46415888e6ae54252d47cd80f217c2e1841d443e
[external/binutils.git] / gas / config / tc-mmix.c
1 /* tc-mmix.c -- Assembler for Don Knuth's MMIX.
2    Copyright (C) 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009
3    Free Software Foundation.
4
5    This file is part of GAS, the GNU Assembler.
6
7    GAS is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
10    any later version.
11
12    GAS is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with GAS; see the file COPYING.  If not, write to
19    the Free Software Foundation, 51 Franklin Street - Fifth Floor,
20    Boston, MA 02110-1301, USA.  */
21
22 /* Knuth's assembler mmixal does not provide a relocatable format; mmo is
23    to be considered a final link-format.  In the final link, we make mmo,
24    but for relocatable files, we use ELF.
25
26    One goal is to provide a superset of what mmixal does, including
27    compatible syntax, but the main purpose is to serve GCC.  */
28
29
30 #include <limits.h>
31 #include "as.h"
32 #include "subsegs.h"
33 #include "elf/mmix.h"
34 #include "opcode/mmix.h"
35 #include "safe-ctype.h"
36 #include "dwarf2dbg.h"
37 #include "obstack.h"
38
39 /* Something to describe what we need to do with a fixup before output,
40    for example assert something of what it became or make a relocation.  */
41
42 enum mmix_fixup_action
43  {
44    mmix_fixup_byte,
45    mmix_fixup_register,
46    mmix_fixup_register_or_adjust_for_byte
47  };
48
49 static int get_spec_regno (char *);
50 static int get_operands (int, char *, expressionS *);
51 static int get_putget_operands (struct mmix_opcode *, char *, expressionS *);
52 static void s_prefix (int);
53 static void s_greg (int);
54 static void s_loc (int);
55 static void s_bspec (int);
56 static void s_espec (int);
57 static void mmix_s_local (int);
58 static void mmix_greg_internal (char *);
59 static void mmix_set_geta_branch_offset (char *, offsetT);
60 static void mmix_set_jmp_offset (char *, offsetT);
61 static void mmix_fill_nops (char *, int);
62 static int cmp_greg_symbol_fixes (const void *, const void *);
63 static int cmp_greg_val_greg_symbol_fixes (const void *, const void *);
64 static void mmix_handle_rest_of_empty_line (void);
65 static void mmix_discard_rest_of_line (void);
66 static void mmix_byte (void);
67 static void mmix_cons (int);
68
69 /* Continue the tradition of symbols.c; use control characters to enforce
70    magic.  These are used when replacing e.g. 8F and 8B so we can handle
71    such labels correctly with the common parser hooks.  */
72 #define MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR '\003'
73 #define MAGIC_FB_FORWARD_CHAR '\004'
74
75 /* Copy the location of a frag to a fix.  */
76 #define COPY_FR_WHERE_TO_FX(FRAG, FIX)          \
77  do                                             \
78    {                                            \
79      (FIX)->fx_file = (FRAG)->fr_file;          \
80      (FIX)->fx_line = (FRAG)->fr_line;          \
81    }                                            \
82  while (0)
83
84 const char *md_shortopts = "x";
85 static int current_fb_label = -1;
86 static char *pending_label = NULL;
87
88 static bfd_vma lowest_text_loc = (bfd_vma) -1;
89 static int text_has_contents = 0;
90
91 /* The alignment of the previous instruction, and a boolean for whether we
92    want to avoid aligning the next WYDE, TETRA, OCTA or insn.  */
93 static int last_alignment = 0;
94 static int want_unaligned = 0;
95
96 static bfd_vma lowest_data_loc = (bfd_vma) -1;
97 static int data_has_contents = 0;
98
99 /* The fragS of the instruction being assembled.  Only valid from within
100    md_assemble.  */
101 fragS *mmix_opcode_frag = NULL;
102
103 /* Raw GREGs as appearing in input.  These may be fewer than the number
104    after relaxing.  */
105 static int n_of_raw_gregs = 0;
106 static struct
107  {
108    char *label;
109    expressionS exp;
110  } mmix_raw_gregs[MAX_GREGS];
111
112 /* Fixups for all unique GREG registers.  We store the fixups here in
113    md_convert_frag, then we use the array to convert
114    BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET fixups in tc_gen_reloc.  The index is
115    just a running number and is not supposed to be correlated to a
116    register number.  */
117 static fixS *mmix_gregs[MAX_GREGS];
118 static int n_of_cooked_gregs = 0;
119
120 /* Pointing to the register section we use for output.  */
121 static asection *real_reg_section;
122
123 /* For each symbol; unknown or section symbol, we keep a list of GREG
124    definitions sorted on increasing offset.  It seems no use keeping count
125    to allocate less room than the maximum number of gregs when we've found
126    one for a section or symbol.  */
127 struct mmix_symbol_gregs
128  {
129    int n_gregs;
130    struct mmix_symbol_greg_fixes
131    {
132      fixS *fix;
133
134      /* A signed type, since we may have GREGs pointing slightly before the
135         contents of a section.  */
136      offsetT offs;
137    } greg_fixes[MAX_GREGS];
138  };
139
140 /* Should read insert a colon on something that starts in column 0 on
141    this line?  */
142 static int label_without_colon_this_line = 1;
143
144 /* Should we automatically expand instructions into multiple insns in
145    order to generate working code?  */
146 static int expand_op = 1;
147
148 /* Should we warn when expanding operands?  FIXME: test-cases for when -x
149    is absent.  */
150 static int warn_on_expansion = 1;
151
152 /* Should we merge non-zero GREG register definitions?  */
153 static int merge_gregs = 1;
154
155 /* Should we pass on undefined BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET relocs
156    (missing suitable GREG definitions) to the linker?  */
157 static int allocate_undefined_gregs_in_linker = 0;
158
159 /* Should we emit built-in symbols?  */
160 static int predefined_syms = 1;
161
162 /* Should we allow anything but the listed special register name
163    (e.g. equated symbols)?  */
164 static int equated_spec_regs = 1;
165
166 /* Do we require standard GNU syntax?  */
167 int mmix_gnu_syntax = 0;
168
169 /* Do we globalize all symbols?  */
170 int mmix_globalize_symbols = 0;
171
172 /* When expanding insns, do we want to expand PUSHJ as a call to a stub
173    (or else as a series of insns)?  */
174 int pushj_stubs = 1;
175
176 /* Do we know that the next semicolon is at the end of the operands field
177    (in mmixal mode; constant 1 in GNU mode)?  */
178 int mmix_next_semicolon_is_eoln = 1;
179
180 /* Do we have a BSPEC in progress?  */
181 static int doing_bspec = 0;
182 static char *bspec_file;
183 static unsigned int bspec_line;
184
185 struct option md_longopts[] =
186  {
187 #define OPTION_RELAX  (OPTION_MD_BASE)
188 #define OPTION_NOEXPAND  (OPTION_RELAX + 1)
189 #define OPTION_NOMERGEGREG  (OPTION_NOEXPAND + 1)
190 #define OPTION_NOSYMS  (OPTION_NOMERGEGREG + 1)
191 #define OPTION_GNU_SYNTAX  (OPTION_NOSYMS + 1)
192 #define OPTION_GLOBALIZE_SYMBOLS  (OPTION_GNU_SYNTAX + 1)
193 #define OPTION_FIXED_SPEC_REGS  (OPTION_GLOBALIZE_SYMBOLS + 1)
194 #define OPTION_LINKER_ALLOCATED_GREGS  (OPTION_FIXED_SPEC_REGS + 1)
195 #define OPTION_NOPUSHJSTUBS  (OPTION_LINKER_ALLOCATED_GREGS + 1)
196    {"linkrelax", no_argument, NULL, OPTION_RELAX},
197    {"no-expand", no_argument, NULL, OPTION_NOEXPAND},
198    {"no-merge-gregs", no_argument, NULL, OPTION_NOMERGEGREG},
199    {"no-predefined-syms", no_argument, NULL, OPTION_NOSYMS},
200    {"gnu-syntax", no_argument, NULL, OPTION_GNU_SYNTAX},
201    {"globalize-symbols", no_argument, NULL, OPTION_GLOBALIZE_SYMBOLS},
202    {"fixed-special-register-names", no_argument, NULL,
203     OPTION_FIXED_SPEC_REGS},
204    {"linker-allocated-gregs", no_argument, NULL,
205     OPTION_LINKER_ALLOCATED_GREGS},
206    {"no-pushj-stubs", no_argument, NULL, OPTION_NOPUSHJSTUBS},
207    {"no-stubs", no_argument, NULL, OPTION_NOPUSHJSTUBS},
208    {NULL, no_argument, NULL, 0}
209  };
210
211 size_t md_longopts_size = sizeof (md_longopts);
212
213 static struct hash_control *mmix_opcode_hash;
214
215 /* We use these when implementing the PREFIX pseudo.  */
216 char *mmix_current_prefix;
217 struct obstack mmix_sym_obstack;
218
219
220 /* For MMIX, we encode the relax_substateT:s (in e.g. fr_substate) as one
221    bit length, and the relax-type shifted on top of that.  There seems to
222    be no point in making the relaxation more fine-grained; the linker does
223    that better and we might interfere by changing non-optimal relaxations
224    into other insns that cannot be relaxed as easily.
225
226    Groups for MMIX relaxing:
227
228    1. GETA
229       extra length: zero or three insns.
230
231    2. Bcc
232       extra length: zero or five insns.
233
234    3. PUSHJ
235       extra length: zero or four insns.
236       Special handling to deal with transition to PUSHJSTUB.
237
238    4. JMP
239       extra length: zero or four insns.
240
241    5. GREG
242       special handling, allocates a named global register unless another
243       is within reach for all uses.
