This commit was generated by cvs2svn to track changes on a CVS vendor
[external/binutils.git] / gas / config / tc-i960.c
1 /* tc-i960.c - All the i80960-specific stuff
2    Copyright 1989, 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998,
3    1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2005
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6    This file is part of GAS.
7
8    GAS is free software; you can redistribute it and/or modify
9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
11    any later version.
12
13    GAS is distributed in the hope that it will be useful,
14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16    GNU General Public License for more details.
17
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with GAS; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20    Software Foundation, 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston, MA
21    02110-1301, USA.  */
22
23 /* See comment on md_parse_option for 80960-specific invocation options.  */
24
25 /* There are 4 different lengths of (potentially) symbol-based displacements
26    in the 80960 instruction set, each of which could require address fix-ups
27    and (in the case of external symbols) emission of relocation directives:
28
29    32-bit (MEMB)
30         This is a standard length for the base assembler and requires no
31         special action.
32
33    13-bit (COBR)
34         This is a non-standard length, but the base assembler has a
35         hook for bit field address fixups: the fixS structure can
36         point to a descriptor of the field, in which case our
37         md_number_to_field() routine gets called to process it.
38
39         I made the hook a little cleaner by having fix_new() (in the base
40         assembler) return a pointer to the fixS in question.  And I made it a
41         little simpler by storing the field size (in this case 13) instead of
42         of a pointer to another structure:  80960 displacements are ALWAYS
43         stored in the low-order bits of a 4-byte word.
44
45         Since the target of a COBR cannot be external, no relocation
46         directives for this size displacement have to be generated.
47         But the base assembler had to be modified to issue error
48         messages if the symbol did turn out to be external.
49
50    24-bit (CTRL)
51         Fixups are handled as for the 13-bit case (except that 24 is stored
52         in the fixS).
53
54         The relocation directive generated is the same as that for the 32-bit
55         displacement, except that it's PC-relative (the 32-bit displacement
56         never is).   The i80960 version of the linker needs a mod to
57         distinguish and handle the 24-bit case.
58
59    12-bit (MEMA)
60         MEMA formats are always promoted to MEMB (32-bit) if the displacement
61         is based on a symbol, because it could be relocated at link time.
62         The only time we use the 12-bit format is if an absolute value of
63         less than 4096 is specified, in which case we need neither a fixup nor
64         a relocation directive.  */
65
66 #include <stdio.h>
67
68 #include "as.h"
69
70 #include "safe-ctype.h"
71 #include "obstack.h"
72
73 #include "opcode/i960.h"
74
75 #if defined (OBJ_AOUT) || defined (OBJ_BOUT)
76
77 #define TC_S_IS_SYSPROC(s)      ((1 <= S_GET_OTHER (s)) && (S_GET_OTHER (s) <= 32))
78 #define TC_S_IS_BALNAME(s)      (S_GET_OTHER (s) == N_BALNAME)
79 #define TC_S_IS_CALLNAME(s)     (S_GET_OTHER (s) == N_CALLNAME)
80 #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))
81
82 #define TC_S_SET_SYSPROC(s, p)  (S_SET_OTHER ((s), (p) + 1))
83 #define TC_S_GET_SYSPROC(s)     (S_GET_OTHER (s) - 1)
84
85 #define TC_S_FORCE_TO_BALNAME(s)        (S_SET_OTHER ((s), N_BALNAME))
86 #define TC_S_FORCE_TO_CALLNAME(s)       (S_SET_OTHER ((s), N_CALLNAME))
87 #define TC_S_FORCE_TO_SYSPROC(s)        {;}
88
89 #else /* ! OBJ_A/BOUT */
90 #ifdef OBJ_COFF
91
92 #define TC_S_IS_SYSPROC(s)      (S_GET_STORAGE_CLASS (s) == C_SCALL)
93 #define TC_S_IS_BALNAME(s)      (SF_GET_BALNAME (s))
94 #define TC_S_IS_CALLNAME(s)     (SF_GET_CALLNAME (s))
95 #define TC_S_IS_BADPROC(s)      (TC_S_IS_SYSPROC (s) && TC_S_GET_SYSPROC (s) < 0 && 31 < TC_S_GET_SYSPROC (s))
96
97 #define TC_S_SET_SYSPROC(s, p)  ((s)->sy_symbol.ost_auxent[1].x_sc.x_stindx = (p))
98 #define TC_S_GET_SYSPROC(s)     ((s)->sy_symbol.ost_auxent[1].x_sc.x_stindx)
99
100 #define TC_S_FORCE_TO_BALNAME(s)        (SF_SET_BALNAME (s))
101 #define TC_S_FORCE_TO_CALLNAME(s)       (SF_SET_CALLNAME (s))
102 #define TC_S_FORCE_TO_SYSPROC(s)        (S_SET_STORAGE_CLASS ((s), C_SCALL))
103
104 #else /* ! OBJ_COFF */
105 #ifdef OBJ_ELF
106 #define TC_S_IS_SYSPROC(s)      0
107
108 #define TC_S_IS_BALNAME(s)      0
109 #define TC_S_IS_CALLNAME(s)     0
110 #define TC_S_IS_BADPROC(s)      0
111
112 #define TC_S_SET_SYSPROC(s, p)
113 #define TC_S_GET_SYSPROC(s)     0
114
115 #define TC_S_FORCE_TO_BALNAME(s)
116 #define TC_S_FORCE_TO_CALLNAME(s)
117 #define TC_S_FORCE_TO_SYSPROC(s)
118 #else
119  #error COFF, a.out, b.out, and ELF are the only supported formats.
120 #endif /* ! OBJ_ELF */
121 #endif /* ! OBJ_COFF */
122 #endif /* ! OBJ_A/BOUT */
123
124 extern char *input_line_pointer;
125
126 /* Local i80960 routines.  */
127 struct memS;
128 struct regop;
129
130 /* See md_parse_option() for meanings of these options.  */
131 static char norelax;                    /* True if -norelax switch seen.  */
132 static char instrument_branches;        /* True if -b switch seen.  */
133
134 /* Characters that always start a comment.
135    If the pre-processor is disabled, these aren't very useful.  */
136 const char comment_chars[] = "#";
137
138 /* Characters that only start a comment at the beginning of
139    a line.  If the line seems to have the form '# 123 filename'
140    .line and .file directives will appear in the pre-processed output.
141
142    Note that input_file.c hand checks for '#' at the beginning of the
143    first line of the input file.  This is because the compiler outputs
144    #NO_APP at the beginning of its output.  */
145
146 /* Also note that comments started like this one will always work.  */
147
148 const char line_comment_chars[]   = "#";
149 const char line_separator_chars[] = ";";
150
151 /* Chars that can be used to separate mant from exp in floating point nums.  */
152 const char EXP_CHARS[] = "eE";
153
154 /* Chars that mean this number is a floating point constant,
155    as in 0f12.456 or 0d1.2345e12.  */
156 const char FLT_CHARS[] = "fFdDtT";
157
158 /* Table used by base assembler to relax addresses based on varying length
159    instructions.  The fields are:
160      1) most positive reach of this state,
161      2) most negative reach of this state,
162      3) how many bytes this mode will add to the size of the current frag
163      4) which index into the table to try if we can't fit into this one.
164
165    For i80960, the only application is the (de-)optimization of cobr
166    instructions into separate compare and branch instructions when a 13-bit
167    displacement won't hack it.  */
168 const relax_typeS md_relax_table[] =
169 {
170   {0, 0, 0, 0},                         /* State 0 => no more relaxation possible.  */
171   {4088, -4096, 0, 2},                  /* State 1: conditional branch (cobr).  */
172   {0x800000 - 8, -0x800000, 4, 0},      /* State 2: compare (reg) & branch (ctrl).  */
173 };
174
175 /* These are the machine dependent pseudo-ops.
176
177    This table describes all the machine specific pseudo-ops the assembler
178    has to support.  The fields are:
179         pseudo-op name without dot
180         function to call to execute this pseudo-op
181         integer arg to pass to the function.  */
182 #define S_LEAFPROC      1
183 #define S_SYSPROC       2
184
185 /* Macros to extract info from an 'expressionS' structure 'e'.  */
186 #define adds(e) e.X_add_symbol
187 #define offs(e) e.X_add_number
188
189 /* Branch-prediction bits for CTRL/COBR format opcodes.  */
190 #define BP_MASK         0x00000002      /* Mask for branch-prediction bit.  */
191 #define BP_TAKEN        0x00000000      /* Value to OR in to predict branch.  */
192 #define BP_NOT_TAKEN    0x00000002      /* Value to OR in to predict no branch.  */
193
194 /* Some instruction opcodes that we need explicitly.  */
195 #define BE      0x12000000
196 #define BG      0x11000000
197 #define BGE     0x13000000
198 #define BL      0x14000000
199 #define BLE     0x16000000
200 #define BNE     0x15000000
201 #define BNO     0x10000000
202 #define BO      0x17000000
203 #define CHKBIT  0x5a002700
204 #define CMPI    0x5a002080
205 #define CMPO    0x5a002000
206
207 #define B       0x08000000
208 #define BAL     0x0b000000
209 #define CALL    0x09000000
210 #define CALLS   0x66003800
211 #define RET     0x0a000000
212
213 /* These masks are used to build up a set of MEMB mode bits.  */
214 #define A_BIT           0x0400
215 #define I_BIT           0x0800
216 #define MEMB_BIT        0x1000
217 #define D_BIT           0x2000
218
219 /* Mask for the only mode bit in a MEMA instruction (if set, abase reg is
220    used).  */
221 #define MEMA_ABASE      0x2000
222
223 /* Info from which a MEMA or MEMB format instruction can be generated.  */
224 typedef struct memS
225   {
226     /* (First) 32 bits of instruction.  */
227     long opcode;
228     /* 0-(none), 12- or, 32-bit displacement needed.  */
229     int disp;
230     /* The expression in the source instruction from which the
231        displacement should be determined.  */
232     char *e;
233   }
234 memS;
235
236 /* The two pieces of info we need to generate a register operand.  */
237 struct regop
238   {
239     int mode;                   /* 0 =>local/global/spec reg; 1=> literal or fp reg.  */
240     int special;                /* 0 =>not a sfr;  1=> is a sfr (not valid w/mode=0).  */
241     int n;                      /* Register number or literal value.  */
242   };
243
244 /* Number and assembler mnemonic for all registers that can appear in
245    operands.  */
246 static const struct
247   {
248     char *reg_name;
249     int reg_num;
250   }
251 regnames[] =
252 {
253   { "pfp", 0 },
254   { "sp", 1 },
255   { "rip", 2 },
256   { "r3", 3 },
257   { "r4", 4 },
258   { "r5", 5 },
259   { "r6", 6 },
260   { "r7", 7 },
261   { "r8", 8 },
262   { "r9", 9 },
263   { "r10", 10 },
264   { "r11", 11 },
265   { "r12", 12 },
266   { "r13", 13 },
267   { "r14", 14 },
268   { "r15", 15 },
269   { "g0", 16 },
270   { "g1", 17 },
271   { "g2", 18 },
272   { "g3", 19 },
273   { "g4", 20 },
274   { "g5", 21 },
275   { "g6", 22 },
276   { "g7", 23 },
277   { "g8", 24 },
278   { "g9", 25 },
279   { "g10", 26 },
280   { "g11", 27 },
281   { "g12", 28 },
282   { "g13", 29 },
283   { "g14", 30 },
284   { "fp", 31 },
285
286   /* Numbers for special-function registers are for assembler internal
287      use only: they are scaled back to range [0-31] for binary output.  */
288 #define SF0     32
289
290   { "sf0", 32 },
291   { "sf1", 33 },
292   { "sf2", 34 },
293   { "sf3", 35 },
294   { "sf4", 36 },
295   { "sf5", 37 },
296   { "sf6", 38 },
297   { "sf7", 39 },
298   { "sf8", 40 },
299   { "sf9", 41 },
300   { "sf10", 42 },
301   { "sf11", 43 },
302   { "sf12", 44 },
303   { "sf13", 45 },
304   { "sf14", 46 },
305   { "sf15", 47 },
306   { "sf16", 48 },
307   { "sf17", 49 },
308   { "sf18", 50 },
309   { "sf19", 51 },
310   { "sf20", 52 },
311   { "sf21", 53 },
312   { "sf22", 54 },
313   { "sf23", 55 },
314   { "sf24", 56 },
315   { "sf25", 57 },
316   { "sf26", 58 },
317   { "sf27", 59 },
318   { "sf28", 60 },
319   { "sf29", 61 },
320   { "sf30", 62 },
321   { "sf31", 63 },
322
323   /* Numbers for floating point registers are for assembler internal
324      use only: they are scaled back to [0-3] for binary output.  */
325 #define FP0     64
326
327   { "fp0", 64 },
328   { "fp1", 65 },
