shift++)
1213     n >>= 1;
1214
1215   if (n >= 32)
1216     return 0;
1217
1218   return shift;
1219 }
1220
1221 /* parse_ldcont:
1222    Parse and replace a 'ldconst' pseudo-instruction with an appropriate
1223    i80960 instruction.
1224
1225    Assumes the input consists of:
1226                 arg[0]  opcode mnemonic ('ldconst')
1227                 arg[1]  first operand (constant)
1228                 arg[2]  name of register to be loaded
1229
1230    Replaces opcode and/or operands as appropriate.
1231
1232    Returns the new number of arguments, or -1 on failure.  */
1233
1234 static int
1235 parse_ldconst (char *arg[])     /* See above.  */
1236 {
1237   int n;                        /* Constant to be loaded.  */
1238   int shift;                    /* Shift count for "shlo" instruction.  */
1239   static char buf[5];           /* Literal for first operand.  */
1240   static char buf2[5];          /* Literal for second operand.  */
1241   expressionS e;                /* Parsed expression.  */
1242
1243   arg[3] = NULL;                /* So we can tell at the end if it got used or not.  */
1244
1245   parse_expr (arg[1], &e);
1246   switch (e.X_op)
1247     {
1248     default:
1249       /* We're dependent on one or more symbols -- use "lda".  */
1250       arg[0] = (char *) "lda";
1251       break;
1252
1253     case O_constant:
1254       /* Try the following mappings:
1255               ldconst   0,<reg>  -> mov  0,<reg>
1256               ldconst  31,<reg>  -> mov  31,<reg>
1257               ldconst  32,<reg>  -> addo 1,31,<reg>
1258               ldconst  62,<reg>  -> addo 31,31,<reg>
1259               ldconst  64,<reg>  -> shlo 8,3,<reg>
1260               ldconst  -1,<reg>  -> subo 1,0,<reg>
1261               ldconst -31,<reg>  -> subo 31,0,<reg>
1262
1263          Anything else becomes:
1264                 lda xxx,<reg>.  */
1265       n = offs (e);
1266       if ((0 <= n) && (n <= 31))
1267         arg[0] = (char *) "mov";
1268       else if ((-31 <= n) && (n <= -1))
1269         {
1270           arg[0] = (char *) "subo";
1271           arg[3] = arg[2];
1272           sprintf (buf, "%d", -n);
1273           arg[1] = buf;
1274           arg[2] = (char *) "0";
1275         }
1276       else if ((32 <= n) && (n <= 62))
1277         {
1278           arg[0] = (char *) "addo";
1279           arg[3] = arg[2];
1280           arg[1] = (char *) "31";
1281           sprintf (buf, "%d", n - 31);
1282           arg[2] = buf;
1283         }
1284       else if ((shift = shift_ok (n)) != 0)
1285         {
1286           arg[0] = (char *) "shlo";
1287           arg[3] = arg[2];
1288           sprintf (buf, "%d", shift);
1289           arg[1] = buf;
1290           sprintf (buf2, "%d", n >> shift);
1291           arg[2] = buf2;
1292         }
1293       else
1294         arg[0] = (char *) "lda";
1295       break;
1296
1297     case O_illegal:
1298       as_bad (_("invalid constant"));
1299       return -1;
1300       break;
1301     }
1302   return (arg[3] == 0) ? 2 : 3;
1303 }
1304
1305 /* reg_fmt:     generate a REG-format instruction.  */
1306
1307 static void
1308 reg_fmt (char *args[],          /* args[0]->opcode mnemonic, args[1-3]->operands.  */
1309          struct i960_opcode *oP)/* Pointer to description of instruction.  */
1310 {
1311   long instr;                   /* Binary to be output.  */
1312   struct regop regop;           /* Description of register operand.  */
1313   int n_ops;                    /* Number of operands.  */
1314
1315   instr = oP->opcode;
1316   n_ops = oP->num_ops;
1317
1318   if (n_ops >= 1)
1319     {
1320       parse_regop (&regop, args[1], oP->operand[0]);
1321
1322       if ((n_ops == 1) && !(instr & M3))
1323         {
1324           /* 1-operand instruction in which the dst field should
1325              be used (instead of src1).  */
1326           regop.n <<= 19;
1327           if (regop.special)
1328             regop.mode = regop.special;
1329           regop.mode <<= 13;
1330           regop.special = 0;
1331         }
1332       else
1333         {
1334           /* regop.n goes in bit 0, needs no shifting.  */
1335           regop.mode <<= 11;
1336           regop.special <<= 5;
1337         }
1338       instr |= regop.n | regop.mode | regop.special;
1339     }
1340
1341   if (n_ops >= 2)
1342     {
1343       parse_regop (&regop, args[2], oP->operand[1]);
1344
1345       if ((n_ops == 2) && !(instr & M3))
1346         {
1347           /* 2-operand instruction in which the dst field should
1348              be used instead of src2).  */
1349           regop.n <<= 19;
1350           if (regop.special)
1351             regop.mode = regop.special;
1352           regop.mode <<= 13;
1353           regop.special = 0;
1354         }
1355       else
1356         {
1357           regop.n <<= 14;
1358           regop.mode <<= 12;
1359           regop.special <<= 6;
1360         }
1361       instr |= regop.n | regop.mode | regop.special;
1362     }
1363   if (n_ops == 3)
1364     {
1365       parse_regop (&regop, args[3], oP->operand[2]);
1366       if (regop.special)
1367         regop.mode = regop.special;
1368       instr |= (regop.n <<= 19) | (regop.mode <<= 13);
1369     }
1370   emit (instr);
1371 }
1372
1373 /* get_args:    break individual arguments out of comma-separated list
1374
1375    Input assumptions:
1376         - all comments and labels have been removed
1377         - all strings of whitespace have been collapsed to a single blank.
1378         - all character constants ('x') have been replaced with decimal
1379
1380    Output:
1381         args[0] is untouched. args[1] points to first operand, etc. All args:
1382         - are NULL-terminated
1383         - contain no whitespace
1384
1385    Return value:
1386    Number of operands (0,1,2, or 3) or -1 on error.  */
1387
1388 static int
1389 get_args (char *p,      /* Pointer to comma-separated operands; Mucked by us.  */
1390           char *args[]) /* Output arg: pointers to operands placed in args[1-3].
1391                            Must accommodate 4 entries (args[0-3]).  */
1392
1393 {
1394   int n;                /* Number of operands.  */
1395   char *to;
1396
1397   /* Skip lead white space.  */
1398   while (*p == ' ')
1399     p++;
1400
1401   if (*p == '\0')
1402     return 0;
1403
1404   n = 1;
1405   args[1] = p;
1406
1407   /* Squeze blanks out by moving non-blanks toward start of string.
