gas:
[external/binutils.git] / gas / config / tc-m68hc11.c
1 /* tc-m68hc11.c -- Assembler code for the Motorola 68HC11 & 68HC12.
2    Copyright 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Stephane Carrez (stcarrez@nerim.fr)
5
6    This file is part of GAS, the GNU Assembler.
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
20    the Free Software Foundation, 51 Franklin Street - Fifth Floor,
21    Boston, MA 02110-1301, USA.  */
22
23 #include "as.h"
24 #include "safe-ctype.h"
25 #include "subsegs.h"
26 #include "opcode/m68hc11.h"
27 #include "dwarf2dbg.h"
28 #include "elf/m68hc11.h"
29
30 const char comment_chars[] = ";!";
31 const char line_comment_chars[] = "#*";
32 const char line_separator_chars[] = "";
33
34 const char EXP_CHARS[] = "eE";
35 const char FLT_CHARS[] = "dD";
36
37 #define STATE_CONDITIONAL_BRANCH        (1)
38 #define STATE_PC_RELATIVE               (2)
39 #define STATE_INDEXED_OFFSET            (3)
40 #define STATE_INDEXED_PCREL             (4)
41 #define STATE_XBCC_BRANCH               (5)
42 #define STATE_CONDITIONAL_BRANCH_6812   (6)
43
44 #define STATE_BYTE                      (0)
45 #define STATE_BITS5                     (0)
46 #define STATE_WORD                      (1)
47 #define STATE_BITS9                     (1)
48 #define STATE_LONG                      (2)
49 #define STATE_BITS16                    (2)
50 #define STATE_UNDF                      (3)     /* Symbol undefined in pass1 */
51
52 /* This macro has no side-effects.  */
53 #define ENCODE_RELAX(what,length) (((what) << 2) + (length))
54 #define RELAX_STATE(s) ((s) >> 2)
55 #define RELAX_LENGTH(s) ((s) & 3)
56
57 #define IS_OPCODE(C1,C2)        (((C1) & 0x0FF) == ((C2) & 0x0FF))
58
59 /* This table describes how you change sizes for the various types of variable
60    size expressions.  This version only supports two kinds.  */
61
62 /* The fields are:
63    How far Forward this mode will reach.
64    How far Backward this mode will reach.
65    How many bytes this mode will add to the size of the frag.
66    Which mode to go to if the offset won't fit in this one.  */
67
68 relax_typeS md_relax_table[] = {
69   {1, 1, 0, 0},                 /* First entries aren't used.  */
70   {1, 1, 0, 0},                 /* For no good reason except.  */
71   {1, 1, 0, 0},                 /* that the VAX doesn't either.  */
72   {1, 1, 0, 0},
73
74   /* Relax for bcc <L>.
75      These insns are translated into b!cc +3 jmp L.  */
76   {(127), (-128), 0, ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH, STATE_WORD)},
77   {0, 0, 3, 0},
78   {1, 1, 0, 0},
79   {1, 1, 0, 0},
80
81   /* Relax for bsr <L> and bra <L>.
82      These insns are translated into jsr and jmp.  */
83   {(127), (-128), 0, ENCODE_RELAX (STATE_PC_RELATIVE, STATE_WORD)},
84   {0, 0, 1, 0},
85   {1, 1, 0, 0},
86   {1, 1, 0, 0},
87
88   /* Relax for indexed offset: 5-bits, 9-bits, 16-bits.  */
89   {(15), (-16), 0, ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_BITS9)},
90   {(255), (-256), 1, ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_BITS16)},
91   {0, 0, 2, 0},
92   {1, 1, 0, 0},
93
94   /* Relax for PC relative offset: 5-bits, 9-bits, 16-bits.
95      For the 9-bit case, there will be a -1 correction to take into
96      account the new byte that's why the range is -255..256.  */
97   {(15), (-16), 0, ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_BITS9)},
98   {(256), (-255), 1, ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_BITS16)},
99   {0, 0, 2, 0},
100   {1, 1, 0, 0},
101
102   /* Relax for dbeq/ibeq/tbeq r,<L>:
103      These insns are translated into db!cc +3 jmp L.  */
104   {(255), (-256), 0, ENCODE_RELAX (STATE_XBCC_BRANCH, STATE_WORD)},
105   {0, 0, 3, 0},
106   {1, 1, 0, 0},
107   {1, 1, 0, 0},
108
109   /* Relax for bcc <L> on 68HC12.
110      These insns are translated into lbcc <L>.  */
111   {(127), (-128), 0, ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH_6812, STATE_WORD)},
112   {0, 0, 2, 0},
113   {1, 1, 0, 0},
114   {1, 1, 0, 0},
115
116 };
117
118 /* 68HC11 and 68HC12 registers.  They are numbered according to the 68HC12.  */
119 typedef enum register_id {
120   REG_NONE = -1,
121   REG_A = 0,
122   REG_B = 1,
123   REG_CCR = 2,
124   REG_D = 4,
125   REG_X = 5,
126   REG_Y = 6,
127   REG_SP = 7,
128   REG_PC = 8
129 } register_id;
130
131 typedef struct operand {
132   expressionS exp;
133   register_id reg1;
134   register_id reg2;
135   int mode;
136 } operand;
137
138 struct m68hc11_opcode_def {
139   long format;
140   int min_operands;
141   int max_operands;
142   int nb_modes;
143   int used;
144   struct m68hc11_opcode *opcode;
145 };
146
147 static struct m68hc11_opcode_def *m68hc11_opcode_defs = 0;
148 static int m68hc11_nb_opcode_defs = 0;
149
150 typedef struct alias {
151   const char *name;
152   const char *alias;
153 } alias;
154
155 static alias alias_opcodes[] = {
156   {"cpd", "cmpd"},
157   {"cpx", "cmpx"},
158   {"cpy", "cmpy"},
159   {0, 0}
160 };
161
162 /* Local functions.  */
163 static register_id reg_name_search (char *);
164 static register_id register_name (void);
165 static int cmp_opcode (struct m68hc11_opcode *, struct m68hc11_opcode *);
166 static char *print_opcode_format (struct m68hc11_opcode *, int);
167 static char *skip_whites (char *);
168 static int check_range (long, int);
169 static void print_opcode_list (void);
170 static void get_default_target (void);
171 static void print_insn_format (char *);
172 static int get_operand (operand *, int, long);
173 static void fixup8 (expressionS *, int, int);
174 static void fixup16 (expressionS *, int, int);
175 static void fixup24 (expressionS *, int, int);
176 static unsigned char convert_branch (unsigned char);
177 static char *m68hc11_new_insn (int);
178 static void build_dbranch_insn (struct m68hc11_opcode *,
179                                 operand *, int, int);
180 static int build_indexed_byte (operand *, int, int);
181 static int build_reg_mode (operand *, int);
182
183 static struct m68hc11_opcode *find (struct m68hc11_opcode_def *,
184                                     operand *, int);
185 static struct m68hc11_opcode *find_opcode (struct m68hc11_opcode_def *,
186                                            operand *, int *);
187 static void build_jump_insn (struct m68hc11_opcode *, operand *, int, int);
188 static void build_insn (struct m68hc11_opcode *, operand *, int);
189 static int relaxable_symbol (symbolS *);
190
191 /* Pseudo op to indicate a relax group.  */
192 static void s_m68hc11_relax (int);
193
194 /* Pseudo op to control the ELF flags.  */
195 static void s_m68hc11_mode (int);
196
197 /* Mark the symbols with STO_M68HC12_FAR to indicate the functions
198    are using 'rtc' for returning.  It is necessary to use 'call'
199    to invoke them.  This is also used by the debugger to correctly
200    find the stack frame.  */
201 static void s_m68hc11_mark_symbol (int);
202
203 /* Controls whether relative branches can be turned into long branches.
204    When the relative offset is too large, the insn are changed:
205     bra -> jmp
206     bsr -> jsr
207     bcc -> b!cc +3
208            jmp L
209     dbcc -> db!cc +3
210             jmp L
211
212   Setting the flag forbidds this.  */
213 static short flag_fixed_branchs = 0;
214
215 /* Force to use long jumps (absolute) instead of relative branches.  */
216 static short flag_force_long_jumps = 0;
217
218 /* Change the direct addressing mode into an absolute addressing mode
219    when the insn does not support direct addressing.
220    For example, "clr *ZD0" is normally not possible and is changed
221    into "clr ZDO".  */
222 static short flag_strict_direct_addressing = 1;
223
224 /* When an opcode has invalid operand, print out the syntax of the opcode
225    to stderr.  */
226 static short flag_print_insn_syntax = 0;
227
228 /* Dumps the list of instructions with syntax and then exit:
229    1 -> Only dumps the list (sorted by name)
230    2 -> Generate an example (or test) that can be compiled.  */
231 static short flag_print_opcodes = 0;
232
233 /* Opcode hash table.  */
234 static struct hash_control *m68hc11_hash;
235
236 /* Current cpu (either cpu6811 or cpu6812).  This is determined automagically
237    by 'get_default_target' by looking at default BFD vector.  This is overridden
238    with the -m<cpu> option.  */
239 static int current_architecture = 0;
240
241 /* Default cpu determined by 'get_default_target'.  */
242 static const char *default_cpu;
243
244 /* Number of opcodes in the sorted table (filtered by current cpu).  */
245 static int num_opcodes;
246
247 /* The opcodes sorted by name and filtered by current cpu.  */
248 static struct m68hc11_opcode *m68hc11_sorted_opcodes;
249
250 /* ELF flags to set in the output file header.  */
251 static int elf_flags = E_M68HC11_F64;
252
253 /* These are the machine dependent pseudo-ops.  These are included so
254    the assembler can work on the output from the SUN C compiler, which
255    generates these.  */
256
257 /* This table describes all the machine specific pseudo-ops the assembler
258    has to support.  The fields are:
259    pseudo-op name without dot
260    function to call to execute this pseudo-op
261    Integer arg to pass to the function.  */
262 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] = {
263   /* The following pseudo-ops are supported for MRI compatibility.  */
264   {"fcb", cons, 1},
265   {"fdb", cons, 2},
266   {"fcc", stringer, 1},
267   {"rmb", s_space, 0},
268
269   /* Motorola ALIS.  */
270   {"xrefb", s_ignore, 0}, /* Same as xref  */
271
272   /* Gcc driven relaxation.  */
273   {"relax", s_m68hc11_relax, 0},
274
275   /* .mode instruction (ala SH).  */
276   {"mode", s_m68hc11_mode, 0},
277
278   /* .far instruction.  */
279   {"far", s_m68hc11_mark_symbol, STO_M68HC12_FAR},
280
281   /* .interrupt instruction.  */
282   {"interrupt", s_m68hc11_mark_symbol, STO_M68HC12_INTERRUPT},
283
284   {0, 0, 0}
285 };
286 \f
287 /* Options and initialization.  */
288
289 const char *md_shortopts = "Sm:";
290
291 struct option md_longopts[] = {
292 #define OPTION_FORCE_LONG_BRANCH (OPTION_MD_BASE)
293   {"force-long-branchs", no_argument, NULL, OPTION_FORCE_LONG_BRANCH},
294
295 #define OPTION_SHORT_BRANCHS     (OPTION_MD_BASE + 1)
296   {"short-branchs", no_argument, NULL, OPTION_SHORT_BRANCHS},
297
298 #define OPTION_STRICT_DIRECT_MODE  (OPTION_MD_BASE + 2)
299   {"strict-direct-mode", no_argument, NULL, OPTION_STRICT_DIRECT_MODE},
300
301 #define OPTION_PRINT_INSN_SYNTAX  (OPTION_MD_BASE + 3)
302   {"print-insn-syntax", no_argument, NULL, OPTION_PRINT_INSN_SYNTAX},
303
304 #define OPTION_PRINT_OPCODES  (OPTION_MD_BASE + 4)
305   {"print-opcodes", no_argument, NULL, OPTION_PRINT_OPCODES},
306
307 #define OPTION_GENERATE_EXAMPLE  (OPTION_MD_BASE + 5)
308   {"generate-example", no_argument, NULL, OPTION_GENERATE_EXAMPLE},
309
310 #define OPTION_MSHORT  (OPTION_MD_BASE + 6)
311   {"mshort", no_argument, NULL, OPTION_MSHORT},
312
313 #define OPTION_MLONG  (OPTION_MD_BASE + 7)
314   {"mlong", no_argument, NULL, OPTION_MLONG},
315
316 #define OPTION_MSHORT_DOUBLE  (OPTION_MD_BASE + 8)
317   {"mshort-double", no_argument, NULL, OPTION_MSHORT_DOUBLE},
318
319 #define OPTION_MLONG_DOUBLE  (OPTION_MD_BASE + 9)
320   {"mlong-double", no_argument, NULL, OPTION_MLONG_DOUBLE},
321
322   {NULL, no_argument, NULL, 0}
323 };
324 size_t md_longopts_size = sizeof (md_longopts);
325
326 /* Get the target cpu for the assembler.  This is based on the configure
327    options and on the -m68hc11/-m68hc12 option.  If no option is specified,
328    we must get the default.  */
329 const char *
330 m68hc11_arch_format (void)
331 {
332   get_default_target ();
333   if (current_architecture & cpu6811)
334     return "elf32-m68hc11";
335   else
336     return "elf32-m68hc12";
337 }
338
339 enum bfd_architecture
340 m68hc11_arch (void)
341 {
342   get_default_target ();
343   if (current_architecture & cpu6811)
344     return bfd_arch_m68hc11;
345   else
346     return bfd_arch_m68hc12;
347 }
348
349 int
350 m68hc11_mach (void)
351 {
352   return 0;
353 }
354
355 /* Listing header selected according to cpu.  */
356 const char *
357 m68hc11_listing_header (void)
358 {
359   if (current_architecture & cpu6811)
360     return "M68HC11 GAS ";
361   else
362     return "M68HC12 GAS ";
363 }
364
365 void
366 md_show_usage (FILE *stream)
367 {
368   get_default_target ();
369   fprintf (stream, _("\
370 Motorola 68HC11/68HC12/68HCS12 options:\n\
371   -m68hc11 | -m68hc12 |\n\
372   -m68hcs12               specify the processor [default %s]\n\
373   -mshort                 use 16-bit int ABI (default)\n\
374   -mlong                  use 32-bit int ABI\n\
375   -mshort-double          use 32-bit double ABI\n\
376   -mlong-double           use 64-bit double ABI (default)\n\
377   --force-long-branchs    always turn relative branchs into absolute ones\n\
378   -S,--short-branchs      do not turn relative branchs into absolute ones\n\
379                           when the offset is out of range\n\
380   --strict-direct-mode    do not turn the direct mode into extended mode\n\
381                           when the instruction does not support direct mode\n\
382   --print-insn-syntax     print the syntax of instruction in case of error\n\
383   --print-opcodes         print the list of instructions with syntax\n\
384   --generate-example      generate an example of each instruction\n\
385                           (used for testing)\n"), default_cpu);
386
387 }
388
389 /* Try to identify the default target based on the BFD library.  */
390 static void
391 get_default_target (void)
392 {
393   const bfd_target *target;
394   bfd abfd;
395
396   if (current_architecture != 0)
397     return;
398
399   default_cpu = "unknown";
400   target = bfd_find_target (0, &abfd);
401   if (target && target->name)
402     {
403       if (strcmp (target->name, "elf32-m68hc12") == 0)