329   { "fp2", 66 },
330   { "fp3", 67 },
331
332   { NULL, 0 },                          /* END OF LIST */
333 };
334
335 #define IS_RG_REG(n)    ((0 <= (n)) && ((n) < SF0))
336 #define IS_SF_REG(n)    ((SF0 <= (n)) && ((n) < FP0))
337 #define IS_FP_REG(n)    ((n) >= FP0)
338
339 /* Number and assembler mnemonic for all registers that can appear as
340    'abase' (indirect addressing) registers.  */
341 static const struct
342 {
343   char *areg_name;
344   int areg_num;
345 }
346 aregs[] =
347 {
348   { "(pfp)", 0 },
349   { "(sp)", 1 },
350   { "(rip)", 2 },
351   { "(r3)", 3 },
352   { "(r4)", 4 },
353   { "(r5)", 5 },
354   { "(r6)", 6 },
355   { "(r7)", 7 },
356   { "(r8)", 8 },
357   { "(r9)", 9 },
358   { "(r10)", 10 },
359   { "(r11)", 11 },
360   { "(r12)", 12 },
361   { "(r13)", 13 },
362   { "(r14)", 14 },
363   { "(r15)", 15 },
364   { "(g0)", 16 },
365   { "(g1)", 17 },
366   { "(g2)", 18 },
367   { "(g3)", 19 },
368   { "(g4)", 20 },
369   { "(g5)", 21 },
370   { "(g6)", 22 },
371   { "(g7)", 23 },
372   { "(g8)", 24 },
373   { "(g9)", 25 },
374   { "(g10)", 26 },
375   { "(g11)", 27 },
376   { "(g12)", 28 },
377   { "(g13)", 29 },
378   { "(g14)", 30 },
379   { "(fp)", 31 },
380
381 #define IPREL   32
382   /* For assembler internal use only: this number never appears in binary
383      output.  */
384   { "(ip)", IPREL },
385
386   { NULL, 0 },                          /* END OF LIST */
387 };
388
389 /* Hash tables.  */
390 static struct hash_control *op_hash;    /* Opcode mnemonics.  */
391 static struct hash_control *reg_hash;   /* Register name hash table.  */
392 static struct hash_control *areg_hash;  /* Abase register hash table.  */
393
394 /* Architecture for which we are assembling.  */
395 #define ARCH_ANY        0       /* Default: no architecture checking done.  */
396 #define ARCH_KA         1
397 #define ARCH_KB         2
398 #define ARCH_MC         3
399 #define ARCH_CA         4
400 #define ARCH_JX         5
401 #define ARCH_HX         6
402 int architecture = ARCH_ANY;    /* Architecture requested on invocation line.  */
403 int iclasses_seen;              /* OR of instruction classes (I_* constants)
404                                       for which we've actually assembled
405                                         instructions.  */
406
407 /* BRANCH-PREDICTION INSTRUMENTATION
408
409         The following supports generation of branch-prediction instrumentation
410         (turned on by -b switch).  The instrumentation collects counts
411         of branches taken/not-taken for later input to a utility that will
412         set the branch prediction bits of the instructions in accordance with
413         the behavior observed.  (Note that the KX series does not have
414         brach-prediction.)
415
416         The instrumentation consists of:
417
418         (1) before and after each conditional branch, a call to an external
419             routine that increments and steps over an inline counter.  The
420             counter itself, initialized to 0, immediately follows the call
421             instruction.  For each branch, the counter following the branch
422             is the number of times the branch was not taken, and the difference
423             between the counters is the number of times it was taken.  An
424             example of an instrumented conditional branch:
425
426                                 call    BR_CNT_FUNC
427                                 .word   0
428                 LBRANCH23:      be      label
429                                 call    BR_CNT_FUNC
430                                 .word   0
431
432         (2) a table of pointers to the instrumented branches, so that an
433             external postprocessing routine can locate all of the counters.
434             the table begins with a 2-word header: a pointer to the next in
435             a linked list of such tables (initialized to 0);  and a count
436             of the number of entries in the table (exclusive of the header.
437
438             Note that input source code is expected to already contain calls
439             an external routine that will link the branch local table into a
440             list of such tables.  */
441
442 /* Number of branches instrumented so far.  Also used to generate
443    unique local labels for each instrumented branch.  */
444 static int br_cnt;
445
446 #define BR_LABEL_BASE   "LBRANCH"
447 /* Basename of local labels on instrumented branches, to avoid
448    conflict with compiler- generated local labels.  */
449
450 #define BR_CNT_FUNC     "__inc_branch"
451 /* Name of the external routine that will increment (and step over) an
452    inline counter.  */
453
454 #define BR_TAB_NAME     "__BRANCH_TABLE__"
455 /* Name of the table of pointers to branches.  A local (i.e.,
456    non-external) symbol.  */
457
458 static void ctrl_fmt (char *, long, int);
459
460 \f
461 void
462 md_begin (void)
463 {
464   int i;                        /* Loop counter.  */
465   const struct i960_opcode *oP; /* Pointer into opcode table.  */
466   const char *retval;           /* Value returned by hash functions.  */
467
468   op_hash = hash_new ();
469   reg_hash = hash_new ();
470   areg_hash = hash_new ();
471
472   /* For some reason, the base assembler uses an empty string for "no
473      error message", instead of a NULL pointer.  */
474   retval = 0;
475
476   for (oP = i960_opcodes; oP->name && !retval; oP++)
477     retval = hash_insert (op_hash, oP->name, (void *) oP);
478
479   for (i = 0; regnames[i].reg_name && !retval; i++)
480     retval = hash_insert (reg_hash, regnames[i].reg_name,
481                           (char *) &regnames[i].reg_num);
482
483   for (i = 0; aregs[i].areg_name && !retval; i++)
484     retval = hash_insert (areg_hash, aregs[i].areg_name,
485                           (char *) &aregs[i].areg_num);
486
487   if (retval)
488     as_fatal (_("Hashing returned \"%s\"."), retval);
489 }
490
491 /* parse_expr:          parse an expression
492
493    Use base assembler's expression parser to parse an expression.
494    It, unfortunately, runs off a global which we have to save/restore
495    in order to make it work for us.
496
497    An empty expression string is treated as an absolute 0.
498
499    Sets O_illegal regardless of expression evaluation if entire input
500    string is not consumed in the evaluation -- tolerate no dangling junk!  */
501
502 static void
503 parse_expr (char *textP,                /* Text of expression to be parsed.  */
504             expressionS *expP)          /* Where to put the results of parsing.  */
505 {
506   char *save_in;                /* Save global here.  */
507   symbolS *symP;
508
509   know (textP);
510
511   if (*textP == '\0')
512     {
513       /* Treat empty string as absolute 0.  */
514       expP->X_add_symbol = expP->X_op_symbol = NULL;
515       expP->X_add_number = 0;
516       expP->X_op = O_constant;
517     }
518   else
519     {
520       save_in = input_line_pointer;     /* Save global.  */
521       input_line_pointer = textP;       /* Make parser work for us.  */
522
523       (void) expression (expP);
524       if ((size_t) (input_line_pointer - textP) != strlen (textP))
525         /* Did not consume all of the input.  */
526         expP->X_op = O_illegal;
527
528       symP = expP->X_add_symbol;
529       if (symP && (hash_find (reg_hash, S_GET_NAME (symP))))
530         /* Register name in an expression.  */
531         /* FIXME: this isn't much of a check any more.  */
532         expP->X_op = O_illegal;
533
534       input_line_pointer = save_in;     /* Restore global.  */
535     }
536 }
537
538 /* emit:        output instruction binary
539
540    Output instruction binary, in target byte order, 4 bytes at a time.
541    Return pointer to where it was placed.  */
542
543 static char *
544 emit (long instr)               /* Word to be output, host byte order.  */
545 {
546   char *toP;                    /* Where to output it.  */
547
548   toP = frag_more (4);          /* Allocate storage.  */
549   md_number_to_chars (toP, instr, 4);   /* Convert to target byte order.  */
550   return toP;
551 }
552
553 /* get_cdisp:   handle displacement for a COBR or CTRL instruction.
554
555    Parse displacement for a COBR or CTRL instruction.
556
557    If successful, output the instruction opcode and set up for it,
558    depending on the arg 'var_frag', either:
559             o an address fixup to be done when all symbol values are known, or
560             o a varying length code fragment, with address fixup info.  This
561                 will be done for cobr instructions that may have to be relaxed
562                 in to compare/branch instructions (8 bytes) if the final
563                 address displacement is greater than 13 bits.  */
564
565 static void
566 get_cdisp (char *dispP, /* Displacement as specified in source instruction.  */
567            char *ifmtP, /* "COBR" or "CTRL" (for use in error message).  */
568            long instr,  /* Instruction needing the displacement.  */
569            int numbits, /* # bits of displacement (13 for COBR, 24 for CTRL).  */
570            int var_frag,/* 1 if varying length code fragment should be emitted;
571                            0 if an address fix should be emitted.  */
572            int callj)   /* 1 if callj relocation should be done; else 0.  */       
573 {
574   expressionS e;                /* Parsed expression.  */
575   fixS *fixP;                   /* Structure describing needed address fix.  */
576   char *outP;                   /* Where instruction binary is output to.  */
577
578   fixP = NULL;
579
580   parse_expr (dispP, &e);
581   switch (e.X_op)
582     {
583     case O_illegal:
584       as_bad (_("expression syntax error"));
585
586     case O_symbol:
587       if (S_GET_SEGMENT (e.X_add_symbol) == now_seg
588           || S_GET_SEGMENT (e.X_add_symbol) == undefined_section)
589         {
590           if (var_frag)
591             {
592               outP = frag_more (8);     /* Allocate worst-case storage.  */
593               md_number_to_chars (outP, instr, 4);
594               frag_variant (rs_machine_dependent, 4, 4, 1,
595                             adds (e), offs (e), outP);
596             }
597           else
598             {
599               /* Set up a new fix structure, so address can be updated
600                  when all symbol values are known.  */
601               outP = emit (instr);
602               fixP = fix_new (frag_now,
603                               outP - frag_now->fr_literal,
604                               4,
605                               adds (e),
606                               offs (e),
607                               1,
608                               NO_RELOC);
609
610               fixP->fx_tcbit = callj;
611
612               /* We want to modify a bit field when the address is
613                  known.  But we don't need all the garbage in the
614                  bit_fix structure.  So we're going to lie and store
615                  the number of bits affected instead of a pointer.  */
616               fixP->fx_bit_fixP = (bit_fixS *) (size_t) numbits;
617             }
618         }
619       else
620         as_bad (_("attempt to branch into different segment"));
621       break;
622
623     default:
624       as_bad (_("target of %s instruction must be a label"), ifmtP);
625       break;
626     }
627 }
628
629 static int
630 md_chars_to_number (char * val,         /* Value in target byte order.  */
631                     int n)              /* Number of bytes in the input.  */
632 {
633   int retval;
634
635   for (retval = 0; n--;)
636     {
637       retval <<= 8;
638       retval |= (unsigned char) val[n];
639     }
640   return retval;
641 }
642
643 /* mema_to_memb:        convert a MEMA-format opcode to a MEMB-format opcode.