1408      Isolate operands, whenever comma is found.  */
1409   to = p;
1410   while (*p != '\0')
1411     {
1412       if (*p == ' '
1413           && (! ISALNUM (p[1])
1414               || ! ISALNUM (p[-1])))
1415         p++;
1416       else if (*p == ',')
1417         {
1418           /* Start of operand.  */
1419           if (n == 3)
1420             {
1421               as_bad (_("too many operands"));
1422               return -1;
1423             }
1424           *to++ = '\0';         /* Terminate argument.  */
1425           args[++n] = to;       /* Start next argument.  */
1426           p++;
1427         }
1428       else
1429         *to++ = *p++;
1430     }
1431   *to = '\0';
1432   return n;
1433 }
1434
1435 /* i_scan:      perform lexical scan of ascii assembler instruction.
1436
1437    Input assumptions:
1438         - input string is an i80960 instruction (not a pseudo-op)
1439         - all comments and labels have been removed
1440         - all strings of whitespace have been collapsed to a single blank.
1441
1442    Output:
1443         args[0] points to opcode, other entries point to operands. All strings:
1444         - are NULL-terminated
1445         - contain no whitespace
1446         - have character constants ('x') replaced with a decimal number
1447
1448    Return value:
1449      Number of operands (0,1,2, or 3) or -1 on error.  */
1450
1451 static int
1452 i_scan (char *iP,     /* Pointer to ascii instruction;  Mucked by us.  */
1453         char *args[]) /* Output arg: pointers to opcode and operands placed here.
1454                          Must accommodate 4 entries.  */
1455 {
1456   /* Isolate opcode.  */
1457   if (*(iP) == ' ')
1458     iP++;
1459
1460   args[0] = iP;
1461   for (; *iP != ' '; iP++)
1462     {
1463       if (*iP == '\0')
1464         {
1465           /* There are no operands.  */
1466           if (args[0] == iP)
1467             {
1468               /* We never moved: there was no opcode either!  */
1469               as_bad (_("missing opcode"));
1470               return -1;
1471             }
1472           return 0;
1473         }
1474     }
1475   *iP++ = '\0';
1476   return (get_args (iP, args));
1477 }
1478
1479 static void
1480 brcnt_emit (void)
1481 {
1482   /* Emit call to "increment" routine.  */
1483   ctrl_fmt (BR_CNT_FUNC, CALL, 1);
1484   /* Emit inline counter to be incremented.  */
1485   emit (0);
1486 }
1487
1488 static char *
1489 brlab_next (void)
1490 {
1491   static char buf[20];
1492
1493   sprintf (buf, "%s%d", BR_LABEL_BASE, br_cnt++);
1494   return buf;
1495 }
1496
1497 static void
1498 ctrl_fmt (const char *targP,            /* Pointer to text of lone operand (if any).  */
1499           long opcode,          /* Template of instruction.  */
1500           int num_ops)          /* Number of operands.  */
1501 {
1502   int instrument;               /* TRUE iff we should add instrumentation to track
1503                                    how often the branch is taken.  */
1504
1505   if (num_ops == 0)
1506     emit (opcode);              /* Output opcode.  */
1507   else
1508     {
1509       instrument = instrument_branches && (opcode != CALL)
1510         && (opcode != B) && (opcode != RET) && (opcode != BAL);
1511
1512       if (instrument)
1513         {
1514           brcnt_emit ();
1515           colon (brlab_next ());
1516         }
1517
1518       /* The operand MUST be an ip-relative displacement. Parse it
1519          and set up address fix for the instruction we just output.  */
1520       get_cdisp (targP, "CTRL", opcode, 24, 0, 0);
1521
1522       if (instrument)
1523         brcnt_emit ();
1524     }
1525 }
1526
1527 static void
1528 cobr_fmt (/* arg[0]->opcode mnemonic, arg[1-3]->operands (ascii) */
1529           char *arg[],
1530           /* Opcode, with branch-prediction bits already set if necessary.  */
1531           long opcode,
1532           /* Pointer to description of instruction.  */
1533           struct i960_opcode *oP)
1534 {
1535   long instr;                   /* 32-bit instruction.  */
1536   struct regop regop;           /* Description of register operand.  */
1537   int n;                        /* Number of operands.  */
1538   int var_frag;                 /* 1 if varying length code fragment should
1539                                      be emitted;  0 if an address fix
1540                                         should be emitted.  */
1541
1542   instr = opcode;
1543   n = oP->num_ops;
1544
1545   if (n >= 1)
1546     {
1547       /* First operand (if any) of a COBR is always a register
1548          operand.  Parse it.  */
1549       parse_regop (&regop, arg[1], oP->operand[0]);
1550       instr |= (regop.n << 19) | (regop.mode << 13);
1551     }
1552
1553   if (n >= 2)
1554     {
1555       /* Second operand (if any) of a COBR is always a register
1556          operand.  Parse it.  */
1557       parse_regop (&regop, arg[2], oP->operand[1]);
1558       instr |= (regop.n << 14) | regop.special;
1559     }
1560
1561   if (n < 3)
1562     emit (instr);
1563   else
1564     {
1565       if (instrument_branches)
1566         {
1567           brcnt_emit ();
1568           colon (brlab_next ());
1569         }
1570
1571       /* A third operand to a COBR is always a displacement.  Parse
1572          it; if it's relaxable (a cobr "j" directive, or any cobr
1573          other than bbs/bbc when the "-norelax" option is not in use)
1574          set up a variable code fragment; otherwise set up an address
1575          fix.  */
1576       var_frag = !norelax || (oP->format == COJ);       /* TRUE or FALSE */
1577       get_cdisp (arg[3], "COBR", instr, 13, var_frag, 0);
1578
1579       if (instrument_branches)
1580         brcnt_emit ();
1581     }
1582 }
1583
1584 /* Assumptions about the passed-in text:
1585         - all comments, labels removed
1586         - text is an instruction
1587         - all white space compressed to single blanks
1588         - all character constants have been replaced with decimal.  */
1589
1590 void
1591 md_assemble (char *textP)
1592 {
1593   /* Parsed instruction text, containing NO whitespace: arg[0]->opcode
1594      mnemonic arg[1-3]->operands, with char constants replaced by
1595      decimal numbers.  */
1596   char *args[4];
1597   /* Number of instruction operands.  */
1598   int n_ops;
1599   /* Pointer to instruction description.  */
1600   struct i960_opcode *oP;
1601   /* TRUE iff opcode mnemonic included branch-prediction suffix (".f"
1602      or ".t").  */
1603   int branch_predict;
1604   /* Setting of branch-prediction bit(s) to be OR'd into instruction
1605      opcode of CTRL/COBR format instructions.  */
1606   long bp_bits;
1607   /* Offset of last character in opcode mnemonic.  */
1608   int n;
1609   const char *bp_error_msg = _("branch prediction invalid on this opcode");
1610
1611   /* Parse instruction into opcode and operands.  */
1612   memset (args, '\0', sizeof (args));
1613
1614   n_ops = i_scan (textP, args);
1615
1616   if (n_ops == -1)
1617     return;                     /* Error message already issued.  */
1618
1619   /* Do "macro substitution" (sort of) on 'ldconst' pseudo-instruction.  */
1620   if (!strcmp (args[0], "ldconst"))
1621     {
1622       n_ops = parse_ldconst (args);
1623       if (n_ops == -1)
1624         return;
1625     }
1626
1627   /* Check for branch-prediction suffix on opcode mnemonic, strip it off.  */
1628   n = strlen (args[0]) - 1;
1629   branch_predict = 0;
1630   bp_bits = 0;
1631
1632   if (args[0][n - 1] == '.' && (args[0][n] == 't' || args[0][n] == 'f'))
1633     {
1634       /* We could check here to see if the target architecture
1635          supports branch prediction, but why bother?  The bit will
1636          just be ignored by processors that don't use it.  */
1637       branch_predict = 1;
1638       bp_bits = (args[0][n] == 't') ? BP_TAKEN : BP_NOT_TAKEN;
1639       args[0][n - 1] = '\0';    /* Strip suffix from opcode mnemonic */
1640     }
1641
1642   /* Look up opcode mnemonic in table and check number of operands.