244
245    6. PUSHJSTUB
246       special handling (mostly) for external references; assumes the
247       linker will generate a stub if target is no longer than 256k from
248       the end of the section plus max size of previous stubs.  Zero or
249       four insns.  */
250
251 #define STATE_GETA      (1)
252 #define STATE_BCC       (2)
253 #define STATE_PUSHJ     (3)
254 #define STATE_JMP       (4)
255 #define STATE_GREG      (5)
256 #define STATE_PUSHJSTUB (6)
257
258 /* No fine-grainedness here.  */
259 #define STATE_LENGTH_MASK           (1)
260
261 #define STATE_ZERO                  (0)
262 #define STATE_MAX                   (1)
263
264 /* More descriptive name for convenience.  */
265 /* FIXME: We should start on something different, not MAX.  */
266 #define STATE_UNDF                  STATE_MAX
267
268 /* FIXME: For GREG, we must have other definitions; UNDF == MAX isn't
269    appropriate; we need it the other way round.  This value together with
270    fragP->tc_frag_data shows what state the frag is in: tc_frag_data
271    non-NULL means 0, NULL means 8 bytes.  */
272 #define STATE_GREG_UNDF ENCODE_RELAX (STATE_GREG, STATE_ZERO)
273 #define STATE_GREG_DEF ENCODE_RELAX (STATE_GREG, STATE_MAX)
274
275 /* These displacements are relative to the address following the opcode
276    word of the instruction.  The catch-all states have zero for "reach"
277    and "next" entries.  */
278
279 #define GETA_0F (65536 * 4 - 8)
280 #define GETA_0B (-65536 * 4 - 4)
281
282 #define GETA_MAX_LEN 4 * 4
283 #define GETA_3F 0
284 #define GETA_3B 0
285
286 #define BCC_0F GETA_0F
287 #define BCC_0B GETA_0B
288
289 #define BCC_MAX_LEN 6 * 4
290 #define BCC_5F GETA_3F
291 #define BCC_5B GETA_3B
292
293 #define PUSHJ_0F GETA_0F
294 #define PUSHJ_0B GETA_0B
295
296 #define PUSHJ_MAX_LEN 5 * 4
297 #define PUSHJ_4F GETA_3F
298 #define PUSHJ_4B GETA_3B
299
300 /* We'll very rarely have sections longer than LONG_MAX, but we'll make a
301    feeble attempt at getting 64-bit values.  */
302 #define PUSHJSTUB_MAX ((offsetT) (((addressT) -1) >> 1))
303 #define PUSHJSTUB_MIN (-PUSHJSTUB_MAX - 1)
304
305 #define JMP_0F (65536 * 256 * 4 - 8)
306 #define JMP_0B (-65536 * 256 * 4 - 4)
307
308 #define JMP_MAX_LEN 5 * 4
309 #define JMP_4F 0
310 #define JMP_4B 0
311
312 #define RELAX_ENCODE_SHIFT 1
313 #define ENCODE_RELAX(what, length) (((what) << RELAX_ENCODE_SHIFT) + (length))
314
315 const relax_typeS mmix_relax_table[] =
316  {
317    /* Error sentinel (0, 0).  */
318    {1,          1,              0,      0},
319
320    /* Unused (0, 1).  */
321    {1,          1,              0,      0},
322
323    /* GETA (1, 0).  */
324    {GETA_0F,    GETA_0B,        0,      ENCODE_RELAX (STATE_GETA, STATE_MAX)},
325
326    /* GETA (1, 1).  */
327    {GETA_3F,    GETA_3B,
328                 GETA_MAX_LEN - 4,       0},
329
330    /* BCC (2, 0).  */
331    {BCC_0F,     BCC_0B,         0,      ENCODE_RELAX (STATE_BCC, STATE_MAX)},
332
333    /* BCC (2, 1).  */
334    {BCC_5F,     BCC_5B,
335                 BCC_MAX_LEN - 4,        0},
336
337    /* PUSHJ (3, 0).  Next state is actually PUSHJSTUB (6, 0).  */
338    {PUSHJ_0F,   PUSHJ_0B,       0,      ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO)},
339
340    /* PUSHJ (3, 1).  */
341    {PUSHJ_4F,   PUSHJ_4B,
342                 PUSHJ_MAX_LEN - 4,      0},
343
344    /* JMP (4, 0).  */
345    {JMP_0F,     JMP_0B,         0,      ENCODE_RELAX (STATE_JMP, STATE_MAX)},
346
347    /* JMP (4, 1).  */
348    {JMP_4F,     JMP_4B,
349                 JMP_MAX_LEN - 4,        0},
350
351    /* GREG (5, 0), (5, 1), though the table entry isn't used.  */
352    {0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0},
353
354    /* PUSHJSTUB (6, 0).  PUSHJ (3, 0) uses the range, so we set it to infinite.  */
355    {PUSHJSTUB_MAX, PUSHJSTUB_MIN,
356                 0,                      ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_MAX)},
357    /* PUSHJSTUB (6, 1) isn't used.  */
358    {0, 0,       PUSHJ_MAX_LEN,          0}
359 };
360
361 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] =
362  {
363    /* Support " .greg sym,expr" syntax.  */
364    {"greg", s_greg, 0},
365
366    /* Support " .bspec expr" syntax.  */
367    {"bspec", s_bspec, 1},
368
369    /* Support " .espec" syntax.  */
370    {"espec", s_espec, 1},
371
372    /* Support " .local $45" syntax.  */
373    {"local", mmix_s_local, 1},
374
375    {NULL, 0, 0}
376  };
377
378 const char mmix_comment_chars[] = "%!";
379
380 /* A ':' is a valid symbol character in mmixal.  It's the prefix
381    delimiter, but other than that, it works like a symbol character,
382    except that we strip one off at the beginning of symbols.  An '@' is a
383    symbol by itself (for the current location); space around it must not
384    be stripped.  */
385 const char mmix_symbol_chars[] = ":@";
386
387 const char line_comment_chars[] = "*#";
388
389 const char line_separator_chars[] = ";";
390
391 const char mmix_exp_chars[] = "eE";
392
393 const char mmix_flt_chars[] = "rf";
394
395
396 /* Fill in the offset-related part of GETA or Bcc.  */
397
398 static void
399 mmix_set_geta_branch_offset (char *opcodep, offsetT value)
400 {
401   if (value < 0)
402     {
403       value += 65536 * 4;
404       opcodep[0] |= 1;
405     }
406
407   value /= 4;
408   md_number_to_chars (opcodep + 2, value, 2);
409 }
410
411 /* Fill in the offset-related part of JMP.  */
412
413 static void
414 mmix_set_jmp_offset (char *opcodep, offsetT value)
415 {
416   if (value < 0)
417     {
418       value += 65536 * 256 * 4;
419       opcodep[0] |= 1;
420     }
421
422   value /= 4;
423   md_number_to_chars (opcodep + 1, value, 3);
424 }
425
426 /* Fill in NOP:s for the expanded part of GETA/JMP/Bcc/PUSHJ.  */
427
428 static void
429 mmix_fill_nops (char *opcodep, int n)
430 {
431   int i;
432
433   for (i = 0; i < n; i++)
434     md_number_to_chars (opcodep + i * 4, SWYM_INSN_BYTE << 24, 4);
435 }
436
437 /* See macro md_parse_name in tc-mmix.h.  */
438
439 int
440 mmix_current_location (void (*fn) (expressionS *), expressionS *exp)
441 {
442   (*fn) (exp);
443
444   return 1;
445 }
446
447 /* Get up to three operands, filling them into the exp array.
448    General idea and code stolen from the tic80 port.  */
449
450 static int
451 get_operands (int max_operands, char *s, expressionS *exp)
452 {
453   char *p = s;
454   int numexp = 0;
455   int nextchar = ',';
456
457   while (nextchar == ',')
458     {
459       /* Skip leading whitespace */
460       while (*p == ' ' || *p == '\t')
461         p++;
462
463       /* Check to see if we have any operands left to parse */
464       if (*p == 0 || *p == '\n' || *p == '\r')
465         {
466           break;
467         }
468       else if (numexp == max_operands)
469         {
470           /* This seems more sane than saying "too many operands".  We'll
471              get here only if the trailing trash starts with a comma.  */
472           as_bad (_("invalid operands"));
473           mmix_discard_rest_of_line ();
474           return 0;
475         }
476
477       /* Begin operand parsing at the current scan point.  */
478
479       input_line_pointer = p;
480       expression (&exp[numexp]);
481
482       if (exp[numexp].X_op == O_illegal)
483         {
484           as_bad (_("invalid operands"));
485         }
486       else if (exp[numexp].X_op == O_absent)
487         {
488           as_bad (_("missing operand"));
489         }
490
491       numexp++;
492       p = input_line_pointer;
493
494       /* Skip leading whitespace */
495       while (*p == ' ' || *p == '\t')
496         p++;
497       nextchar = *p++;
498     }
499
500   /* If we allow "naked" comments, ignore the rest of the line.  */
501   if (nextchar != ',')
502     {
503       mmix_handle_rest_of_empty_line ();
504       input_line_pointer--;
505     }
506
507   /* Mark the end of the valid operands with an illegal expression.  */
508   exp[numexp].X_op = O_illegal;
509
510   return (numexp);
511 }
512
513 /* Get the value of a special register, or -1 if the name does not match
514    one.  NAME is a null-terminated string.  */
515
516 static int
517 get_spec_regno (char *name)
518 {
519   int i;
520
521   if (name == NULL)
522     return -1;
523
524   if (*name == ':')
525     name++;
526
527   /* Well, it's a short array and we'll most often just match the first
528      entry, rJ.  */
529   for (i = 0; mmix_spec_regs[i].name != NULL; i++)
530     if (strcmp (name, mmix_spec_regs[i].name) == 0)
531       return mmix_spec_regs[i].number;
532
533   return -1;
534 }
535
536 /* For GET and PUT, parse the register names "manually", so we don't use
537    user labels.  */
538 static int
539 get_putget_operands (struct mmix_opcode *insn, char *operands,
540                      expressionS *exp)
541 {
542   expressionS *expp_reg;
543   expressionS *expp_sreg;
544   char *sregp = NULL;
545   char *sregend = operands;
546   char *p = operands;
547   char c = *sregend;
548   int regno;
549
550   /* Skip leading whitespace */
551   while (*p == ' ' || *p == '\t')
552     p++;
553
554   input_line_pointer = p;
555
556   /* Initialize both possible operands to error state, in case we never
557      get further.  */
558   exp[0].X_op = O_illegal;
559   exp[1].X_op = O_illegal;
560
561   if (insn->operands == mmix_operands_get)
562     {
563       expp_reg = &exp[0];
564       expp_sreg = &exp[1];
565
566       expression (expp_reg);
567
568       p = input_line_pointer;
569
570       /* Skip whitespace */
571       while (*p == ' ' || *p == '\t')
572         p++;
573
574       if (*p == ',')
575         {
576           p++;
577
578           /* Skip whitespace */
579           while (*p == ' ' || *p == '\t')
580             p++;
581           sregp = p;
582           input_line_pointer = sregp;
583           c = get_symbol_end ();
584           sregend = input_line_pointer;
585         }
586     }
587   else
588     {
589       expp_sreg = &exp[0];
590       expp_reg = &exp[1];
591
592       sregp = p;
593       c = get_symbol_end ();
594       sregend = p = input_line_pointer;
595       *p = c;
596
597       /* Skip whitespace */
598       while (*p == ' ' || *p == '\t')
599         p++;
600
601       if (*p == ',')
602         {
603           p++;
604
605           /* Skip whitespace */
606           while (*p == ' ' || *p == '\t')
607             p++;
608
609           input_line_pointer = p;
610           expression (expp_reg);
611         }
612       *sregend = 0;
613     }
614
615   regno = get_spec_regno (sregp);
616   *sregend = c;
617
618   /* Let the caller issue errors; we've made sure the operands are
619      invalid.  */
620   if (expp_reg->X_op != O_illegal
621       && expp_reg->X_op != O_absent
622       && regno != -1)
623     {
624       expp_sreg->X_op = O_register;
625       expp_sreg->X_add_number = regno + 256;
626     }
627
628   return 2;
629 }
630
631 /* Handle MMIX-specific option.  */
632
633 int
634 md_parse_option (int c, char *arg ATTRIBUTE_UNUSED)
635 {
636   switch (c)
637     {
638     case 'x':
639       warn_on_expansion = 0;
640       allocate_undefined_gregs_in_linker = 1;
641       break;
642
643     case OPTION_RELAX:
644       linkrelax = 1;
645       break;
646
647     case OPTION_NOEXPAND:
648       expand_op = 0;
649       break;
650
651     case OPTION_NOMERGEGREG:
652       merge_gregs = 0;
653       break;
654
655     case OPTION_NOSYMS:
656       predefined_syms = 0;
657       equated_spec_regs = 0;
658       break;
659
660     case OPTION_GNU_SYNTAX:
661       mmix_gnu_syntax = 1;
662       label_without_colon_this_line = 0;
663       break;
664
665     case OPTION_GLOBALIZE_SYMBOLS:
666       mmix_globalize_symbols = 1;
667       break;
668
669     case OPTION_FIXED_SPEC_REGS:
670       equated_spec_regs = 0;
671       break;
672
673     case OPTION_LINKER_ALLOCATED_GREGS:
674       allocate_undefined_gregs_in_linker = 1;
675       break;
676
677     case OPTION_NOPUSHJSTUBS:
678       pushj_stubs = 0;
679       break;
680
681     default:
682       return 0;
683     }
684
685   return 1;
686 }
687
688 /* Display MMIX-specific help text.  */
689
690 void
691 md_show_usage (FILE * stream)
692 {
693   fprintf (stream, _(" MMIX-specific command line options:\n"));
694   fprintf (stream, _("\
695   -fixed-special-register-names\n\
696                           Allow only the original special register names.\n"));
697   fprintf (stream, _("\
698   -globalize-symbols      Make all symbols global.\n"));
699   fprintf (stream, _("\
700   -gnu-syntax             Turn off mmixal syntax compatibility.\n"));
701   fprintf (stream, _("\
702   -relax                  Create linker relaxable code.\n"));
703   fprintf (stream, _("\
704   -no-predefined-syms     Do not provide mmixal built-in constants.\n\
705                           Implies -fixed-special-register-names.\n"));
706   fprintf (stream, _("\
707   -no-expand              Do not expand GETA, branches, PUSHJ or JUMP\n\
708                           into multiple instructions.\n"));
709   fprintf (stream, _("\
710   -no-merge-gregs         Do not merge GREG definitions with nearby values.\n"));
711   fprintf (stream, _("\
712   -linker-allocated-gregs If there's no suitable GREG definition for the\
713                           operands of an instruction, let the linker resolve.\n"));
714   fprintf (stream, _("\
715   -x                      Do not warn when an operand to GETA, a branch,\n\
716                           PUSHJ or JUMP is not known to be within range.\n\
717                           The linker will catch any errors.  Implies\n\
718                           -linker-allocated-gregs."));
719 }
720
721 /* Step to end of line, but don't step over the end of the line.  */
722
723 static void
724 mmix_discard_rest_of_line (void)
725 {
726   while (*input_line_pointer
727          && (! is_end_of_line[(unsigned char) *input_line_pointer]
728              || TC_EOL_IN_INSN (input_line_pointer)))
729     input_line_pointer++;
730 }
731
732 /* Act as demand_empty_rest_of_line if we're in strict GNU syntax mode,
733    otherwise just ignore the rest of the line (and skip the end-of-line
734    delimiter).  */
735
736 static void
737 mmix_handle_rest_of_empty_line (void)
738 {
739   if (mmix_gnu_syntax)
740     demand_empty_rest_of_line ();
741   else
742     {
743       mmix_discard_rest_of_line ();
744       input_line_pointer++;
745     }
746 }
747
748 /* Initialize GAS MMIX specifics.  */
749
750 void
751 mmix_md_begin (void)
752 {
753   int i;
754   const struct mmix_opcode *opcode;
755
756   /* We assume nobody will use this, so don't allocate any room.  */
757   obstack_begin (&mmix_sym_obstack, 0);
758
759   /* This will break the day the "lex" thingy changes.  For now, it's the
760      only way to make ':' part of a name, and a name beginner.  */
761   lex_type[':'] = (LEX_NAME | LEX_BEGIN_NAME);
762
763   mmix_opcode_hash = hash_new ();
764
765   real_reg_section
766     = bfd_make_section_old_way (stdoutput, MMIX_REG_SECTION_NAME);
767
768   for (opcode = mmix_opcodes; opcode->name; opcode++)
769     hash_insert (mmix_opcode_hash, opcode->name, (char *) opcode);
770
771   /* We always insert the ordinary registers 0..255 as registers.  */
772   for (i = 0; i < 256; i++)
773     {
774       char buf[5];
775
776       /* Alternatively, we could diddle with '$' and the following number,
777          but keeping the registers as symbols helps keep parsing simple.  */
778       sprintf (buf, "$%d", i);
779       symbol_table_insert (symbol_new (buf, reg_section, i,
780                                        &zero_address_frag));