644
645    There are 2 possible MEMA formats:
646         - displacement only
647         - displacement + abase
648
649    They are distinguished by the setting of the MEMA_ABASE bit.  */
650
651 static void
652 mema_to_memb (char * opcodeP)   /* Where to find the opcode, in target byte order.  */
653 {
654   long opcode;                  /* Opcode in host byte order.  */
655   long mode;                    /* Mode bits for MEMB instruction.  */
656
657   opcode = md_chars_to_number (opcodeP, 4);
658   know (!(opcode & MEMB_BIT));
659
660   mode = MEMB_BIT | D_BIT;
661   if (opcode & MEMA_ABASE)
662     mode |= A_BIT;
663
664   opcode &= 0xffffc000;         /* Clear MEMA offset and mode bits.  */
665   opcode |= mode;               /* Set MEMB mode bits.  */
666
667   md_number_to_chars (opcodeP, opcode, 4);
668 }
669
670 /* targ_has_sfr:
671
672    Return TRUE iff the target architecture supports the specified
673    special-function register (sfr).  */
674
675 static int
676 targ_has_sfr (int n)            /* Number (0-31) of sfr.  */
677 {
678   switch (architecture)
679     {
680     case ARCH_KA:
681     case ARCH_KB:
682     case ARCH_MC:
683     case ARCH_JX:
684       return 0;
685     case ARCH_HX:
686       return ((0 <= n) && (n <= 4));
687     case ARCH_CA:
688     default:
689       return ((0 <= n) && (n <= 2));
690     }
691 }
692
693 /* Look up a (suspected) register name in the register table and return the
694    associated register number (or -1 if not found).  */
695
696 static int
697 get_regnum (char *regname)      /* Suspected register name.  */
698 {
699   int *rP;
700
701   rP = (int *) hash_find (reg_hash, regname);
702   return (rP == NULL) ? -1 : *rP;
703 }
704
705 /* syntax: Issue a syntax error.  */
706
707 static void
708 syntax (void)
709 {
710   as_bad (_("syntax error"));
711 }
712
713 /* parse_regop: parse a register operand.
714
715    In case of illegal operand, issue a message and return some valid
716    information so instruction processing can continue.  */
717
718 static void
719 parse_regop (struct regop *regopP,      /* Where to put description of register operand.  */
720              char *optext,              /* Text of operand.  */
721              char opdesc)               /* Descriptor byte:  what's legal for this operand.  */
722 {
723   int n;                        /* Register number.  */
724   expressionS e;                /* Parsed expression.  */
725
726   /* See if operand is a register.  */
727   n = get_regnum (optext);
728   if (n >= 0)
729     {
730       if (IS_RG_REG (n))
731         {
732           /* Global or local register.  */
733           if (!REG_ALIGN (opdesc, n))
734             as_bad (_("unaligned register"));
735
736           regopP->n = n;
737           regopP->mode = 0;
738           regopP->special = 0;
739           return;
740         }
741       else if (IS_FP_REG (n) && FP_OK (opdesc))
742         {
743           /* Floating point register, and it's allowed.  */
744           regopP->n = n - FP0;
745           regopP->mode = 1;
746           regopP->special = 0;
747           return;
748         }
749       else if (IS_SF_REG (n) && SFR_OK (opdesc))
750         {
751           /* Special-function register, and it's allowed.  */
752           regopP->n = n - SF0;
753           regopP->mode = 0;
754           regopP->special = 1;
755           if (!targ_has_sfr (regopP->n))
756             as_bad (_("no such sfr in this architecture"));
757
758           return;
759         }
760     }
761   else if (LIT_OK (opdesc))
762     {
763       /* How about a literal?  */
764       regopP->mode = 1;
765       regopP->special = 0;
766       if (FP_OK (opdesc))
767         {
768           /* Floating point literal acceptable.  */
769           /* Skip over 0f, 0d, or 0e prefix.  */
770           if ((optext[0] == '0')
771               && (optext[1] >= 'd')
772               && (optext[1] <= 'f'))
773             optext += 2;
774
775           if (!strcmp (optext, "0.0") || !strcmp (optext, "0"))
776             {
777               regopP->n = 0x10;
778               return;
779             }
780
781           if (!strcmp (optext, "1.0") || !strcmp (optext, "1"))
782             {
783               regopP->n = 0x16;
784               return;
785             }
786         }
787       else
788         {
789           /* Fixed point literal acceptable.  */
790           parse_expr (optext, &e);
791           if (e.X_op != O_constant
792               || (offs (e) < 0) || (offs (e) > 31))
793             {
794               as_bad (_("illegal literal"));
795               offs (e) = 0;
796             }
797           regopP->n = offs (e);
798           return;
799         }
800     }
801
802   /* Nothing worked.  */
803   syntax ();
804   regopP->mode = 0;             /* Register r0 is always a good one.  */
805   regopP->n = 0;
806   regopP->special = 0;
807 }
808
809 /* get_ispec:   parse a memory operand for an index specification
810    
811    Here, an "index specification" is taken to be anything surrounded
812    by square brackets and NOT followed by anything else.
813
814    If it's found, detach it from the input string, remove the surrounding
815    square brackets, and return a pointer to it.  Otherwise, return NULL.  */
816
817 static char *
818 get_ispec (char *textP)  /* Pointer to memory operand from source instruction, no white space.  */
819            
820 {
821   /* Points to start of index specification.  */
822   char *start;
823   /* Points to end of index specification.  */
824   char *end;
825
826   /* Find opening square bracket, if any.  */
827   start = strchr (textP, '[');
828
829   if (start != NULL)
830     {
831       /* Eliminate '[', detach from rest of operand.  */
832       *start++ = '\0';
833
834       end = strchr (start, ']');
835
836       if (end == NULL)
837         as_bad (_("unmatched '['"));
838       else
839         {
840           /* Eliminate ']' and make sure it was the last thing
841              in the string.  */
842           *end = '\0';
843           if (*(end + 1) != '\0')
844             as_bad (_("garbage after index spec ignored"));
845         }
846     }
847   return start;
848 }
849
850 /* parse_memop: parse a memory operand
851
852         This routine is based on the observation that the 4 mode bits of the
853         MEMB format, taken individually, have fairly consistent meaning:
854
855                  M3 (bit 13): 1 if displacement is present (D_BIT)
856                  M2 (bit 12): 1 for MEMB instructions (MEMB_BIT)
857                  M1 (bit 11): 1 if index is present (I_BIT)
858                  M0 (bit 10): 1 if abase is present (A_BIT)
859
860         So we parse the memory operand and set bits in the mode as we find
861         things.  Then at the end, if we go to MEMB format, we need only set
862         the MEMB bit (M2) and our mode is built for us.
863
864         Unfortunately, I said "fairly consistent".  The exceptions:
865
866                  DBIA
867                  0100   Would seem illegal, but means "abase-only".
868
869                  0101   Would seem to mean "abase-only" -- it means IP-relative.
870                         Must be converted to 0100.
871
872                  0110   Would seem to mean "index-only", but is reserved.
873                         We turn on the D bit and provide a 0 displacement.
874
875         The other thing to observe is that we parse from the right, peeling
876         things * off as we go:  first any index spec, then any abase, then
877         the displacement.  */
878
879 static void
880 parse_memop (memS *memP,        /* Where to put the results.  */
881              char *argP,        /* Text of the operand to be parsed.  */
882              int optype)        /* MEM1, MEM2, MEM4, MEM8, MEM12, or MEM16.  */
883 {
884   char *indexP;                 /* Pointer to index specification with "[]" removed.  */
885   char *p;                      /* Temp char pointer.  */
886   char iprel_flag;              /* True if this is an IP-relative operand.  */
887   int regnum;                   /* Register number.  */
888   /* Scale factor: 1,2,4,8, or 16.  Later converted to internal format
889      (0,1,2,3,4 respectively).  */
890   int scale;
891   int mode;                     /* MEMB mode bits.  */
892   int *intP;                    /* Pointer to register number.  */
893
894   /* The following table contains the default scale factors for each
895      type of memory instruction.  It is accessed using (optype-MEM1)
896      as an index -- thus it assumes the 'optype' constants are
897      assigned consecutive values, in the order they appear in this
898      table.  */
899   static const int def_scale[] =
900   {
901     1,                          /* MEM1 */
902     2,                          /* MEM2 */
903     4,                          /* MEM4 */
904     8,                          /* MEM8 */
905     -1,                         /* MEM12 -- no valid default */
906     16                          /* MEM16 */
907   };
908
909   iprel_flag = mode = 0;
910
911   /* Any index present? */
912   indexP = get_ispec (argP);
913   if (indexP)
914     {
915       p = strchr (indexP, '*');
916       if (p == NULL)
917         {
918           /* No explicit scale -- use default for this instruction
919              type and assembler mode.  */
920           if (flag_mri)
921             scale = 1;
922           else
923             /* GNU960 compatibility */
924             scale = def_scale[optype - MEM1];
925         }
926       else
927         {
928           *p++ = '\0';          /* Eliminate '*' */
929
930           /* Now indexP->a '\0'-terminated register name,
931              and p->a scale factor.  */
932
933           if (!strcmp (p, "16"))
934             scale = 16;
935           else if (strchr ("1248", *p) && (p[1] == '\0'))
936             scale = *p - '0';
937           else
938             scale = -1;
939         }
940
941       regnum = get_regnum (indexP);     /* Get index reg. # */
942       if (!IS_RG_REG (regnum))
943         {
944           as_bad (_("invalid index register"));
945           return;
946         }
947
948       /* Convert scale to its binary encoding.  */
949       switch (scale)
950         {
951         case 1:
952           scale = 0 << 7;
953           break;
954         case 2:
955           scale = 1 << 7;
956           break;
957         case 4:
958           scale = 2 << 7;
959           break;
960         case 8:
961           scale = 3 << 7;
962           break;
963         case 16:
964           scale = 4 << 7;
965           break;
966         default:
967           as_bad (_("invalid scale factor"));
968           return;
969         };
970
971       memP->opcode |= scale | regnum;   /* Set index bits in opcode.  */
972       mode |= I_BIT;                    /* Found a valid index spec.  */
973     }
974
975   /* Any abase (Register Indirect) specification present?  */
976   if ((p = strrchr (argP, '(')) != NULL)
977     {
978       /* "(" is there -- does it start a legal abase spec?  If not, it
979          could be part of a displacement expression.  */
980       intP = (int *) hash_find (areg_hash, p);
981       if (intP != NULL)
982         {
983           /* Got an abase here.  */
984           regnum = *intP;
985           *p = '\0';            /* Discard register spec.  */
986           if (regnum == IPREL)
987             /* We have to specialcase ip-rel mode.  */
988             iprel_flag = 1;
989           else
990             {
991               memP->opcode |= regnum << 14;
992               mode |= A_BIT;
993             }
994         }
995     }
996
997   /* Any expression present?  */
998   memP->e = argP;
999   if (*argP != '\0')
1000     mode |= D_BIT;
1001
1002   /* Special-case ip-relative addressing.  */
1003   if (iprel_flag)
1004     {
1005       if (mode & I_BIT)
1006         syntax ();
1007       else
1008         {
1009           memP->opcode |= 5 << 10;      /* IP-relative mode.  */
1010           memP->disp = 32;
1011         }
1012       return;
1013     }
1014
1015   /* Handle all other modes.  */
1016   switch (mode)
1017     {
1018     case D_BIT | A_BIT:
1019       /* Go with MEMA instruction format for now (grow to MEMB later
1020          if 12 bits is not enough for the displacement).  MEMA format
1021          has a single mode bit: set it to indicate that abase is
1022          present.  */
1023       memP->opcode |= MEMA_ABASE;
1024       memP->disp = 12;
1025       break;
1026
1027     case D_BIT:
1028       /* Go with MEMA instruction format for now (grow to MEMB later
1029          if 12 bits is not enough for the displacement).  */
1030       memP->disp = 12;
1031       break;
1032
1033     case A_BIT:
1034       /* For some reason, the bit string for this mode is not
1035          consistent: it should be 0 (exclusive of the MEMB bit), so we
1036          set it "by hand" here.  */
1037       memP->opcode |= MEMB_BIT;
1038       break;
1039
1040     case A_BIT | I_BIT:
1041       /* set MEMB bit in mode, and OR in mode bits.  */
1042       memP->opcode |= mode | MEMB_BIT;
1043       break;
1044
1045     case I_BIT:
1046       /* Treat missing displacement as displacement of 0.  */
1047       mode |= D_BIT;
1048       /* Fall into next case.  */
1049     case D_BIT | A_BIT | I_BIT:
1050     case D_BIT | I_BIT:
1051       /* Set MEMB bit in mode, and OR in mode bits.  */
1052       memP->opcode |= mode | MEMB_BIT;
1053       memP->disp = 32;
1054       break;
1055
1056     default:
1057       syntax ();
1058       break;
1059     }
1060 }
1061
1062 /* Generate a MEMA- or MEMB-format instruction.  */
1063
1064 static void
1065 mem_fmt (char *args[],          /* args[0]->opcode mnemonic, args[1-3]->operands.  */
1066          struct i960_opcode *oP,/* Pointer to description of instruction.  */
1067          int callx)             /* Is this a callx opcode.  */
1068 {
1069   int i;                        /* Loop counter.  */
1070   struct regop regop;           /* Description of register operand.  */
1071   char opdesc;                  /* Operand descriptor byte.  */
1072   memS instr;                   /* Description of binary to be output.  */
1073   char *outP;                   /* Where the binary was output to.  */
1074   expressionS expr;             /* Parsed expression.  */
1075   /* ->description of deferred address fixup.  */
1076   fixS *fixP;
1077
1078 #ifdef OBJ_COFF
1079   /* COFF support isn't in place yet for callx relaxing.  */
1080   callx = 0;
1081 #endif
1082
1083   memset (&instr, '\0', sizeof (memS));
1084   instr.opcode = oP->opcode;
1085
1086   /* Process operands.  */
1087   for (i = 1; i <= oP->num_ops; i++)
1088     {
1089       opdesc = oP->operand[i - 1];
1090
1091       if (MEMOP (opdesc))
1092         parse_memop (&instr, args[i], oP->format);
1093       else
1094         {
1095           parse_regop (&regop, args[i], opdesc);
1096           instr.opcode |= regop.n << 19;
1097         }
1098     }
1099
1100   /* Parse the displacement; this must be done before emitting the
1101      opcode, in case it is an expression using `.'.  */
1102   parse_expr (instr.e, &expr);
1103
1104   /* Output opcode.  */
1105   outP = emit (instr.opcode);
1106
1107   if (instr.disp == 0)
1108     return;
1109
1110   /* Process the displacement.  */
1111   switch (expr.X_op)
1112     {
1113     case O_illegal:
1114       as_bad (_("expression syntax error"));
1115       break;
1116
1117     case O_constant:
1118       if (instr.disp == 32)
1119         (void) emit (offs (expr));      /* Output displacement.  */
1120       else
1121         {
1122           /* 12-bit displacement.  */
1123           if (offs (expr) & ~0xfff)
1124             {
1125               /* Won't fit in 12 bits: convert already-output
1126                  instruction to MEMB format, output
1127                  displacement.  */
1128               mema_to_memb (outP);
1129               (void) emit (offs (expr));
1130             }
1131           else
1132             {
1133               /* WILL fit in 12 bits:  OR into opcode and
1134                  overwrite the binary we already put out.  */
1135               instr.opcode |= offs (expr);
1136               md_number_to_chars (outP, instr.opcode, 4);
1137             }
1138         }
1139       break;
1140
1141     default:
1142       if (instr.disp == 12)
1143         /* Displacement is dependent on a symbol, whose value
1144            may change at link time.  We HAVE to reserve 32 bits.