1643      Check that opcode is legal for the target architecture.  If all
1644      looks good, assemble instruction.  */
1645   oP = (struct i960_opcode *) hash_find (op_hash, args[0]);
1646   if (!oP || !targ_has_iclass (oP->iclass))
1647     as_bad (_("invalid opcode, \"%s\"."), args[0]);
1648   else if (n_ops != oP->num_ops)
1649     as_bad (_("improper number of operands.  expecting %d, got %d"),
1650             oP->num_ops, n_ops);
1651   else
1652     {
1653       switch (oP->format)
1654         {
1655         case FBRA:
1656         case CTRL:
1657           ctrl_fmt (args[1], oP->opcode | bp_bits, oP->num_ops);
1658           if (oP->format == FBRA)
1659             /* Now generate a 'bno' to same arg */
1660             ctrl_fmt (args[1], BNO | bp_bits, 1);
1661           break;
1662         case COBR:
1663         case COJ:
1664           cobr_fmt (args, oP->opcode | bp_bits, oP);
1665           break;
1666         case REG:
1667           if (branch_predict)
1668             as_warn ("%s", bp_error_msg);
1669           reg_fmt (args, oP);
1670           break;
1671         case MEM1:
1672           if (args[0][0] == 'c' && args[0][1] == 'a')
1673             {
1674               if (branch_predict)
1675                 as_warn ("%s", bp_error_msg);
1676               mem_fmt (args, oP, 1);
1677               break;
1678             }
1679         case MEM2:
1680         case MEM4:
1681         case MEM8:
1682         case MEM12:
1683         case MEM16:
1684           if (branch_predict)
1685             as_warn ("%s", bp_error_msg);
1686           mem_fmt (args, oP, 0);
1687           break;
1688         case CALLJ:
1689           if (branch_predict)
1690             as_warn ("%s", bp_error_msg);
1691           /* Output opcode & set up "fixup" (relocation); flag
1692              relocation as 'callj' type.  */
1693           know (oP->num_ops == 1);
1694           get_cdisp (args[1], "CTRL", oP->opcode, 24, 0, 1);
1695           break;
1696         default:
1697           BAD_CASE (oP->format);
1698           break;
1699         }
1700     }
1701 }
1702
1703 void
1704 md_number_to_chars (char *buf,
1705                     valueT value,
1706                     int n)
1707 {
1708   number_to_chars_littleendian (buf, value, n);
1709 }
1710
1711 const char *
1712 md_atof (int type, char *litP, int *sizeP)
1713 {
1714   return ieee_md_atof (type, litP, sizeP, FALSE);
1715 }
1716
1717 static void
1718 md_number_to_imm (char *buf, long val, int n)
1719 {
1720   md_number_to_chars (buf, val, n);
1721 }
1722
1723 static void
1724 md_number_to_field (char *instrP,               /* Pointer to instruction to be fixed.  */
1725                     long val,                   /* Address fixup value.  */
1726                     bit_fixS *bfixP)            /* Description of bit field to be fixed up.  */
1727 {
1728   int numbits;                  /* Length of bit field to be fixed.  */
1729   long instr;                   /* 32-bit instruction to be fixed-up.  */
1730   long sign;                    /* 0 or -1, according to sign bit of 'val'.  */
1731
1732   /* Convert instruction back to host byte order.  */
1733   instr = md_chars_to_number (instrP, 4);
1734
1735   /* Surprise! -- we stored the number of bits to be modified rather
1736      than a pointer to a structure.  */
1737   numbits = (int) (size_t) bfixP;
1738   if (numbits == 1)
1739     /* This is a no-op, stuck here by reloc_callj().  */
1740     return;
1741
1742   know ((numbits == 13) || (numbits == 24));
1743
1744   /* Propagate sign bit of 'val' for the given number of bits.  Result
1745      should be all 0 or all 1.  */
1746   sign = val >> ((int) numbits - 1);
1747   if (((val < 0) && (sign != -1))
1748       || ((val > 0) && (sign != 0)))
1749     as_bad (_("Fixup of %ld too large for field width of %d"),
1750             val, numbits);
1751   else
1752     {
1753       /* Put bit field into instruction and write back in target
1754          * byte order.  */
1755       val &= ~(-(1 << (int) numbits));  /* Clear unused sign bits.  */
1756       instr |= val;
1757       md_number_to_chars (instrP, instr, 4);
1758     }
1759 }
1760 \f
1761
1762 /* md_parse_option
1763         Invocation line includes a switch not recognized by the base assembler.
1764         See if it's a processor-specific option.  For the 960, these are:
1765
1766         -norelax:
1767                 Conditional branch instructions that require displacements
1768                 greater than 13 bits (or that have external targets) should
1769                 generate errors.  The default is to replace each such
1770                 instruction with the corresponding compare (or chkbit) and
1771                 branch instructions.  Note that the Intel "j" cobr directives
1772                 are ALWAYS "de-optimized" in this way when necessary,
1773                 regardless of the setting of this option.