404         {
405           current_architecture = cpu6812;
406           default_cpu = "m68hc12";
407         }
408       else if (strcmp (target->name, "elf32-m68hc11") == 0)
409         {
410           current_architecture = cpu6811;
411           default_cpu = "m68hc11";
412         }
413       else
414         {
415           as_bad (_("Default target `%s' is not supported."), target->name);
416         }
417     }
418 }
419
420 void
421 m68hc11_print_statistics (FILE *file)
422 {
423   int i;
424   struct m68hc11_opcode_def *opc;
425
426   hash_print_statistics (file, "opcode table", m68hc11_hash);
427
428   opc = m68hc11_opcode_defs;
429   if (opc == 0 || m68hc11_nb_opcode_defs == 0)
430     return;
431
432   /* Dump the opcode statistics table.  */
433   fprintf (file, _("Name   # Modes  Min ops  Max ops  Modes mask  # Used\n"));
434   for (i = 0; i < m68hc11_nb_opcode_defs; i++, opc++)
435     {
436       fprintf (file, "%-7.7s  %5d  %7d  %7d  0x%08lx  %7d\n",
437                opc->opcode->name,
438                opc->nb_modes,
439                opc->min_operands, opc->max_operands, opc->format, opc->used);
440     }
441 }
442
443 int
444 md_parse_option (int c, char *arg)
445 {
446   get_default_target ();
447   switch (c)
448     {
449       /* -S means keep external to 2 bit offset rather than 16 bit one.  */
450     case OPTION_SHORT_BRANCHS:
451     case 'S':
452       flag_fixed_branchs = 1;
453       break;
454
455     case OPTION_FORCE_LONG_BRANCH:
456       flag_force_long_jumps = 1;
457       break;
458
459     case OPTION_PRINT_INSN_SYNTAX:
460       flag_print_insn_syntax = 1;
461       break;
462
463     case OPTION_PRINT_OPCODES:
464       flag_print_opcodes = 1;
465       break;
466
467     case OPTION_STRICT_DIRECT_MODE:
468       flag_strict_direct_addressing = 0;
469       break;
470
471     case OPTION_GENERATE_EXAMPLE:
472       flag_print_opcodes = 2;
473       break;
474
475     case OPTION_MSHORT:
476       elf_flags &= ~E_M68HC11_I32;
477       break;
478
479     case OPTION_MLONG:
480       elf_flags |= E_M68HC11_I32;
481       break;
482
483     case OPTION_MSHORT_DOUBLE:
484       elf_flags &= ~E_M68HC11_F64;
485       break;
486
487     case OPTION_MLONG_DOUBLE:
488       elf_flags |= E_M68HC11_F64;
489       break;
490
491     case 'm':
492       if (strcasecmp (arg, "68hc11") == 0)
493         current_architecture = cpu6811;
494       else if (strcasecmp (arg, "68hc12") == 0)
495         current_architecture = cpu6812;
496       else if (strcasecmp (arg, "68hcs12") == 0)
497         current_architecture = cpu6812 | cpu6812s;
498       else
499         as_bad (_("Option `%s' is not recognized."), arg);
500       break;
501
502     default:
503       return 0;
504     }
505
506   return 1;
507 }
508 \f
509 symbolS *
510 md_undefined_symbol (char *name ATTRIBUTE_UNUSED)
511 {
512   return 0;
513 }
514
515 /* Equal to MAX_PRECISION in atof-ieee.c.  */
516 #define MAX_LITTLENUMS 6
517
518 /* Turn a string in input_line_pointer into a floating point constant
519    of type TYPE, and store the appropriate bytes in *LITP.  The number
520    of LITTLENUMS emitted is stored in *SIZEP.  An error message is
521    returned, or NULL on OK.  */
522 char *
523 md_atof (int type, char *litP, int *sizeP)
524 {
525   int prec;
526   LITTLENUM_TYPE words[MAX_LITTLENUMS];
527   LITTLENUM_TYPE *wordP;
528   char *t;
529
530   switch (type)
531     {
532     case 'f':
533     case 'F':
534     case 's':
535     case 'S':
536       prec = 2;
537       break;
538
539     case 'd':
540     case 'D':
541     case 'r':
542     case 'R':
543       prec = 4;
544       break;
545
546     case 'x':
547     case 'X':
548       prec = 6;
549       break;
550
551     case 'p':
552     case 'P':
553       prec = 6;
554       break;
555
556     default:
557       *sizeP = 0;
558       return _("Bad call to MD_ATOF()");
559     }
560   t = atof_ieee (input_line_pointer, type, words);
561   if (t)
562     input_line_pointer = t;
563
564   *sizeP = prec * sizeof (LITTLENUM_TYPE);
565   for (wordP = words; prec--;)
566     {
567       md_number_to_chars (litP, (long) (*wordP++), sizeof (LITTLENUM_TYPE));
568       litP += sizeof (LITTLENUM_TYPE);
569     }
570   return 0;
571 }
572
573 valueT
574 md_section_align (asection *seg, valueT addr)
575 {
576   int align = bfd_get_section_alignment (stdoutput, seg);
577   return ((addr + (1 << align) - 1) & (-1 << align));
578 }
579
580 static int
581 cmp_opcode (struct m68hc11_opcode *op1, struct m68hc11_opcode *op2)
582 {
583   return strcmp (op1->name, op2->name);
584 }
585
586 #define IS_CALL_SYMBOL(MODE) \
587 (((MODE) & (M6812_OP_PAGE|M6811_OP_IND16)) \
588   == ((M6812_OP_PAGE|M6811_OP_IND16)))
589
590 /* Initialize the assembler.  Create the opcode hash table
591    (sorted on the names) with the M6811 opcode table
592    (from opcode library).  */
593 void
594 md_begin (void)
595 {
596   char *prev_name = "";
597   struct m68hc11_opcode *opcodes;
598   struct m68hc11_opcode_def *opc = 0;
599   int i, j;
600
601   get_default_target ();
602
603   m68hc11_hash = hash_new ();
604
605   /* Get a writable copy of the opcode table and sort it on the names.  */
606   opcodes = (struct m68hc11_opcode *) xmalloc (m68hc11_num_opcodes *
607                                                sizeof (struct
608                                                        m68hc11_opcode));
609   m68hc11_sorted_opcodes = opcodes;
610   num_opcodes = 0;
611   for (i = 0; i < m68hc11_num_opcodes; i++)
612     {
613       if (m68hc11_opcodes[i].arch & current_architecture)
614         {
615           opcodes[num_opcodes] = m68hc11_opcodes[i];
616           if (opcodes[num_opcodes].name[0] == 'b'
617               && opcodes[num_opcodes].format & M6811_OP_JUMP_REL
618               && !(opcodes[num_opcodes].format & M6811_OP_BITMASK))
619             {
620               num_opcodes++;
621               opcodes[num_opcodes] = m68hc11_opcodes[i];
622             }
623           num_opcodes++;
624           for (j = 0; alias_opcodes[j].name != 0; j++)
625             if (strcmp (m68hc11_opcodes[i].name, alias_opcodes[j].name) == 0)
626               {
627                 opcodes[num_opcodes] = m68hc11_opcodes[i];
628                 opcodes[num_opcodes].name = alias_opcodes[j].alias;
629                 num_opcodes++;
630                 break;
631               }
632         }
633     }
634   qsort (opcodes, num_opcodes, sizeof (struct m68hc11_opcode),
635          (int (*) (const void*, const void*)) cmp_opcode);
636
637   opc = (struct m68hc11_opcode_def *)
638     xmalloc (num_opcodes * sizeof (struct m68hc11_opcode_def));
639   m68hc11_opcode_defs = opc--;
640
641   /* Insert unique names into hash table.  The M6811 instruction set
642      has several identical opcode names that have different opcodes based
643      on the operands.  This hash table then provides a quick index to
644      the first opcode with a particular name in the opcode table.  */
645   for (i = 0; i < num_opcodes; i++, opcodes++)
646     {
647       int expect;
648
649       if (strcmp (prev_name, opcodes->name))
650         {
651           prev_name = (char *) opcodes->name;
652
653           opc++;
654           opc->format = 0;
655           opc->min_operands = 100;
656           opc->max_operands = 0;
657           opc->nb_modes = 0;
658           opc->opcode = opcodes;
659           opc->used = 0;
660           hash_insert (m68hc11_hash, opcodes->name, opc);
661         }
662       opc->nb_modes++;
663       opc->format |= opcodes->format;
664
665       /* See how many operands this opcode needs.  */
666       expect = 0;
667       if (opcodes->format & M6811_OP_MASK)
668         expect++;
669       if (opcodes->format & M6811_OP_BITMASK)
670         expect++;
671       if (opcodes->format & (M6811_OP_JUMP_REL | M6812_OP_JUMP_REL16))
672         expect++;
673       if (opcodes->format & (M6812_OP_IND16_P2 | M6812_OP_IDX_P2))
674         expect++;
675       /* Special case for call instruction.  */
676       if ((opcodes->format & M6812_OP_PAGE)
677           && !(opcodes->format & M6811_OP_IND16))
678         expect++;
679
680       if (expect < opc->min_operands)
681         opc->min_operands = expect;
682       if (IS_CALL_SYMBOL (opcodes->format))
683          expect++;
684       if (expect > opc->max_operands)
685         opc->max_operands = expect;
686     }
687   opc++;
688   m68hc11_nb_opcode_defs = opc - m68hc11_opcode_defs;
689
690   if (flag_print_opcodes)
691     {
692       print_opcode_list ();
693       exit (EXIT_SUCCESS);
694     }
695 }
696
697 void
698 m68hc11_init_after_args (void)
699 {
700 }
701 \f
702 /* Builtin help.  */
703
704 /* Return a string that represents the operand format for the instruction.
705    When example is true, this generates an example of operand.  This is used
706    to give an example and also to generate a test.  */
707 static char *
708 print_opcode_format (struct m68hc11_opcode *opcode, int example)
709 {
710   static char buf[128];
711   int format = opcode->format;
712   char *p;
713
714   p = buf;
715   buf[0] = 0;
716   if (format & M6811_OP_IMM8)
717     {
718       if (example)
719         sprintf (p, "#%d", rand () & 0x0FF);
720       else
721         strcpy (p, _("#<imm8>"));
722       p = &p[strlen (p)];
723     }
724
725   if (format & M6811_OP_IMM16)
726     {
727       if (example)
728         sprintf (p, "#%d", rand () & 0x0FFFF);
729       else
730         strcpy (p, _("#<imm16>"));
731       p = &p[strlen (p)];
732     }
733
734   if (format & M6811_OP_IX)
735     {
736       if (example)
737         sprintf (p, "%d,X", rand () & 0x0FF);
738       else
739         strcpy (p, _("<imm8>,X"));
740       p = &p[strlen (p)];
741     }
742
743   if (format & M6811_OP_IY)
744     {
745       if (example)
746         sprintf (p, "%d,X", rand () & 0x0FF);
747       else
748         strcpy (p, _("<imm8>,X"));
749       p = &p[strlen (p)];
750     }
751
752   if (format & M6812_OP_IDX)
753     {
754       if (example)
755         sprintf (p, "%d,X", rand () & 0x0FF);
756       else
757         strcpy (p, "n,r");
758       p = &p[strlen (p)];
759     }
760
761   if (format & M6812_OP_PAGE)
762     {
763       if (example)
764         sprintf (p, ", %d", rand () & 0x0FF);
765       else
766         strcpy (p, ", <page>");
767       p = &p[strlen (p)];
768     }
769
770   if (format & M6811_OP_DIRECT)
771     {
772       if (example)
773         sprintf (p, "*Z%d", rand () & 0x0FF);
774       else
775         strcpy (p, _("*<abs8>"));
776       p = &p[strlen (p)];
777     }
778
779   if (format & M6811_OP_BITMASK)
780     {
781       if (buf[0])
782         *p++ = ' ';
783
784       if (example)
785         sprintf (p, "#$%02x", rand () & 0x0FF);
786       else
787         strcpy (p, _("#<mask>"));
788
789       p = &p[strlen (p)];
790       if (format & M6811_OP_JUMP_REL)
791         *p++ = ' ';
792     }
793
794   if (format & M6811_OP_IND16)
795     {
796       if (example)
797         sprintf (p, _("symbol%d"), rand () & 0x0FF);
798       else
799         strcpy (p, _("<abs>"));
800
801       p = &p[strlen (p)];
802     }
803
804   if (format & (M6811_OP_JUMP_REL | M6812_OP_JUMP_REL16))
805     {
806       if (example)
807         {
808           if (format & M6811_OP_BITMASK)
809             {
810               sprintf (p, ".+%d", rand () & 0x7F);
811             }
812           else
813             {
814               sprintf (p, "L%d", rand () & 0x0FF);
815             }
816         }
817       else
818         strcpy (p, _("<label>"));
819     }
820
821   return buf;
822 }
823
824 /* Prints the list of instructions with the possible operands.  */
825 static void
826 print_opcode_list (void)
827 {
828   int i;
829   char *prev_name = "";
830   struct m68hc11_opcode *opcodes;
831   int example = flag_print_opcodes == 2;
832
833   if (example)
834     printf (_("# Example of `%s' instructions\n\t.sect .text\n_start:\n"),
835             default_cpu);
836
837   opcodes = m68hc11_sorted_opcodes;
838
839   /* Walk the list sorted on names (by md_begin).  We only report
840      one instruction per line, and we collect the different operand
841      formats.  */
842   for (i = 0; i < num_opcodes; i++, opcodes++)
843     {
844       char *fmt = print_opcode_format (opcodes, example);
845
846       if (example)
847         {
848           printf ("L%d:\t", i);
849           printf ("%s %s\n", opcodes->name, fmt);
850         }
851       else
852         {
853           if (strcmp (prev_name, opcodes->name))
854             {
855               if (i > 0)
856                 printf ("\n");
857
858               printf ("%-5.5s ", opcodes->name);
859               prev_name = (char *) opcodes->name;
860             }
861           if (fmt[0])
862             printf ("  [%s]", fmt);
863         }
864     }
865   printf ("\n");
866 }
867
868 /* Print the instruction format.  This operation is called when some
869    instruction is not correct.  Instruction format is printed as an
870    error message.  */
871 static void
872 print_insn_format (char *name)
873 {
874   struct m68hc11_opcode_def *opc;
875   struct m68hc11_opcode *opcode;
876   char buf[128];
877
878   opc = (struct m68hc11_opcode_def *) hash_find (m68hc11_hash, name);
879   if (opc == NULL)
880     {
881       as_bad (_("Instruction `%s' is not recognized."), name);
882       return;
883     }
884   opcode = opc->opcode;
885
886   as_bad (_("Instruction formats for `%s':"), name);
887   do
888     {
889       char *fmt;
890
891       fmt = print_opcode_format (opcode, 0);
892       sprintf (buf, "\t%-5.5s %s", opcode->name, fmt);
893
894       as_bad ("%s", buf);
895       opcode++;
896     }
897   while (strcmp (opcode->name, name) == 0);
898 }
899 \f
900 /* Analysis of 68HC11 and 68HC12 operands.  */
901
902 /* reg_name_search() finds the register number given its name.