1145            Convert already-output opcode to MEMB format.  */
1146         mema_to_memb (outP);
1147
1148       /* Output 0 displacement and set up address fixup for when
1149          this symbol's value becomes known.  */
1150       outP = emit ((long) 0);
1151       fixP = fix_new_exp (frag_now,
1152                           outP - frag_now->fr_literal,
1153                           4, & expr, 0, NO_RELOC);
1154       /* Steve's linker relaxing hack.  Mark this 32-bit relocation as
1155          being in the instruction stream, specifically as part of a callx
1156          instruction.  */
1157       fixP->fx_bsr = callx;
1158       break;
1159     }
1160 }
1161
1162 /* targ_has_iclass:
1163
1164    Return TRUE iff the target architecture supports the indicated
1165    class of instructions.  */
1166
1167 static int
1168 targ_has_iclass (int ic) /* Instruction class;  one of:
1169                             I_BASE, I_CX, I_DEC, I_KX, I_FP, I_MIL, I_CASIM, I_CX2, I_HX, I_HX2.  */
1170 {
1171   iclasses_seen |= ic;
1172
1173   switch (architecture)
1174     {
1175     case ARCH_KA:
1176       return ic & (I_BASE | I_KX);
1177     case ARCH_KB:
1178       return ic & (I_BASE | I_KX | I_FP | I_DEC);
1179     case ARCH_MC:
1180       return ic & (I_BASE | I_KX | I_FP | I_DEC | I_MIL);
1181     case ARCH_CA:
1182       return ic & (I_BASE | I_CX | I_CX2 | I_CASIM);
1183     case ARCH_JX:
1184       return ic & (I_BASE | I_CX2 | I_JX);
1185     case ARCH_HX:
1186       return ic & (I_BASE | I_CX2 | I_JX | I_HX);
1187     default:
1188       if ((iclasses_seen & (I_KX | I_FP | I_DEC | I_MIL))
1189           && (iclasses_seen & (I_CX | I_CX2)))
1190         {
1191           as_warn (_("architecture of opcode conflicts with that of earlier instruction(s)"));
1192           iclasses_seen &= ~ic;
1193         }
1194       return 1;
1195     }
1196 }
1197
1198 /* shift_ok:
1199    Determine if a "shlo" instruction can be used to implement a "ldconst".
1200    This means that some number X < 32 can be shifted left to produce the
1201    constant of interest.
1202
1203    Return the shift count, or 0 if we can't do it.
1204    Caller calculates X by shifting original constant right 'shift' places.  */
1205
1206 static int
1207 shift_ok (int n)                /* The constant of interest.  */
1208 {
1209   int shift;                    /* The shift count.  */
1210
1211   if (n <= 0)
1212     /* Can't do it for negative numbers.  */
1213     return 0;
1214
1215   /* Shift 'n' right until a 1 is about to be lost.  */
1216   for (shift = 0; (n & 1) == 0; shift++)
1217     n >>= 1;
1218
1219   if (n >= 32)
1220     return 0;
1221
1222   return shift;
1223 }
1224
1225 /* parse_ldcont:
1226    Parse and replace a 'ldconst' pseudo-instruction with an appropriate
1227    i80960 instruction.
1228
1229    Assumes the input consists of:
1230                 arg[0]  opcode mnemonic ('ldconst')
1231                 arg[1]  first operand (constant)
1232                 arg[2]  name of register to be loaded
1233
1234    Replaces opcode and/or operands as appropriate.
1235
1236    Returns the new number of arguments, or -1 on failure.  */
1237
1238 static int
1239 parse_ldconst (char *arg[])     /* See above.  */
1240 {
1241   int n;                        /* Constant to be loaded.  */
1242   int shift;                    /* Shift count for "shlo" instruction.  */
1243   static char buf[5];           /* Literal for first operand.  */
1244   static char buf2[5];          /* Literal for second operand.  */
1245   expressionS e;                /* Parsed expression.  */
1246
1247   arg[3] = NULL;                /* So we can tell at the end if it got used or not.  */
1248
1249   parse_expr (arg[1], &e);
1250   switch (e.X_op)
1251     {
1252     default:
1253       /* We're dependent on one or more symbols -- use "lda".  */
1254       arg[0] = "lda";
1255       break;
1256
1257     case O_constant:
1258       /* Try the following mappings:
1259               ldconst   0,<reg>  -> mov  0,<reg>
1260               ldconst  31,<reg>  -> mov  31,<reg>
1261               ldconst  32,<reg>  -> addo 1,31,<reg>
1262               ldconst  62,<reg>  -> addo 31,31,<reg>
1263               ldconst  64,<reg>  -> shlo 8,3,<reg>
1264               ldconst  -1,<reg>  -> subo 1,0,<reg>
1265               ldconst -31,<reg>  -> subo 31,0,<reg>
1266         
1267          Anything else becomes:
1268                 lda xxx,<reg>.  */
1269       n = offs (e);
1270       if ((0 <= n) && (n <= 31))
1271         arg[0] = "mov";
1272       else if ((-31 <= n) && (n <= -1))
1273         {
1274           arg[0] = "subo";
1275           arg[3] = arg[2];
1276           sprintf (buf, "%d", -n);
1277           arg[1] = buf;
1278           arg[2] = "0";
1279         }
1280       else if ((32 <= n) && (n <= 62))
1281         {
1282           arg[0] = "addo";
1283           arg[3] = arg[2];
1284           arg[1] = "31";
1285           sprintf (buf, "%d", n - 31);
1286           arg[2] = buf;
1287         }
1288       else if ((shift = shift_ok (n)) != 0)
1289         {
1290           arg[0] = "shlo";
1291           arg[3] = arg[2];
1292           sprintf (buf, "%d", shift);
1293           arg[1] = buf;
1294           sprintf (buf2, "%d", n >> shift);
1295           arg[2] = buf2;
1296         }
1297       else
1298         arg[0] = "lda";
1299       break;
1300
1301     case O_illegal:
1302       as_bad (_("invalid constant"));
1303       return -1;
1304       break;
1305     }
1306   return (arg[3] == 0) ? 2 : 3;
1307 }
1308
1309 /* reg_fmt:     generate a REG-format instruction.  */
1310
1311 static void
1312 reg_fmt (char *args[],          /* args[0]->opcode mnemonic, args[1-3]->operands.  */
1313          struct i960_opcode *oP)/* Pointer to description of instruction.  */
1314 {
1315   long instr;                   /* Binary to be output.  */
1316   struct regop regop;           /* Description of register operand.  */
1317   int n_ops;                    /* Number of operands.  */
1318
1319   instr = oP->opcode;
1320   n_ops = oP->num_ops;
1321
1322   if (n_ops >= 1)
1323     {
1324       parse_regop (&regop, args[1], oP->operand[0]);
1325
1326       if ((n_ops == 1) && !(instr & M3))
1327         {
1328           /* 1-operand instruction in which the dst field should
1329              be used (instead of src1).  */
1330           regop.n <<= 19;
1331           if (regop.special)
1332             regop.mode = regop.special;
1333           regop.mode <<= 13;
1334           regop.special = 0;
1335         }
1336       else
1337         {
1338           /* regop.n goes in bit 0, needs no shifting.  */
1339           regop.mode <<= 11;
1340           regop.special <<= 5;
1341         }
1342       instr |= regop.n | regop.mode | regop.special;
1343     }
1344
1345   if (n_ops >= 2)
1346     {
1347       parse_regop (&regop, args[2], oP->operand[1]);
1348
1349       if ((n_ops == 2) && !(instr & M3))
1350         {
1351           /* 2-operand instruction in which the dst field should
1352              be used instead of src2).  */
1353           regop.n <<= 19;
1354           if (regop.special)
1355             regop.mode = regop.special;
1356           regop.mode <<= 13;
1357           regop.special = 0;
1358         }
1359       else
1360         {
1361           regop.n <<= 14;
1362           regop.mode <<= 12;
1363           regop.special <<= 6;
1364         }
1365       instr |= regop.n | regop.mode | regop.special;
1366     }
1367   if (n_ops == 3)
1368     {
1369       parse_regop (&regop, args[3], oP->operand[2]);
1370       if (regop.special)
1371         regop.mode = regop.special;
1372       instr |= (regop.n <<= 19) | (regop.mode <<= 13);
1373     }
1374   emit (instr);
1375 }
1376
1377 /* get_args:    break individual arguments out of comma-separated list
1378
1379    Input assumptions:
1380         - all comments and labels have been removed
1381         - all strings of whitespace have been collapsed to a single blank.
1382         - all character constants ('x') have been replaced with decimal
1383
1384    Output:
1385         args[0] is untouched. args[1] points to first operand, etc. All args:
1386         - are NULL-terminated
1387         - contain no whitespace
1388
1389    Return value:
1390    Number of operands (0,1,2, or 3) or -1 on error.  */
1391
1392 static int
1393 get_args (char *p,      /* Pointer to comma-separated operands; Mucked by us.  */
1394           char *args[]) /* Output arg: pointers to operands placed in args[1-3].