1774
1775         -b:
1776                 Add code to collect information about branches taken, for
1777                 later optimization of branch prediction bits by a separate
1778                 tool.  COBR and CNTL format instructions have branch
1779                 prediction bits (in the CX architecture);  if "BR" represents
1780                 an instruction in one of these classes, the following rep-
1781                 resents the code generated by the assembler:
1782
1783                         call    <increment routine>
1784                         .word   0       # pre-counter
1785                 Label:  BR
1786                         call    <increment routine>
1787                         .word   0       # post-counter
1788
1789                 A table of all such "Labels" is also generated.
1790
1791         -AKA, -AKB, -AKC, -ASA, -ASB, -AMC, -ACA:
1792                 Select the 80960 architecture.  Instructions or features not
1793                 supported by the selected architecture cause fatal errors.
1794                 The default is to generate code for any instruction or feature
1795                 that is supported by SOME version of the 960 (even if this
1796                 means mixing architectures!).  */
1797
1798 const char *md_shortopts = "A:b";
1799 struct option md_longopts[] =
1800 {
1801 #define OPTION_LINKRELAX (OPTION_MD_BASE)
1802   {"linkrelax", no_argument, NULL, OPTION_LINKRELAX},
1803   {"link-relax", no_argument, NULL, OPTION_LINKRELAX},
1804 #define OPTION_NORELAX (OPTION_MD_BASE + 1)
1805   {"norelax", no_argument, NULL, OPTION_NORELAX},
1806   {"no-relax", no_argument, NULL, OPTION_NORELAX},
1807   {NULL, no_argument, NULL, 0}
1808 };
1809 size_t md_longopts_size = sizeof (md_longopts);
1810
1811 struct tabentry
1812 {
1813   const char *flag;
1814   int arch;
1815 };
1816 static const struct tabentry arch_tab[] =
1817 {
1818   {"KA", ARCH_KA},
1819   {"KB", ARCH_KB},
1820   {"SA", ARCH_KA},              /* Synonym for KA.  */
1821   {"SB", ARCH_KB},              /* Synonym for KB.  */
1822   {"KC", ARCH_MC},              /* Synonym for MC.  */
1823   {"MC", ARCH_MC},
1824   {"CA", ARCH_CA},
1825   {"JX", ARCH_JX},
1826   {"HX", ARCH_HX},
1827   {NULL, 0}
1828 };
1829
1830 int
1831 md_parse_option (int c, const char *arg)
1832 {
1833   switch (c)
1834     {
1835     case OPTION_LINKRELAX:
1836       linkrelax = 1;
1837       flag_keep_locals = 1;
1838       break;
1839
1840     case OPTION_NORELAX:
1841       norelax = 1;
1842       break;
1843
1844     case 'b':
1845       instrument_branches = 1;
1846       break;
1847
1848     case 'A':
1849       {
1850         const struct tabentry *tp;
1851         const char *p = arg;
1852
1853         for (tp = arch_tab; tp->flag != NULL; tp++)
1854           if (!strcmp (p, tp->flag))
1855             break;
1856
1857         if (tp->flag == NULL)
1858           {
1859             as_bad (_("invalid architecture %s"), p);
1860             return 0;
1861           }
1862         else
1863           architecture = tp->arch;
1864       }
1865       break;
1866
1867     default:
1868       return 0;
1869     }
1870
1871   return 1;
1872 }
1873
1874 void
1875 md_show_usage (FILE *stream)
1876 {
1877   int i;
1878
1879   fprintf (stream, _("I960 options:\n"));
1880   for (i = 0; arch_tab[i].flag; i++)
1881     fprintf (stream, "%s-A%s", i ? " | " : "", arch_tab[i].flag);
1882   fprintf (stream, _("\n\
1883                         specify variant of 960 architecture\n\
1884 -b                      add code to collect statistics about branches taken\n\
1885 -link-relax             preserve individual alignment directives so linker\n\
1886                         can do relaxing (b.out format only)\n\
1887 -no-relax               don't alter compare-and-branch instructions for\n\
1888                         long displacements\n"));
1889 }
1890 \f
1891 /* relax_cobr:
1892    Replace cobr instruction in a code fragment with equivalent branch and
1893    compare instructions, so it can reach beyond a 13-bit displacement.
1894    Set up an address fix/relocation for the new branch instruction.  */
1895
1896 /* This "conditional jump" table maps cobr instructions into
1897    equivalent compare and branch opcodes.  */
1898
1899 static const
1900 struct
1901 {
1902   long compare;
1903   long branch;
1904 }
1905
1906 coj[] =
1907 {                               /* COBR OPCODE: */
1908   { CHKBIT, BNO },              /*      0x30 - bbc */
1909   { CMPO, BG },                 /*      0x31 - cmpobg */
1910   { CMPO, BE },                 /*      0x32 - cmpobe */
1911   { CMPO, BGE },                /*      0x33 - cmpobge */
1912   { CMPO, BL },                 /*      0x34 - cmpobl */
1913   { CMPO, BNE },                /*      0x35 - cmpobne */
1914   { CMPO, BLE },                /*      0x36 - cmpoble */
1915   { CHKBIT, BO },               /*      0x37 - bbs */
1916   { CMPI, BNO },                /*      0x38 - cmpibno */
1917   { CMPI, BG },                 /*      0x39 - cmpibg */
1918   { CMPI, BE },                 /*      0x3a - cmpibe */
1919   { CMPI, BGE },                /*      0x3b - cmpibge */
1920   { CMPI, BL },                 /*      0x3c - cmpibl */
1921   { CMPI, BNE },                /*      0x3d - cmpibne */
1922   { CMPI, BLE },                /*      0x3e - cmpible */
1923   { CMPI, BO },                 /*      0x3f - cmpibo */
1924 };
1925
1926 static void
1927 relax_cobr (fragS *fragP)       /* fragP->fr_opcode is assumed to point to
1928                                    the cobr instruction, which comes at the
1929                                    end of the code fragment.  */
1930 {
1931   int opcode, src1, src2, m1, s2;
1932   /* Bit fields from cobr instruction.  */
1933   long bp_bits;                 /* Branch prediction bits from cobr instruction.  */
1934   long instr;                   /* A single i960 instruction.  */
1935   /* ->instruction to be replaced.  */
1936   char *iP;
1937   fixS *fixP;                   /* Relocation that can be done at assembly time.  */
1938
1939   /* Pick up & parse cobr instruction.  */
1940   iP = fragP->fr_opcode;
1941   instr = md_chars_to_number (iP, 4);
1942   opcode = ((instr >> 24) & 0xff) - 0x30;       /* "-0x30" for table index.  */
1943   src1 = (instr >> 19) & 0x1f;
1944   m1 = (instr >> 13) & 1;
1945   s2 = instr & 1;
1946   src2 = (instr >> 14) & 0x1f;
1947   bp_bits = instr & BP_MASK;
1948
1949   /* Generate and output compare instruction.  */
1950   instr = coj[opcode].compare
1951     | src1 | (m1 << 11) | (s2 << 6) | (src2 << 14);
1952   md_number_to_chars (iP, instr, 4);
1953
1954   /* Output branch instruction.  */
1955   md_number_to_chars (iP + 4, coj[opcode].branch | bp_bits, 4);
1956
1957   /* Set up address fixup/relocation.  */
1958   fixP = fix_new (fragP,
1959                   iP + 4 - fragP->fr_literal,
1960                   4,
1961                   fragP->fr_symbol,
1962                   fragP->fr_offset,
1963                   1,
1964                   NO_RELOC);
1965
1966   fixP->fx_bit_fixP = (bit_fixS *) 24;  /* Store size of bit field.  */
1967
1968   fragP->fr_fix += 4;
1969   frag_wane (fragP);
1970 }
1971
1972 /* md_convert_frag:
1973
1974    Called by base assembler after address relaxation is finished:  modify
1975    variable fragments according to how much relaxation was done.