903    Returns the register number or REG_NONE on failure.  */
904 static register_id
905 reg_name_search (char *name)
906 {
907   if (strcasecmp (name, "x") == 0 || strcasecmp (name, "ix") == 0)
908     return REG_X;
909   if (strcasecmp (name, "y") == 0 || strcasecmp (name, "iy") == 0)
910     return REG_Y;
911   if (strcasecmp (name, "a") == 0)
912     return REG_A;
913   if (strcasecmp (name, "b") == 0)
914     return REG_B;
915   if (strcasecmp (name, "d") == 0)
916     return REG_D;
917   if (strcasecmp (name, "sp") == 0)
918     return REG_SP;
919   if (strcasecmp (name, "pc") == 0)
920     return REG_PC;
921   if (strcasecmp (name, "ccr") == 0)
922     return REG_CCR;
923
924   return REG_NONE;
925 }
926
927 static char *
928 skip_whites (char *p)
929 {
930   while (*p == ' ' || *p == '\t')
931     p++;
932
933   return p;
934 }
935
936 /* Check the string at input_line_pointer
937    to see if it is a valid register name.  */
938 static register_id
939 register_name (void)
940 {
941   register_id reg_number;
942   char c, *p = input_line_pointer;
943
944   if (!is_name_beginner (*p++))
945     return REG_NONE;
946
947   while (is_part_of_name (*p++))
948     continue;
949
950   c = *--p;
951   if (c)
952     *p++ = 0;
953
954   /* Look to see if it's in the register table.  */
955   reg_number = reg_name_search (input_line_pointer);
956   if (reg_number != REG_NONE)
957     {
958       if (c)
959         *--p = c;
960
961       input_line_pointer = p;
962       return reg_number;
963     }
964   if (c)
965     *--p = c;
966
967   return reg_number;
968 }
969 #define M6811_OP_CALL_ADDR    0x00800000
970 #define M6811_OP_PAGE_ADDR    0x04000000
971
972 /* Parse a string of operands and return an array of expressions.
973
974    Operand      mode[0]         mode[1]       exp[0]       exp[1]
975    #n           M6811_OP_IMM16  -             O_*
976    *<exp>       M6811_OP_DIRECT -             O_*
977    .{+-}<exp>   M6811_OP_JUMP_REL -           O_*
978    <exp>        M6811_OP_IND16  -             O_*
979    ,r N,r       M6812_OP_IDX    M6812_OP_REG  O_constant   O_register
980    n,-r         M6812_PRE_DEC   M6812_OP_REG  O_constant   O_register
981    n,+r         M6812_PRE_INC   " "
982    n,r-         M6812_POST_DEC  " "
983    n,r+         M6812_POST_INC  " "
984    A,r B,r D,r  M6811_OP_REG    M6812_OP_REG  O_register   O_register
985    [D,r]        M6811_OP_D_IDX  M6812_OP_REG  O_register   O_register
986    [n,r]        M6811_OP_D_IDX_2 M6812_OP_REG  O_constant   O_register  */
987 static int
988 get_operand (operand *oper, int which, long opmode)
989 {
990   char *p = input_line_pointer;
991   int mode;
992   register_id reg;
993
994   oper->exp.X_op = O_absent;
995   oper->reg1 = REG_NONE;
996   oper->reg2 = REG_NONE;
997   mode = M6811_OP_NONE;
998
999   p = skip_whites (p);
1000
1001   if (*p == 0 || *p == '\n' || *p == '\r')
1002     {
1003       input_line_pointer = p;
1004       return 0;
1005     }
1006
1007   if (*p == '*' && (opmode & (M6811_OP_DIRECT | M6811_OP_IND16)))
1008     {
1009       mode = M6811_OP_DIRECT;
1010       p++;
1011     }
1012   else if (*p == '#')
1013     {
1014       if (!(opmode & (M6811_OP_IMM8 | M6811_OP_IMM16 | M6811_OP_BITMASK)))
1015         {
1016           as_bad (_("Immediate operand is not allowed for operand %d."),
1017                   which);
1018           return -1;
1019         }
1020
1021       mode = M6811_OP_IMM16;
1022       p++;
1023       if (strncmp (p, "%hi", 3) == 0)
1024         {
1025           p += 3;
1026           mode |= M6811_OP_HIGH_ADDR;
1027         }
1028       else if (strncmp (p, "%lo", 3) == 0)
1029         {
1030           p += 3;
1031           mode |= M6811_OP_LOW_ADDR;
1032         }
1033       /* %page modifier is used to obtain only the page number
1034          of the address of a function.  */
1035       else if (strncmp (p, "%page", 5) == 0)
1036         {
1037           p += 5;
1038           mode |= M6811_OP_PAGE_ADDR;
1039         }
1040
1041       /* %addr modifier is used to obtain the physical address part
1042          of the function (16-bit).  For 68HC12 the function will be
1043          mapped in the 16K window at 0x8000 and the value will be
1044          within that window (although the function address may not fit
1045          in 16-bit).  See bfd/elf32-m68hc12.c for the translation.  */
1046       else if (strncmp (p, "%addr", 5) == 0)
1047         {
1048           p += 5;
1049           mode |= M6811_OP_CALL_ADDR;
1050         }
1051     }
1052   else if (*p == '.' && (p[1] == '+' || p[1] == '-'))
1053     {
1054       p++;
1055       mode = M6811_OP_JUMP_REL;
1056     }
1057   else if (*p == '[')
1058     {
1059       if (current_architecture & cpu6811)
1060         as_bad (_("Indirect indexed addressing is not valid for 68HC11."));
1061
1062       p++;
1063       mode = M6812_OP_D_IDX;
1064       p = skip_whites (p);
1065     }
1066   else if (*p == ',')           /* Special handling of ,x and ,y.  */
1067     {
1068       p++;
1069       input_line_pointer = p;
1070
1071       reg = register_name ();
1072       if (reg != REG_NONE)
1073         {
1074           oper->reg1 = reg;
1075           oper->exp.X_op = O_constant;
1076           oper->exp.X_add_number = 0;
1077           oper->mode = M6812_OP_IDX;
1078           return 1;
1079         }
1080       as_bad (_("Spurious `,' or bad indirect register addressing mode."));
1081       return -1;
1082     }
1083   /* Handle 68HC12 page specification in 'call foo,%page(bar)'.  */
1084   else if ((opmode & M6812_OP_PAGE) && strncmp (p, "%page", 5) == 0)
1085     {
1086       p += 5;
1087       mode = M6811_OP_PAGE_ADDR | M6812_OP_PAGE | M6811_OP_IND16;
1088     }
1089   input_line_pointer = p;
1090
1091   if (mode == M6811_OP_NONE || mode == M6812_OP_D_IDX)
1092     reg = register_name ();
1093   else
1094     reg = REG_NONE;
1095
1096   if (reg != REG_NONE)
1097     {
1098       p = skip_whites (input_line_pointer);
1099       if (*p == ']' && mode == M6812_OP_D_IDX)
1100         {
1101           as_bad
1102             (_("Missing second register or offset for indexed-indirect mode."));
1103           return -1;
1104         }
1105
1106       oper->reg1 = reg;
1107       oper->mode = mode | M6812_OP_REG;
1108       if (*p != ',')
1109         {
1110           if (mode == M6812_OP_D_IDX)
1111             {
1112               as_bad (_("Missing second register for indexed-indirect mode."));
1113               return -1;
1114             }
1115           return 1;
1116         }
1117
1118       p++;
1119       input_line_pointer = p;
1120       reg = register_name ();
1121       if (reg != REG_NONE)
1122         {
1123           p = skip_whites (input_line_pointer);
1124           if (mode == M6812_OP_D_IDX)
1125             {
1126               if (*p != ']')
1127                 {
1128                   as_bad (_("Missing `]' to close indexed-indirect mode."));
1129                   return -1;
1130                 }
1131               p++;
1132               oper->mode = M6812_OP_D_IDX;
1133             }
1134           input_line_pointer = p;
1135
1136           oper->reg2 = reg;
1137           return 1;
1138         }
1139       return 1;
1140     }
1141
1142   /* In MRI mode, isolate the operand because we can't distinguish
1143      operands from comments.  */
1144   if (flag_mri)
1145     {
1146       char c = 0;
1147
1148       p = skip_whites (p);
1149       while (*p && *p != ' ' && *p != '\t')
1150         p++;
1151
1152       if (*p)
1153         {
1154           c = *p;
1155           *p = 0;
1156         }
1157
1158       /* Parse as an expression.  */
1159       expression (&oper->exp);
1160
1161       if (c)
1162         {
1163           *p = c;
1164         }
1165     }
1166   else
1167     {
1168       expression (&oper->exp);
1169     }
1170
1171   if (oper->exp.X_op == O_illegal)
1172     {
1173       as_bad (_("Illegal operand."));
1174       return -1;
1175     }
1176   else if (oper->exp.X_op == O_absent)
1177     {
1178       as_bad (_("Missing operand."));
1179       return -1;
1180     }
1181
1182   p = input_line_pointer;
1183
1184   if (mode == M6811_OP_NONE || mode == M6811_OP_DIRECT
1185       || mode == M6812_OP_D_IDX)
1186     {
1187       p = skip_whites (input_line_pointer);
1188
1189       if (*p == ',')
1190         {
1191           int possible_mode = M6811_OP_NONE;
1192           char *old_input_line;
1193
1194           old_input_line = p;
1195           p++;
1196
1197           /* 68HC12 pre increment or decrement.  */
1198           if (mode == M6811_OP_NONE)
1199             {
1200               if (*p == '-')
1201                 {
1202                   possible_mode = M6812_PRE_DEC;
1203                   p++;
1204                 }
1205               else if (*p == '+')
1206                 {
1207                   possible_mode = M6812_PRE_INC;
1208                   p++;
1209                 }
1210               p = skip_whites (p);
1211             }
1212           input_line_pointer = p;
1213           reg = register_name ();
1214
1215           /* Backtrack if we have a valid constant expression and
1216              it does not correspond to the offset of the 68HC12 indexed
1217              addressing mode (as in N,x).  */
1218           if (reg == REG_NONE && mode == M6811_OP_NONE
1219               && possible_mode != M6811_OP_NONE)
1220             {
1221               oper->mode = M6811_OP_IND16 | M6811_OP_JUMP_REL;
1222               input_line_pointer = skip_whites (old_input_line);
1223               return 1;
1224             }
1225
1226           if (possible_mode != M6811_OP_NONE)
1227             mode = possible_mode;
1228
1229           if ((current_architecture & cpu6811)
1230               && possible_mode != M6811_OP_NONE)
1231             as_bad (_("Pre-increment mode is not valid for 68HC11"));
1232           /* Backtrack.  */
1233           if (which == 0 && opmode & M6812_OP_IDX_P2
1234               && reg != REG_X && reg != REG_Y
1235               && reg != REG_PC && reg != REG_SP)
1236             {
1237               reg = REG_NONE;
1238               input_line_pointer = p;
1239             }
1240
1241           if (reg == REG_NONE && mode != M6811_OP_DIRECT
1242               && !(mode == M6811_OP_NONE && opmode & M6811_OP_IND16))
1243             {
1244               as_bad (_("Wrong register in register indirect mode."));
1245               return -1;
1246             }
1247           if (mode == M6812_OP_D_IDX)
1248             {
1249               p = skip_whites (input_line_pointer);
1250               if (*p++ != ']')
1251                 {
1252                   as_bad (_("Missing `]' to close register indirect operand."));
1253                   return -1;
1254                 }
1255               input_line_pointer = p;
1256               oper->reg1 = reg;
1257               oper->mode = M6812_OP_D_IDX_2;
1258               return 1;
1259             }
1260           if (reg != REG_NONE)
1261             {
1262               oper->reg1 = reg;
1263               if (mode == M6811_OP_NONE)
1264                 {
1265                   p = input_line_pointer;
1266                   if (*p == '-')
1267                     {
1268                       mode = M6812_POST_DEC;
1269                       p++;
1270                       if (current_architecture & cpu6811)
1271                         as_bad
1272                           (_("Post-decrement mode is not valid for 68HC11."));
1273                     }
1274                   else if (*p == '+')
1275                     {
1276                       mode = M6812_POST_INC;
1277                       p++;
1278                       if (current_architecture & cpu6811)
1279                         as_bad
1280                           (_("Post-increment mode is not valid for 68HC11."));
1281                     }
1282                   else
1283                     mode = M6812_OP_IDX;
1284
1285                   input_line_pointer = p;
1286                 }
1287               else
1288                 mode |= M6812_OP_IDX;
1289
1290               oper->mode = mode;
1291               return 1;
1292             }
1293           input_line_pointer = old_input_line;
1294         }
1295
1296       if (mode == M6812_OP_D_IDX_2)
1297         {
1298           as_bad (_("Invalid indexed indirect mode."));
1299           return -1;
1300         }
1301     }
1302
1303   /* If the mode is not known until now, this is either a label
1304      or an indirect address.  */
1305   if (mode == M6811_OP_NONE)
1306     mode = M6811_OP_IND16 | M6811_OP_JUMP_REL;
1307
1308   p = input_line_pointer;
1309   while (*p == ' ' || *p == '\t')
1310     p++;
1311   input_line_pointer = p;
1312   oper->mode = mode;
1313
1314   return 1;
1315 }
1316
1317 #define M6812_AUTO_INC_DEC (M6812_PRE_INC | M6812_PRE_DEC \
1318                             | M6812_POST_INC | M6812_POST_DEC)
1319
1320 /* Checks that the number 'num' fits for a given mode.  */
1321 static int