1395                            Must accommodate 4 entries (args[0-3]).  */
1396
1397 {
1398   int n;                /* Number of operands.  */
1399   char *to;
1400
1401   /* Skip lead white space.  */
1402   while (*p == ' ')
1403     p++;
1404
1405   if (*p == '\0')
1406     return 0;
1407
1408   n = 1;
1409   args[1] = p;
1410
1411   /* Squeze blanks out by moving non-blanks toward start of string.
1412      Isolate operands, whenever comma is found.  */
1413   to = p;
1414   while (*p != '\0')
1415     {
1416       if (*p == ' '
1417           && (! ISALNUM (p[1])
1418               || ! ISALNUM (p[-1])))
1419         p++;
1420       else if (*p == ',')
1421         {
1422           /* Start of operand.  */
1423           if (n == 3)
1424             {
1425               as_bad (_("too many operands"));
1426               return -1;
1427             }
1428           *to++ = '\0';         /* Terminate argument.  */
1429           args[++n] = to;       /* Start next argument.  */
1430           p++;
1431         }
1432       else
1433         *to++ = *p++;
1434     }
1435   *to = '\0';
1436   return n;
1437 }
1438
1439 /* i_scan:      perform lexical scan of ascii assembler instruction.
1440
1441    Input assumptions:
1442         - input string is an i80960 instruction (not a pseudo-op)
1443         - all comments and labels have been removed
1444         - all strings of whitespace have been collapsed to a single blank.
1445
1446    Output:
1447         args[0] points to opcode, other entries point to operands. All strings:
1448         - are NULL-terminated
1449         - contain no whitespace
1450         - have character constants ('x') replaced with a decimal number
1451
1452    Return value:
1453      Number of operands (0,1,2, or 3) or -1 on error.  */
1454
1455 static int
1456 i_scan (char *iP,     /* Pointer to ascii instruction;  Mucked by us.  */
1457         char *args[]) /* Output arg: pointers to opcode and operands placed here.
1458                          Must accommodate 4 entries.  */
1459 {
1460   /* Isolate opcode.  */
1461   if (*(iP) == ' ')
1462     iP++;
1463
1464   args[0] = iP;
1465   for (; *iP != ' '; iP++)
1466     {
1467       if (*iP == '\0')
1468         {
1469           /* There are no operands.  */
1470           if (args[0] == iP)
1471             {
1472               /* We never moved: there was no opcode either!  */
1473               as_bad (_("missing opcode"));
1474               return -1;
1475             }
1476           return 0;
1477         }
1478     }
1479   *iP++ = '\0';
1480   return (get_args (iP, args));
1481 }
1482
1483 static void
1484 brcnt_emit (void)
1485 {
1486   /* Emit call to "increment" routine.  */
1487   ctrl_fmt (BR_CNT_FUNC, CALL, 1);
1488   /* Emit inline counter to be incremented.  */
1489   emit (0);
1490 }
1491
1492 static char *
1493 brlab_next (void)
1494 {
1495   static char buf[20];
1496
1497   sprintf (buf, "%s%d", BR_LABEL_BASE, br_cnt++);
1498   return buf;
1499 }
1500
1501 static void
1502 ctrl_fmt (char *targP,          /* Pointer to text of lone operand (if any).  */
1503           long opcode,          /* Template of instruction.  */
1504           int num_ops)          /* Number of operands.  */
1505 {
1506   int instrument;               /* TRUE iff we should add instrumentation to track
1507                                    how often the branch is taken.  */
1508
1509   if (num_ops == 0)
1510     emit (opcode);              /* Output opcode.  */
1511   else
1512     {
1513       instrument = instrument_branches && (opcode != CALL)
1514         && (opcode != B) && (opcode != RET) && (opcode != BAL);
1515
1516       if (instrument)
1517         {
1518           brcnt_emit ();
1519           colon (brlab_next ());
1520         }
1521
1522       /* The operand MUST be an ip-relative displacement. Parse it
1523          and set up address fix for the instruction we just output.  */
1524       get_cdisp (targP, "CTRL", opcode, 24, 0, 0);
1525
1526       if (instrument)
1527         brcnt_emit ();
1528     }
1529 }
1530
1531 static void
1532 cobr_fmt (/* arg[0]->opcode mnemonic, arg[1-3]->operands (ascii) */
1533           char *arg[],
1534           /* Opcode, with branch-prediction bits already set if necessary.  */
1535           long opcode,
1536           /* Pointer to description of instruction.  */
1537           struct i960_opcode *oP)
1538 {
1539   long instr;                   /* 32-bit instruction.  */
1540   struct regop regop;           /* Description of register operand.  */
1541   int n;                        /* Number of operands.  */
1542   int var_frag;                 /* 1 if varying length code fragment should
1543                                      be emitted;  0 if an address fix
1544                                         should be emitted.  */
1545
1546   instr = opcode;
1547   n = oP->num_ops;
1548
1549   if (n >= 1)
1550     {
1551       /* First operand (if any) of a COBR is always a register
1552          operand.  Parse it.  */
1553       parse_regop (&regop, arg[1], oP->operand[0]);
1554       instr |= (regop.n << 19) | (regop.mode << 13);
1555     }
1556
1557   if (n >= 2)
1558     {
1559       /* Second operand (if any) of a COBR is always a register
1560          operand.  Parse it.  */
1561       parse_regop (&regop, arg[2], oP->operand[1]);
1562       instr |= (regop.n << 14) | regop.special;
1563     }
1564
1565   if (n < 3)
1566     emit (instr);
1567   else
1568     {
1569       if (instrument_branches)
1570         {
1571           brcnt_emit ();
1572           colon (brlab_next ());
1573         }
1574
1575       /* A third operand to a COBR is always a displacement.  Parse
1576          it; if it's relaxable (a cobr "j" directive, or any cobr
1577          other than bbs/bbc when the "-norelax" option is not in use)
1578          set up a variable code fragment; otherwise set up an address
1579          fix.  */
1580       var_frag = !norelax || (oP->format == COJ);       /* TRUE or FALSE */
1581       get_cdisp (arg[3], "COBR", instr, 13, var_frag, 0);
1582
1583       if (instrument_branches)
1584         brcnt_emit ();
1585     }
1586 }
1587
1588 /* Assumptions about the passed-in text:
1589         - all comments, labels removed
1590         - text is an instruction
1591         - all white space compressed to single blanks
1592         - all character constants have been replaced with decimal.  */
1593
1594 void
1595 md_assemble (char *textP)
1596 {
1597   /* Parsed instruction text, containing NO whitespace: arg[0]->opcode
1598      mnemonic arg[1-3]->operands, with char constants replaced by
1599      decimal numbers.  */
1600   char *args[4];
1601   /* Number of instruction operands.  */
1602   int n_ops;
1603   /* Pointer to instruction description.  */
1604   struct i960_opcode *oP;
1605   /* TRUE iff opcode mnemonic included branch-prediction suffix (".f"
1606      or ".t").  */
1607   int branch_predict;
1608   /* Setting of branch-prediction bit(s) to be OR'd into instruction
1609      opcode of CTRL/COBR format instructions.  */
1610   long bp_bits;
1611   /* Offset of last character in opcode mnemonic.  */
1612   int n;
1613   const char *bp_error_msg = _("branch prediction invalid on this opcode");
1614
1615   /* Parse instruction into opcode and operands.  */
1616   memset (args, '\0', sizeof (args));
1617
1618   n_ops = i_scan (textP, args);
1619
1620   if (n_ops == -1)
1621     return;                     /* Error message already issued.  */
1622
1623   /* Do "macro substitution" (sort of) on 'ldconst' pseudo-instruction.  */
1624   if (!strcmp (args[0], "ldconst"))
1625     {
1626       n_ops = parse_ldconst (args);
1627       if (n_ops == -1)
1628         return;
1629     }
1630
1631   /* Check for branch-prediction suffix on opcode mnemonic, strip it off.  */
1632   n = strlen (args[0]) - 1;
1633   branch_predict = 0;
1634   bp_bits = 0;
1635
1636   if (args[0][n - 1] == '.' && (args[0][n] == 't' || args[0][n] == 'f'))
1637     {
1638       /* We could check here to see if the target architecture
1639          supports branch prediction, but why bother?  The bit will
1640          just be ignored by processors that don't use it.  */
1641       branch_predict = 1;
1642       bp_bits = (args[0][n] == 't') ? BP_TAKEN : BP_NOT_TAKEN;
1643       args[0][n - 1] = '\0';    /* Strip suffix from opcode mnemonic */
1644     }
1645
1646   /* Look up opcode mnemonic in table and check number of operands.
1647      Check that opcode is legal for the target architecture.  If all
1648      looks good, assemble instruction.  */
1649   oP = (struct i960_opcode *) hash_find (op_hash, args[0]);
1650   if (!oP || !targ_has_iclass (oP->iclass))
1651     as_bad (_("invalid opcode, \"%s\"."), args[0]);
1652   else if (n_ops != oP->num_ops)
1653     as_bad (_("improper number of operands.  expecting %d, got %d"),
1654             oP->num_ops, n_ops);
1655   else
1656     {
1657       switch (oP->format)
1658         {
1659         case FBRA:
1660         case CTRL:
1661           ctrl_fmt (args[1], oP->opcode | bp_bits, oP->num_ops);
1662           if (oP->format == FBRA)
1663             /* Now generate a 'bno' to same arg */
1664             ctrl_fmt (args[1], BNO | bp_bits, 1);
1665           break;
1666         case COBR:
1667         case COJ:
1668           cobr_fmt (args, oP->opcode | bp_bits, oP);
1669           break;
1670         case REG:
1671           if (branch_predict)
1672             as_warn (bp_error_msg);
1673           reg_fmt (args, oP);
1674           break;
1675         case MEM1:
1676           if (args[0][0] == 'c' && args[0][1] == 'a')
1677             {
1678               if (branch_predict)
1679                 as_warn (bp_error_msg);
1680               mem_fmt (args, oP, 1);
1681               break;
1682             }
1683         case MEM2:
1684         case MEM4:
1685         case MEM8:
1686         case MEM12:
1687         case MEM16:
1688           if (branch_predict)
1689             as_warn (bp_error_msg);
1690           mem_fmt (args, oP, 0);
1691           break;
1692         case CALLJ:
1693           if (branch_predict)
1694             as_warn (bp_error_msg);
1695           /* Output opcode & set up "fixup" (relocation); flag
1696              relocation as 'callj' type.  */
1697           know (oP->num_ops == 1);
1698           get_cdisp (args[1], "CTRL", oP->opcode, 24, 0, 1);
1699           break;
1700         default:
1701           BAD_CASE (oP->format);
1702           break;
1703         }
1704     }
1705 }
1706
1707 void
1708 md_number_to_chars (char *buf,
1709                     valueT value,
1710                     int n)
1711 {
1712   number_to_chars_littleendian (buf, value, n);
1713 }
1714
1715 #define MAX_LITTLENUMS  6
1716 #define LNUM_SIZE       sizeof (LITTLENUM_TYPE)
1717
1718 /* md_atof:     convert ascii to floating point
1719
1720    Turn a string at input_line_pointer into a floating point constant of type
1721    'type', and store the appropriate bytes at *litP.  The number of LITTLENUMS
1722    emitted is returned at 'sizeP'.  An error message is returned, or a pointer
1723    to an empty message if OK.