781     }
782
783   /* Insert mmixal built-in names if allowed.  */
784   if (predefined_syms)
785     {
786       for (i = 0; mmix_spec_regs[i].name != NULL; i++)
787         symbol_table_insert (symbol_new (mmix_spec_regs[i].name,
788                                          reg_section,
789                                          mmix_spec_regs[i].number + 256,
790                                          &zero_address_frag));
791
792       /* FIXME: Perhaps these should be recognized as specials; as field
793          names for those instructions.  */
794       symbol_table_insert (symbol_new ("ROUND_CURRENT", reg_section, 512,
795                                        &zero_address_frag));
796       symbol_table_insert (symbol_new ("ROUND_OFF", reg_section, 512 + 1,
797                                        &zero_address_frag));
798       symbol_table_insert (symbol_new ("ROUND_UP", reg_section, 512 + 2,
799                                        &zero_address_frag));
800       symbol_table_insert (symbol_new ("ROUND_DOWN", reg_section, 512 + 3,
801                                        &zero_address_frag));
802       symbol_table_insert (symbol_new ("ROUND_NEAR", reg_section, 512 + 4,
803                                        &zero_address_frag));
804     }
805 }
806
807 /* Assemble one insn in STR.  */
808
809 void
810 md_assemble (char *str)
811 {
812   char *operands = str;
813   char modified_char = 0;
814   struct mmix_opcode *instruction;
815   fragS *opc_fragP = NULL;
816   int max_operands = 3;
817
818   /* Note that the struct frag member fr_literal in frags.h is char[], so
819      I have to make this a plain char *.  */
820   /* unsigned */ char *opcodep = NULL;
821
822   expressionS exp[4];
823   int n_operands = 0;
824
825   /* Move to end of opcode.  */
826   for (operands = str;
827        is_part_of_name (*operands);
828        ++operands)
829     ;
830
831   if (ISSPACE (*operands))
832     {
833       modified_char = *operands;
834       *operands++ = '\0';
835     }
836
837   instruction = (struct mmix_opcode *) hash_find (mmix_opcode_hash, str);
838   if (instruction == NULL)
839     {
840       as_bad (_("unknown opcode: `%s'"), str);
841
842       /* Avoid "unhandled label" errors.  */
843       pending_label = NULL;
844       return;
845     }
846
847   /* Put back the character after the opcode.  */
848   if (modified_char != 0)
849     operands[-1] = modified_char;
850
851   input_line_pointer = operands;
852
853   /* Is this a mmixal pseudodirective?  */
854   if (instruction->type == mmix_type_pseudo)
855     {
856       /* For mmixal compatibility, a label for an instruction (and
857          emitting pseudo) refers to the _aligned_ address.  We emit the
858          label here for the pseudos that don't handle it themselves.  When
859          having an fb-label, emit it here, and increment the counter after
860          the pseudo.  */
861       switch (instruction->operands)
862         {
863         case mmix_operands_loc:
864         case mmix_operands_byte:
865         case mmix_operands_prefix:
866         case mmix_operands_local:
867         case mmix_operands_bspec:
868         case mmix_operands_espec:
869           if (current_fb_label >= 0)
870             colon (fb_label_name (current_fb_label, 1));
871           else if (pending_label != NULL)
872             {
873               colon (pending_label);
874               pending_label = NULL;
875             }
876           break;
877
878         default:
879           break;
880         }
881
882       /* Some of the pseudos emit contents, others don't.  Set a
883          contents-emitted flag when we emit something into .text   */
884       switch (instruction->operands)
885         {
886         case mmix_operands_loc:
887           /* LOC */
888           s_loc (0);
889           break;
890
891         case mmix_operands_byte:
892           /* BYTE */
893           mmix_byte ();
894           break;
895
896         case mmix_operands_wyde:
897           /* WYDE */
898           mmix_cons (2);
899           break;
900
901         case mmix_operands_tetra:
902           /* TETRA */
903           mmix_cons (4);
904           break;
905
906         case mmix_operands_octa:
907           /* OCTA */
908           mmix_cons (8);
909           break;
910
911         case mmix_operands_prefix:
912           /* PREFIX */
913           s_prefix (0);
914           break;
915
916         case mmix_operands_local:
917           /* LOCAL */
918           mmix_s_local (0);
919           break;
920
921         case mmix_operands_bspec:
922           /* BSPEC */
923           s_bspec (0);
924           break;
925
926         case mmix_operands_espec:
927           /* ESPEC */
928           s_espec (0);
929           break;
930
931         default:
932           BAD_CASE (instruction->operands);
933         }
934
935       /* These are all working like the pseudo functions in read.c:s_...,
936          in that they step over the end-of-line marker at the end of the
937          line.  We don't want that here.  */
938       input_line_pointer--;
939
940       /* Step up the fb-label counter if there was a definition on this
941          line.  */
942       if (current_fb_label >= 0)
943         {
944           fb_label_instance_inc (current_fb_label);
945           current_fb_label = -1;
946         }
947
948       /* Reset any don't-align-next-datum request, unless this was a LOC
949          directive.  */
950       if (instruction->operands != mmix_operands_loc)
951         want_unaligned = 0;
952
953       return;
954     }
955
956   /* Not a pseudo; we *will* emit contents.  */
957   if (now_seg == data_section)
958     {
959       if (lowest_data_loc != (bfd_vma) -1 && (lowest_data_loc & 3) != 0)
960         {
961           if (data_has_contents)
962             as_bad (_("specified location wasn't TETRA-aligned"));
963           else if (want_unaligned)
964             as_bad (_("unaligned data at an absolute location is not supported"));
965
966           lowest_data_loc &= ~(bfd_vma) 3;
967           lowest_data_loc += 4;
968         }
969
970       data_has_contents = 1;
971     }
972   else if (now_seg == text_section)
973     {
974       if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1 && (lowest_text_loc & 3) != 0)
975         {
976           if (text_has_contents)
977             as_bad (_("specified location wasn't TETRA-aligned"));
978           else if (want_unaligned)
979             as_bad (_("unaligned data at an absolute location is not supported"));
980
981           lowest_text_loc &= ~(bfd_vma) 3;
982           lowest_text_loc += 4;
983         }
984
985       text_has_contents = 1;
986     }
987
988   /* After a sequence of BYTEs or WYDEs, we need to get to instruction
989      alignment.  For other pseudos, a ".p2align 2" is supposed to be
990      inserted by the user.  */
991   if (last_alignment < 2 && ! want_unaligned)
992     {
993       frag_align (2, 0, 0);
994       record_alignment (now_seg, 2);
995       last_alignment = 2;
996     }
997   else
998     /* Reset any don't-align-next-datum request.  */
999     want_unaligned = 0;
1000
1001   /* For mmixal compatibility, a label for an instruction (and emitting
1002      pseudo) refers to the _aligned_ address.  So we have to emit the
1003      label here.  */
1004   if (pending_label != NULL)
1005     {
1006       colon (pending_label);
1007       pending_label = NULL;
1008     }
1009
1010   /* We assume that mmix_opcodes keeps having unique mnemonics for each
1011      opcode, so we don't have to iterate over more than one opcode; if the
1012      syntax does not match, then there's a syntax error.  */
1013
1014   /* Operands have little or no context and are all comma-separated; it is
1015      easier to parse each expression first.   */
1016   switch (instruction->operands)
1017     {
1018     case mmix_operands_reg_yz:
1019     case mmix_operands_pop:
1020     case mmix_operands_regaddr:
1021     case mmix_operands_pushj:
1022     case mmix_operands_get:
1023     case mmix_operands_put:
1024     case mmix_operands_set:
1025     case mmix_operands_save:
1026     case mmix_operands_unsave:
1027       max_operands = 2;
1028       break;
1029
1030     case mmix_operands_sync:
1031     case mmix_operands_jmp:
1032     case mmix_operands_resume:
1033       max_operands = 1;
1034       break;
1035
1036       /* The original 3 is fine for the rest.  */
1037     default:
1038       break;
1039     }
1040
1041   /* If this is GET or PUT, and we don't do allow those names to be
1042      equated, we need to parse the names ourselves, so we don't pick up a
1043      user label instead of the special register.  */
1044   if (! equated_spec_regs
1045       && (instruction->operands == mmix_operands_get
1046           || instruction->operands == mmix_operands_put))
1047     n_operands = get_putget_operands (instruction, operands, exp);
1048   else
1049     n_operands = get_operands (max_operands, operands, exp);
1050
1051   /* If there's a fb-label on the current line, set that label.  This must
1052      be done *after* evaluating expressions of operands, since neither a
1053      "1B" nor a "1F" refers to "1H" on the same line.  */
1054   if (current_fb_label >= 0)
1055     {
1056       fb_label_instance_inc (current_fb_label);
1057       colon (fb_label_name (current_fb_label, 0));
1058       current_fb_label = -1;
1059     }
1060
1061   /* We also assume that the length of the instruction is at least 4, the
1062      size of an unexpanded instruction.  We need a self-contained frag
1063      since we want the relocation to point to the instruction, not the
1064      variant part.  */
1065
1066   opcodep = frag_more (4);
1067   mmix_opcode_frag = opc_fragP = frag_now;
1068   frag_now->fr_opcode = opcodep;
1069
1070   /* Mark start of insn for DWARF2 debug features.  */
1071   if (OUTPUT_FLAVOR == bfd_target_elf_flavour)
1072     dwarf2_emit_insn (4);
1073
1074   md_number_to_chars (opcodep, instruction->match, 4);
1075
1076   switch (instruction->operands)
1077     {
1078     case mmix_operands_jmp:
1079       if (n_operands == 0 && ! mmix_gnu_syntax)
1080         /* Zeros are in place - nothing needs to be done when we have no
1081            operands.  */
1082         break;
1083
1084       /* Add a frag for a JMP relaxation; we need room for max four
1085          extra instructions.  We don't do any work around here to check if
1086          we can determine the offset right away.  */
1087       if (n_operands != 1 || exp[0].X_op == O_register)
1088         {
1089           as_bad (_("invalid operand to opcode %s: `%s'"),
1090                   instruction->name, operands);
1091           return;
1092         }
1093
1094       if (expand_op)
1095         frag_var (rs_machine_dependent, 4 * 4, 0,
1096                   ENCODE_RELAX (STATE_JMP, STATE_UNDF),
1097                   exp[0].X_add_symbol,
1098                   exp[0].X_add_number,
1099                   opcodep);
1100       else
1101         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 4,
1102                      exp + 0, 1, BFD_RELOC_MMIX_ADDR27);
1103       break;
1104
1105     case mmix_operands_pushj:
1106       /* We take care of PUSHJ in full here.  */
1107       if (n_operands != 2
1108           || ((exp[0].X_op == O_constant || exp[0].X_op == O_register)
1109               && (exp[0].X_add_number > 255 || exp[0].X_add_number < 0)))
1110         {
1111           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1112                   instruction->name, operands);
1113           return;
1114         }
1115
1116       if (exp[0].X_op == O_register || exp[0].X_op == O_constant)
1117         opcodep[1] = exp[0].X_add_number;
1118       else
1119         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1120                      1, exp + 0, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1121
1122       if (expand_op)
1123         frag_var (rs_machine_dependent, PUSHJ_MAX_LEN - 4, 0,
1124                   ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_UNDF),
1125                   exp[1].X_add_symbol,
1126                   exp[1].X_add_number,
1127                   opcodep);
1128       else
1129         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 4,
1130                      exp + 1, 1, BFD_RELOC_MMIX_ADDR19);
1131       break;
1132
1133     case mmix_operands_regaddr:
1134       /* GETA/branch: Add a frag for relaxation.  We don't do any work
1135          around here to check if we can determine the offset right away.  */
1136       if (n_operands != 2 || exp[1].X_op == O_register)
1137         {
1138           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1139                   instruction->name, operands);
1140           return;
1141         }
1142
1143       if (! expand_op)
1144         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 4,
1145                      exp + 1, 1, BFD_RELOC_MMIX_ADDR19);
1146       else if (instruction->type == mmix_type_condbranch)
1147         frag_var (rs_machine_dependent, BCC_MAX_LEN - 4, 0,
1148                   ENCODE_RELAX (STATE_BCC, STATE_UNDF),
1149                   exp[1].X_add_symbol,
1150                   exp[1].X_add_number,
1151                   opcodep);
1152       else
1153         frag_var (rs_machine_dependent, GETA_MAX_LEN - 4, 0,
1154                   ENCODE_RELAX (STATE_GETA, STATE_UNDF),
1155                   exp[1].X_add_symbol,
1156                   exp[1].X_add_number,
1157                   opcodep);
1158       break;
1159
1160     default:
1161       break;
1162     }
1163
1164   switch (instruction->operands)
1165     {
1166     case mmix_operands_regs:
1167       /* We check the number of operands here, since we're in a
1168          FALLTHROUGH sequence in the next switch.  */
1169       if (n_operands != 3 || exp[2].X_op == O_constant)
1170         {
1171           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1172                   instruction->name, operands);
1173           return;
1174         }
1175       /* FALLTHROUGH.  */
1176     case mmix_operands_regs_z:
1177       if (n_operands != 3)
1178         {
1179           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1180                   instruction->name, operands);
1181           return;
1182         }
1183       /* FALLTHROUGH.  */
1184     case mmix_operands_reg_yz:
1185     case mmix_operands_roundregs_z:
1186     case mmix_operands_roundregs:
1187     case mmix_operands_regs_z_opt:
1188     case mmix_operands_neg:
1189     case mmix_operands_regaddr:
1190     case mmix_operands_get:
1191     case mmix_operands_set:
1192     case mmix_operands_save:
1193       if (n_operands < 1
1194           || (exp[0].X_op == O_register && exp[0].X_add_number > 255))
1195         {
1196           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1197                   instruction->name, operands);
1198           return;
1199         }
1200
1201       if (exp[0].X_op == O_register)
1202         opcodep[1] = exp[0].X_add_number;
1203       else
1204         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1205                      1, exp + 0, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG);
1206       break;
1207
1208     default:
1209       ;
1210     }
1211
1212   /* A corresponding once-over for those who take an 8-bit constant as
1213      their first operand.  */
1214   switch (instruction->operands)
1215     {
1216     case mmix_operands_pushgo:
1217       /* PUSHGO: X is a constant, but can be expressed as a register.