1322 check_range (long num, int mode)
1323 {
1324   /* Auto increment and decrement are ok for [-8..8] without 0.  */
1325   if (mode & M6812_AUTO_INC_DEC)
1326     return (num != 0 && num <= 8 && num >= -8);
1327
1328   /* The 68HC12 supports 5, 9 and 16-bit offsets.  */
1329   if (mode & (M6812_INDEXED_IND | M6812_INDEXED | M6812_OP_IDX))
1330     mode = M6811_OP_IND16;
1331
1332   if (mode & M6812_OP_JUMP_REL16)
1333     mode = M6811_OP_IND16;
1334
1335   mode &= ~M6811_OP_BRANCH;
1336   switch (mode)
1337     {
1338     case M6811_OP_IX:
1339     case M6811_OP_IY:
1340     case M6811_OP_DIRECT:
1341       return (num >= 0 && num <= 255) ? 1 : 0;
1342
1343     case M6811_OP_BITMASK:
1344     case M6811_OP_IMM8:
1345     case M6812_OP_PAGE:
1346       return (((num & 0xFFFFFF00) == 0) || ((num & 0xFFFFFF00) == 0xFFFFFF00))
1347         ? 1 : 0;
1348
1349     case M6811_OP_JUMP_REL:
1350       return (num >= -128 && num <= 127) ? 1 : 0;
1351
1352     case M6811_OP_IND16:
1353     case M6811_OP_IND16 | M6812_OP_PAGE:
1354     case M6811_OP_IMM16:
1355       return (((num & 0xFFFF0000) == 0) || ((num & 0xFFFF0000) == 0xFFFF0000))
1356         ? 1 : 0;
1357
1358     case M6812_OP_IBCC_MARKER:
1359     case M6812_OP_TBCC_MARKER:
1360     case M6812_OP_DBCC_MARKER:
1361       return (num >= -256 && num <= 255) ? 1 : 0;
1362
1363     case M6812_OP_TRAP_ID:
1364       return ((num >= 0x30 && num <= 0x39)
1365               || (num >= 0x40 && num <= 0x0ff)) ? 1 : 0;
1366
1367     default:
1368       return 0;
1369     }
1370 }
1371 \f
1372 /* Gas fixup generation.  */
1373
1374 /* Put a 1 byte expression described by 'oper'.  If this expression contains
1375    unresolved symbols, generate an 8-bit fixup.  */
1376 static void
1377 fixup8 (expressionS *oper, int mode, int opmode)
1378 {
1379   char *f;
1380
1381   f = frag_more (1);
1382
1383   if (oper->X_op == O_constant)
1384     {
1385       if (mode & M6812_OP_TRAP_ID
1386           && !check_range (oper->X_add_number, M6812_OP_TRAP_ID))
1387         {
1388           static char trap_id_warn_once = 0;
1389
1390           as_bad (_("Trap id `%ld' is out of range."), oper->X_add_number);
1391           if (trap_id_warn_once == 0)
1392             {
1393               trap_id_warn_once = 1;
1394               as_bad (_("Trap id must be within [0x30..0x39] or [0x40..0xff]."));
1395             }
1396         }
1397
1398       if (!(mode & M6812_OP_TRAP_ID)
1399           && !check_range (oper->X_add_number, mode))
1400         {
1401           as_bad (_("Operand out of 8-bit range: `%ld'."), oper->X_add_number);
1402         }
1403       number_to_chars_bigendian (f, oper->X_add_number & 0x0FF, 1);
1404     }
1405   else if (oper->X_op != O_register)
1406     {
1407       if (mode & M6812_OP_TRAP_ID)
1408         as_bad (_("The trap id must be a constant."));
1409
1410       if (mode == M6811_OP_JUMP_REL)
1411         {
1412           fixS *fixp;
1413
1414           fixp = fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 1,
1415                               oper, TRUE, BFD_RELOC_8_PCREL);
1416           fixp->fx_pcrel_adjust = 1;
1417         }
1418       else
1419         {
1420           fixS *fixp;
1421           int reloc;
1422
1423           /* Now create an 8-bit fixup.  If there was some %hi, %lo
1424              or %page modifier, generate the reloc accordingly.  */
1425           if (opmode & M6811_OP_HIGH_ADDR)
1426             reloc = BFD_RELOC_M68HC11_HI8;
1427           else if (opmode & M6811_OP_LOW_ADDR)
1428             reloc = BFD_RELOC_M68HC11_LO8;
1429           else if (opmode & M6811_OP_PAGE_ADDR)
1430             reloc = BFD_RELOC_M68HC11_PAGE;
1431           else
1432             reloc = BFD_RELOC_8;
1433
1434           fixp = fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 1,
1435                               oper, FALSE, reloc);
1436           if (reloc != BFD_RELOC_8)
1437             fixp->fx_no_overflow = 1;
1438         }
1439       number_to_chars_bigendian (f, 0, 1);
1440     }
1441   else
1442     {
1443       as_fatal (_("Operand `%x' not recognized in fixup8."), oper->X_op);
1444     }
1445 }
1446
1447 /* Put a 2 byte expression described by 'oper'.  If this expression contains
1448    unresolved symbols, generate a 16-bit fixup.  */
1449 static void
1450 fixup16 (expressionS *oper, int mode, int opmode ATTRIBUTE_UNUSED)
1451 {
1452   char *f;
1453
1454   f = frag_more (2);
1455
1456   if (oper->X_op == O_constant)
1457     {
1458       if (!check_range (oper->X_add_number, mode))
1459         {
1460           as_bad (_("Operand out of 16-bit range: `%ld'."),
1461                   oper->X_add_number);
1462         }
1463       number_to_chars_bigendian (f, oper->X_add_number & 0x0FFFF, 2);
1464     }
1465   else if (oper->X_op != O_register)
1466     {
1467       fixS *fixp;
1468       int reloc;
1469
1470       if ((opmode & M6811_OP_CALL_ADDR) && (mode & M6811_OP_IMM16))
1471         reloc = BFD_RELOC_M68HC11_LO16;
1472       else if (mode & M6812_OP_JUMP_REL16)
1473         reloc = BFD_RELOC_16_PCREL;
1474       else if (mode & M6812_OP_PAGE)
1475         reloc = BFD_RELOC_M68HC11_LO16;
1476       else
1477         reloc = BFD_RELOC_16;
1478
1479       /* Now create a 16-bit fixup.  */
1480       fixp = fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 2,
1481                           oper,
1482                           reloc == BFD_RELOC_16_PCREL,
1483                           reloc);
1484       number_to_chars_bigendian (f, 0, 2);
1485       if (reloc == BFD_RELOC_16_PCREL)
1486         fixp->fx_pcrel_adjust = 2;
1487       if (reloc == BFD_RELOC_M68HC11_LO16)
1488         fixp->fx_no_overflow = 1;
1489     }
1490   else
1491     {
1492       as_fatal (_("Operand `%x' not recognized in fixup16."), oper->X_op);
1493     }
1494 }
1495
1496 /* Put a 3 byte expression described by 'oper'.  If this expression contains
1497    unresolved symbols, generate a 24-bit fixup.  */
1498 static void
1499 fixup24 (expressionS *oper, int mode, int opmode ATTRIBUTE_UNUSED)
1500 {
1501   char *f;
1502
1503   f = frag_more (3);
1504
1505   if (oper->X_op == O_constant)
1506     {
1507       if (!check_range (oper->X_add_number, mode))
1508         {
1509           as_bad (_("Operand out of 16-bit range: `%ld'."),
1510                   oper->X_add_number);
1511         }
1512       number_to_chars_bigendian (f, oper->X_add_number & 0x0FFFFFF, 3);
1513     }
1514   else if (oper->X_op != O_register)
1515     {
1516       fixS *fixp;
1517
1518       /* Now create a 24-bit fixup.  */
1519       fixp = fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 2,
1520                           oper, FALSE, BFD_RELOC_M68HC11_24);
1521       number_to_chars_bigendian (f, 0, 3);
1522     }
1523   else
1524     {
1525       as_fatal (_("Operand `%x' not recognized in fixup16."), oper->X_op);
1526     }
1527 }
1528 \f
1529 /* 68HC11 and 68HC12 code generation.  */
1530
1531 /* Translate the short branch/bsr instruction into a long branch.  */
1532 static unsigned char
1533 convert_branch (unsigned char code)
1534 {
1535   if (IS_OPCODE (code, M6812_BSR))
1536     return M6812_JSR;
1537   else if (IS_OPCODE (code, M6811_BSR))
1538     return M6811_JSR;
1539   else if (IS_OPCODE (code, M6811_BRA))
1540     return (current_architecture & cpu6812) ? M6812_JMP : M6811_JMP;
1541   else
1542     as_fatal (_("Unexpected branch conversion with `%x'"), code);
1543
1544   /* Keep gcc happy.  */
1545   return M6811_JSR;
1546 }
1547
1548 /* Start a new insn that contains at least 'size' bytes.  Record the
1549    line information of that insn in the dwarf2 debug sections.  */
1550 static char *
1551 m68hc11_new_insn (int size)
1552 {
1553   char *f;
1554
1555   f = frag_more (size);
1556
1557   dwarf2_emit_insn (size);
1558
1559   return f;
1560 }
1561
1562 /* Builds a jump instruction (bra, bcc, bsr).  */
1563 static void
1564 build_jump_insn (struct m68hc11_opcode *opcode, operand operands[],
1565                  int nb_operands, int jmp_mode)
1566 {
1567   unsigned char code;
1568   char *f;
1569   unsigned long n;
1570   fragS *frag;
1571   int where;
1572
1573   /* The relative branch conversion is not supported for
1574      brclr and brset.  */
1575   assert ((opcode->format & M6811_OP_BITMASK) == 0);
1576   assert (nb_operands == 1);
1577   assert (operands[0].reg1 == REG_NONE && operands[0].reg2 == REG_NONE);
1578
1579   code = opcode->opcode;
1580
1581   n = operands[0].exp.X_add_number;
1582
1583   /* Turn into a long branch:
1584      - when force long branch option (and not for jbcc pseudos),
1585      - when jbcc and the constant is out of -128..127 range,
1586      - when branch optimization is allowed and branch out of range.  */
1587   if ((jmp_mode == 0 && flag_force_long_jumps)
1588       || (operands[0].exp.X_op == O_constant
1589           && (!check_range (n, opcode->format) &&
1590               (jmp_mode == 1 || flag_fixed_branchs == 0))))
1591     {
1592       frag = frag_now;
1593       where = frag_now_fix ();
1594
1595       fix_new (frag_now, frag_now_fix (), 1,
1596                &abs_symbol, 0, 1, BFD_RELOC_M68HC11_RL_JUMP);
1597
1598       if (code == M6811_BSR || code == M6811_BRA || code == M6812_BSR)
1599         {
1600           code = convert_branch (code);
1601
1602           f = m68hc11_new_insn (1);
1603           number_to_chars_bigendian (f, code, 1);
1604         }
1605       else if (current_architecture & cpu6812)
1606         {
1607           /* 68HC12: translate the bcc into a lbcc.  */
1608           f = m68hc11_new_insn (2);
1609           number_to_chars_bigendian (f, M6811_OPCODE_PAGE2, 1);
1610           number_to_chars_bigendian (f + 1, code, 1);
1611           fixup16 (&operands[0].exp, M6812_OP_JUMP_REL16,
1612                    M6812_OP_JUMP_REL16);
1613           return;
1614         }
1615       else
1616         {
1617           /* 68HC11: translate the bcc into b!cc +3; jmp <L>.  */
1618           f = m68hc11_new_insn (3);
1619           code ^= 1;
1620           number_to_chars_bigendian (f, code, 1);
1621           number_to_chars_bigendian (f + 1, 3, 1);
1622           number_to_chars_bigendian (f + 2, M6811_JMP, 1);
1623         }
1624       fixup16 (&operands[0].exp, M6811_OP_IND16, M6811_OP_IND16);
1625       return;
1626     }
1627
1628   /* Branch with a constant that must fit in 8-bits.  */
1629   if (operands[0].exp.X_op == O_constant)
1630     {
1631       if (!check_range (n, opcode->format))
1632         {
1633           as_bad (_("Operand out of range for a relative branch: `%ld'"),
1634                   n);
1635         }
1636       else if (opcode->format & M6812_OP_JUMP_REL16)
1637         {
1638           f = m68hc11_new_insn (4);
1639           number_to_chars_bigendian (f, M6811_OPCODE_PAGE2, 1);
1640           number_to_chars_bigendian (f + 1, code, 1);
1641           number_to_chars_bigendian (f + 2, n & 0x0ffff, 2);
1642         }
1643       else
1644         {
1645           f = m68hc11_new_insn (2);
1646           number_to_chars_bigendian (f, code, 1);
1647           number_to_chars_bigendian (f + 1, n & 0x0FF, 1);
1648         }
1649     }
1650   else if (opcode->format & M6812_OP_JUMP_REL16)
1651     {
1652       frag = frag_now;
1653       where = frag_now_fix ();
1654
1655       fix_new (frag_now, frag_now_fix (), 1,
1656                &abs_symbol, 0, 1, BFD_RELOC_M68HC11_RL_JUMP);
1657
1658       f = m68hc11_new_insn (2);
1659       number_to_chars_bigendian (f, M6811_OPCODE_PAGE2, 1);
1660       number_to_chars_bigendian (f + 1, code, 1);
1661       fixup16 (&operands[0].exp, M6812_OP_JUMP_REL16, M6812_OP_JUMP_REL16);
1662     }
1663   else
1664     {
1665       char *opcode;
1666
1667       frag = frag_now;
1668       where = frag_now_fix ();
1669       
1670       fix_new (frag_now, frag_now_fix (), 1,
1671                &abs_symbol, 0, 1, BFD_RELOC_M68HC11_RL_JUMP);
1672
1673       /* Branch offset must fit in 8-bits, don't do some relax.  */
1674       if (jmp_mode == 0 && flag_fixed_branchs)
1675         {
1676           opcode = m68hc11_new_insn (1);
1677           number_to_chars_bigendian (opcode, code, 1);
1678           fixup8 (&operands[0].exp, M6811_OP_JUMP_REL, M6811_OP_JUMP_REL);
1679         }
1680
1681       /* bra/bsr made be changed into jmp/jsr.  */
1682       else if (code == M6811_BSR || code == M6811_BRA || code == M6812_BSR)
1683         {
1684           /* Allocate worst case storage.  */
1685           opcode = m68hc11_new_insn (3);
1686           number_to_chars_bigendian (opcode, code, 1);
1687           number_to_chars_bigendian (opcode + 1, 0, 1);
1688           frag_variant (rs_machine_dependent, 1, 1,
1689                         ENCODE_RELAX (STATE_PC_RELATIVE, STATE_UNDF),
1690                         operands[0].exp.X_add_symbol, (offsetT) n,
1691                         opcode);
1692         }
1693       else if (current_architecture & cpu6812)
1694         {
1695           opcode = m68hc11_new_insn (2);
1696           number_to_chars_bigendian (opcode, code, 1);