1724
1725    Note we call the i386 floating point routine, rather than complicating
1726    things with more files or symbolic links.  */
1727
1728 char *
1729 md_atof (int type, char *litP, int *sizeP)
1730 {
1731   LITTLENUM_TYPE words[MAX_LITTLENUMS];
1732   LITTLENUM_TYPE *wordP;
1733   int prec;
1734   char *t;
1735
1736   switch (type)
1737     {
1738     case 'f':
1739     case 'F':
1740       prec = 2;
1741       break;
1742
1743     case 'd':
1744     case 'D':
1745       prec = 4;
1746       break;
1747
1748     case 't':
1749     case 'T':
1750       prec = 5;
1751       type = 'x';               /* That's what atof_ieee() understands.  */
1752       break;
1753
1754     default:
1755       *sizeP = 0;
1756       return _("Bad call to md_atof()");
1757     }
1758
1759   t = atof_ieee (input_line_pointer, type, words);
1760   if (t)
1761     input_line_pointer = t;
1762
1763   *sizeP = prec * LNUM_SIZE;
1764
1765   /* Output the LITTLENUMs in REVERSE order in accord with i80960
1766      word-order.  (Dunno why atof_ieee doesn't do it in the right
1767      order in the first place -- probably because it's a hack of
1768      atof_m68k.)  */
1769   for (wordP = words + prec - 1; prec--;)
1770     {
1771       md_number_to_chars (litP, (long) (*wordP--), LNUM_SIZE);
1772       litP += sizeof (LITTLENUM_TYPE);
1773     }
1774
1775   return 0;
1776 }
1777
1778 static void
1779 md_number_to_imm (char *buf, long val, int n)
1780 {
1781   md_number_to_chars (buf, val, n);
1782 }
1783
1784 static void
1785 md_number_to_field (char *instrP,               /* Pointer to instruction to be fixed.  */
1786                     long val,                   /* Address fixup value.  */
1787                     bit_fixS *bfixP)            /* Description of bit field to be fixed up.  */
1788 {
1789   int numbits;                  /* Length of bit field to be fixed.  */
1790   long instr;                   /* 32-bit instruction to be fixed-up.  */
1791   long sign;                    /* 0 or -1, according to sign bit of 'val'.  */
1792
1793   /* Convert instruction back to host byte order.  */
1794   instr = md_chars_to_number (instrP, 4);
1795
1796   /* Surprise! -- we stored the number of bits to be modified rather
1797      than a pointer to a structure.  */
1798   numbits = (int) (size_t) bfixP;
1799   if (numbits == 1)
1800     /* This is a no-op, stuck here by reloc_callj().  */
1801     return;
1802
1803   know ((numbits == 13) || (numbits == 24));
1804
1805   /* Propagate sign bit of 'val' for the given number of bits.  Result
1806      should be all 0 or all 1.  */
1807   sign = val >> ((int) numbits - 1);
1808   if (((val < 0) && (sign != -1))
1809       || ((val > 0) && (sign != 0)))
1810     as_bad (_("Fixup of %ld too large for field width of %d"),
1811             val, numbits);
1812   else
1813     {
1814       /* Put bit field into instruction and write back in target
1815          * byte order.  */
1816       val &= ~(-1 << (int) numbits);    /* Clear unused sign bits.  */
1817       instr |= val;
1818       md_number_to_chars (instrP, instr, 4);
1819     }
1820 }
1821 \f
1822
1823 /* md_parse_option
1824         Invocation line includes a switch not recognized by the base assembler.
1825         See if it's a processor-specific option.  For the 960, these are:
1826
1827         -norelax:
1828                 Conditional branch instructions that require displacements
1829                 greater than 13 bits (or that have external targets) should
1830                 generate errors.  The default is to replace each such
1831                 instruction with the corresponding compare (or chkbit) and
1832                 branch instructions.  Note that the Intel "j" cobr directives
1833                 are ALWAYS "de-optimized" in this way when necessary,
1834                 regardless of the setting of this option.
1835
1836         -b:
1837                 Add code to collect information about branches taken, for
1838                 later optimization of branch prediction bits by a separate
1839                 tool.  COBR and CNTL format instructions have branch
1840                 prediction bits (in the CX architecture);  if "BR" represents
1841                 an instruction in one of these classes, the following rep-
1842                 resents the code generated by the assembler:
1843
1844                         call    <increment routine>
1845                         .word   0       # pre-counter
1846                 Label:  BR
1847                         call    <increment routine>
1848                         .word   0       # post-counter
1849
1850                 A table of all such "Labels" is also generated.
1851
1852         -AKA, -AKB, -AKC, -ASA, -ASB, -AMC, -ACA:
1853                 Select the 80960 architecture.  Instructions or features not
1854                 supported by the selected architecture cause fatal errors.
1855                 The default is to generate code for any instruction or feature
1856                 that is supported by SOME version of the 960 (even if this
1857                 means mixing architectures!).  */
1858
1859 const char *md_shortopts = "A:b";
1860 struct option md_longopts[] =
1861 {
1862 #define OPTION_LINKRELAX (OPTION_MD_BASE)
1863   {"linkrelax", no_argument, NULL, OPTION_LINKRELAX},
1864   {"link-relax", no_argument, NULL, OPTION_LINKRELAX},
1865 #define OPTION_NORELAX (OPTION_MD_BASE + 1)
1866   {"norelax", no_argument, NULL, OPTION_NORELAX},
1867   {"no-relax", no_argument, NULL, OPTION_NORELAX},
1868   {NULL, no_argument, NULL, 0}
1869 };
1870 size_t md_longopts_size = sizeof (md_longopts);
1871
1872 struct tabentry
1873 {
1874   char *flag;
1875   int arch;
1876 };
1877 static const struct tabentry arch_tab[] =
1878 {
1879   {"KA", ARCH_KA},
1880   {"KB", ARCH_KB},
1881   {"SA", ARCH_KA},              /* Synonym for KA.  */
1882   {"SB", ARCH_KB},              /* Synonym for KB.  */
1883   {"KC", ARCH_MC},              /* Synonym for MC.  */
1884   {"MC", ARCH_MC},
1885   {"CA", ARCH_CA},
1886   {"JX", ARCH_JX},
1887   {"HX", ARCH_HX},
1888   {NULL, 0}
1889 };
1890
1891 int
1892 md_parse_option (int c, char *arg)
1893 {
1894   switch (c)
1895     {
1896     case OPTION_LINKRELAX:
1897       linkrelax = 1;
1898       flag_keep_locals = 1;
1899       break;
1900
1901     case OPTION_NORELAX:
1902       norelax = 1;
1903       break;
1904
1905     case 'b':
1906       instrument_branches = 1;
1907       break;
1908
1909     case 'A':
1910       {
1911         const struct tabentry *tp;
1912         char *p = arg;
1913
1914         for (tp = arch_tab; tp->flag != NULL; tp++)
1915           if (!strcmp (p, tp->flag))
1916             break;
1917
1918         if (tp->flag == NULL)
1919           {
1920             as_bad (_("invalid architecture %s"), p);
1921             return 0;
1922           }
1923         else
1924           architecture = tp->arch;
1925       }
1926       break;
1927
1928     default:
1929       return 0;
1930     }
1931
1932   return 1;
1933 }
1934
1935 void
1936 md_show_usage (FILE *stream)
1937 {
1938   int i;
1939
1940   fprintf (stream, _("I960 options:\n"));
1941   for (i = 0; arch_tab[i].flag; i++)
1942     fprintf (stream, "%s-A%s", i ? " | " : "", arch_tab[i].flag);
1943   fprintf (stream, _("\n\
1944                         specify variant of 960 architecture\n\
1945 -b                      add code to collect statistics about branches taken\n\
1946 -link-relax             preserve individual alignment directives so linker\n\
1947                         can do relaxing (b.out format only)\n\
1948 -no-relax               don't alter compare-and-branch instructions for\n\
1949                         long displacements\n"));
1950 }
1951 \f
1952 /* relax_cobr:
1953    Replace cobr instruction in a code fragment with equivalent branch and
1954    compare instructions, so it can reach beyond a 13-bit displacement.
1955    Set up an address fix/relocation for the new branch instruction.  */
1956
1957 /* This "conditional jump" table maps cobr instructions into
1958    equivalent compare and branch opcodes.  */
1959
1960 static const
1961 struct
1962 {
1963   long compare;
1964   long branch;
1965 }
1966
1967 coj[] =
1968 {                               /* COBR OPCODE: */
1969   { CHKBIT, BNO },              /*      0x30 - bbc */
1970   { CMPO, BG },                 /*      0x31 - cmpobg */
1971   { CMPO, BE },                 /*      0x32 - cmpobe */
1972   { CMPO, BGE },                /*      0x33 - cmpobge */
1973   { CMPO, BL },                 /*      0x34 - cmpobl */
1974   { CMPO, BNE },                /*      0x35 - cmpobne */
1975   { CMPO, BLE },                /*      0x36 - cmpoble */
1976   { CHKBIT, BO },               /*      0x37 - bbs */
1977   { CMPI, BNO },                /*      0x38 - cmpibno */
1978   { CMPI, BG },                 /*      0x39 - cmpibg */
1979   { CMPI, BE },                 /*      0x3a - cmpibe */
1980   { CMPI, BGE },                /*      0x3b - cmpibge */
1981   { CMPI, BL },                 /*      0x3c - cmpibl */
1982   { CMPI, BNE },                /*      0x3d - cmpibne */
1983   { CMPI, BLE },                /*      0x3e - cmpible */
1984   { CMPI, BO },                 /*      0x3f - cmpibo */
1985 };
1986
1987 static void
1988 relax_cobr (fragS *fragP)       /* fragP->fr_opcode is assumed to point to
1989                                    the cobr instruction, which comes at the
1990                                    end of the code fragment.  */
1991 {
1992   int opcode, src1, src2, m1, s2;
1993   /* Bit fields from cobr instruction.  */
1994   long bp_bits;                 /* Branch prediction bits from cobr instruction.  */
1995   long instr;                   /* A single i960 instruction.  */
1996   /* ->instruction to be replaced.  */
1997   char *iP;
1998   fixS *fixP;                   /* Relocation that can be done at assembly time.  */
1999
2000   /* Pick up & parse cobr instruction.  */
2001   iP = fragP->fr_opcode;
2002   instr = md_chars_to_number (iP, 4);
2003   opcode = ((instr >> 24) & 0xff) - 0x30;       /* "-0x30" for table index.  */
2004   src1 = (instr >> 19) & 0x1f;
2005   m1 = (instr >> 13) & 1;
2006   s2 = instr & 1;
2007   src2 = (instr >> 14) & 0x1f;
2008   bp_bits = instr & BP_MASK;
2009
2010   /* Generate and output compare instruction.  */
2011   instr = coj[opcode].compare
2012     | src1 | (m1 << 11) | (s2 << 6) | (src2 << 14);
2013   md_number_to_chars (iP, instr, 4);
2014
2015   /* Output branch instruction.  */
2016   md_number_to_chars (iP + 4, coj[opcode].branch | bp_bits, 4);
2017
2018   /* Set up address fixup/relocation.  */
2019   fixP = fix_new (fragP,
2020                   iP + 4 - fragP->fr_literal,
2021                   4,
2022                   fragP->fr_symbol,
2023                   fragP->fr_offset,
2024                   1,
2025                   NO_RELOC);
2026
2027   fixP->fx_bit_fixP = (bit_fixS *) 24;  /* Store size of bit field.  */
2028
2029   fragP->fr_fix += 4;
2030   frag_wane (fragP);
2031 }
2032
2033 /* md_convert_frag:
2034
2035    Called by base assembler after address relaxation is finished:  modify
2036    variable fragments according to how much relaxation was done.
2037
2038    If the fragment substate is still 1, a 13-bit displacement was enough
2039    to reach the symbol in question.  Set up an address fixup, but otherwise
2040    leave the cobr instruction alone.
2041
2042    If the fragment substate is 2, a 13-bit displacement was not enough.
2043    Replace the cobr with a two instructions (a compare and a branch).  */
2044
2045 void
2046 md_convert_frag (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
2047                  segT sec ATTRIBUTE_UNUSED,
2048                  fragS *fragP)
2049 {
2050   /* Structure describing needed address fix.  */
2051   fixS *fixP;
2052
2053   switch (fragP->fr_subtype)
2054     {
2055     case 1:
2056       /* Leave single cobr instruction.  */
2057       fixP = fix_new (fragP,
2058                       fragP->fr_opcode - fragP->fr_literal,
2059                       4,
2060                       fragP->fr_symbol,
2061                       fragP->fr_offset,
2062                       1,
2063                       NO_RELOC);
2064
2065       fixP->fx_bit_fixP = (bit_fixS *) 13;      /* Size of bit field.  */
2066       break;
2067     case 2:
2068       /* Replace cobr with compare/branch instructions.  */
2069       relax_cobr (fragP);
2070       break;
2071     default:
2072       BAD_CASE (fragP->fr_subtype);
2073       break;
2074     }
2075 }
2076
2077 /* md_estimate_size_before_relax:  How much does it look like *fragP will grow?