1218          We handle X here and use the common machinery of T,X,3,$ for
1219          the rest of the operands.  */
1220       if (n_operands < 2
1221           || ((exp[0].X_op == O_constant || exp[0].X_op == O_register)
1222               && (exp[0].X_add_number > 255 || exp[0].X_add_number < 0)))
1223         {
1224           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1225                   instruction->name, operands);
1226           return;
1227         }
1228       else if (exp[0].X_op == O_constant || exp[0].X_op == O_register)
1229         opcodep[1] = exp[0].X_add_number;
1230       else
1231         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1232                      1, exp + 0, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1233       break;
1234
1235     case mmix_operands_pop:
1236       if ((n_operands == 0 || n_operands == 1) && ! mmix_gnu_syntax)
1237         break;
1238       /* FALLTHROUGH.  */
1239     case mmix_operands_x_regs_z:
1240       if (n_operands < 1
1241           || (exp[0].X_op == O_constant
1242               && (exp[0].X_add_number > 255
1243                   || exp[0].X_add_number < 0)))
1244         {
1245           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1246                   instruction->name, operands);
1247           return;
1248         }
1249
1250       if (exp[0].X_op == O_constant)
1251         opcodep[1] = exp[0].X_add_number;
1252       else
1253         /* FIXME: This doesn't bring us unsignedness checking.  */
1254         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1255                      1, exp + 0, 0, BFD_RELOC_8);
1256     default:
1257       ;
1258     }
1259
1260   /* Handle the rest.  */
1261   switch (instruction->operands)
1262     {
1263     case mmix_operands_set:
1264       /* SET: Either two registers, "$X,$Y", with Z field as zero, or
1265          "$X,YZ", meaning change the opcode to SETL.  */
1266       if (n_operands != 2
1267           || (exp[1].X_op == O_constant
1268               && (exp[1].X_add_number > 0xffff || exp[1].X_add_number < 0)))
1269         {
1270           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1271                   instruction->name, operands);
1272           return;
1273         }
1274
1275       if (exp[1].X_op == O_constant)
1276         {
1277           /* There's an ambiguity with "SET $0,Y" when Y isn't defined
1278              yet.  To keep things simple, we assume that Y is then a
1279              register, and only change the opcode if Y is defined at this
1280              point.
1281
1282              There's no compatibility problem with mmixal, since it emits
1283              errors if the field is not defined at this point.  */
1284           md_number_to_chars (opcodep, SETL_INSN_BYTE, 1);
1285
1286           opcodep[2] = (exp[1].X_add_number >> 8) & 255;
1287           opcodep[3] = exp[1].X_add_number & 255;
1288           break;
1289         }
1290       /* FALLTHROUGH.  */
1291     case mmix_operands_x_regs_z:
1292       /* SYNCD: "X,$Y,$Z|Z".  */
1293       /* FALLTHROUGH.  */
1294     case mmix_operands_regs:
1295       /* Three registers, $X,$Y,$Z.  */
1296       /* FALLTHROUGH.  */
1297     case mmix_operands_regs_z:
1298       /* Operands "$X,$Y,$Z|Z", number of arguments checked above.  */
1299       /* FALLTHROUGH.  */
1300     case mmix_operands_pushgo:
1301       /* Operands "$X|X,$Y,$Z|Z", optional Z.  */
1302       /* FALLTHROUGH.  */
1303     case mmix_operands_regs_z_opt:
1304       /* Operands "$X,$Y,$Z|Z", with $Z|Z being optional, default 0.  Any
1305          operands not completely decided yet are postponed to later in
1306          assembly (but not until link-time yet).  */
1307
1308       if ((n_operands != 2 && n_operands != 3)
1309           || (exp[1].X_op == O_register && exp[1].X_add_number > 255)
1310           || (n_operands == 3
1311               && ((exp[2].X_op == O_register
1312                    && exp[2].X_add_number > 255
1313                    && mmix_gnu_syntax)
1314                   || (exp[2].X_op == O_constant
1315                       && (exp[2].X_add_number > 255
1316                           || exp[2].X_add_number < 0)))))
1317         {
1318           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1319                   instruction->name, operands);
1320           return;
1321         }
1322
1323       if (n_operands == 2)
1324         {
1325           symbolS *sym;
1326
1327           /* The last operand is immediate whenever we see just two
1328              operands.  */
1329           opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1330
1331           /* Now, we could either have an implied "0" as the Z operand, or
1332              it could be the constant of a "base address plus offset".  It
1333              depends on whether it is allowed; only memory operations, as
1334              signified by instruction->type and "T" and "X" operand types,
1335              and it depends on whether we find a register in the second
1336              operand, exp[1].  */
1337           if (exp[1].X_op == O_register && exp[1].X_add_number <= 255)
1338             {
1339               /* A zero then; all done.  */
1340               opcodep[2] = exp[1].X_add_number;
1341               break;
1342             }
1343
1344           /* Not known as a register.  Is base address plus offset
1345              allowed, or can we assume that it is a register anyway?  */
1346           if ((instruction->operands != mmix_operands_regs_z_opt
1347                && instruction->operands != mmix_operands_x_regs_z
1348                && instruction->operands != mmix_operands_pushgo)
1349               || (instruction->type != mmix_type_memaccess_octa
1350                   && instruction->type != mmix_type_memaccess_tetra
1351                   && instruction->type != mmix_type_memaccess_wyde
1352                   && instruction->type != mmix_type_memaccess_byte
1353                   && instruction->type != mmix_type_memaccess_block
1354                   && instruction->type != mmix_type_jsr
1355                   && instruction->type != mmix_type_branch))
1356             {
1357               fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1358                            1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG);
1359               break;
1360             }
1361
1362           /* To avoid getting a NULL add_symbol for constants and then
1363              catching a SEGV in write_relocs since it doesn't handle
1364              constants well for relocs other than PC-relative, we need to
1365              pass expressions as symbols and use fix_new, not fix_new_exp.  */
1366           sym = make_expr_symbol (exp + 1);
1367
1368           /* Mark the symbol as being OK for a reloc.  */
1369           symbol_get_bfdsym (sym)->flags |= BSF_KEEP;
1370
1371           /* Now we know it can be a "base address plus offset".  Add
1372              proper fixup types so we can handle this later, when we've
1373              parsed everything.  */
1374           fix_new (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1375                    8, sym, 0, 0, BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET);
1376           break;
1377         }
1378
1379       if (exp[1].X_op == O_register)
1380         opcodep[2] = exp[1].X_add_number;
1381       else
1382         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1383                      1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG);
1384
1385       /* In mmixal compatibility mode, we allow special registers as
1386          constants for the Z operand.  They have 256 added to their
1387          register numbers, so the right thing will happen if we just treat
1388          those as constants.  */
1389       if (exp[2].X_op == O_register && exp[2].X_add_number <= 255)
1390         opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1391       else if (exp[2].X_op == O_constant
1392                || (exp[2].X_op == O_register && exp[2].X_add_number > 255))
1393         {
1394           opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1395           opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1396         }
1397       else
1398         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1399                      1, exp + 2, 0,
1400                      (instruction->operands == mmix_operands_set
1401                       || instruction->operands == mmix_operands_regs)
1402                      ? BFD_RELOC_MMIX_REG : BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1403       break;
1404
1405     case mmix_operands_pop:
1406       /* POP, one eight and one 16-bit operand.  */
1407       if (n_operands == 0 && ! mmix_gnu_syntax)
1408         break;
1409       if (n_operands == 1 && ! mmix_gnu_syntax)
1410         goto a_single_24_bit_number_operand;
1411       /* FALLTHROUGH.  */
1412     case mmix_operands_reg_yz:
1413       /* A register and a 16-bit unsigned number.  */
1414       if (n_operands != 2
1415           || exp[1].X_op == O_register
1416           || (exp[1].X_op == O_constant
1417               && (exp[1].X_add_number > 0xffff || exp[1].X_add_number < 0)))
1418         {
1419           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1420                   instruction->name, operands);
1421           return;
1422         }
1423
1424       if (exp[1].X_op == O_constant)
1425         {
1426           opcodep[2] = (exp[1].X_add_number >> 8) & 255;
1427           opcodep[3] = exp[1].X_add_number & 255;
1428         }
1429       else
1430         /* FIXME: This doesn't bring us unsignedness checking.  */
1431         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1432                      2, exp + 1, 0, BFD_RELOC_16);
1433       break;
1434
1435     case mmix_operands_jmp:
1436       /* A JMP.  Everything is already done.  */
1437       break;
1438
1439     case mmix_operands_roundregs:
1440       /* Two registers with optional rounding mode or constant in between.  */
1441       if ((n_operands == 3 && exp[2].X_op == O_constant)
1442           || (n_operands == 2 && exp[1].X_op == O_constant))
1443         {
1444           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1445                   instruction->name, operands);
1446           return;
1447         }
1448       /* FALLTHROUGH.  */
1449     case mmix_operands_roundregs_z:
1450       /* Like FLOT, "$X,ROUND_MODE,$Z|Z", but the rounding mode is
1451          optional and can be the corresponding constant.  */
1452       {
1453         /* Which exp index holds the second operand (not the rounding
1454            mode).  */
1455         int op2no = n_operands - 1;
1456
1457         if ((n_operands != 2 && n_operands != 3)
1458             || ((exp[op2no].X_op == O_register
1459                  && exp[op2no].X_add_number > 255)
1460                 || (exp[op2no].X_op == O_constant
1461                     && (exp[op2no].X_add_number > 255
1462                         || exp[op2no].X_add_number < 0)))
1463             || (n_operands == 3
1464                 /* We don't allow for the rounding mode to be deferred; it
1465                    must be determined in the "first pass".  It cannot be a
1466                    symbol equated to a rounding mode, but defined after
1467                    the first use.  */
1468                 && ((exp[1].X_op == O_register
1469                      && exp[1].X_add_number < 512)
1470                     || (exp[1].X_op == O_constant
1471                         && exp[1].X_add_number < 0
1472                         && exp[1].X_add_number > 4)
1473                     || (exp[1].X_op != O_register
1474                         && exp[1].X_op != O_constant))))
1475           {
1476             as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1477                     instruction->name, operands);
1478             return;
1479           }
1480
1481         /* Add rounding mode if present.  */
1482         if (n_operands == 3)
1483           opcodep[2] = exp[1].X_add_number & 255;
1484
1485         if (exp[op2no].X_op == O_register)
1486           opcodep[3] = exp[op2no].X_add_number;
1487         else if (exp[op2no].X_op == O_constant)
1488           {
1489             opcodep[3] = exp[op2no].X_add_number;
1490             opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1491           }
1492         else
1493           fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1494                        1, exp + op2no, 0,
1495                        instruction->operands == mmix_operands_roundregs
1496                        ? BFD_RELOC_MMIX_REG
1497                        : BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1498         break;
1499       }
1500
1501     case mmix_operands_sync:
1502     a_single_24_bit_number_operand:
1503       if (n_operands != 1
1504           || exp[0].X_op == O_register
1505           || (exp[0].X_op == O_constant
1506               && (exp[0].X_add_number > 0xffffff || exp[0].X_add_number < 0)))
1507         {
1508           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1509                   instruction->name, operands);
1510           return;
1511         }
1512
1513       if (exp[0].X_op == O_constant)
1514         {
1515           opcodep[1] = (exp[0].X_add_number >> 16) & 255;
1516           opcodep[2] = (exp[0].X_add_number >> 8) & 255;
1517           opcodep[3] = exp[0].X_add_number & 255;
1518         }
1519       else
1520         /* FIXME: This doesn't bring us unsignedness checking.  */
1521         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1522                      3, exp + 0, 0, BFD_RELOC_24);
1523       break;
1524
1525     case mmix_operands_neg:
1526       /* Operands "$X,Y,$Z|Z"; NEG or NEGU.  Y is optional, 0 is default.  */
1527
1528       if ((n_operands != 3 && n_operands != 2)
1529           || (n_operands == 3 && exp[1].X_op == O_register)
1530           || ((exp[1].X_op == O_constant || exp[1].X_op == O_register)
1531               && (exp[1].X_add_number > 255 || exp[1].X_add_number < 0))
1532           || (n_operands == 3
1533               && ((exp[2].X_op == O_register && exp[2].X_add_number > 255)
1534                   || (exp[2].X_op == O_constant
1535                       && (exp[2].X_add_number > 255
1536                           || exp[2].X_add_number < 0)))))
1537         {
1538           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1539                   instruction->name, operands);
1540           return;
1541         }
1542
1543       if (n_operands == 2)
1544         {
1545           if (exp[1].X_op == O_register)
1546             opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1547           else if (exp[1].X_op == O_constant)
1548             {
1549               opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1550               opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1551             }
1552           else
1553             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1554                          1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1555           break;
1556         }
1557
1558       if (exp[1].X_op == O_constant)
1559         opcodep[2] = exp[1].X_add_number;
1560       else
1561         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1562                      1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_8);
1563
1564       if (exp[2].X_op == O_register)
1565         opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1566       else if (exp[2].X_op == O_constant)
1567         {
1568           opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1569           opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1570         }
1571       else
1572         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1573                      1, exp + 2, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1574       break;
1575
1576     case mmix_operands_regaddr:
1577       /* A GETA/branch-type.  */
1578       break;
1579
1580     case mmix_operands_get:
1581       /* "$X,spec_reg"; GET.