1697           number_to_chars_bigendian (opcode + 1, 0, 1);
1698           frag_var (rs_machine_dependent, 2, 2,
1699                     ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH_6812, STATE_UNDF),
1700                     operands[0].exp.X_add_symbol, (offsetT) n, opcode);
1701         }
1702       else
1703         {
1704           opcode = m68hc11_new_insn (2);
1705           number_to_chars_bigendian (opcode, code, 1);
1706           number_to_chars_bigendian (opcode + 1, 0, 1);
1707           frag_var (rs_machine_dependent, 3, 3,
1708                     ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH, STATE_UNDF),
1709                     operands[0].exp.X_add_symbol, (offsetT) n, opcode);
1710         }
1711     }
1712 }
1713
1714 /* Builds a dbne/dbeq/tbne/tbeq instruction.  */
1715 static void
1716 build_dbranch_insn (struct m68hc11_opcode *opcode, operand operands[],
1717                     int nb_operands, int jmp_mode)
1718 {
1719   unsigned char code;
1720   char *f;
1721   unsigned long n;
1722
1723   /* The relative branch conversion is not supported for
1724      brclr and brset.  */
1725   assert ((opcode->format & M6811_OP_BITMASK) == 0);
1726   assert (nb_operands == 2);
1727   assert (operands[0].reg1 != REG_NONE);
1728
1729   code = opcode->opcode & 0x0FF;
1730
1731   f = m68hc11_new_insn (1);
1732   number_to_chars_bigendian (f, code, 1);
1733
1734   n = operands[1].exp.X_add_number;
1735   code = operands[0].reg1;
1736
1737   if (operands[0].reg1 == REG_NONE || operands[0].reg1 == REG_CCR
1738       || operands[0].reg1 == REG_PC)
1739     as_bad (_("Invalid register for dbcc/tbcc instruction."));
1740
1741   if (opcode->format & M6812_OP_IBCC_MARKER)
1742     code |= 0x80;
1743   else if (opcode->format & M6812_OP_TBCC_MARKER)
1744     code |= 0x40;
1745
1746   if (!(opcode->format & M6812_OP_EQ_MARKER))
1747     code |= 0x20;
1748
1749   /* Turn into a long branch:
1750      - when force long branch option (and not for jbcc pseudos),
1751      - when jdbcc and the constant is out of -256..255 range,
1752      - when branch optimization is allowed and branch out of range.  */
1753   if ((jmp_mode == 0 && flag_force_long_jumps)
1754       || (operands[1].exp.X_op == O_constant
1755           && (!check_range (n, M6812_OP_IBCC_MARKER) &&
1756               (jmp_mode == 1 || flag_fixed_branchs == 0))))
1757     {
1758       f = frag_more (2);
1759       code ^= 0x20;
1760       number_to_chars_bigendian (f, code, 1);
1761       number_to_chars_bigendian (f + 1, M6812_JMP, 1);
1762       fixup16 (&operands[0].exp, M6811_OP_IND16, M6811_OP_IND16);
1763       return;
1764     }
1765
1766   /* Branch with a constant that must fit in 9-bits.  */
1767   if (operands[1].exp.X_op == O_constant)
1768     {
1769       if (!check_range (n, M6812_OP_IBCC_MARKER))
1770         {
1771           as_bad (_("Operand out of range for a relative branch: `%ld'"),
1772                   n);
1773         }
1774       else
1775         {
1776           if ((long) n < 0)
1777             code |= 0x10;
1778
1779           f = frag_more (2);
1780           number_to_chars_bigendian (f, code, 1);
1781           number_to_chars_bigendian (f + 1, n & 0x0FF, 1);
1782         }
1783     }
1784   else
1785     {
1786       /* Branch offset must fit in 8-bits, don't do some relax.  */
1787       if (jmp_mode == 0 && flag_fixed_branchs)
1788         {
1789           fixup8 (&operands[0].exp, M6811_OP_JUMP_REL, M6811_OP_JUMP_REL);
1790         }
1791
1792       else
1793         {
1794           f = frag_more (2);
1795           number_to_chars_bigendian (f, code, 1);
1796           number_to_chars_bigendian (f + 1, 0, 1);
1797           frag_var (rs_machine_dependent, 3, 3,
1798                     ENCODE_RELAX (STATE_XBCC_BRANCH, STATE_UNDF),
1799                     operands[1].exp.X_add_symbol, (offsetT) n, f);
1800         }
1801     }
1802 }
1803
1804 #define OP_EXTENDED (M6811_OP_PAGE2 | M6811_OP_PAGE3 | M6811_OP_PAGE4)
1805
1806 /* Assemble the post index byte for 68HC12 extended addressing modes.  */
1807 static int
1808 build_indexed_byte (operand *op, int format ATTRIBUTE_UNUSED, int move_insn)
1809 {
1810   unsigned char byte = 0;
1811   char *f;
1812   int mode;
1813   long val;
1814
1815   val = op->exp.X_add_number;
1816   mode = op->mode;
1817   if (mode & M6812_AUTO_INC_DEC)
1818     {
1819       byte = 0x20;
1820       if (mode & (M6812_POST_INC | M6812_POST_DEC))
1821         byte |= 0x10;
1822
1823       if (op->exp.X_op == O_constant)
1824         {
1825           if (!check_range (val, mode))
1826             {
1827               as_bad (_("Increment/decrement value is out of range: `%ld'."),
1828                       val);
1829             }
1830           if (mode & (M6812_POST_INC | M6812_PRE_INC))
1831             byte |= (val - 1) & 0x07;
1832           else
1833             byte |= (8 - ((val) & 7)) | 0x8;
1834         }
1835       switch (op->reg1)
1836         {
1837         case REG_NONE:
1838           as_fatal (_("Expecting a register."));
1839
1840         case REG_X:
1841           byte |= 0;
1842           break;
1843
1844         case REG_Y:
1845           byte |= 0x40;
1846           break;
1847
1848         case REG_SP:
1849           byte |= 0x80;
1850           break;
1851
1852         default:
1853           as_bad (_("Invalid register for post/pre increment."));
1854           break;
1855         }
1856
1857       f = frag_more (1);
1858       number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1859       return 1;
1860     }
1861
1862   if (mode & (M6812_OP_IDX | M6812_OP_D_IDX_2))
1863     {
1864       switch (op->reg1)
1865         {
1866         case REG_X:
1867           byte = 0;
1868           break;
1869
1870         case REG_Y:
1871           byte = 1;
1872           break;
1873
1874         case REG_SP:
1875           byte = 2;
1876           break;
1877
1878         case REG_PC:
1879           byte = 3;
1880           break;
1881
1882         default:
1883           as_bad (_("Invalid register."));
1884           break;
1885         }
1886       if (op->exp.X_op == O_constant)
1887         {
1888           if (!check_range (val, M6812_OP_IDX))
1889             {
1890               as_bad (_("Offset out of 16-bit range: %ld."), val);
1891             }
1892
1893           if (move_insn && !(val >= -16 && val <= 15))
1894             {
1895               as_bad (_("Offset out of 5-bit range for movw/movb insn: %ld."),
1896                       val);
1897               return -1;
1898             }
1899
1900           if (val >= -16 && val <= 15 && !(mode & M6812_OP_D_IDX_2))
1901             {
1902               byte = byte << 6;
1903               byte |= val & 0x1f;
1904               f = frag_more (1);
1905               number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1906               return 1;
1907             }
1908           else if (val >= -256 && val <= 255 && !(mode & M6812_OP_D_IDX_2))
1909             {
1910               byte = byte << 3;
1911               byte |= 0xe0;
1912               if (val < 0)
1913                 byte |= 0x1;
1914               f = frag_more (2);
1915               number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1916               number_to_chars_bigendian (f + 1, val & 0x0FF, 1);
1917               return 2;
1918             }
1919           else
1920             {
1921               byte = byte << 3;
1922               if (mode & M6812_OP_D_IDX_2)
1923                 byte |= 0xe3;
1924               else
1925                 byte |= 0xe2;
1926
1927               f = frag_more (3);
1928               number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1929               number_to_chars_bigendian (f + 1, val & 0x0FFFF, 2);
1930               return 3;
1931             }
1932         }
1933       if (mode & M6812_OP_D_IDX_2)
1934         {
1935           byte = (byte << 3) | 0xe3;
1936           f = frag_more (1);
1937           number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1938
1939           fixup16 (&op->exp, 0, 0);
1940         }
1941       else if (op->reg1 != REG_PC)
1942         {
1943           symbolS *sym;
1944           offsetT off;
1945
1946           f = frag_more (1);
1947           number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1948           sym = op->exp.X_add_symbol;
1949           off = op->exp.X_add_number;
1950           if (op->exp.X_op != O_symbol)
1951             {
1952               sym = make_expr_symbol (&op->exp);
1953               off = 0;
1954             }
1955           /* movb/movw cannot be relaxed.  */
1956           if (move_insn)
1957             {
1958               byte <<= 6;
1959               number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1960               fix_new (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 1,
1961                        sym, off, 0, BFD_RELOC_M68HC12_5B);
1962               return 1;
1963             }
1964           else
1965             {
1966               number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1967               frag_var (rs_machine_dependent, 2, 2,
1968                         ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_UNDF),
1969                         sym, off, f);
1970             }
1971         }
1972       else
1973         {
1974           f = frag_more (1);
1975           /* movb/movw cannot be relaxed.  */
1976           if (move_insn)
1977             {
1978               byte <<= 6;
1979               number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1980               fix_new (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 1,
1981                        op->exp.X_add_symbol, op->exp.X_add_number, 0, BFD_RELOC_M68HC12_5B);
1982               return 1;
1983             }
1984           else
1985             {
1986               number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
1987               frag_var (rs_machine_dependent, 2, 2,
1988                         ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_UNDF),
1989                         op->exp.X_add_symbol,
1990                         op->exp.X_add_number, f);
1991             }
1992         }
1993       return 3;
1994     }
1995
1996   if (mode & (M6812_OP_REG | M6812_OP_D_IDX))
1997     {
1998       if (mode & M6812_OP_D_IDX)
1999         {
2000           if (op->reg1 != REG_D)
2001             as_bad (_("Expecting register D for indexed indirect mode."));
2002           if (move_insn)
2003             as_bad (_("Indexed indirect mode is not allowed for movb/movw."));
2004
2005           byte = 0xE7;
2006         }
2007       else
2008         {
2009           switch (op->reg1)
2010             {
2011             case REG_A:
2012               byte = 0xE4;
2013               break;
2014
2015             case REG_B:
2016               byte = 0xE5;
2017               break;
2018
2019             default:
2020               as_bad (_("Invalid accumulator register."));
2021
2022             case REG_D:
2023               byte = 0xE6;
2024               break;
2025             }
2026         }
2027       switch (op->reg2)
2028         {
2029         case REG_X:
2030           break;
2031
2032         case REG_Y:
2033           byte |= (1 << 3);
2034           break;
2035
2036         case REG_SP:
2037           byte |= (2 << 3);
2038           break;
2039
2040         case REG_PC:
2041           byte |= (3 << 3);
2042           break;
2043
2044         default:
2045           as_bad (_("Invalid indexed register."));
2046           break;
2047         }
2048       f = frag_more (1);
2049       number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
2050       return 1;
2051     }
2052
2053   as_fatal (_("Addressing mode not implemented yet."));
2054   return 0;
2055 }
2056
2057 /* Assemble the 68HC12 register mode byte.  */
2058 static int
2059 build_reg_mode (operand *op, int format)
2060 {
2061   unsigned char byte;
2062   char *f;
2063
2064   if (format & M6812_OP_SEX_MARKER
2065       && op->reg1 != REG_A && op->reg1 != REG_B && op->reg1 != REG_CCR)
2066     as_bad (_("Invalid source register for this instruction, use 'tfr'."));
2067   else if (op->reg1 == REG_NONE || op->reg1 == REG_PC)
2068     as_bad (_("Invalid source register."));
2069
2070   if (format & M6812_OP_SEX_MARKER
2071       && op->reg2 != REG_D
2072       && op->reg2 != REG_X && op->reg2 != REG_Y && op->reg2 != REG_SP)
2073     as_bad (_("Invalid destination register for this instruction, use 'tfr'."));
2074   else if (op->reg2 == REG_NONE || op->reg2 == REG_PC)
2075     as_bad (_("Invalid destination register."));
2076
2077   byte = (op->reg1 << 4) | (op->reg2);
2078   if (format & M6812_OP_EXG_MARKER)
2079     byte |= 0x80;
2080
2081   f = frag_more (1);
2082   number_to_chars_bigendian (f, byte, 1);
2083   return 1;
2084 }
2085
2086 /* build_insn takes a pointer to the opcode entry in the opcode table,
2087    the array of operand expressions and builds the corresponding instruction.