1976
1977    If the fragment substate is still 1, a 13-bit displacement was enough
1978    to reach the symbol in question.  Set up an address fixup, but otherwise
1979    leave the cobr instruction alone.
1980
1981    If the fragment substate is 2, a 13-bit displacement was not enough.
1982    Replace the cobr with a two instructions (a compare and a branch).  */
1983
1984 void
1985 md_convert_frag (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
1986                  segT sec ATTRIBUTE_UNUSED,
1987                  fragS *fragP)
1988 {
1989   /* Structure describing needed address fix.  */
1990   fixS *fixP;
1991
1992   switch (fragP->fr_subtype)
1993     {
1994     case 1:
1995       /* Leave single cobr instruction.  */
1996       fixP = fix_new (fragP,
1997                       fragP->fr_opcode - fragP->fr_literal,
1998                       4,
1999                       fragP->fr_symbol,
2000                       fragP->fr_offset,
2001                       1,
2002                       NO_RELOC);
2003
2004       fixP->fx_bit_fixP = (bit_fixS *) 13;      /* Size of bit field.  */
2005       break;
2006     case 2:
2007       /* Replace cobr with compare/branch instructions.  */
2008       relax_cobr (fragP);
2009       break;
2010     default:
2011       BAD_CASE (fragP->fr_subtype);
2012       break;
2013     }
2014 }
2015
2016 /* md_estimate_size_before_relax:  How much does it look like *fragP will grow?
2017
2018    Called by base assembler just before address relaxation.
2019    Return the amount by which the fragment will grow.
2020
2021    Any symbol that is now undefined will not become defined; cobr's
2022    based on undefined symbols will have to be replaced with a compare
2023    instruction and a branch instruction, and the code fragment will grow
2024    by 4 bytes.  */
2025
2026 int
2027 md_estimate_size_before_relax (fragS *fragP, segT segment_type)
2028 {
2029   /* If symbol is undefined in this segment, go to "relaxed" state
2030      (compare and branch instructions instead of cobr) right now.  */
2031   if (S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) != segment_type)
2032     {
2033       relax_cobr (fragP);
2034       return 4;
2035     }
2036
2037   return md_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length;
2038 }
2039
2040 #if defined(OBJ_AOUT) | defined(OBJ_BOUT)
2041
2042 /* md_ri_to_chars:
2043    This routine exists in order to overcome machine byte-order problems
2044    when dealing with bit-field entries in the relocation_info struct.
2045
2046    But relocation info will be used on the host machine only (only
2047    executable code is actually downloaded to the i80960).  Therefore,
2048    we leave it in host byte order.  */
2049
2050 static void
2051 md_ri_to_chars (char *where, struct relocation_info *ri)
2052 {
2053   host_number_to_chars (where, ri->r_address, 4);
2054   host_number_to_chars (where + 4, ri->r_index, 3);
2055 #if WORDS_BIGENDIAN
2056   where[7] = (ri->r_pcrel << 7
2057               | ri->r_length << 5
2058               | ri->r_extern << 4
2059               | ri->r_bsr << 3
2060               | ri->r_disp << 2
2061               | ri->r_callj << 1
2062               | ri->nuthin << 0);
2063 #else
2064   where[7] = (ri->r_pcrel << 0
2065               | ri->r_length << 1
2066               | ri->r_extern << 3
2067               | ri->r_bsr << 4
2068               | ri->r_disp << 5
2069               | ri->r_callj << 6
2070               | ri->nuthin << 7);
2071 #endif
2072 }
2073
2074 #endif /* defined(OBJ_AOUT) | defined(OBJ_BOUT) */
2075
2076 \f
2077 /* brtab_emit:  generate the fetch-prediction branch table.
2078
2079    See the comments above the declaration of 'br_cnt' for details on
2080    branch-prediction instrumentation.
2081
2082    The code emitted here would be functionally equivalent to the following
2083    example assembler source.
2084
2085                         .data
2086                         .align  2
2087            BR_TAB_NAME:
2088                         .word   0               # link to next table
2089                         .word   3               # length of table
2090                         .word   LBRANCH0        # 1st entry in table proper
2091                         .word   LBRANCH1
2092                         .word   LBRANCH2  */
2093
2094 void
2095 brtab_emit (void)
2096 {
2097   int i;
2098   char buf[20];
2099   /* Where the binary was output to.  */
2100   char *p;
2101
2102   if (!instrument_branches)
2103     return;
2104
2105   subseg_set (data_section, 0); /*      .data */
2106   frag_align (2, 0, 0);         /*      .align 2 */
2107   record_alignment (now_seg, 2);
2108   colon (BR_TAB_NAME);          /* BR_TAB_NAME: */
2109   emit (0);                     /*      .word 0 #link to next table */
2110   emit (br_cnt);                /*      .word n #length of table */
2111
2112   for (i = 0; i < br_cnt; i++)
2113     {
2114       sprintf (buf, "%s%d", BR_LABEL_BASE, i);
2115       p = emit (0);
2116       fix_new (frag_now,
2117                p - frag_now->fr_literal,
2118                4, symbol_find (buf), 0, 0, NO_RELOC);
2119     }
2120 }
2121
2122 /* s_leafproc:  process .leafproc pseudo-op
2123
2124         .leafproc takes two arguments, the second one is optional:
2125                 arg[1]: name of 'call' entry point to leaf procedure
2126                 arg[2]: name of 'bal' entry point to leaf procedure
2127
2128         If the two arguments are identical, or if the second one is missing,
2129         the first argument is taken to be the 'bal' entry point.