1582          Like with rounding modes, we demand that the special register or
1583          symbol is already defined when we get here at the point of use.  */
1584       if (n_operands != 2
1585           || (exp[1].X_op == O_register
1586               && (exp[1].X_add_number < 256 || exp[1].X_add_number >= 512))
1587           || (exp[1].X_op == O_constant
1588               && (exp[1].X_add_number < 0 || exp[1].X_add_number > 256))
1589           || (exp[1].X_op != O_constant && exp[1].X_op != O_register))
1590         {
1591           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1592                   instruction->name, operands);
1593           return;
1594         }
1595
1596       opcodep[3] = exp[1].X_add_number - 256;
1597       break;
1598
1599     case mmix_operands_put:
1600       /* "spec_reg,$Z|Z"; PUT.  */
1601       if (n_operands != 2
1602           || (exp[0].X_op == O_register
1603               && (exp[0].X_add_number < 256 || exp[0].X_add_number >= 512))
1604           || (exp[0].X_op == O_constant
1605               && (exp[0].X_add_number < 0 || exp[0].X_add_number > 256))
1606           || (exp[0].X_op != O_constant && exp[0].X_op != O_register))
1607         {
1608           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1609                   instruction->name, operands);
1610           return;
1611         }
1612
1613       opcodep[1] = exp[0].X_add_number - 256;
1614
1615       /* Note that the Y field is zero.  */
1616
1617       if (exp[1].X_op == O_register)
1618         opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1619       else if (exp[1].X_op == O_constant)
1620         {
1621           opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1622           opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1623         }
1624       else
1625         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1626                      1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1627       break;
1628
1629     case mmix_operands_save:
1630       /* "$X,0"; SAVE.  */
1631       if (n_operands != 2
1632           || exp[1].X_op != O_constant
1633           || exp[1].X_add_number != 0)
1634         {
1635           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1636                   instruction->name, operands);
1637           return;
1638         }
1639       break;
1640
1641     case mmix_operands_unsave:
1642       if (n_operands < 2 && ! mmix_gnu_syntax)
1643         {
1644           if (n_operands == 1)
1645             {
1646               if (exp[0].X_op == O_register)
1647                 opcodep[3] = exp[0].X_add_number;
1648               else
1649                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1650                              1, exp, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG);
1651             }
1652           break;
1653         }
1654
1655       /* "0,$Z"; UNSAVE.  */
1656       if (n_operands != 2
1657           || exp[0].X_op != O_constant
1658           || exp[0].X_add_number != 0
1659           || exp[1].X_op == O_constant
1660           || (exp[1].X_op == O_register
1661               && exp[1].X_add_number > 255))
1662         {
1663           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1664                   instruction->name, operands);
1665           return;
1666         }
1667
1668       if (exp[1].X_op == O_register)
1669         opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1670       else
1671         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1672                      1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG);
1673       break;
1674
1675     case mmix_operands_xyz_opt:
1676       /* SWYM, TRIP, TRAP: zero, one, two or three operands.  */
1677       if (n_operands == 0 && ! mmix_gnu_syntax)
1678         /* Zeros are in place - nothing needs to be done for zero
1679            operands.  We don't allow this in GNU syntax mode, because it
1680            was believed that the risk of missing to supply an operand is
1681            higher than the benefit of not having to specify a zero.  */
1682         ;
1683       else if (n_operands == 1 && exp[0].X_op != O_register)
1684         {
1685           if (exp[0].X_op == O_constant)
1686             {
1687               if (exp[0].X_add_number > 255*255*255
1688                   || exp[0].X_add_number < 0)
1689                 {
1690                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1691                           instruction->name, operands);
1692                   return;
1693                 }
1694               else
1695                 {
1696                   opcodep[1] = (exp[0].X_add_number >> 16) & 255;
1697                   opcodep[2] = (exp[0].X_add_number >> 8) & 255;
1698                   opcodep[3] = exp[0].X_add_number & 255;
1699                 }
1700             }
1701           else
1702             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1703                          3, exp, 0, BFD_RELOC_24);
1704         }
1705       else if (n_operands == 2
1706                && exp[0].X_op != O_register
1707                && exp[1].X_op != O_register)
1708         {
1709           /* Two operands.  */
1710
1711           if (exp[0].X_op == O_constant)
1712             {
1713               if (exp[0].X_add_number > 255
1714                   || exp[0].X_add_number < 0)
1715                 {
1716                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1717                           instruction->name, operands);
1718                   return;
1719                 }
1720               else
1721                 opcodep[1] = exp[0].X_add_number & 255;
1722             }
1723           else
1724             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1725                          1, exp, 0, BFD_RELOC_8);
1726
1727           if (exp[1].X_op == O_constant)
1728             {
1729               if (exp[1].X_add_number > 255*255
1730                   || exp[1].X_add_number < 0)
1731                 {
1732                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1733                           instruction->name, operands);
1734                   return;
1735                 }
1736               else
1737                 {
1738                   opcodep[2] = (exp[1].X_add_number >> 8) & 255;
1739                   opcodep[3] = exp[1].X_add_number & 255;
1740                 }
1741             }
1742           else
1743             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1744                          2, exp + 1, 0, BFD_RELOC_16);
1745         }
1746       else if (n_operands == 3
1747                && exp[0].X_op != O_register
1748                && exp[1].X_op != O_register
1749                && exp[2].X_op != O_register)
1750         {
1751           /* Three operands.  */
1752
1753           if (exp[0].X_op == O_constant)
1754             {
1755               if (exp[0].X_add_number > 255
1756                   || exp[0].X_add_number < 0)
1757                 {
1758                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1759                           instruction->name, operands);
1760                   return;
1761                 }
1762               else
1763                 opcodep[1] = exp[0].X_add_number & 255;
1764             }
1765           else
1766             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1767                          1, exp, 0, BFD_RELOC_8);
1768
1769           if (exp[1].X_op == O_constant)
1770             {
1771               if (exp[1].X_add_number > 255
1772                   || exp[1].X_add_number < 0)
1773                 {
1774                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1775                           instruction->name, operands);
1776                   return;
1777                 }
1778               else
1779                 opcodep[2] = exp[1].X_add_number & 255;
1780             }
1781           else
1782             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1783                          1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_8);
1784
1785           if (exp[2].X_op == O_constant)
1786             {
1787               if (exp[2].X_add_number > 255
1788                   || exp[2].X_add_number < 0)
1789                 {
1790                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1791                           instruction->name, operands);
1792                   return;
1793                 }
1794               else
1795                 opcodep[3] = exp[2].X_add_number & 255;
1796             }
1797           else
1798             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1799                          1, exp + 2, 0, BFD_RELOC_8);
1800         }
1801       else if (n_operands <= 3
1802                && (strcmp (instruction->name, "trip") == 0
1803                    || strcmp (instruction->name, "trap") == 0))
1804         {
1805           /* The meaning of operands to TRIP and TRAP are not defined, so
1806              we add combinations not handled above here as we find them.  */
1807           if (n_operands == 3)
1808             {
1809               /* Don't require non-register operands.  Always generate
1810                  fixups, so we don't have to copy lots of code and create
1811                  maintenance problems.  TRIP is supposed to be a rare
1812                  instruction, so the overhead should not matter.  We
1813                  aren't allowed to fix_new_exp for an expression which is
1814                  an  O_register at this point, however.  */
1815               if (exp[0].X_op == O_register)
1816                 opcodep[1] = exp[0].X_add_number;
1817               else
1818                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1819                              1, exp, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1820               if (exp[1].X_op == O_register)
1821                 opcodep[2] = exp[1].X_add_number;
1822               else
1823                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1824                              1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1825               if (exp[2].X_op == O_register)
1826                 opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1827               else
1828                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1829                              1, exp + 2, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1830             }
1831           else if (n_operands == 2)
1832             {
1833               if (exp[0].X_op == O_register)
1834                 opcodep[2] = exp[0].X_add_number;
1835               else
1836                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1837                              1, exp, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1838               if (exp[1].X_op == O_register)
1839                 opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1840               else
1841                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1842                              1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1843             }
1844           else
1845             {
1846               as_bad (_("unsupported operands to %s: `%s'"),
1847                       instruction->name, operands);
1848               return;
1849             }
1850         }
1851       else
1852         {
1853           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1854                   instruction->name, operands);
1855           return;
1856         }
1857       break;
1858
1859     case mmix_operands_resume:
1860       if (n_operands == 0 && ! mmix_gnu_syntax)
1861         break;
1862
1863       if (n_operands != 1
1864           || exp[0].X_op == O_register
1865           || (exp[0].X_op == O_constant
1866               && (exp[0].X_add_number < 0
1867                   || exp[0].X_add_number > 255)))
1868         {
1869           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1870                   instruction->name, operands);
1871           return;
1872         }
1873
1874       if (exp[0].X_op == O_constant)
1875         opcodep[3] = exp[0].X_add_number;
1876       else
1877         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1878                      1, exp + 0, 0, BFD_RELOC_8);
1879       break;
1880
1881     case mmix_operands_pushj:
1882       /* All is done for PUSHJ already.  */
1883       break;
1884
1885     default:
1886       BAD_CASE (instruction->operands);
1887     }
1888 }
1889
1890 /* For the benefit of insns that start with a digit, we assemble by way of
1891    tc_unrecognized_line too, through this function.  */
1892
1893 int
1894 mmix_assemble_return_nonzero (char *str)
1895 {
1896   int last_error_count = had_errors ();
1897   char *s2 = str;
1898   char c;
1899
1900   /* Normal instruction handling downcases, so we must too.  */
1901   while (ISALNUM (*s2))
1902     {
1903       if (ISUPPER ((unsigned char) *s2))
1904         *s2 = TOLOWER (*s2);
1905       s2++;
1906     }
1907
1908   /* Cut the line for sake of the assembly.  */
1909   for (s2 = str; *s2 && *s2 != '\n'; s2++)
1910     ;
1911
1912   c = *s2;
1913   *s2 = 0;
1914   md_assemble (str);
1915   *s2 = c;
1916
1917   return had_errors () == last_error_count;
1918 }
1919
1920 /* The PREFIX pseudo.  */
1921
1922 static void
1923 s_prefix (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
1924 {
1925   char *p;
1926   int c;
1927
1928   SKIP_WHITESPACE ();
1929
1930   p = input_line_pointer;
1931
1932   c = get_symbol_end ();
1933
1934   /* Reseting prefix?  */
1935   if (*p == ':' && p[1] == 0)
1936     mmix_current_prefix = NULL;
1937   else
1938     {
1939       /* Put this prefix on the mmix symbols obstack.  We could malloc and
1940          free it separately, but then we'd have to worry about that.