2078
2079    Called by base assembler just before address relaxation.
2080    Return the amount by which the fragment will grow.
2081
2082    Any symbol that is now undefined will not become defined; cobr's
2083    based on undefined symbols will have to be replaced with a compare
2084    instruction and a branch instruction, and the code fragment will grow
2085    by 4 bytes.  */
2086
2087 int
2088 md_estimate_size_before_relax (fragS *fragP, segT segment_type)
2089 {
2090   /* If symbol is undefined in this segment, go to "relaxed" state
2091      (compare and branch instructions instead of cobr) right now.  */
2092   if (S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) != segment_type)
2093     {
2094       relax_cobr (fragP);
2095       return 4;
2096     }
2097
2098   return md_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length;
2099 }
2100
2101 #if defined(OBJ_AOUT) | defined(OBJ_BOUT)
2102
2103 /* md_ri_to_chars:
2104    This routine exists in order to overcome machine byte-order problems
2105    when dealing with bit-field entries in the relocation_info struct.
2106
2107    But relocation info will be used on the host machine only (only
2108    executable code is actually downloaded to the i80960).  Therefore,
2109    we leave it in host byte order.  */
2110
2111 static void
2112 md_ri_to_chars (char *where, struct relocation_info *ri)
2113 {
2114   host_number_to_chars (where, ri->r_address, 4);
2115   host_number_to_chars (where + 4, ri->r_index, 3);
2116 #if WORDS_BIGENDIAN
2117   where[7] = (ri->r_pcrel << 7
2118               | ri->r_length << 5
2119               | ri->r_extern << 4
2120               | ri->r_bsr << 3
2121               | ri->r_disp << 2
2122               | ri->r_callj << 1
2123               | ri->nuthin << 0);
2124 #else
2125   where[7] = (ri->r_pcrel << 0
2126               | ri->r_length << 1
2127               | ri->r_extern << 3
2128               | ri->r_bsr << 4
2129               | ri->r_disp << 5
2130               | ri->r_callj << 6
2131               | ri->nuthin << 7);
2132 #endif
2133 }
2134
2135 #endif /* defined(OBJ_AOUT) | defined(OBJ_BOUT) */
2136
2137 \f
2138 /* brtab_emit:  generate the fetch-prediction branch table.
2139
2140    See the comments above the declaration of 'br_cnt' for details on
2141    branch-prediction instrumentation.
2142
2143    The code emitted here would be functionally equivalent to the following
2144    example assembler source.
2145
2146                         .data
2147                         .align  2
2148            BR_TAB_NAME:
2149                         .word   0               # link to next table
2150                         .word   3               # length of table
2151                         .word   LBRANCH0        # 1st entry in table proper
2152                         .word   LBRANCH1
2153                         .word   LBRANCH2  */
2154
2155 void
2156 brtab_emit (void)
2157 {
2158   int i;
2159   char buf[20];
2160   /* Where the binary was output to.  */
2161   char *p;
2162   /* Pointer to description of deferred address fixup.  */
2163   fixS *fixP;
2164
2165   if (!instrument_branches)
2166     return;
2167
2168   subseg_set (data_section, 0); /*      .data */
2169   frag_align (2, 0, 0);         /*      .align 2 */
2170   record_alignment (now_seg, 2);
2171   colon (BR_TAB_NAME);          /* BR_TAB_NAME: */
2172   emit (0);                     /*      .word 0 #link to next table */
2173   emit (br_cnt);                /*      .word n #length of table */
2174
2175   for (i = 0; i < br_cnt; i++)
2176     {
2177       sprintf (buf, "%s%d", BR_LABEL_BASE, i);
2178       p = emit (0);
2179       fixP = fix_new (frag_now,
2180                       p - frag_now->fr_literal,
2181                       4, symbol_find (buf), 0, 0, NO_RELOC);
2182     }
2183 }
2184
2185 /* s_leafproc:  process .leafproc pseudo-op
2186
2187         .leafproc takes two arguments, the second one is optional:
2188                 arg[1]: name of 'call' entry point to leaf procedure
2189                 arg[2]: name of 'bal' entry point to leaf procedure
2190
2191         If the two arguments are identical, or if the second one is missing,
2192         the first argument is taken to be the 'bal' entry point.
2193
2194         If there are 2 distinct arguments, we must make sure that the 'bal'
2195         entry point immediately follows the 'call' entry point in the linked
2196         list of symbols.  */
2197
2198 static void
2199 s_leafproc (int n_ops,          /* Number of operands.  */
2200             char *args[])       /* args[1]->1st operand, args[2]->2nd operand.  */
2201 {
2202   symbolS *callP;               /* Pointer to leafproc 'call' entry point symbol.  */
2203   symbolS *balP;                /* Pointer to leafproc 'bal' entry point symbol.  */
2204
2205   if ((n_ops != 1) && (n_ops != 2))
2206     {
2207       as_bad (_("should have 1 or 2 operands"));
2208       return;
2209     }
2210
2211   /* Find or create symbol for 'call' entry point.  */
2212   callP = symbol_find_or_make (args[1]);
2213
2214   if (TC_S_IS_CALLNAME (callP))
2215     as_warn (_("Redefining leafproc %s"), S_GET_NAME (callP));
2216
2217   /* If that was the only argument, use it as the 'bal' entry point.
2218      Otherwise, mark it as the 'call' entry point and find or create
2219      another symbol for the 'bal' entry point.  */
2220   if ((n_ops == 1) || !strcmp (args[1], args[2]))
2221     {
2222       TC_S_FORCE_TO_BALNAME (callP);
2223     }
2224   else
2225     {
2226       TC_S_FORCE_TO_CALLNAME (callP);
2227
2228       balP = symbol_find_or_make (args[2]);
2229       if (TC_S_IS_CALLNAME (balP))
2230         as_warn (_("Redefining leafproc %s"), S_GET_NAME (balP));
2231
2232       TC_S_FORCE_TO_BALNAME (balP);
2233
2234 #ifndef OBJ_ELF
2235       tc_set_bal_of_call (callP, balP);
2236 #endif
2237     }
2238 }
2239
2240 /* s_sysproc: process .sysproc pseudo-op
2241
2242    .sysproc takes two arguments:
2243      arg[1]: name of entry point to system procedure
2244      arg[2]: 'entry_num' (index) of system procedure in the range
2245      [0,31] inclusive.
2246
2247    For [ab].out, we store the 'entrynum' in the 'n_other' field of
2248    the symbol.  Since that entry is normally 0, we bias 'entrynum'
2249    by adding 1 to it.  It must be unbiased before it is used.  */
2250
2251 static void
2252 s_sysproc (int n_ops,           /* Number of operands.  */
2253            char *args[])        /* args[1]->1st operand, args[2]->2nd operand.  */
2254 {
2255   expressionS exp;
2256   symbolS *symP;
2257
2258   if (n_ops != 2)
2259     {
2260       as_bad (_("should have two operands"));
2261       return;
2262     }
2263
2264   /* Parse "entry_num" argument and check it for validity.  */
2265   parse_expr (args[2], &exp);
2266   if (exp.X_op != O_constant
2267       || (offs (exp) < 0)
2268       || (offs (exp) > 31))
2269     {
2270       as_bad (_("'entry_num' must be absolute number in [0,31]"));
2271       return;
2272     }
2273
2274   /* Find/make symbol and stick entry number (biased by +1) into it.  */
2275   symP = symbol_find_or_make (args[1]);
2276
2277   if (TC_S_IS_SYSPROC (symP))
2278     as_warn (_("Redefining entrynum for sysproc %s"), S_GET_NAME (symP));
2279
2280   TC_S_SET_SYSPROC (symP, offs (exp));  /* Encode entry number.  */
2281   TC_S_FORCE_TO_SYSPROC (symP);
2282 }
2283
2284 /* parse_po:    parse machine-dependent pseudo-op
2285
2286    This is a top-level routine for machine-dependent pseudo-ops.  It slurps
2287    up the rest of the input line, breaks out the individual arguments,
2288    and dispatches them to the correct handler.  */
2289
2290 static void
2291 parse_po (int po_num)   /* Pseudo-op number:  currently S_LEAFPROC or S_SYSPROC.  */
2292 {
2293   /* Pointers operands, with no embedded whitespace.
2294      arg[0] unused, arg[1-3]->operands.  */
2295   char *args[4];
2296   int n_ops;                    /* Number of operands.  */
2297   char *p;                      /* Pointer to beginning of unparsed argument string.  */
2298   char eol;                     /* Character that indicated end of line.  */
2299
2300   extern char is_end_of_line[];
2301
2302   /* Advance input pointer to end of line.  */
2303   p = input_line_pointer;
2304   while (!is_end_of_line[(unsigned char) *input_line_pointer])
2305     input_line_pointer++;
2306
2307   eol = *input_line_pointer;    /* Save end-of-line char.  */
2308   *input_line_pointer = '\0';   /* Terminate argument list.  */
2309
2310   /* Parse out operands.  */
2311   n_ops = get_args (p, args);
2312   if (n_ops == -1)
2313     return;
2314
2315   /* Dispatch to correct handler.  */
2316   switch (po_num)
2317     {
2318     case S_SYSPROC:
2319       s_sysproc (n_ops, args);
2320       break;
2321     case S_LEAFPROC:
2322       s_leafproc (n_ops, args);
2323       break;
2324     default:
2325       BAD_CASE (po_num);
2326       break;
2327     }
2328
2329   /* Restore eol, so line numbers get updated correctly.  Base
2330      assembler assumes we leave input pointer pointing at char
2331      following the eol.  */
2332   *input_line_pointer++ = eol;
2333 }
2334
2335 /* reloc_callj: Relocate a 'callj' instruction
2336
2337         This is a "non-(GNU)-standard" machine-dependent hook.  The base
2338         assembler calls it when it decides it can relocate an address at
2339         assembly time instead of emitting a relocation directive.
2340
2341         Check to see if the relocation involves a 'callj' instruction to a:
2342             sysproc:    Replace the default 'call' instruction with a 'calls'
2343             leafproc:   Replace the default 'call' instruction with a 'bal'.
2344             other proc: Do nothing.
2345
2346         See b.out.h for details on the 'n_other' field in a symbol structure.
2347
2348    IMPORTANT!:
2349         Assumes the caller has already figured out, in the case of a leafproc,
2350         to use the 'bal' entry point, and has substituted that symbol into the
2351         passed fixup structure.  */
2352
2353 int
2354 reloc_callj (fixS *fixP)  /* Relocation that can be done at assembly time.  */    
2355 {
2356   /* Points to the binary for the instruction being relocated.  */
2357   char *where;
2358
2359   if (!fixP->fx_tcbit)
2360     /* This wasn't a callj instruction in the first place.  */
2361     return 0;
2362
2363   where = fixP->fx_frag->fr_literal + fixP->fx_where;
2364
2365   if (TC_S_IS_SYSPROC (fixP->fx_addsy))
2366     {
2367       /* Symbol is a .sysproc: replace 'call' with 'calls'.  System
2368          procedure number is (other-1).  */
2369       md_number_to_chars (where, CALLS | TC_S_GET_SYSPROC (fixP->fx_addsy), 4);
2370
2371       /* Nothing else needs to be done for this instruction.  Make
2372          sure 'md_number_to_field()' will perform a no-op.  */
2373       fixP->fx_bit_fixP = (bit_fixS *) 1;
2374     }
2375   else if (TC_S_IS_CALLNAME (fixP->fx_addsy))
2376     {
2377       /* Should not happen: see block comment above.  */
2378       as_fatal (_("Trying to 'bal' to %s"), S_GET_NAME (fixP->fx_addsy));
2379     }
2380   else if (TC_S_IS_BALNAME (fixP->fx_addsy))
2381     {
2382       /* Replace 'call' with 'bal'; both instructions have the same
2383          format, so calling code should complete relocation as if
2384          nothing happened here.  */
2385       md_number_to_chars (where, BAL, 4);
2386     }
2387   else if (TC_S_IS_BADPROC (fixP->fx_addsy))
2388     as_bad (_("Looks like a proc, but can't tell what kind.\n"));
2389
2390   /* Otherwise Symbol is neither a sysproc nor a leafproc.  */
2391   return 0;
2392 }
2393
2394 /* Handle the MRI .endian pseudo-op.  */
2395
2396 static void
2397 s_endian (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
2398 {
2399   char *name;
2400   char c;
2401
2402   name = input_line_pointer;
2403   c = get_symbol_end ();
2404   if (strcasecmp (name, "little") == 0)
2405     ;
2406   else if (strcasecmp (name, "big") == 0)
2407     as_bad (_("big endian mode is not supported"));
2408   else
2409     as_warn (_("ignoring unrecognized .endian type `%s'"), name);
2410
2411   *input_line_pointer = c;
2412
2413   demand_empty_rest_of_line ();
2414 }
2415
2416 /* We have no need to default values of symbols.  */
2417
2418 symbolS *
2419 md_undefined_symbol (char *name ATTRIBUTE_UNUSED)
2420 {
2421   return 0;
2422 }
2423
2424 /* Exactly what point is a PC-relative offset relative TO?