2130
2131         If there are 2 distinct arguments, we must make sure that the 'bal'
2132         entry point immediately follows the 'call' entry point in the linked
2133         list of symbols.  */
2134
2135 static void
2136 s_leafproc (int n_ops,          /* Number of operands.  */
2137             char *args[])       /* args[1]->1st operand, args[2]->2nd operand.  */
2138 {
2139   symbolS *callP;               /* Pointer to leafproc 'call' entry point symbol.  */
2140   symbolS *balP;                /* Pointer to leafproc 'bal' entry point symbol.  */
2141
2142   if ((n_ops != 1) && (n_ops != 2))
2143     {
2144       as_bad (_("should have 1 or 2 operands"));
2145       return;
2146     }
2147
2148   /* Find or create symbol for 'call' entry point.  */
2149   callP = symbol_find_or_make (args[1]);
2150
2151   if (TC_S_IS_CALLNAME (callP))
2152     as_warn (_("Redefining leafproc %s"), S_GET_NAME (callP));
2153
2154   /* If that was the only argument, use it as the 'bal' entry point.
2155      Otherwise, mark it as the 'call' entry point and find or create
2156      another symbol for the 'bal' entry point.  */
2157   if ((n_ops == 1) || !strcmp (args[1], args[2]))
2158     {
2159       TC_S_FORCE_TO_BALNAME (callP);
2160     }
2161   else
2162     {
2163       TC_S_FORCE_TO_CALLNAME (callP);
2164
2165       balP = symbol_find_or_make (args[2]);
2166       if (TC_S_IS_CALLNAME (balP))
2167         as_warn (_("Redefining leafproc %s"), S_GET_NAME (balP));
2168
2169       TC_S_FORCE_TO_BALNAME (balP);
2170
2171 #ifndef OBJ_ELF
2172       tc_set_bal_of_call (callP, balP);
2173 #endif
2174     }
2175 }
2176
2177 /* s_sysproc: process .sysproc pseudo-op
2178
2179    .sysproc takes two arguments:
2180      arg[1]: name of entry point to system procedure
2181      arg[2]: 'entry_num' (index) of system procedure in the range
2182      [0,31] inclusive.
2183
2184    For [ab].out, we store the 'entrynum' in the 'n_other' field of
2185    the symbol.  Since that entry is normally 0, we bias 'entrynum'
2186    by adding 1 to it.  It must be unbiased before it is used.  */
2187
2188 static void
2189 s_sysproc (int n_ops,           /* Number of operands.  */
2190            char *args[])        /* args[1]->1st operand, args[2]->2nd operand.  */
2191 {
2192   expressionS exp;
2193   symbolS *symP;
2194
2195   if (n_ops != 2)
2196     {
2197       as_bad (_("should have two operands"));
2198       return;
2199     }
2200
2201   /* Parse "entry_num" argument and check it for validity.  */
2202   parse_expr (args[2], &exp);
2203   if (exp.X_op != O_constant
2204       || (offs (exp) < 0)
2205       || (offs (exp) > 31))
2206     {
2207       as_bad (_("'entry_num' must be absolute number in [0,31]"));
2208       return;
2209     }
2210
2211   /* Find/make symbol and stick entry number (biased by +1) into it.  */
2212   symP = symbol_find_or_make (args[1]);
2213
2214   if (TC_S_IS_SYSPROC (symP))
2215     as_warn (_("Redefining entrynum for sysproc %s"), S_GET_NAME (symP));
2216
2217   TC_S_SET_SYSPROC (symP, offs (exp));  /* Encode entry number.  */
2218   TC_S_FORCE_TO_SYSPROC (symP);
2219 }
2220
2221 /* parse_po:    parse machine-dependent pseudo-op
2222
2223    This is a top-level routine for machine-dependent pseudo-ops.  It slurps
2224    up the rest of the input line, breaks out the individual arguments,
2225    and dispatches them to the correct handler.  */
2226
2227 static void
2228 parse_po (int po_num)   /* Pseudo-op number:  currently S_LEAFPROC or S_SYSPROC.  */
2229 {
2230   /* Pointers operands, with no embedded whitespace.
2231      arg[0] unused, arg[1-3]->operands.  */
2232   char *args[4];
2233   int n_ops;                    /* Number of operands.  */
2234   char *p;                      /* Pointer to beginning of unparsed argument string.  */
2235   char eol;                     /* Character that indicated end of line.  */
2236
2237   extern char is_end_of_line[];
2238
2239   /* Advance input pointer to end of line.  */
2240   p = input_line_pointer;
2241   while (!is_end_of_line[(unsigned char) *input_line_pointer])
2242     input_line_pointer++;
2243
2244   eol = *input_line_pointer;    /* Save end-of-line char.  */
2245   *input_line_pointer = '\0';   /* Terminate argument list.  */
2246
2247   /* Parse out operands.  */
2248   n_ops = get_args (p, args);
2249   if (n_ops == -1)
2250     return;
2251
2252   /* Dispatch to correct handler.  */
2253   switch (po_num)
2254     {
2255     case S_SYSPROC:
2256       s_sysproc (n_ops, args);
2257       break;
2258     case S_LEAFPROC:
2259       s_leafproc (n_ops, args);
2260       break;
2261     default:
2262       BAD_CASE (po_num);
2263       break;
2264     }
2265
2266   /* Restore eol, so line numbers get updated correctly.  Base
2267      assembler assumes we leave input pointer pointing at char
2268      following the eol.  */
2269   *input_line_pointer++ = eol;
2270 }
2271
2272 /* reloc_callj: Relocate a 'callj' instruction
2273
2274         This is a "non-(GNU)-standard" machine-dependent hook.  The base
2275         assembler calls it when it decides it can relocate an address at
2276         assembly time instead of emitting a relocation directive.
2277
2278         Check to see if the relocation involves a 'callj' instruction to a:
2279             sysproc:    Replace the default 'call' instruction with a 'calls'
2280             leafproc:   Replace the default 'call' instruction with a 'bal'.
2281             other proc: Do nothing.