1941          People using up memory on prefixes have other problems.  */
1942       obstack_grow (&mmix_sym_obstack, p, strlen (p) + 1);
1943       p = obstack_finish (&mmix_sym_obstack);
1944
1945       /* Accumulate prefixes, and strip a leading ':'.  */
1946       if (mmix_current_prefix != NULL || *p == ':')
1947         p = mmix_prefix_name (p);
1948
1949       mmix_current_prefix = p;
1950     }
1951
1952   *input_line_pointer = c;
1953
1954   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
1955 }
1956
1957 /* We implement prefixes by using the tc_canonicalize_symbol_name hook,
1958    and store each prefixed name on a (separate) obstack.  This means that
1959    the name is on the "notes" obstack in non-prefixed form and on the
1960    mmix_sym_obstack in prefixed form, but currently it is not worth
1961    rewriting the whole GAS symbol handling to improve "hooking" to avoid
1962    that.  (It might be worth a rewrite for other reasons, though).  */
1963
1964 char *
1965 mmix_prefix_name (char *shortname)
1966 {
1967   if (*shortname == ':')
1968     return shortname + 1;
1969
1970   if (mmix_current_prefix == NULL)
1971     as_fatal (_("internal: mmix_prefix_name but empty prefix"));
1972
1973   if (*shortname == '$')
1974     return shortname;
1975
1976   obstack_grow (&mmix_sym_obstack, mmix_current_prefix,
1977                 strlen (mmix_current_prefix));
1978   obstack_grow (&mmix_sym_obstack, shortname, strlen (shortname) + 1);
1979   return obstack_finish (&mmix_sym_obstack);
1980 }
1981
1982 /* The GREG pseudo.  At LABEL, we have the name of a symbol that we
1983    want to make a register symbol, and which should be initialized with
1984    the value in the expression at INPUT_LINE_POINTER (defaulting to 0).
1985    Either and (perhaps less meaningful) both may be missing.  LABEL must
1986    be persistent, perhaps allocated on an obstack.  */
1987
1988 static void
1989 mmix_greg_internal (char *label)
1990 {
1991   expressionS *expP = &mmix_raw_gregs[n_of_raw_gregs].exp;
1992
1993   /* Don't set the section to register contents section before the
1994      expression has been parsed; it may refer to the current position.  */
1995   expression (expP);
1996
1997   /* FIXME: Check that no expression refers to the register contents
1998      section.  May need to be done in elf64-mmix.c.  */
1999   if (expP->X_op == O_absent)
2000     {
2001       /* Default to zero if the expression was absent.  */
2002       expP->X_op = O_constant;
2003       expP->X_add_number = 0;
2004       expP->X_unsigned = 0;
2005       expP->X_add_symbol = NULL;
2006       expP->X_op_symbol = NULL;
2007     }
2008
2009   /* We must handle prefixes here, as we save the labels and expressions
2010      to be output later.  */
2011   mmix_raw_gregs[n_of_raw_gregs].label
2012     = mmix_current_prefix == NULL ? label : mmix_prefix_name (label);
2013
2014   if (n_of_raw_gregs == MAX_GREGS - 1)
2015     as_bad (_("too many GREG registers allocated (max %d)"), MAX_GREGS);
2016   else
2017     n_of_raw_gregs++;
2018
2019   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
2020 }
2021
2022 /* The ".greg label,expr" worker.  */
2023
2024 static void
2025 s_greg (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
2026 {
2027   char *p;
2028   char c;
2029   p = input_line_pointer;
2030
2031   /* This will skip over what can be a symbol and zero out the next
2032      character, which we assume is a ',' or other meaningful delimiter.
2033      What comes after that is the initializer expression for the
2034      register.  */
2035   c = get_symbol_end ();
2036
2037   if (! is_end_of_line[(unsigned char) c])
2038     input_line_pointer++;
2039
2040   if (*p)
2041     {
2042       /* The label must be persistent; it's not used until after all input
2043          has been seen.  */
2044       obstack_grow (&mmix_sym_obstack, p, strlen (p) + 1);
2045       mmix_greg_internal (obstack_finish (&mmix_sym_obstack));
2046     }
2047   else
2048     mmix_greg_internal (NULL);
2049 }
2050
2051 /* The "BSPEC expr" worker.  */
2052
2053 static void
2054 s_bspec (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
2055 {
2056   asection *expsec;
2057   asection *sec;
2058   char secname[sizeof (MMIX_OTHER_SPEC_SECTION_PREFIX) + 20]
2059     = MMIX_OTHER_SPEC_SECTION_PREFIX;
2060   expressionS exp;
2061   int n;
2062
2063   /* Get a constant expression which we can evaluate *now*.  Supporting
2064      more complex (though assembly-time computable) expressions is
2065      feasible but Too Much Work for something of unknown usefulness like
2066      BSPEC-ESPEC.  */
2067   expsec = expression (&exp);
2068   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
2069
2070   /* Check that we don't have another BSPEC in progress.  */
2071   if (doing_bspec)
2072     {
2073       as_bad (_("BSPEC already active.  Nesting is not supported."));
2074       return;
2075     }
2076
2077   if (exp.X_op != O_constant
2078       || expsec != absolute_section
2079       || exp.X_add_number < 0
2080       || exp.X_add_number > 65535)
2081     {
2082       as_bad (_("invalid BSPEC expression"));
2083       exp.X_add_number = 0;
2084     }
2085
2086   n = (int) exp.X_add_number;
2087
2088   sprintf (secname + strlen (MMIX_OTHER_SPEC_SECTION_PREFIX), "%d", n);
2089   sec = bfd_get_section_by_name (stdoutput, secname);
2090   if (sec == NULL)
2091     {
2092       /* We need a non-volatile name as it will be stored in the section
2093          struct.  */
2094       char *newsecname = xstrdup (secname);
2095       sec = bfd_make_section (stdoutput, newsecname);
2096
2097       if (sec == NULL)
2098         as_fatal (_("can't create section %s"), newsecname);
2099
2100       if (!bfd_set_section_flags (stdoutput, sec,
2101                                   bfd_get_section_flags (stdoutput, sec)
2102                                   | SEC_READONLY))
2103         as_fatal (_("can't set section flags for section %s"), newsecname);
2104     }
2105
2106   /* Tell ELF about the pending section change.  */
2107   obj_elf_section_change_hook ();
2108   subseg_set (sec, 0);
2109
2110   /* Save position for missing ESPEC.  */
2111   as_where (&bspec_file, &bspec_line);
2112
2113   doing_bspec = 1;
2114 }
2115
2116 /* The "ESPEC" worker.  */
2117
2118 static void
2119 s_espec (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
2120 {
2121   /* First, check that we *do* have a BSPEC in progress.  */
2122   if (! doing_bspec)
2123     {
2124       as_bad (_("ESPEC without preceding BSPEC"));
2125       return;
2126     }
2127
2128   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
2129   doing_bspec = 0;
2130
2131   /* When we told ELF about the section change in s_bspec, it stored the
2132      previous section for us so we can get at it with the equivalent of a
2133      .previous pseudo.  */
2134   obj_elf_previous (0);
2135 }
2136
2137 /* The " .local expr" and " local expr" worker.  We make a BFD_MMIX_LOCAL
2138    relocation against the current position against the expression.
2139    Implementing this by means of contents in a section lost.  */
2140
2141 static void
2142 mmix_s_local (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
2143 {
2144   expressionS exp;
2145
2146   /* Don't set the section to register contents section before the
2147      expression has been parsed; it may refer to the current position in
2148      some contorted way.  */
2149   expression (&exp);
2150
2151   if (exp.X_op == O_absent)
2152     {
2153       as_bad (_("missing local expression"));
2154       return;
2155     }
2156   else if (exp.X_op == O_register)
2157     {
2158       /* fix_new_exp doesn't like O_register.  Should be configurable.
2159          We're fine with a constant here, though.  */
2160       exp.X_op = O_constant;
2161     }
2162
2163   fix_new_exp (frag_now, 0, 0, &exp, 0, BFD_RELOC_MMIX_LOCAL);
2164   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
2165 }
2166
2167 /* Set fragP->fr_var to the initial guess of the size of a relaxable insn
2168    and return it.  Sizes of other instructions are not known.  This
2169    function may be called multiple times.  */
2170
2171 int
2172 md_estimate_size_before_relax (fragS *fragP, segT segment)
2173 {
2174   int length;
2175
2176 #define HANDLE_RELAXABLE(state)                                         \
2177  case ENCODE_RELAX (state, STATE_UNDF):                                 \
2178    if (fragP->fr_symbol != NULL                                         \
2179        && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) == segment                   \
2180        && !S_IS_WEAK (fragP->fr_symbol))                                \
2181      {                                                                  \
2182        /* The symbol lies in the same segment - a relaxable case.  */   \
2183        fragP->fr_subtype                                                \
2184          = ENCODE_RELAX (state, STATE_ZERO);                            \
2185      }                                                                  \
2186    break;
2187
2188   switch (fragP->fr_subtype)
2189     {
2190       HANDLE_RELAXABLE (STATE_GETA);
2191       HANDLE_RELAXABLE (STATE_BCC);
2192       HANDLE_RELAXABLE (STATE_JMP);
2193
2194     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_UNDF):
2195       if (fragP->fr_symbol != NULL
2196           && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) == segment
2197           && !S_IS_WEAK (fragP->fr_symbol))
2198         /* The symbol lies in the same segment - a relaxable case.  */
2199         fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_ZERO);
2200       else if (pushj_stubs)
2201         /* If we're to generate stubs, assume we can reach a stub after
2202            the section.  */
2203         fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO);
2204       /* FALLTHROUGH.  */
2205     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_ZERO):
2206     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO):
2207       /* We need to distinguish different relaxation rounds.  */
2208       seg_info (segment)->tc_segment_info_data.last_stubfrag = fragP;
2209       break;
2210
2211     case ENCODE_RELAX (STATE_GETA, STATE_ZERO):
2212     case ENCODE_RELAX (STATE_BCC, STATE_ZERO):
2213     case ENCODE_RELAX (STATE_JMP, STATE_ZERO):
2214       /* When relaxing a section for the second time, we don't need to do
2215          anything except making sure that fr_var is set right.  */
2216       break;
2217
2218     case STATE_GREG_DEF:
2219       length = fragP->tc_frag_data != NULL ? 0 : 8;
2220       fragP->fr_var = length;
2221
2222       /* Don't consult the relax_table; it isn't valid for this
2223          relaxation.  */
2224       return length;
2225       break;
2226
2227     default:
2228       BAD_CASE (fragP->fr_subtype);
2229     }
2230
2231   length = mmix_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length;
2232   fragP->fr_var = length;
2233
2234   return length;
2235 }
2236
2237 /* Turn a string in input_line_pointer into a floating point constant of type
2238    type, and store the appropriate bytes in *litP.  The number of LITTLENUMS
2239    emitted is stored in *sizeP .  An error message is returned, or NULL on
2240    OK.  */
2241
2242 char *
2243 md_atof (int type, char *litP, int *sizeP)
2244 {
2245   if (type == 'r')
2246     type = 'f';
2247   /* FIXME: Having 'f' in mmix_flt_chars (and here) makes it
2248      problematic to also have a forward reference in an expression.