2425    On the i960, they're relative to the address of the instruction,
2426    which we have set up as the address of the fixup too.  */
2427 long
2428 md_pcrel_from (fixS *fixP)
2429 {
2430   return fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_address;
2431 }
2432
2433 void
2434 md_apply_fix (fixS *fixP,
2435                valueT *valP,
2436                segT seg ATTRIBUTE_UNUSED)
2437 {
2438   long val = *valP;
2439   char *place = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_literal;
2440
2441   if (!fixP->fx_bit_fixP)
2442     {
2443       md_number_to_imm (place, val, fixP->fx_size);
2444     }
2445   else if ((int) (size_t) fixP->fx_bit_fixP == 13
2446            && fixP->fx_addsy != NULL
2447            && S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) == undefined_section)
2448     {
2449       /* This is a COBR instruction.  They have only a
2450          13-bit displacement and are only to be used
2451          for local branches: flag as error, don't generate
2452          relocation.  */
2453       as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2454                     _("can't use COBR format with external label"));
2455       fixP->fx_addsy = NULL;
2456     }
2457   else
2458     md_number_to_field (place, val, fixP->fx_bit_fixP);
2459
2460   if (fixP->fx_addsy == NULL)
2461     fixP->fx_done = 1;
2462 }
2463
2464 #if defined(OBJ_AOUT) | defined(OBJ_BOUT)
2465 void
2466 tc_bout_fix_to_chars (char *where,
2467                       fixS *fixP,
2468                       relax_addressT segment_address_in_file)
2469 {
2470   static const unsigned char nbytes_r_length[] = {42, 0, 1, 42, 2};
2471   struct relocation_info ri;
2472   symbolS *symbolP;
2473
2474   memset ((char *) &ri, '\0', sizeof (ri));
2475   symbolP = fixP->fx_addsy;
2476   know (symbolP != 0 || fixP->fx_r_type != NO_RELOC);
2477   ri.r_bsr = fixP->fx_bsr;      /*SAC LD RELAX HACK */
2478   /* These two 'cuz of NS32K */
2479   ri.r_callj = fixP->fx_tcbit;
2480   if (fixP->fx_bit_fixP)
2481     ri.r_length = 2;
2482   else
2483     ri.r_length = nbytes_r_length[fixP->fx_size];
2484   ri.r_pcrel = fixP->fx_pcrel;
2485   ri.r_address = fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where - segment_address_in_file;
2486
2487   if (fixP->fx_r_type != NO_RELOC)
2488     {
2489       switch (fixP->fx_r_type)
2490         {
2491         case rs_align:
2492           ri.r_index = -2;
2493           ri.r_pcrel = 1;
2494           ri.r_length = fixP->fx_size - 1;
2495           break;
2496         case rs_org:
2497           ri.r_index = -2;
2498           ri.r_pcrel = 0;
2499           break;
2500         case rs_fill:
2501           ri.r_index = -1;
2502           break;
2503         default:
2504           abort ();
2505         }
2506       ri.r_extern = 0;
2507     }
2508   else if (linkrelax || !S_IS_DEFINED (symbolP) || fixP->fx_bsr)
2509     {
2510       ri.r_extern = 1;
2511       ri.r_index = symbolP->sy_number;
2512     }
2513   else
2514     {
2515       ri.r_extern = 0;
2516       ri.r_index = S_GET_TYPE (symbolP);
2517     }
2518
2519   /* Output the relocation information in machine-dependent form.  */
2520   md_ri_to_chars (where, &ri);
2521 }
2522
2523 #endif /* OBJ_AOUT or OBJ_BOUT */
2524
2525 /* Align an address by rounding it up to the specified boundary.  */
2526
2527 valueT
2528 md_section_align (segT seg,
2529                   valueT addr)          /* Address to be rounded up.  */
2530 {
2531   int align;
2532
2533   align = bfd_get_section_alignment (stdoutput, seg);
2534   return (addr + (1 << align) - 1) & (-1 << align);
2535 }
2536
2537 extern int coff_flags;
2538
2539 /* For aout or bout, the bal immediately follows the call.
2540
2541    For coff, we cheat and store a pointer to the bal symbol in the
2542    second aux entry of the call.  */
2543
2544 #undef OBJ_ABOUT
2545 #ifdef OBJ_AOUT
2546 #define OBJ_ABOUT
2547 #endif
2548 #ifdef OBJ_BOUT
2549 #define OBJ_ABOUT
2550 #endif
2551
2552 void
2553 tc_set_bal_of_call (symbolS *callP ATTRIBUTE_UNUSED,
2554                     symbolS *balP ATTRIBUTE_UNUSED)
2555 {
2556   know (TC_S_IS_CALLNAME (callP));
2557   know (TC_S_IS_BALNAME (balP));
2558
2559 #ifdef OBJ_COFF
2560
2561   callP->sy_tc = balP;
2562   S_SET_NUMBER_AUXILIARY (callP, 2);
2563
2564 #else /* ! OBJ_COFF */
2565 #ifdef OBJ_ABOUT
2566
2567   /* If the 'bal' entry doesn't immediately follow the 'call'
2568      symbol, unlink it from the symbol list and re-insert it.  */
2569   if (symbol_next (callP) != balP)
2570     {
2571       symbol_remove (balP, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
2572       symbol_append (balP, callP, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
2573     }                           /* if not in order */
2574
2575 #else /* ! OBJ_ABOUT */
2576   as_fatal ("Only supported for a.out, b.out, or COFF");
2577 #endif /* ! OBJ_ABOUT */
2578 #endif /* ! OBJ_COFF */
2579 }
2580
2581 symbolS *
2582 tc_get_bal_of_call (symbolS *callP ATTRIBUTE_UNUSED)
2583 {
2584   symbolS *retval;
2585
2586   know (TC_S_IS_CALLNAME (callP));
2587
2588 #ifdef OBJ_COFF
2589   retval = callP->sy_tc;
2590 #else
2591 #ifdef OBJ_ABOUT
2592   retval = symbol_next (callP);
2593 #else
2594   as_fatal ("Only supported for a.out, b.out, or COFF");
2595 #endif /* ! OBJ_ABOUT */
2596 #endif /* ! OBJ_COFF */
2597
2598   know (TC_S_IS_BALNAME (retval));
2599   return retval;
2600 }
2601
2602 #ifdef OBJ_COFF
2603 void
2604 tc_coff_symbol_emit_hook (symbolS *symbolP ATTRIBUTE_UNUSED)
2605 {
2606   if (TC_S_IS_CALLNAME (symbolP))
2607     {
2608       symbolS *balP = tc_get_bal_of_call (symbolP);
2609
2610       symbolP->sy_symbol.ost_auxent[1].x_bal.x_balntry = S_GET_VALUE (balP);
2611       if (S_GET_STORAGE_CLASS (symbolP) == C_EXT)
2612         S_SET_STORAGE_CLASS (symbolP, C_LEAFEXT);
2613       else
2614         S_SET_STORAGE_CLASS (symbolP, C_LEAFSTAT);
2615       S_SET_DATA_TYPE (symbolP, S_GET_DATA_TYPE (symbolP) | (DT_FCN << N_BTSHFT));
2616       /* Fix up the bal symbol.  */
2617       S_SET_STORAGE_CLASS (balP, C_LABEL);
2618     }
2619 }
2620 #endif /* OBJ_COFF */
2621
2622 void
2623 i960_handle_align (fragS *fragp ATTRIBUTE_UNUSED)
2624 {
2625   if (!linkrelax)
2626     return;
2627
2628 #ifndef OBJ_BOUT
2629   as_bad (_("option --link-relax is only supported in b.out format"));
2630   linkrelax = 0;
2631   return;
2632 #else
2633
2634   /* The text section "ends" with another alignment reloc, to which we
2635      aren't adding padding.  */
2636   if (fragp->fr_next == text_last_frag
2637       || fragp->fr_next == data_last_frag)
2638     return;
2639
2640   /* alignment directive */
2641   fix_new (fragp, fragp->fr_fix, fragp->fr_offset, 0, 0, 0,
2642            (int) fragp->fr_type);
2643 #endif /* OBJ_BOUT */
2644 }
2645
2646 int
2647 i960_validate_fix (fixS *fixP, segT this_segment_type ATTRIBUTE_UNUSED)
2648 {
2649   if (fixP->fx_tcbit && TC_S_IS_CALLNAME (fixP->fx_addsy))
2650     {
2651       /* Relocation should be done via the associated 'bal'
2652          entry point symbol.  */
2653       if (!TC_S_IS_BALNAME (tc_get_bal_of_call (fixP->fx_addsy)))
2654         {
2655           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2656                         _("No 'bal' entry point for leafproc %s"),
2657                         S_GET_NAME (fixP->fx_addsy));
2658           return 0;
2659         }
2660       fixP->fx_addsy = tc_get_bal_of_call (fixP->fx_addsy);
2661     }
2662
2663   return 1;
2664 }
2665
2666 /* From cgen.c:  */
2667
2668 static short
2669 tc_bfd_fix2rtype (fixS *fixP)
2670 {
2671   if (fixP->fx_pcrel == 0 && fixP->fx_size == 4)
2672     return BFD_RELOC_32;
2673
2674   if (fixP->fx_pcrel != 0 && fixP->fx_size == 4)
2675     return BFD_RELOC_24_PCREL;
2676
2677   abort ();
2678   return 0;
2679 }
2680
2681 /* Translate internal representation of relocation info to BFD target
2682    format.
2683
2684    FIXME: To what extent can we get all relevant targets to use this?  */
2685
2686 arelent *
2687 tc_gen_reloc (asection *section ATTRIBUTE_UNUSED, fixS *fixP)
2688 {
2689   arelent * reloc;
2690
2691   reloc = xmalloc (sizeof (arelent));
2692
2693   /* HACK: Is this right?  */
2694   fixP->fx_r_type = tc_bfd_fix2rtype (fixP);
2695
2696   reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, fixP->fx_r_type);
2697   if (reloc->howto == NULL)
2698     {
2699       as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2700                     "internal error: can't export reloc type %d (`%s')",
2701                     fixP->fx_r_type,
2702                     bfd_get_reloc_code_name (fixP->fx_r_type));
2703       return NULL;
2704     }
2705
2706   assert (!fixP->fx_pcrel == !reloc->howto->pc_relative);
2707
2708   reloc->sym_ptr_ptr = xmalloc (sizeof (asymbol *));
2709   *reloc->sym_ptr_ptr = symbol_get_bfdsym (fixP->fx_addsy);
2710   reloc->address = fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where;
2711   reloc->addend = fixP->fx_addnumber;
2712
2713   return reloc;
2714 }
2715
2716 /* end from cgen.c */
2717
2718 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] =
2719 {
2720   {"bss", s_lcomm, 1},
2721   {"endian", s_endian, 0},
2722   {"extended", float_cons, 't'},
2723   {"leafproc", parse_po, S_LEAFPROC},
2724   {"sysproc", parse_po, S_SYSPROC},
2725
2726   {"word", cons, 4},
2727   {"quad", cons, 16},
2728
2729   {0, 0, 0}
2730 };