2282
2283         See b.out.h for details on the 'n_other' field in a symbol structure.
2284
2285    IMPORTANT!:
2286         Assumes the caller has already figured out, in the case of a leafproc,
2287         to use the 'bal' entry point, and has substituted that symbol into the
2288         passed fixup structure.  */
2289
2290 int
2291 reloc_callj (fixS *fixP)  /* Relocation that can be done at assembly time.  */
2292 {
2293   /* Points to the binary for the instruction being relocated.  */
2294   char *where;
2295
2296   if (!fixP->fx_tcbit)
2297     /* This wasn't a callj instruction in the first place.  */
2298     return 0;
2299
2300   where = fixP->fx_frag->fr_literal + fixP->fx_where;
2301
2302   if (TC_S_IS_SYSPROC (fixP->fx_addsy))
2303     {
2304       /* Symbol is a .sysproc: replace 'call' with 'calls'.  System
2305          procedure number is (other-1).  */
2306       md_number_to_chars (where, CALLS | TC_S_GET_SYSPROC (fixP->fx_addsy), 4);
2307
2308       /* Nothing else needs to be done for this instruction.  Make
2309          sure 'md_number_to_field()' will perform a no-op.  */
2310       fixP->fx_bit_fixP = (bit_fixS *) 1;
2311     }
2312   else if (TC_S_IS_CALLNAME (fixP->fx_addsy))
2313     {
2314       /* Should not happen: see block comment above.  */
2315       as_fatal (_("Trying to 'bal' to %s"), S_GET_NAME (fixP->fx_addsy));
2316     }
2317   else if (TC_S_IS_BALNAME (fixP->fx_addsy))
2318     {
2319       /* Replace 'call' with 'bal'; both instructions have the same
2320          format, so calling code should complete relocation as if
2321          nothing happened here.  */
2322       md_number_to_chars (where, BAL, 4);
2323     }
2324   else if (TC_S_IS_BADPROC (fixP->fx_addsy))
2325     as_bad (_("Looks like a proc, but can't tell what kind.\n"));
2326
2327   /* Otherwise Symbol is neither a sysproc nor a leafproc.  */
2328   return 0;
2329 }
2330
2331 /* Handle the MRI .endian pseudo-op.  */
2332
2333 static void
2334 s_endian (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
2335 {
2336   char *name;
2337   char c;
2338
2339   c = get_symbol_name (&name);
2340   if (strcasecmp (name, "little") == 0)
2341     ;
2342   else if (strcasecmp (name, "big") == 0)
2343     as_bad (_("big endian mode is not supported"));
2344   else
2345     as_warn (_("ignoring unrecognized .endian type `%s'"), name);
2346
2347   (void) restore_line_pointer (c);
2348
2349   demand_empty_rest_of_line ();
2350 }
2351
2352 /* We have no need to default values of symbols.  */
2353
2354 symbolS *
2355 md_undefined_symbol (char *name ATTRIBUTE_UNUSED)
2356 {
2357   return 0;
2358 }
2359
2360 /* Exactly what point is a PC-relative offset relative TO?
2361    On the i960, they're relative to the address of the instruction,
2362    which we have set up as the address of the fixup too.  */
2363 long
2364 md_pcrel_from (fixS *fixP)
2365 {
2366   return fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_address;
2367 }
2368
2369 void
2370 md_apply_fix (fixS *fixP,
2371                valueT *valP,
2372                segT seg ATTRIBUTE_UNUSED)
2373 {
2374   long val = *valP;
2375   char *place = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_literal;
2376
2377   if (!fixP->fx_bit_fixP)
2378     {
2379       md_number_to_imm (place, val, fixP->fx_size);
2380     }
2381   else if ((int) (size_t) fixP->fx_bit_fixP == 13
2382            && fixP->fx_addsy != NULL
2383            && S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) == undefined_section)
2384     {
2385       /* This is a COBR instruction.  They have only a
2386          13-bit displacement and are only to be used
2387          for local branches: flag as error, don't generate
2388          relocation.  */
2389       as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2390                     _("can't use COBR format with external label"));
2391       fixP->fx_addsy = NULL;
2392     }
2393   else
2394     md_number_to_field (place, val, fixP->fx_bit_fixP);
2395
2396   if (fixP->fx_addsy == NULL)
2397     fixP->fx_done = 1;
2398 }
2399
2400 #if defined(OBJ_AOUT) | defined(OBJ_BOUT)
2401 void
2402 tc_bout_fix_to_chars (char *where,
2403                       fixS *fixP,
2404                       relax_addressT segment_address_in_file)
2405 {
2406   static const unsigned char nbytes_r_length[] = {42, 0, 1, 42, 2};
2407   struct relocation_info ri;
2408   symbolS *symbolP;
2409
2410   memset ((char *) &ri, '\0', sizeof (ri));
2411   symbolP = fixP->fx_addsy;
2412   know (symbolP != 0 || fixP->fx_r_type != NO_RELOC);
2413   ri.r_bsr = fixP->fx_bsr;      /*SAC LD RELAX HACK */
2414   /* These two 'cuz of NS32K */
2415   ri.r_callj = fixP->fx_tcbit;
2416   if (fixP->fx_bit_fixP)
2417     ri.r_length = 2;
2418   else
2419     ri.r_length = nbytes_r_length[fixP->fx_size];
2420   ri.r_pcrel = fixP->fx_pcrel;
2421   ri.r_address = fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where - segment_address_in_file;
2422
2423   if (fixP->fx_r_type != NO_RELOC)
2424     {
2425       switch (fixP->fx_r_type)
2426         {
2427         case rs_align:
2428           ri.r_index = -2;
2429           ri.r_pcrel = 1;
2430           ri.r_length = fixP->fx_size - 1;
2431           break;
2432         case rs_org:
2433           ri.r_index = -2;
2434           ri.r_pcrel = 0;
2435           break;
2436         case rs_fill:
2437           ri.r_index = -1;
2438           break;
2439         default:
2440           abort ();
2441         }
2442       ri.r_extern = 0;
2443     }
2444   else if (linkrelax || !S_IS_DEFINED (symbolP) || fixP->fx_bsr)
2445     {
2446       ri.r_extern = 1;
2447       ri.r_index = symbolP->sy_number;
2448     }
2449   else
2450     {
2451       ri.r_extern = 0;
2452       ri.r_index = S_GET_TYPE (symbolP);
2453     }
2454
2455   /* Output the relocation information in machine-dependent form.  */
2456   md_ri_to_chars (where, &ri);
2457 }
2458
2459 #endif /* OBJ_AOUT or OBJ_BOUT */
2460
2461 /* Align an address by rounding it up to the specified boundary.  */
2462
2463 valueT
2464 md_section_align (segT seg,
2465                   valueT addr)          /* Address to be rounded up.  */
2466 {
2467   int align;
2468
2469   align = bfd_get_section_alignment (stdoutput, seg);
2470   return (addr + (1 << align) - 1) & -(1 << align);
2471 }
2472
2473 extern int coff_flags;
2474
2475 /* For aout or bout, the bal immediately follows the call.