2088    This operation only deals with non relative jumps insn (need special
2089    handling).  */
2090 static void
2091 build_insn (struct m68hc11_opcode *opcode, operand operands[],
2092             int nb_operands ATTRIBUTE_UNUSED)
2093 {
2094   int i;
2095   char *f;
2096   long format;
2097   int move_insn = 0;
2098
2099   /* Put the page code instruction if there is one.  */
2100   format = opcode->format;
2101
2102   if (format & M6811_OP_BRANCH)
2103     fix_new (frag_now, frag_now_fix (), 1,
2104              &abs_symbol, 0, 1, BFD_RELOC_M68HC11_RL_JUMP);
2105
2106   if (format & OP_EXTENDED)
2107     {
2108       int page_code;
2109
2110       f = m68hc11_new_insn (2);
2111       if (format & M6811_OP_PAGE2)
2112         page_code = M6811_OPCODE_PAGE2;
2113       else if (format & M6811_OP_PAGE3)
2114         page_code = M6811_OPCODE_PAGE3;
2115       else
2116         page_code = M6811_OPCODE_PAGE4;
2117
2118       number_to_chars_bigendian (f, page_code, 1);
2119       f++;
2120     }
2121   else
2122     f = m68hc11_new_insn (1);
2123
2124   number_to_chars_bigendian (f, opcode->opcode, 1);
2125
2126   i = 0;
2127
2128   /* The 68HC12 movb and movw instructions are special.  We have to handle
2129      them in a special way.  */
2130   if (format & (M6812_OP_IND16_P2 | M6812_OP_IDX_P2))
2131     {
2132       move_insn = 1;
2133       if (format & M6812_OP_IDX)
2134         {
2135           build_indexed_byte (&operands[0], format, 1);
2136           i = 1;
2137           format &= ~M6812_OP_IDX;
2138         }
2139       if (format & M6812_OP_IDX_P2)
2140         {
2141           build_indexed_byte (&operands[1], format, 1);
2142           i = 0;
2143           format &= ~M6812_OP_IDX_P2;
2144         }
2145     }
2146
2147   if (format & (M6811_OP_DIRECT | M6811_OP_IMM8))
2148     {
2149       fixup8 (&operands[i].exp,
2150               format & (M6811_OP_DIRECT | M6811_OP_IMM8 | M6812_OP_TRAP_ID),
2151               operands[i].mode);
2152       i++;
2153     }
2154   else if (IS_CALL_SYMBOL (format) && nb_operands == 1)
2155     {
2156       format &= ~M6812_OP_PAGE;
2157       fixup24 (&operands[i].exp, format & M6811_OP_IND16,
2158                operands[i].mode);
2159       i++;
2160     }
2161   else if (format & (M6811_OP_IMM16 | M6811_OP_IND16))
2162     {
2163       fixup16 (&operands[i].exp,
2164                format & (M6811_OP_IMM16 | M6811_OP_IND16 | M6812_OP_PAGE),
2165                operands[i].mode);
2166       i++;
2167     }
2168   else if (format & (M6811_OP_IX | M6811_OP_IY))
2169     {
2170       if ((format & M6811_OP_IX) && (operands[0].reg1 != REG_X))
2171         as_bad (_("Invalid indexed register, expecting register X."));
2172       if ((format & M6811_OP_IY) && (operands[0].reg1 != REG_Y))
2173         as_bad (_("Invalid indexed register, expecting register Y."));
2174
2175       fixup8 (&operands[0].exp, M6811_OP_IX, operands[0].mode);
2176       i = 1;
2177     }
2178   else if (format &
2179            (M6812_OP_IDX | M6812_OP_IDX_2 | M6812_OP_IDX_1
2180             | M6812_OP_D_IDX | M6812_OP_D_IDX_2))
2181     {
2182       build_indexed_byte (&operands[i], format, move_insn);
2183       i++;
2184     }
2185   else if (format & M6812_OP_REG && current_architecture & cpu6812)
2186     {
2187       build_reg_mode (&operands[i], format);
2188       i++;
2189     }
2190   if (format & M6811_OP_BITMASK)
2191     {
2192       fixup8 (&operands[i].exp, M6811_OP_BITMASK, operands[i].mode);
2193       i++;
2194     }
2195   if (format & M6811_OP_JUMP_REL)
2196     {
2197       fixup8 (&operands[i].exp, M6811_OP_JUMP_REL, operands[i].mode);
2198     }
2199   else if (format & M6812_OP_IND16_P2)
2200     {
2201       fixup16 (&operands[1].exp, M6811_OP_IND16, operands[1].mode);
2202     }
2203   if (format & M6812_OP_PAGE)
2204     {
2205       fixup8 (&operands[i].exp, M6812_OP_PAGE, operands[i].mode);
2206     }
2207 }
2208 \f
2209 /* Opcode identification and operand analysis.  */
2210
2211 /* find() gets a pointer to an entry in the opcode table.  It must look at all
2212    opcodes with the same name and use the operands to choose the correct
2213    opcode.  Returns the opcode pointer if there was a match and 0 if none.  */
2214 static struct m68hc11_opcode *
2215 find (struct m68hc11_opcode_def *opc, operand operands[], int nb_operands)
2216 {
2217   int i, match, pos;
2218   struct m68hc11_opcode *opcode;
2219   struct m68hc11_opcode *op_indirect;
2220
2221   op_indirect = 0;
2222   opcode = opc->opcode;
2223
2224   /* Now search the opcode table table for one with operands
2225      that matches what we've got.  We're only done if the operands matched so
2226      far AND there are no more to check.  */
2227   for (pos = match = 0; match == 0 && pos < opc->nb_modes; pos++, opcode++)
2228     {
2229       int poss_indirect = 0;
2230       long format = opcode->format;
2231       int expect;
2232
2233       expect = 0;
2234       if (opcode->format & M6811_OP_MASK)
2235         expect++;
2236       if (opcode->format & M6811_OP_BITMASK)
2237         expect++;
2238       if (opcode->format & (M6811_OP_JUMP_REL | M6812_OP_JUMP_REL16))
2239         expect++;
2240       if (opcode->format & (M6812_OP_IND16_P2 | M6812_OP_IDX_P2))
2241         expect++;
2242       if ((opcode->format & M6812_OP_PAGE)
2243           && (!IS_CALL_SYMBOL (opcode->format) || nb_operands == 2))
2244         expect++;
2245
2246       for (i = 0; expect == nb_operands && i < nb_operands; i++)
2247         {
2248           int mode = operands[i].mode;
2249
2250           if (mode & M6811_OP_IMM16)
2251             {
2252               if (format &
2253                   (M6811_OP_IMM8 | M6811_OP_IMM16 | M6811_OP_BITMASK))
2254                 continue;
2255               break;
2256             }
2257           if (mode == M6811_OP_DIRECT)
2258             {
2259               if (format & M6811_OP_DIRECT)
2260                 continue;
2261
2262               /* If the operand is a page 0 operand, remember a
2263                  possible <abs-16> addressing mode.  We mark
2264                  this and continue to check other operands.  */
2265               if (format & M6811_OP_IND16
2266                   && flag_strict_direct_addressing && op_indirect == 0)
2267                 {
2268                   poss_indirect = 1;
2269                   continue;
2270                 }
2271               break;
2272             }
2273           if (mode & M6811_OP_IND16)
2274             {
2275               if (i == 0 && (format & M6811_OP_IND16) != 0)
2276                 continue;
2277               if (i != 0 && (format & M6812_OP_PAGE) != 0)
2278                 continue;
2279               if (i != 0 && (format & M6812_OP_IND16_P2) != 0)
2280                 continue;
2281               if (i == 0 && (format & M6811_OP_BITMASK))
2282                 break;
2283             }
2284           if (mode & (M6811_OP_JUMP_REL | M6812_OP_JUMP_REL16))
2285             {
2286               if (format & (M6811_OP_JUMP_REL | M6812_OP_JUMP_REL16))
2287                 continue;
2288             }
2289           if (mode & M6812_OP_REG)
2290             {
2291               if (i == 0
2292                   && (format & M6812_OP_REG)
2293                   && (operands[i].reg2 == REG_NONE))
2294                 continue;
2295               if (i == 0
2296                   && (format & M6812_OP_REG)
2297                   && (format & M6812_OP_REG_2)
2298                   && (operands[i].reg2 != REG_NONE))
2299                 continue;
2300               if (i == 0
2301                   && (format & M6812_OP_IDX)
2302                   && (operands[i].reg2 != REG_NONE))
2303                 continue;
2304               if (i == 0
2305                   && (format & M6812_OP_IDX)
2306                   && (format & (M6812_OP_IND16_P2 | M6812_OP_IDX_P2)))
2307                 continue;
2308               if (i == 1
2309                   && (format & M6812_OP_IDX_P2))
2310                 continue;
2311               break;
2312             }
2313           if (mode & M6812_OP_IDX)
2314             {
2315               if (format & M6811_OP_IX && operands[i].reg1 == REG_X)
2316                 continue;
2317               if (format & M6811_OP_IY && operands[i].reg1 == REG_Y)
2318                 continue;
2319               if (i == 0
2320                   && format & (M6812_OP_IDX | M6812_OP_IDX_1 | M6812_OP_IDX_2)
2321                   && (operands[i].reg1 == REG_X
2322                       || operands[i].reg1 == REG_Y
2323                       || operands[i].reg1 == REG_SP
2324                       || operands[i].reg1 == REG_PC))
2325                 continue;
2326               if (i == 1 && format & M6812_OP_IDX_P2)
2327                 continue;
2328             }
2329           if (mode & format & (M6812_OP_D_IDX | M6812_OP_D_IDX_2))
2330             {
2331               if (i == 0)
2332                 continue;
2333             }
2334           if (mode & M6812_AUTO_INC_DEC)
2335             {
2336               if (i == 0
2337                   && format & (M6812_OP_IDX | M6812_OP_IDX_1 |
2338                                M6812_OP_IDX_2))
2339                 continue;
2340               if (i == 1 && format & M6812_OP_IDX_P2)
2341                 continue;
2342             }
2343           break;
2344         }
2345       match = i == nb_operands;
2346
2347       /* Operands are ok but an operand uses page 0 addressing mode
2348          while the insn supports abs-16 mode.  Keep a reference to this
2349          insns in case there is no insn supporting page 0 addressing.  */
2350       if (match && poss_indirect)
2351         {
2352           op_indirect = opcode;
2353           match = 0;
2354         }
2355       if (match)
2356         break;
2357     }
2358
2359   /* Page 0 addressing is used but not supported by any insn.
2360      If absolute addresses are supported, we use that insn.  */
2361   if (match == 0 && op_indirect)
2362     {
2363       opcode = op_indirect;
2364       match = 1;
2365     }
2366
2367   if (!match)
2368     {
2369       return (0);
2370     }
2371
2372   return opcode;
2373 }
2374
2375 /* Find the real opcode and its associated operands.  We use a progressive
2376    approach here.  On entry, 'opc' points to the first opcode in the
2377    table that matches the opcode name in the source line.  We try to
2378    isolate an operand, find a possible match in the opcode table.
2379    We isolate another operand if no match were found.  The table 'operands'
2380    is filled while operands are recognized.
2381
2382    Returns the opcode pointer that matches the opcode name in the
2383    source line and the associated operands.  */
2384 static struct m68hc11_opcode *
2385 find_opcode (struct m68hc11_opcode_def *opc, operand operands[],
2386              int *nb_operands)
2387 {
2388   struct m68hc11_opcode *opcode;
2389   int i;
2390
2391   if (opc->max_operands == 0)
2392     {
2393       *nb_operands = 0;
2394       return opc->opcode;
2395     }
2396
2397   for (i = 0; i < opc->max_operands;)
2398     {
2399       int result;
2400
2401       result = get_operand (&operands[i], i, opc->format);
2402       if (result <= 0)
2403         return 0;
2404
2405       /* Special case where the bitmask of the bclr/brclr
2406          instructions is not introduced by #.
2407          Example: bclr 3,x $80.  */
2408       if (i == 1 && (opc->format & M6811_OP_BITMASK)
2409           && (operands[i].mode & M6811_OP_IND16))
2410         {
2411           operands[i].mode = M6811_OP_IMM16;
2412         }
2413
2414       i += result;
2415       *nb_operands = i;
2416       if (i >= opc->min_operands)
2417         {
2418           opcode = find (opc, operands, i);
2419
2420           /* Another special case for 'call foo,page' instructions.
2421              Since we support 'call foo' and 'call foo,page' we must look
2422              if the optional page specification is present otherwise we will
2423              assemble immediately and treat the page spec as garbage.  */
2424           if (opcode && !(opcode->format & M6812_OP_PAGE))
2425              return opcode;
2426
2427           if (opcode && *input_line_pointer != ',')
2428             return opcode;
2429         }
2430
2431       if (*input_line_pointer == ',')
2432         input_line_pointer++;
2433     }
2434
2435   return 0;
2436 }
2437
2438 #define M6812_XBCC_MARKER (M6812_OP_TBCC_MARKER \
2439                            | M6812_OP_DBCC_MARKER \
2440                            | M6812_OP_IBCC_MARKER)
2441 \f
2442 /* Gas line assembler entry point.  */
2443
2444 /* This is the main entry point for the machine-dependent assembler.  str
2445    points to a machine-dependent instruction.  This function is supposed to
2446    emit the frags/bytes it assembles to.  */
2447 void
2448 md_assemble (char *str)
2449 {
2450   struct m68hc11_opcode_def *opc;
2451   struct m68hc11_opcode *opcode;
2452
2453   unsigned char *op_start, *op_end;
2454   char *save;
2455   char name[20];
2456   int nlen = 0;
2457   operand operands[M6811_MAX_OPERANDS];
2458   int nb_operands;
2459   int branch_optimize = 0;
2460   int alias_id = -1;
2461
2462   /* Drop leading whitespace.  */
2463   while (*str == ' ')
2464     str++;
2465
2466   /* Find the opcode end and get the opcode in 'name'.  The opcode is forced
2467      lower case (the opcode table only has lower case op-codes).  */
2468   for (op_start = op_end = (unsigned char *) str;
2469        *op_end && nlen < 20 && !is_end_of_line[*op_end] && *op_end != ' ';
2470        op_end++)
2471     {
2472       name[nlen] = TOLOWER (op_start[nlen]);
2473       nlen++;
2474     }
2475   name[nlen] = 0;
2476
2477   if (nlen == 0)
2478     {
2479       as_bad (_("No instruction or missing opcode."));
2480       return;
2481     }
2482
2483   /* Find the opcode definition given its name.  */
2484   opc = (struct m68hc11_opcode_def *) hash_find (m68hc11_hash, name);
2485
2486   /* If it's not recognized, look for 'jbsr' and 'jbxx'.  These are
2487      pseudo insns for relative branch.  For these branchs, we always
2488      optimize them (turned into absolute branchs) even if --short-branchs
2489      is given.  */
2490   if (opc == NULL && name[0] == 'j' && name[1] == 'b')
2491     {
2492       opc = (struct m68hc11_opcode_def *) hash_find (m68hc11_hash, &name[1]);
2493       if (opc
2494           && (!(opc->format & M6811_OP_JUMP_REL)
2495               || (opc->format & M6811_OP_BITMASK)))
2496         opc = 0;
2497       if (opc)
2498         branch_optimize = 1;
2499     }
2500
2501   /* The following test should probably be removed.  This is not conform
2502      to Motorola assembler specs.  */
2503   if (opc == NULL && flag_mri)
2504     {
2505       if (*op_end == ' ' || *op_end == '\t')
2506         {
2507           while (*op_end == ' ' || *op_end == '\t')
2508             op_end++;
2509
2510           if (nlen < 19
2511               && (*op_end &&
2512                   (is_end_of_line[op_end[1]]
2513                    || op_end[1] == ' ' || op_end[1] == '\t'
2514                    || !ISALNUM (op_end[1])))
2515               && (*op_end == 'a' || *op_end == 'b'
2516                   || *op_end == 'A' || *op_end == 'B'
2517                   || *op_end == 'd' || *op_end == 'D'
2518                   || *op_end == 'x' || *op_end == 'X'
2519                   || *op_end == 'y' || *op_end == 'Y'))
2520             {
2521               name[nlen++] = TOLOWER (*op_end++);
2522               name[nlen] = 0;
2523               opc = (struct m68hc11_opcode_def *) hash_find (m68hc11_hash,
2524                                                              name);
2525             }
2526         }
2527     }
2528
2529   /* Identify a possible instruction alias.  There are some on the
2530      68HC12 to emulate a few 68HC11 instructions.  */
2531   if (opc == NULL && (current_architecture & cpu6812))
2532     {
2533       int i;
2534
2535       for (i = 0; i < m68hc12_num_alias; i++)
2536         if (strcmp (m68hc12_alias[i].name, name) == 0)
2537           {
2538             alias_id = i;
2539             break;
2540           }
2541     }
2542   if (opc == NULL && alias_id < 0)
2543     {
2544       as_bad (_("Opcode `%s' is not recognized."), name);
2545       return;
2546     }
2547   save = input_line_pointer;
2548   input_line_pointer = (char *) op_end;
2549
2550   if (opc)
2551     {
2552       opc->used++;
2553       opcode = find_opcode (opc, operands, &nb_operands);
2554     }
2555   else
2556     opcode = 0;
2557
2558   if ((opcode || alias_id >= 0) && !flag_mri)
2559     {
2560       char *p = input_line_pointer;
2561
2562       while (*p == ' ' || *p == '\t' || *p == '\n' || *p == '\r')
2563         p++;
2564
2565       if (*p != '\n' && *p)
2566         as_bad (_("Garbage at end of instruction: `%s'."), p);
2567     }
2568
2569   input_line_pointer = save;
2570
2571   if (alias_id >= 0)
2572     {
2573       char *f = m68hc11_new_insn (m68hc12_alias[alias_id].size);
2574
2575       number_to_chars_bigendian (f, m68hc12_alias[alias_id].code1, 1);
2576       if (m68hc12_alias[alias_id].size > 1)
2577         number_to_chars_bigendian (f + 1, m68hc12_alias[alias_id].code2, 1);
2578
2579       return;
2580     }
2581
2582   /* Opcode is known but does not have valid operands.  Print out the
2583      syntax for this opcode.  */
2584   if (opcode == 0)
2585     {
2586       if (flag_print_insn_syntax)
2587         print_insn_format (name);
2588
2589       as_bad (_("Invalid operand for `%s'"), name);
2590       return;
2591     }
2592
2593   /* Treat dbeq/ibeq/tbeq instructions in a special way.  The branch is
2594      relative and must be in the range -256..255 (9-bits).  */
2595   if ((opcode->format & M6812_XBCC_MARKER)
2596       && (opcode->format & M6811_OP_JUMP_REL))
2597     build_dbranch_insn (opcode, operands, nb_operands, branch_optimize);
2598
2599   /* Relative jumps instructions are taken care of separately.  We have to make
2600      sure that the relative branch is within the range -128..127.  If it's out
2601      of range, the instructions are changed into absolute instructions.