2249      The testsuite wants it, and it's customary.
2250      We'll deal with the real problems when they come; we share the
2251      problem with most other ports.  */
2252   return ieee_md_atof (type, litP, sizeP, TRUE);
2253 }
2254
2255 /* Convert variable-sized frags into one or more fixups.  */
2256
2257 void
2258 md_convert_frag (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED, segT sec ATTRIBUTE_UNUSED,
2259                  fragS *fragP)
2260 {
2261   /* Pointer to first byte in variable-sized part of the frag.  */
2262   char *var_partp;
2263
2264   /* Pointer to first opcode byte in frag.  */
2265   char *opcodep;
2266
2267   /* Size in bytes of variable-sized part of frag.  */
2268   int var_part_size = 0;
2269
2270   /* This is part of *fragP.  It contains all information about addresses
2271      and offsets to varying parts.  */
2272   symbolS *symbolP;
2273   unsigned long var_part_offset;
2274
2275   /* This is the frag for the opcode.  It, rather than fragP, must be used
2276      when emitting a frag for the opcode.  */
2277   fragS *opc_fragP = fragP->tc_frag_data;
2278   fixS *tmpfixP;
2279
2280   /* Where, in file space, does addr point?  */
2281   bfd_vma target_address;
2282   bfd_vma opcode_address;
2283
2284   know (fragP->fr_type == rs_machine_dependent);
2285
2286   var_part_offset = fragP->fr_fix;
2287   var_partp = fragP->fr_literal + var_part_offset;
2288   opcodep = fragP->fr_opcode;
2289
2290   symbolP = fragP->fr_symbol;
2291
2292   target_address
2293     = ((symbolP ? S_GET_VALUE (symbolP) : 0) + fragP->fr_offset);
2294
2295   /* The opcode that would be extended is the last four "fixed" bytes.  */
2296   opcode_address = fragP->fr_address + fragP->fr_fix - 4;
2297
2298   switch (fragP->fr_subtype)
2299     {
2300     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO):
2301       /* Setting the unknown bits to 0 seems the most appropriate.  */
2302       mmix_set_geta_branch_offset (opcodep, 0);
2303       tmpfixP = fix_new (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 8,
2304                          fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1,
2305                          BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_STUBBABLE);
2306       COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);
2307       var_part_size = 0;
2308       break;
2309
2310     case ENCODE_RELAX (STATE_GETA, STATE_ZERO):
2311     case ENCODE_RELAX (STATE_BCC, STATE_ZERO):
2312     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_ZERO):
2313       mmix_set_geta_branch_offset (opcodep, target_address - opcode_address);
2314       if (linkrelax)
2315         {
2316           tmpfixP
2317             = fix_new (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 4,
2318                        fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1,
2319                        BFD_RELOC_MMIX_ADDR19);
2320           COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);
2321         }
2322       var_part_size = 0;
2323       break;
2324
2325     case ENCODE_RELAX (STATE_JMP, STATE_ZERO):
2326       mmix_set_jmp_offset (opcodep, target_address - opcode_address);
2327       if (linkrelax)
2328         {
2329           tmpfixP
2330             = fix_new (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 4,
2331                        fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1,
2332                        BFD_RELOC_MMIX_ADDR27);
2333           COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);
2334         }
2335       var_part_size = 0;
2336       break;
2337
2338     case STATE_GREG_DEF:
2339       if (fragP->tc_frag_data == NULL)
2340         {
2341           /* We must initialize data that's supposed to be "fixed up" to
2342              avoid emitting garbage, because md_apply_fix won't do
2343              anything for undefined symbols.  */
2344           md_number_to_chars (var_partp, 0, 8);
2345           tmpfixP
2346             = fix_new (fragP, var_partp - fragP->fr_literal, 8,
2347                        fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_64);
2348           COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);
2349           mmix_gregs[n_of_cooked_gregs++] = tmpfixP;
2350           var_part_size = 8;
2351         }
2352       else
2353         var_part_size = 0;
2354       break;
2355
2356 #define HANDLE_MAX_RELOC(state, reloc)                                  \
2357   case ENCODE_RELAX (state, STATE_MAX):                                 \
2358     var_part_size                                                       \
2359       = mmix_relax_table[ENCODE_RELAX (state, STATE_MAX)].rlx_length;   \
2360     mmix_fill_nops (var_partp, var_part_size / 4);                      \
2361     if (warn_on_expansion)                                              \
2362       as_warn_where (fragP->fr_file, fragP->fr_line,                    \
2363                      _("operand out of range, instruction expanded"));  \
2364     tmpfixP = fix_new (fragP, var_partp - fragP->fr_literal - 4, 8,     \
2365                        fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1, reloc);   \
2366     COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);                               \
2367     break
2368
2369       HANDLE_MAX_RELOC (STATE_GETA, BFD_RELOC_MMIX_GETA);
2370       HANDLE_MAX_RELOC (STATE_BCC, BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH);
2371       HANDLE_MAX_RELOC (STATE_PUSHJ, BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ);
2372       HANDLE_MAX_RELOC (STATE_JMP, BFD_RELOC_MMIX_JMP);
2373
2374     default:
2375       BAD_CASE (fragP->fr_subtype);
2376       break;
2377     }
2378
2379   fragP->fr_fix += var_part_size;
2380   fragP->fr_var = 0;
2381 }
2382
2383 /* Applies the desired value to the specified location.
2384    Also sets up addends for RELA type relocations.
2385    Stolen from tc-mcore.c.
2386
2387    Note that this function isn't called when linkrelax != 0.  */
2388
2389 void
2390 md_apply_fix (fixS *fixP, valueT *valP, segT segment)
2391 {
2392   char *buf  = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_literal;
2393   /* Note: use offsetT because it is signed, valueT is unsigned.  */
2394   offsetT val  = (offsetT) * valP;
2395   segT symsec
2396     = (fixP->fx_addsy == NULL
2397        ? absolute_section : S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy));
2398
2399   /* If the fix is relative to a symbol which is not defined, or, (if
2400      pcrel), not in the same segment as the fix, we cannot resolve it
2401      here.  */
2402   if (fixP->fx_addsy != NULL
2403       && (! S_IS_DEFINED (fixP->fx_addsy)
2404           || S_IS_WEAK (fixP->fx_addsy)
2405           || (fixP->fx_pcrel && symsec != segment)
2406           || (! fixP->fx_pcrel
2407               && symsec != absolute_section
2408               && ((fixP->fx_r_type != BFD_RELOC_MMIX_REG
2409                    && fixP->fx_r_type != BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE)
2410                   || symsec != reg_section))))
2411     {
2412       fixP->fx_done = 0;
2413       return;
2414     }
2415   else if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_MMIX_LOCAL
2416            || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT
2417            || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY)
2418     {
2419       /* These are never "fixed".  */
2420       fixP->fx_done = 0;
2421       return;
2422     }
2423   else
2424     /* We assume every other relocation is "fixed".  */
2425     fixP->fx_done = 1;
2426
2427   switch (fixP->fx_r_type)
2428     {
2429     case BFD_RELOC_64:
2430     case BFD_RELOC_32:
2431     case BFD_RELOC_24:
2432     case BFD_RELOC_16:
2433     case BFD_RELOC_8:
2434     case BFD_RELOC_64_PCREL:
2435     case BFD_RELOC_32_PCREL:
2436     case BFD_RELOC_24_PCREL:
2437     case BFD_RELOC_16_PCREL:
2438     case BFD_RELOC_8_PCREL:
2439       md_number_to_chars (buf, val, fixP->fx_size);
2440       break;
2441
2442     case BFD_RELOC_MMIX_ADDR19:
2443       if (expand_op)
2444         {
2445           /* This shouldn't happen.  */
2446           BAD_CASE (fixP->fx_r_type);
2447           break;
2448         }
2449       /* FALLTHROUGH.  */
2450     case BFD_RELOC_MMIX_GETA:
2451     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH:
2452     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ:
2453     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_STUBBABLE:
2454       /* If this fixup is out of range, punt to the linker to emit an
2455          error.  This should only happen with -no-expand.  */
2456       if (val < -(((offsetT) 1 << 19)/2)
2457           || val >= ((offsetT) 1 << 19)/2 - 1
2458           || (val & 3) != 0)
2459         {
2460           if (warn_on_expansion)
2461             as_warn_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2462                            _("operand out of range"));
2463           fixP->fx_done = 0;
2464           val = 0;
2465         }
2466       mmix_set_geta_branch_offset (buf, val);
2467       break;
2468
2469     case BFD_RELOC_MMIX_ADDR27:
2470       if (expand_op)
2471         {
2472           /* This shouldn't happen.  */
2473           BAD_CASE (fixP->fx_r_type);
2474           break;
2475         }
2476       /* FALLTHROUGH.  */
2477     case BFD_RELOC_MMIX_JMP:
2478       /* If this fixup is out of range, punt to the linker to emit an
2479          error.  This should only happen with -no-expand.  */
2480       if (val < -(((offsetT) 1 << 27)/2)
2481           || val >= ((offsetT) 1 << 27)/2 - 1
2482           || (val & 3) != 0)
2483         {
2484           if (warn_on_expansion)
2485             as_warn_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2486                            _("operand out of range"));
2487           fixP->fx_done = 0;
2488           val = 0;
2489         }
2490       mmix_set_jmp_offset (buf, val);
2491       break;
2492
2493     case BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE:
2494       if (fixP->fx_addsy != NULL
2495           && (S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != reg_section
2496               || S_GET_VALUE (fixP->fx_addsy) > 255)
2497           && S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != absolute_section)
2498         {
2499           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2500                         _("invalid operands"));
2501           /* We don't want this "symbol" appearing in output, because
2502              that will fail.  */
2503           fixP->fx_done = 1;
2504         }
2505
2506       buf[0] = val;
2507
2508       /* If this reloc is for a Z field, we need to adjust
2509          the opcode if we got a constant here.