2476
2477    For coff, we cheat and store a pointer to the bal symbol in the
2478    second aux entry of the call.  */
2479
2480 #undef OBJ_ABOUT
2481 #ifdef OBJ_AOUT
2482 #define OBJ_ABOUT
2483 #endif
2484 #ifdef OBJ_BOUT
2485 #define OBJ_ABOUT
2486 #endif
2487
2488 void
2489 tc_set_bal_of_call (symbolS *callP ATTRIBUTE_UNUSED,
2490                     symbolS *balP ATTRIBUTE_UNUSED)
2491 {
2492   know (TC_S_IS_CALLNAME (callP));
2493   know (TC_S_IS_BALNAME (balP));
2494
2495 #ifdef OBJ_COFF
2496
2497   callP->sy_tc = balP;
2498   S_SET_NUMBER_AUXILIARY (callP, 2);
2499
2500 #else /* ! OBJ_COFF */
2501 #ifdef OBJ_ABOUT
2502
2503   /* If the 'bal' entry doesn't immediately follow the 'call'
2504      symbol, unlink it from the symbol list and re-insert it.  */
2505   if (symbol_next (callP) != balP)
2506     {
2507       symbol_remove (balP, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
2508       symbol_append (balP, callP, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
2509     }                           /* if not in order */
2510
2511 #else /* ! OBJ_ABOUT */
2512   as_fatal ("Only supported for a.out, b.out, or COFF");
2513 #endif /* ! OBJ_ABOUT */
2514 #endif /* ! OBJ_COFF */
2515 }
2516
2517 symbolS *
2518 tc_get_bal_of_call (symbolS *callP ATTRIBUTE_UNUSED)
2519 {
2520   symbolS *retval;
2521
2522   know (TC_S_IS_CALLNAME (callP));
2523
2524 #ifdef OBJ_COFF
2525   retval = callP->sy_tc;
2526 #else
2527 #ifdef OBJ_ABOUT
2528   retval = symbol_next (callP);
2529 #else
2530   as_fatal ("Only supported for a.out, b.out, or COFF");
2531 #endif /* ! OBJ_ABOUT */
2532 #endif /* ! OBJ_COFF */
2533
2534   know (TC_S_IS_BALNAME (retval));
2535   return retval;
2536 }
2537
2538 #ifdef OBJ_COFF
2539 void
2540 tc_coff_symbol_emit_hook (symbolS *symbolP ATTRIBUTE_UNUSED)
2541 {
2542   if (TC_S_IS_CALLNAME (symbolP))
2543     {
2544       symbolS *balP = tc_get_bal_of_call (symbolP);
2545
2546       symbolP->sy_symbol.ost_auxent[1].x_bal.x_balntry = S_GET_VALUE (balP);
2547       if (S_GET_STORAGE_CLASS (symbolP) == C_EXT)
2548         S_SET_STORAGE_CLASS (symbolP, C_LEAFEXT);
2549       else
2550         S_SET_STORAGE_CLASS (symbolP, C_LEAFSTAT);
2551       S_SET_DATA_TYPE (symbolP, S_GET_DATA_TYPE (symbolP) | (DT_FCN << N_BTSHFT));
2552       /* Fix up the bal symbol.  */
2553       S_SET_STORAGE_CLASS (balP, C_LABEL);
2554     }
2555 }
2556 #endif /* OBJ_COFF */
2557
2558 void
2559 i960_handle_align (fragS *fragp ATTRIBUTE_UNUSED)
2560 {
2561   if (!linkrelax)
2562     return;
2563
2564 #ifndef OBJ_BOUT
2565   as_bad (_("option --link-relax is only supported in b.out format"));
2566   linkrelax = 0;
2567   return;
2568 #else
2569
2570   /* The text section "ends" with another alignment reloc, to which we
2571      aren't adding padding.  */
2572   if (fragp->fr_next == text_last_frag
2573       || fragp->fr_next == data_last_frag)
2574     return;
2575
2576   /* alignment directive */
2577   fix_new (fragp, fragp->fr_fix, fragp->fr_offset, 0, 0, 0,
2578            (int) fragp->fr_type);
2579 #endif /* OBJ_BOUT */
2580 }
2581
2582 int
2583 i960_validate_fix (fixS *fixP, segT this_segment_type ATTRIBUTE_UNUSED)
2584 {
2585   if (fixP->fx_tcbit && TC_S_IS_CALLNAME (fixP->fx_addsy))
2586     {
2587       /* Relocation should be done via the associated 'bal'
2588          entry point symbol.  */
2589       if (!TC_S_IS_BALNAME (tc_get_bal_of_call (fixP->fx_addsy)))
2590         {
2591           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2592                         _("No 'bal' entry point for leafproc %s"),
2593                         S_GET_NAME (fixP->fx_addsy));
2594           return 0;
2595         }
2596       fixP->fx_addsy = tc_get_bal_of_call (fixP->fx_addsy);
2597     }
2598
2599   return 1;
2600 }
2601
2602 /* From cgen.c:  */
2603
2604 static short
2605 tc_bfd_fix2rtype (fixS *fixP)
2606 {
2607   if (fixP->fx_pcrel == 0 && fixP->fx_size == 4)
2608     return BFD_RELOC_32;
2609
2610   if (fixP->fx_pcrel != 0 && fixP->fx_size == 4)
2611     return BFD_RELOC_24_PCREL;
2612
2613   abort ();
2614   return 0;
2615 }
2616
2617 /* Translate internal representation of relocation info to BFD target
2618    format.
2619
2620    FIXME: To what extent can we get all relevant targets to use this?  */
2621
2622 arelent *
2623 tc_gen_reloc (asection *section ATTRIBUTE_UNUSED, fixS *fixP)
2624 {
2625   arelent * reloc;
2626
2627   reloc = XNEW (arelent);
2628
2629   /* HACK: Is this right?  */
2630   fixP->fx_r_type = tc_bfd_fix2rtype (fixP);
2631
2632   reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, fixP->fx_r_type);
2633   if (reloc->howto == NULL)
2634     {
2635       as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2636                     _("internal error: can't export reloc type %d (`%s')"),
2637                     fixP->fx_r_type,
2638                     bfd_get_reloc_code_name (fixP->fx_r_type));
2639       return NULL;
2640     }
2641
2642   gas_assert (!fixP->fx_pcrel == !reloc->howto->pc_relative);
2643
2644   reloc->sym_ptr_ptr = XNEW (asymbol *);
2645   *reloc->sym_ptr_ptr = symbol_get_bfdsym (fixP->fx_addsy);
2646   reloc->address = fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where;
2647   reloc->addend = fixP->fx_addnumber;
2648
2649   return reloc;
2650 }
2651
2652 /* end from cgen.c */
2653
2654 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] =
2655 {
2656   {"bss", s_lcomm, 1},
2657   {"endian", s_endian, 0},
2658   {"extended", float_cons, 't'},
2659   {"leafproc", parse_po, S_LEAFPROC},
2660   {"sysproc", parse_po, S_SYSPROC},
2661
2662   {"word", cons, 4},
2663   {"quad", cons, 16},
2664
2665   {0, 0, 0}
2666 };