2602      This is not supported for the brset and brclr instructions.  */
2603   else if ((opcode->format & (M6811_OP_JUMP_REL | M6812_OP_JUMP_REL16))
2604            && !(opcode->format & M6811_OP_BITMASK))
2605     build_jump_insn (opcode, operands, nb_operands, branch_optimize);
2606   else
2607     build_insn (opcode, operands, nb_operands);
2608 }
2609
2610 \f
2611 /* Pseudo op to control the ELF flags.  */
2612 static void
2613 s_m68hc11_mode (int x ATTRIBUTE_UNUSED)
2614 {
2615   char *name = input_line_pointer, ch;
2616
2617   while (!is_end_of_line[(unsigned char) *input_line_pointer])
2618     input_line_pointer++;
2619   ch = *input_line_pointer;
2620   *input_line_pointer = '\0';
2621
2622   if (strcmp (name, "mshort") == 0)
2623     {
2624       elf_flags &= ~E_M68HC11_I32;
2625     }
2626   else if (strcmp (name, "mlong") == 0)
2627     {
2628       elf_flags |= E_M68HC11_I32;
2629     }
2630   else if (strcmp (name, "mshort-double") == 0)
2631     {
2632       elf_flags &= ~E_M68HC11_F64;
2633     }
2634   else if (strcmp (name, "mlong-double") == 0)
2635     {
2636       elf_flags |= E_M68HC11_F64;
2637     }
2638   else
2639     {
2640       as_warn (_("Invalid mode: %s\n"), name);
2641     }
2642   *input_line_pointer = ch;
2643   demand_empty_rest_of_line ();
2644 }
2645
2646 /* Mark the symbols with STO_M68HC12_FAR to indicate the functions
2647    are using 'rtc' for returning.  It is necessary to use 'call'
2648    to invoke them.  This is also used by the debugger to correctly
2649    find the stack frame.  */
2650 static void
2651 s_m68hc11_mark_symbol (int mark)
2652 {
2653   char *name;
2654   int c;
2655   symbolS *symbolP;
2656   asymbol *bfdsym;
2657   elf_symbol_type *elfsym;
2658
2659   do
2660     {
2661       name = input_line_pointer;
2662       c = get_symbol_end ();
2663       symbolP = symbol_find_or_make (name);
2664       *input_line_pointer = c;
2665
2666       SKIP_WHITESPACE ();
2667
2668       bfdsym = symbol_get_bfdsym (symbolP);
2669       elfsym = elf_symbol_from (bfd_asymbol_bfd (bfdsym), bfdsym);
2670
2671       assert (elfsym);
2672
2673       /* Mark the symbol far (using rtc for function return).  */
2674       elfsym->internal_elf_sym.st_other |= mark;
2675
2676       if (c == ',')
2677         {
2678           input_line_pointer ++;
2679
2680           SKIP_WHITESPACE ();
2681
2682           if (*input_line_pointer == '\n')
2683             c = '\n';
2684         }
2685     }
2686   while (c == ',');
2687
2688   demand_empty_rest_of_line ();
2689 }
2690
2691 static void
2692 s_m68hc11_relax (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
2693 {
2694   expressionS ex;
2695
2696   expression (&ex);
2697
2698   if (ex.X_op != O_symbol || ex.X_add_number != 0)
2699     {
2700       as_bad (_("bad .relax format"));
2701       ignore_rest_of_line ();
2702       return;
2703     }
2704
2705   fix_new_exp (frag_now, frag_now_fix (), 2, &ex, 1,
2706                BFD_RELOC_M68HC11_RL_GROUP);
2707
2708   demand_empty_rest_of_line ();
2709 }
2710
2711 \f
2712 /* Relocation, relaxation and frag conversions.  */
2713
2714 /* PC-relative offsets are relative to the start of the
2715    next instruction.  That is, the address of the offset, plus its
2716    size, since the offset is always the last part of the insn.  */
2717 long
2718 md_pcrel_from (fixS *fixP)
2719 {
2720   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_M68HC11_RL_JUMP)
2721     return 0;
2722
2723   return fixP->fx_size + fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_address;
2724 }
2725
2726 /* If while processing a fixup, a reloc really needs to be created
2727    then it is done here.  */
2728 arelent *
2729 tc_gen_reloc (asection *section ATTRIBUTE_UNUSED, fixS *fixp)
2730 {
2731   arelent *reloc;
2732
2733   reloc = (arelent *) xmalloc (sizeof (arelent));
2734   reloc->sym_ptr_ptr = (asymbol **) xmalloc (sizeof (asymbol *));
2735   *reloc->sym_ptr_ptr = symbol_get_bfdsym (fixp->fx_addsy);
2736   reloc->address = fixp->fx_frag->fr_address + fixp->fx_where;
2737   if (fixp->fx_r_type == 0)
2738     reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, BFD_RELOC_16);
2739   else
2740     reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, fixp->fx_r_type);
2741   if (reloc->howto == (reloc_howto_type *) NULL)
2742     {
2743       as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
2744                     _("Relocation %d is not supported by object file format."),
2745                     (int) fixp->fx_r_type);
2746       return NULL;
2747     }
2748
2749   /* Since we use Rel instead of Rela, encode the vtable entry to be
2750      used in the relocation's section offset.  */
2751   if (fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY)
2752     reloc->address = fixp->fx_offset;
2753
2754   reloc->addend = 0;
2755   return reloc;
2756 }
2757
2758 /* We need a port-specific relaxation function to cope with sym2 - sym1
2759    relative expressions with both symbols in the same segment (but not
2760    necessarily in the same frag as this insn), for example:
2761      ldab sym2-(sym1-2),pc
2762     sym1:
2763    The offset can be 5, 9 or 16 bits long.  */
2764
2765 long
2766 m68hc11_relax_frag (segT seg ATTRIBUTE_UNUSED, fragS *fragP,
2767                     long stretch ATTRIBUTE_UNUSED)
2768 {
2769   long growth;
2770   offsetT aim = 0;
2771   symbolS *symbolP;
2772   const relax_typeS *this_type;
2773   const relax_typeS *start_type;
2774   relax_substateT next_state;
2775   relax_substateT this_state;
2776   const relax_typeS *table = TC_GENERIC_RELAX_TABLE;
2777
2778   /* We only have to cope with frags as prepared by
2779      md_estimate_size_before_relax.  The STATE_BITS16 case may geet here
2780      because of the different reasons that it's not relaxable.  */
2781   switch (fragP->fr_subtype)
2782     {
2783     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_BITS16):
2784     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_BITS16):
2785       /* When we get to this state, the frag won't grow any more.  */
2786       return 0;
2787
2788     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_BITS5):
2789     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_BITS5):
2790     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_BITS9):
2791     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_BITS9):
2792       if (fragP->fr_symbol == NULL
2793           || S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) != absolute_section)
2794         as_fatal (_("internal inconsistency problem in %s: fr_symbol %lx"),
2795                   __FUNCTION__, (long) fragP->fr_symbol);
2796       symbolP = fragP->fr_symbol;
2797       if (symbol_resolved_p (symbolP))
2798         as_fatal (_("internal inconsistency problem in %s: resolved symbol"),
2799                   __FUNCTION__);
2800       aim = S_GET_VALUE (symbolP);
2801       break;
2802
2803     default:
2804       as_fatal (_("internal inconsistency problem in %s: fr_subtype %d"),
2805                   __FUNCTION__, fragP->fr_subtype);
2806     }
2807
2808   /* The rest is stolen from relax_frag.  There's no obvious way to
2809      share the code, but fortunately no requirement to keep in sync as
2810      long as fragP->fr_symbol does not have its segment changed.  */
2811
2812   this_state = fragP->fr_subtype;
2813   start_type = this_type = table + this_state;
2814
2815   if (aim < 0)
2816     {
2817       /* Look backwards.  */
2818       for (next_state = this_type->rlx_more; next_state;)
2819         if (aim >= this_type->rlx_backward)
2820           next_state = 0;
2821         else
2822           {
2823             /* Grow to next state.  */
2824             this_state = next_state;
2825             this_type = table + this_state;
2826             next_state = this_type->rlx_more;
2827           }
2828     }
2829   else
2830     {
2831       /* Look forwards.  */
2832       for (next_state = this_type->rlx_more; next_state;)
2833         if (aim <= this_type->rlx_forward)
2834           next_state = 0;
2835         else
2836           {
2837             /* Grow to next state.  */
2838             this_state = next_state;
2839             this_type = table + this_state;
2840             next_state = this_type->rlx_more;
2841           }
2842     }
2843
2844   growth = this_type->rlx_length - start_type->rlx_length;
2845   if (growth != 0)
2846     fragP->fr_subtype = this_state;
2847   return growth;
2848 }
2849
2850 void
2851 md_convert_frag (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED, asection *sec ATTRIBUTE_UNUSED,
2852                  fragS *fragP)
2853 {
2854   fixS *fixp;
2855   long value;
2856   long disp;
2857   char *buffer_address = fragP->fr_literal;
2858
2859   /* Address in object code of the displacement.  */
2860   register int object_address = fragP->fr_fix + fragP->fr_address;
2861
2862   buffer_address += fragP->fr_fix;
2863
2864   /* The displacement of the address, from current location.  */
2865   value = S_GET_VALUE (fragP->fr_symbol);
2866   disp = (value + fragP->fr_offset) - object_address;
2867
2868   switch (fragP->fr_subtype)
2869     {
2870     case ENCODE_RELAX (STATE_PC_RELATIVE, STATE_BYTE):
2871       fragP->fr_opcode[1] = disp;
2872       break;
2873
2874     case ENCODE_RELAX (STATE_PC_RELATIVE, STATE_WORD):
2875       /* This relax is only for bsr and bra.  */
2876       assert (IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6811_BSR)
2877               || IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6811_BRA)
2878               || IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6812_BSR));
2879
2880       fragP->fr_opcode[0] = convert_branch (fragP->fr_opcode[0]);
2881
2882       fix_new (fragP, fragP->fr_fix - 1, 2,
2883                fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_16);
2884       fragP->fr_fix += 1;
2885       break;
2886
2887     case ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH, STATE_BYTE):
2888     case ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH_6812, STATE_BYTE):
2889       fragP->fr_opcode[1] = disp;
2890       break;
2891
2892     case ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH, STATE_WORD):
2893       /* Invert branch.  */
2894       fragP->fr_opcode[0] ^= 1;
2895       fragP->fr_opcode[1] = 3;  /* Branch offset.  */
2896       buffer_address[0] = M6811_JMP;
2897       fix_new (fragP, fragP->fr_fix + 1, 2,
2898                fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_16);
2899       fragP->fr_fix += 3;
2900       break;
2901
2902     case ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH_6812, STATE_WORD):
2903       /* Translate branch into a long branch.  */
2904       fragP->fr_opcode[1] = fragP->fr_opcode[0];
2905       fragP->fr_opcode[0] = M6811_OPCODE_PAGE2;
2906
2907       fixp = fix_new (fragP, fragP->fr_fix, 2,
2908                       fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1,
2909                       BFD_RELOC_16_PCREL);
2910       fixp->fx_pcrel_adjust = 2;
2911       fragP->fr_fix += 2;
2912       break;
2913
2914     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_BITS5):
2915       if (fragP->fr_symbol != 0
2916           && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) != absolute_section)
2917         value = disp;
2918       /* fall through  */
2919
2920     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_BITS5):
2921       fragP->fr_opcode[0] = fragP->fr_opcode[0] << 6;
2922       fragP->fr_opcode[0] |= value & 0x1f;
2923       break;
2924
2925     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_BITS9):
2926       /* For a PC-relative offset, use the displacement with a -1 correction
2927          to take into account the additional byte of the insn.  */
2928       if (fragP->fr_symbol != 0
2929           && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) != absolute_section)
2930         value = disp - 1;
2931       /* fall through  */
2932
2933     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_BITS9):
2934       fragP->fr_opcode[0] = (fragP->fr_opcode[0] << 3);
2935       fragP->fr_opcode[0] |= 0xE0;
2936       fragP->fr_opcode[0] |= (value >> 8) & 1;
2937       fragP->fr_opcode[1] = value;
2938       fragP->fr_fix += 1;
2939       break;
2940
2941     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL, STATE_BITS16):
2942     case ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET, STATE_BITS16):
2943       fragP->fr_opcode[0] = (fragP->fr_opcode[0] << 3);
2944       fragP->fr_opcode[0] |= 0xe2;
2945       if ((fragP->fr_opcode[0] & 0x0ff) == 0x0fa
2946           && fragP->fr_symbol != 0
2947           && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) != absolute_section)
2948         {
2949           fixp = fix_new (fragP, fragP->fr_fix, 2,
2950                           fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset,
2951                           1, BFD_RELOC_16_PCREL);
2952         }
2953       else
2954         {
2955           fix_new (fragP, fragP->fr_fix, 2,
2956                    fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_16);
2957         }
2958       fragP->fr_fix += 2;
2959       break;
2960
2961     case ENCODE_RELAX (STATE_XBCC_BRANCH, STATE_BYTE):
2962       if (disp < 0)
2963         fragP->fr_opcode[0] |= 0x10;
2964
2965       fragP->fr_opcode[1] = disp & 0x0FF;
2966       break;
2967
2968     case ENCODE_RELAX (STATE_XBCC_BRANCH, STATE_WORD):
2969       /* Invert branch.  */
2970       fragP->fr_opcode[0] ^= 0x20;
2971       fragP->fr_opcode[1] = 3;  /* Branch offset.  */
2972       buffer_address[0] = M6812_JMP;
2973       fix_new (fragP, fragP->fr_fix + 1, 2,
2974                fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_16);
2975       fragP->fr_fix += 3;
2976       break;
2977
2978     default:
2979       break;
2980     }
2981 }
2982
2983 /* On an ELF system, we can't relax a weak symbol.  The weak symbol
2984    can be overridden at final link time by a non weak symbol.  We can
2985    relax externally visible symbol because there is no shared library
2986    and such symbol can't be overridden (unless they are weak).  */
2987 static int
2988 relaxable_symbol (symbolS *symbol)
2989 {
2990   return ! S_IS_WEAK (symbol);
2991 }
2992
2993 /* Force truly undefined symbols to their maximum size, and generally set up
2994    the frag list to be relaxed.  */
2995 int
2996 md_estimate_size_before_relax (fragS *fragP, asection *segment)
2997 {
2998   if (RELAX_LENGTH (fragP->fr_subtype) == STATE_UNDF)
2999     {
3000       if (S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) != segment
3001           || !relaxable_symbol (fragP->fr_symbol)
3002           || (segment != absolute_section
3003               && RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == STATE_INDEXED_OFFSET))
3004         {
3005           /* Non-relaxable cases.  */
3006           int old_fr_fix;
3007           char *buffer_address;
3008
3009           old_fr_fix = fragP->fr_fix;
3010           buffer_address = fragP->fr_fix + fragP->fr_literal;
3011
3012           switch (RELAX_STATE (fragP->fr_subtype))
3013             {
3014             case STATE_PC_RELATIVE:
3015
3016               /* This relax is only for bsr and bra.  */
3017               assert (IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6811_BSR)
3018                       || IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6811_BRA)
3019                       || IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6812_BSR));
3020
3021               if (flag_fixed_branchs)
3022                 as_bad_where (fragP->fr_file, fragP->fr_line,
3023                               _("bra or bsr with undefined symbol."));
3024
3025               /* The symbol is undefined or in a separate section.
3026                  Turn bra into a jmp and bsr into a jsr.  The insn
3027                  becomes 3 bytes long (instead of 2).  A fixup is
3028                  necessary for the unresolved symbol address.  */
3029               fragP->fr_opcode[0] = convert_branch (fragP->fr_opcode[0]);
3030
3031               fix_new (fragP, fragP->fr_fix - 1, 2, fragP->fr_symbol,
3032                        fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_16);
3033               fragP->fr_fix++;
3034               break;
3035
3036             case STATE_CONDITIONAL_BRANCH:
3037               assert (current_architecture & cpu6811);
3038
3039               fragP->fr_opcode[0] ^= 1; /* Reverse sense of branch.  */
3040               fragP->fr_opcode[1] = 3;  /* Skip next jmp insn (3 bytes).  */
3041
3042               /* Don't use fr_opcode[2] because this may be
3043                  in a different frag.  */
3044               buffer_address[0] = M6811_JMP;
3045
3046               fragP->fr_fix++;
3047               fix_new (fragP, fragP->fr_fix, 2, fragP->fr_symbol,
3048                        fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_16);
3049               fragP->fr_fix += 2;
3050               break;
3051
3052             case STATE_INDEXED_OFFSET:
3053               assert (current_architecture & cpu6812);
3054
3055               if (fragP->fr_symbol
3056                   && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) == absolute_section)
3057                 {
3058                    fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET,
3059                                                      STATE_BITS5);
3060                    /* Return the size of the variable part of the frag. */
3061                    return md_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length;
3062                 }
3063               else
3064                 {
3065                    /* Switch the indexed operation to 16-bit mode.  */
3066                    fragP->fr_opcode[0] = fragP->fr_opcode[0] << 3;
3067                    fragP->fr_opcode[0] |= 0xe2;
3068                    fix_new (fragP, fragP->fr_fix, 2, fragP->fr_symbol,
3069                             fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_16);
3070                    fragP->fr_fix += 2;
3071                 }
3072               break;
3073
3074             case STATE_INDEXED_PCREL:
3075               assert (current_architecture & cpu6812);
3076
3077               if (fragP->fr_symbol
3078                   && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) == absolute_section)
3079                 {
3080                    fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL,
3081                                                      STATE_BITS5);
3082                    /* Return the size of the variable part of the frag. */
3083                    return md_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length;
3084                 }
3085               else
3086                 {
3087                    fixS* fixp;
3088
3089                    fragP->fr_opcode[0] = fragP->fr_opcode[0] << 3;
3090                    fragP->fr_opcode[0] |= 0xe2;
3091                    fixp = fix_new (fragP, fragP->fr_fix, 2, fragP->fr_symbol,
3092                                    fragP->fr_offset, 1, BFD_RELOC_16_PCREL);
3093                    fragP->fr_fix += 2;
3094                 }
3095               break;
3096
3097             case STATE_XBCC_BRANCH:
3098               assert (current_architecture & cpu6812);
3099
3100               fragP->fr_opcode[0] ^= 0x20;      /* Reverse sense of branch.  */
3101               fragP->fr_opcode[1] = 3;  /* Skip next jmp insn (3 bytes).  */
3102
3103               /* Don't use fr_opcode[2] because this may be
3104                  in a different frag.  */
3105               buffer_address[0] = M6812_JMP;
3106
3107               fragP->fr_fix++;
3108               fix_new (fragP, fragP->fr_fix, 2, fragP->fr_symbol,
3109                        fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_16);
3110               fragP->fr_fix += 2;
3111               break;
3112
3113             case STATE_CONDITIONAL_BRANCH_6812:
3114               assert (current_architecture & cpu6812);
3115
3116               /* Translate into a lbcc branch.  */
3117               fragP->fr_opcode[1] = fragP->fr_opcode[0];
3118               fragP->fr_opcode[0] = M6811_OPCODE_PAGE2;
3119
3120               fix_new (fragP, fragP->fr_fix, 2, fragP->fr_symbol,
3121                        fragP->fr_offset, 1, BFD_RELOC_16_PCREL);
3122               fragP->fr_fix += 2;
3123               break;
3124
3125             default:
3126               as_fatal (_("Subtype %d is not recognized."), fragP->fr_subtype);
3127             }
3128           frag_wane (fragP);
3129
3130           /* Return the growth in the fixed part of the frag.  */
3131           return fragP->fr_fix - old_fr_fix;
3132         }
3133
3134       /* Relaxable cases.  */
3135       switch (RELAX_STATE (fragP->fr_subtype))
3136         {
3137         case STATE_PC_RELATIVE:
3138           /* This relax is only for bsr and bra.  */
3139           assert (IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6811_BSR)
3140                   || IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6811_BRA)
3141                   || IS_OPCODE (fragP->fr_opcode[0], M6812_BSR));
3142
3143           fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_PC_RELATIVE, STATE_BYTE);
3144           break;
3145
3146         case STATE_CONDITIONAL_BRANCH:
3147           assert (current_architecture & cpu6811);
3148
3149           fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH,
3150                                             STATE_BYTE);
3151           break;
3152
3153         case STATE_INDEXED_OFFSET:
3154           assert (current_architecture & cpu6812);
3155
3156           fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_OFFSET,
3157                                             STATE_BITS5);
3158           break;
3159
3160         case STATE_INDEXED_PCREL:
3161           assert (current_architecture & cpu6812);
3162
3163           fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_INDEXED_PCREL,
3164                                             STATE_BITS5);
3165           break;
3166
3167         case STATE_XBCC_BRANCH:
3168           assert (current_architecture & cpu6812);
3169
3170           fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_XBCC_BRANCH, STATE_BYTE);
3171           break;
3172
3173         case STATE_CONDITIONAL_BRANCH_6812:
3174           assert (current_architecture & cpu6812);
3175
3176           fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_CONDITIONAL_BRANCH_6812,
3177                                             STATE_BYTE);
3178           break;
3179         }
3180     }
3181
3182   if (fragP->fr_subtype >= sizeof (md_relax_table) / sizeof (md_relax_table[0]))
3183     as_fatal (_("Subtype %d is not recognized."), fragP->fr_subtype);
3184
3185   /* Return the size of the variable part of the frag.  */
3186   return md_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length;
3187 }
3188
3189 /* See whether we need to force a relocation into the output file.  */
3190 int
3191 tc_m68hc11_force_relocation (fixS *fixP)
3192 {
3193   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_M68HC11_RL_GROUP)
3194     return 1;
3195
3196   return generic_force_reloc (fixP);
3197 }
3198
3199 /* Here we decide which fixups can be adjusted to make them relative
3200    to the beginning of the section instead of the symbol.  Basically
3201    we need to make sure that the linker relaxation is done
3202    correctly, so in some cases we force the original symbol to be
3203    used.  */
3204 int
3205 tc_m68hc11_fix_adjustable (fixS *fixP)
3206 {
3207   switch (fixP->fx_r_type)
3208     {
3209       /* For the linker relaxation to work correctly, these relocs
3210          need to be on the symbol itself.  */
3211     case BFD_RELOC_16:
3212     case BFD_RELOC_M68HC11_RL_JUMP:
3213     case BFD_RELOC_M68HC11_RL_GROUP:
3214     case BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT:
3215     case BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY:
3216     case BFD_RELOC_32:
3217
3218       /* The memory bank addressing translation also needs the original
3219          symbol.  */
3220     case BFD_RELOC_M68HC11_LO16:
3221     case BFD_RELOC_M68HC11_PAGE:
3222     case BFD_RELOC_M68HC11_24:
3223       return 0;
3224
3225     default:
3226       return 1;
3227     }
3228 }
3229
3230 void
3231 md_apply_fix (fixS *fixP, valueT *valP, segT seg ATTRIBUTE_UNUSED)
3232 {
3233   char *where;
3234   long value = * valP;
3235   int op_type;
3236
3237   if (fixP->fx_addsy == (symbolS *) NULL)
3238     fixP->fx_done = 1;
3239
3240   /* We don't actually support subtracting a symbol.  */
3241   if (fixP->fx_subsy != (symbolS *) NULL)
3242     as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line, _("Expression too complex."));
3243
3244   op_type = fixP->fx_r_type;
3245
3246   /* Patch the instruction with the resolved operand.  Elf relocation
3247      info will also be generated to take care of linker/loader fixups.
3248      The 68HC11 addresses only 64Kb, we are only concerned by 8 and 16-bit
3249      relocs.  BFD_RELOC_8 is basically used for .page0 access (the linker
3250      will warn for overflows).  BFD_RELOC_8_PCREL should not be generated
3251      because it's either resolved or turned out into non-relative insns (see
3252      relax table, bcc, bra, bsr transformations)
3253
3254      The BFD_RELOC_32 is necessary for the support of --gstabs.  */
3255   where = fixP->fx_frag->fr_literal + fixP->fx_where;
3256
3257   switch (fixP->fx_r_type)
3258     {
3259     case BFD_RELOC_32:
3260       bfd_putb32 ((bfd_vma) value, (unsigned char *) where);
3261       break;
3262
3263     case BFD_RELOC_24:
3264     case BFD_RELOC_M68HC11_24:
3265       bfd_putb16 ((bfd_vma) (value & 0x0ffff), (unsigned char *) where);
3266       ((bfd_byte*) where)[2] = ((value >> 16) & 0x0ff);
3267       break;
3268
3269     case BFD_RELOC_16:
3270     case BFD_RELOC_16_PCREL:
3271     case BFD_RELOC_M68HC11_LO16:
3272       bfd_putb16 ((bfd_vma) value, (unsigned char *) where);
3273       if (value < -65537 || value > 65535)
3274         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
3275                       _("Value out of 16-bit range."));
3276       break;
3277
3278     case BFD_RELOC_M68HC11_HI8:
3279       value = value >> 8;
3280       /* Fall through.  */
3281
3282     case BFD_RELOC_M68HC11_LO8:
3283     case BFD_RELOC_8:
3284     case BFD_RELOC_M68HC11_PAGE:
3285       ((bfd_byte *) where)[0] = (bfd_byte) value;
3286       break;
3287
3288     case BFD_RELOC_8_PCREL:
3289       ((bfd_byte *) where)[0] = (bfd_byte) value;
3290
3291       if (value < -128 || value > 127)
3292         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
3293                       _("Value %ld too large for 8-bit PC-relative branch."),
3294                       value);
3295       break;
3296
3297     case BFD_RELOC_M68HC11_3B:
3298       if (value <= 0 || value > 8)
3299         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
3300                       _("Auto increment/decrement offset '%ld' is out of range."),
3301                       value);
3302       if (where[0] & 0x8)
3303         value = 8 - value;
3304       else
3305         value--;
3306
3307       where[0] = where[0] | (value & 0x07);
3308       break;
3309
3310     case BFD_RELOC_M68HC12_5B:
3311       if (value < -16 || value > 15)
3312         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
3313                       _("Offset out of 5-bit range for movw/movb insn: %ld"),
3314                       value);
3315       if (value >= 0)
3316         where[0] |= value;
3317       else 
3318         where[0] |= (0x10 | (16 + value));
3319       break;
3320
3321     case BFD_RELOC_M68HC11_RL_JUMP:
3322     case BFD_RELOC_M68HC11_RL_GROUP:
3323     case BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT:
3324     case BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY:
3325       fixP->fx_done = 0;
3326       return;
3327
3328     default:
3329       as_fatal (_("Line %d: unknown relocation type: 0x%x."),
3330                 fixP->fx_line, fixP->fx_r_type);
3331     }
3332 }
3333
3334 /* Set the ELF specific flags.  */
3335 void
3336 m68hc11_elf_final_processing (void)
3337 {
3338   if (current_architecture & cpu6812s)
3339     elf_flags |= EF_M68HCS12_MACH;
3340   elf_elfheader (stdoutput)->e_flags &= ~EF_M68HC11_ABI;
3341   elf_elfheader (stdoutput)->e_flags |= elf_flags;
3342 }