2510          FIXME: Can we make this more robust?  */
2511
2512       if ((fixP->fx_where & 3) == 3
2513           && (fixP->fx_addsy == NULL
2514               || S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) == absolute_section))
2515         buf[-3] |= IMM_OFFSET_BIT;
2516       break;
2517
2518     case BFD_RELOC_MMIX_REG:
2519       if (fixP->fx_addsy == NULL
2520           || S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != reg_section
2521           || S_GET_VALUE (fixP->fx_addsy) > 255)
2522         {
2523           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2524                         _("invalid operands"));
2525           fixP->fx_done = 1;
2526         }
2527
2528       *buf = val;
2529       break;
2530
2531     case BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET:
2532       /* These are never "fixed".  */
2533       fixP->fx_done = 0;
2534       return;
2535
2536     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_1:
2537     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_2:
2538     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_3:
2539     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_J:
2540     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_1:
2541     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_2:
2542     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_3:
2543     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_1:
2544     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_2:
2545     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_3:
2546     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_1:
2547     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_2:
2548     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_3:
2549     default:
2550       BAD_CASE (fixP->fx_r_type);
2551       break;
2552     }
2553
2554   if (fixP->fx_done)
2555     /* Make sure that for completed fixups we have the value around for
2556        use by e.g. mmix_frob_file.  */
2557     fixP->fx_offset = val;
2558 }
2559
2560 /* A bsearch function for looking up a value against offsets for GREG
2561    definitions.  */
2562
2563 static int
2564 cmp_greg_val_greg_symbol_fixes (const void *p1, const void *p2)
2565 {
2566   offsetT val1 = *(offsetT *) p1;
2567   offsetT val2 = ((struct mmix_symbol_greg_fixes *) p2)->offs;
2568
2569   if (val1 >= val2 && val1 < val2 + 255)
2570     return 0;
2571
2572   if (val1 > val2)
2573     return 1;
2574
2575   return -1;
2576 }
2577
2578 /* Generate a machine-dependent relocation.  */
2579
2580 arelent *
2581 tc_gen_reloc (asection *section ATTRIBUTE_UNUSED, fixS *fixP)
2582 {
2583   bfd_signed_vma val
2584     = fixP->fx_offset
2585     + (fixP->fx_addsy != NULL
2586        && !S_IS_WEAK (fixP->fx_addsy)
2587        && !S_IS_COMMON (fixP->fx_addsy)
2588        ? S_GET_VALUE (fixP->fx_addsy) : 0);
2589   arelent *relP;
2590   bfd_reloc_code_real_type code = BFD_RELOC_NONE;
2591   char *buf  = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_literal;
2592   symbolS *addsy = fixP->fx_addsy;
2593   asection *addsec = addsy == NULL ? NULL : S_GET_SEGMENT (addsy);
2594   asymbol *baddsy = addsy != NULL ? symbol_get_bfdsym (addsy) : NULL;
2595   bfd_vma addend
2596     = val - (baddsy == NULL || S_IS_COMMON (addsy) || S_IS_WEAK (addsy)
2597              ? 0 : bfd_asymbol_value (baddsy));
2598
2599   /* A single " LOCAL expression" in the wrong section will not work when
2600      linking to MMO; relocations for zero-content sections are then
2601      ignored.  Normally, relocations would modify section contents, and
2602      you'd never think or be able to do something like that.  The
2603      relocation resulting from a LOCAL directive doesn't have an obvious
2604      and mandatory location.  I can't figure out a way to do this better
2605      than just helping the user around this limitation here; hopefully the
2606      code using the local expression is around.  Putting the LOCAL
2607      semantics in a relocation still seems right; a section didn't do.  */
2608   if (bfd_section_size (section->owner, section) == 0)
2609     as_bad_where
2610       (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2611        fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_MMIX_LOCAL
2612        /* The BFD_RELOC_MMIX_LOCAL-specific message is supposed to be
2613           user-friendly, though a little bit non-substantial.  */
2614        ? _("directive LOCAL must be placed in code or data")
2615        : _("internal confusion: relocation in a section without contents"));
2616
2617   /* FIXME: Range tests for all these.  */
2618   switch (fixP->fx_r_type)
2619     {
2620     case BFD_RELOC_64:
2621     case BFD_RELOC_32:
2622     case BFD_RELOC_24:
2623     case BFD_RELOC_16:
2624     case BFD_RELOC_8:
2625       code = fixP->fx_r_type;
2626
2627       if (addsy == NULL || bfd_is_abs_section (addsec))
2628         {
2629           /* Resolve this reloc now, as md_apply_fix would have done (not
2630              called if -linkrelax).  There is no point in keeping a reloc
2631              to an absolute symbol.  No reloc that is subject to
2632              relaxation must be to an absolute symbol; difference
2633              involving symbols in a specific section must be signalled as
2634              an error if the relaxing cannot be expressed; having a reloc
2635              to the resolved (now absolute) value does not help.  */
2636           md_number_to_chars (buf, val, fixP->fx_size);
2637           return NULL;
2638         }
2639       break;
2640
2641     case BFD_RELOC_64_PCREL:
2642     case BFD_RELOC_32_PCREL:
2643     case BFD_RELOC_24_PCREL:
2644     case BFD_RELOC_16_PCREL:
2645     case BFD_RELOC_8_PCREL:
2646     case BFD_RELOC_MMIX_LOCAL:
2647     case BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT:
2648     case BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY:
2649     case BFD_RELOC_MMIX_GETA:
2650     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_1:
2651     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_2:
2652     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_3:
2653     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH:
2654     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_J:
2655     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_1:
2656     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_2:
2657     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_3:
2658     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ:
2659     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_1:
2660     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_2:
2661     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_3:
2662     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_STUBBABLE:
2663     case BFD_RELOC_MMIX_JMP:
2664     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_1:
2665     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_2:
2666     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_3:
2667     case BFD_RELOC_MMIX_ADDR19:
2668     case BFD_RELOC_MMIX_ADDR27:
2669       code = fixP->fx_r_type;
2670       break;
2671
2672     case BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE:
2673       /* If we have this kind of relocation to an unknown symbol or to the
2674          register contents section (that is, to a register), then we can't
2675          resolve the relocation here.  */
2676       if (addsy != NULL
2677           && (bfd_is_und_section (addsec)
2678               || strcmp (bfd_get_section_name (addsec->owner, addsec),
2679                          MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME) == 0))
2680         {
2681           code = fixP->fx_r_type;
2682           break;
2683         }
2684
2685       /* If the relocation is not to the register section or to the
2686          absolute section (a numeric value), then we have an error.  */
2687       if (addsy != NULL
2688           && (S_GET_SEGMENT (addsy) != real_reg_section
2689               || val > 255
2690               || val < 0)
2691           && ! bfd_is_abs_section (addsec))
2692         goto badop;
2693
2694       /* Set the "immediate" bit of the insn if this relocation is to Z
2695          field when the value is a numeric value, i.e. not a register.  */
2696       if ((fixP->fx_where & 3) == 3
2697           && (addsy == NULL || bfd_is_abs_section (addsec)))
2698         buf[-3] |= IMM_OFFSET_BIT;
2699
2700       buf[0] = val;
2701       return NULL;
2702
2703     case BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET:
2704       if (addsy != NULL
2705           && strcmp (bfd_get_section_name (addsec->owner, addsec),
2706                      MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME) == 0)
2707         {
2708           /* This changed into a register; the relocation is for the
2709              register-contents section.  The constant part remains zero.  */
2710           code = BFD_RELOC_MMIX_REG;
2711           break;
2712         }
2713
2714       /* If we've found out that this was indeed a register, then replace
2715          with the register number.  The constant part is already zero.
2716
2717          If we encounter any other defined symbol, then we must find a
2718          suitable register and emit a reloc.  */
2719       if (addsy == NULL || addsec != real_reg_section)
2720         {
2721           struct mmix_symbol_gregs *gregs;
2722           struct mmix_symbol_greg_fixes *fix;
2723
2724           if (S_IS_DEFINED (addsy)
2725               && !bfd_is_com_section (addsec)
2726               && !S_IS_WEAK (addsy))
2727             {
2728               if (! symbol_section_p (addsy) && ! bfd_is_abs_section (addsec))
2729                 as_fatal (_("internal: BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET not resolved to section"));
2730
2731               /* If this is an absolute symbol sufficiently near
2732                  lowest_data_loc, then we canonicalize on the data
2733                  section.  Note that val is signed here; we may subtract
2734                  lowest_data_loc which is unsigned.  Careful with those
2735                  comparisons.  */
2736               if (lowest_data_loc != (bfd_vma) -1
2737                   && (bfd_vma) val + 256 > lowest_data_loc
2738                   && bfd_is_abs_section (addsec))
2739                 {
2740                   val -= (offsetT) lowest_data_loc;
2741                   addsy = section_symbol (data_section);
2742                 }
2743               /* Likewise text section.  */
2744               else if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1
2745                        && (bfd_vma) val + 256 > lowest_text_loc
2746                        && bfd_is_abs_section (addsec))
2747                 {
2748                   val -= (offsetT) lowest_text_loc;
2749                   addsy = section_symbol (text_section);
2750                 }
2751             }
2752
2753           gregs = *symbol_get_tc (addsy);
2754
2755           /* If that symbol does not have any associated GREG definitions,
2756              we can't do anything.  */
2757           if (gregs == NULL
2758               || (fix = bsearch (&val, gregs->greg_fixes, gregs->n_gregs,
2759                                  sizeof (gregs->greg_fixes[0]),
2760                                  cmp_greg_val_greg_symbol_fixes)) == NULL
2761               /* The register must not point *after* the address we want.  */
2762               || fix->offs > val
2763               /* Neither must the register point more than 255 bytes
2764                  before the address we want.  */
2765               || fix->offs + 255 < val)
2766             {
2767               /* We can either let the linker allocate GREGs
2768                  automatically, or emit an error.  */
2769               if (allocate_undefined_gregs_in_linker)
2770                 {
2771                   /* The values in baddsy and addend are right.  */
2772                   code = fixP->fx_r_type;
2773                   break;
2774                 }
2775               else
2776                 as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2777                               _("no suitable GREG definition for operands"));
2778               return NULL;
2779             }
2780           else
2781             {
2782               /* Transform the base-plus-offset reloc for the actual area
2783                  to a reloc for the register with the address of the area.
2784                  Put addend for register in Z operand.  */
2785               buf[1] = val - fix->offs;
2786               code = BFD_RELOC_MMIX_REG;
2787               baddsy
2788                 = (bfd_get_section_by_name (stdoutput,
2789                                             MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME)
2790                    ->symbol);
2791
2792               addend = fix->fix->fx_frag->fr_address + fix->fix->fx_where;
2793             }
2794         }
2795       else if (S_GET_VALUE (addsy) > 255)
2796         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2797                       _("invalid operands"));
2798       else
2799         {
2800           *buf = val;
2801           return NULL;
2802         }
2803       break;
2804
2805     case BFD_RELOC_MMIX_REG:
2806       if (addsy != NULL
2807           && (bfd_is_und_section (addsec)
2808               || strcmp (bfd_get_section_name (addsec->owner, addsec),
2809                          MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME) == 0))
2810         {
2811           code = fixP->fx_r_type;
2812           break;
2813         }
2814
2815       if (addsy != NULL
2816           && (addsec != real_reg_section
2817               || val > 255
2818               || val < 0)
2819           && ! bfd_is_und_section (addsec))
2820         /* Drop through to error message.  */
2821         ;
2822       else
2823         {
2824           buf[0] = val;
2825           return NULL;
2826         }
2827       /* FALLTHROUGH.  */
2828
2829       /* The others are supposed to be handled by md_apply_fix.
2830          FIXME: ... which isn't called when -linkrelax.  Move over
2831          md_apply_fix code here for everything reasonable.  */
2832     badop:
2833     default:
2834       as_bad_where
2835         (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2836          _("operands were not reducible at assembly-time"));
2837
2838       /* Unmark this symbol as used in a reloc, so we don't bump into a BFD
2839          assert when trying to output reg_section.  FIXME: A gas bug.  */
2840       fixP->fx_addsy = NULL;
2841       return NULL;
2842     }
2843
2844   relP = (arelent *) xmalloc (sizeof (arelent));
2845   gas_assert (relP != 0);
2846   relP->sym_ptr_ptr = (asymbol **) xmalloc (sizeof (asymbol *));
2847   *relP->sym_ptr_ptr = baddsy;
2848   relP->address = fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where;
2849
2850   relP->addend = addend;
2851
2852   /* If this had been a.out, we would have had a kludge for weak symbols
2853      here.  */
2854
2855   relP->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, code);
2856   if (! relP->howto)
2857     {
2858       const char *name;
2859
2860       name = S_GET_NAME (addsy);
2861       if (name == NULL)
2862         name = _("<unknown>");
2863       as_fatal (_("cannot generate relocation type for symbol %s, code %s"),
2864                 name, bfd_get_reloc_code_name (code));
2865     }
2866
2867   return relP;
2868 }
2869
2870 /* Do some reformatting of a line.  FIXME: We could transform a mmixal
2871    line into traditional (GNU?) format, unless #NO_APP, and get rid of all
2872    ugly labels_without_colons etc.  */
2873
2874 void
2875 mmix_handle_mmixal (void)
2876 {
2877   char *insn;
2878   char *s = input_line_pointer;
2879   char *label = NULL;
2880   char c;
2881
2882   if (pending_label != NULL)
2883     as_fatal (_("internal: unhandled label %s"), pending_label);
2884
2885   if (mmix_gnu_syntax)
2886     return;
2887
2888   /* If we're on a line with a label, check if it's a mmixal fb-label.
2889      Save an indicator and skip the label; it must be set only after all
2890      fb-labels of expressions are evaluated.  */
2891   if (ISDIGIT (s[0]) && s[1] == 'H' && ISSPACE (s[2]))
2892     {
2893       current_fb_label = s[0] - '0';
2894
2895       /* We have to skip the label, but also preserve the newlineness of
2896          the previous character, since the caller checks that.  It's a
2897          mess we blame on the caller.  */
2898       s[1] = s[-1];
2899       s += 2;
2900       input_line_pointer = s;
2901
2902       while (*s && ISSPACE (*s) && ! is_end_of_line[(unsigned int) *s])
2903         s++;
2904
2905       /* For errors emitted here, the book-keeping is off by one; the
2906          caller is about to bump the counters.  Adjust the error messages.  */
2907       if (is_end_of_line[(unsigned int) *s])
2908         {
2909           char *name;
2910           unsigned int line;
2911           as_where (&name, &line);
2912           as_bad_where (name, line + 1,
2913                         _("[0-9]H labels may not appear alone on a line"));
2914           current_fb_label = -1;
2915         }
2916       if (*s == '.')
2917         {
2918           char *name;
2919           unsigned int line;
2920           as_where (&name, &line);
2921           as_bad_where (name, line + 1,
2922                         _("[0-9]H labels do not mix with dot-pseudos"));
2923           current_fb_label = -1;
2924         }
2925
2926       /* Back off to the last space before the opcode so we don't handle
2927          the opcode as a label.  */
2928       s--;
2929     }
2930   else
2931     current_fb_label = -1;
2932
2933   if (*s == '.')
2934     {
2935       /* If the first character is a '.', then it's a pseudodirective, not a
2936          label.  Make GAS not handle label-without-colon on this line.  We
2937          also don't do mmixal-specific stuff on this line.  */
2938       label_without_colon_this_line = 0;
2939       return;
2940     }
2941
2942   if (*s == 0 || is_end_of_line[(unsigned int) *s])
2943     /* We avoid handling empty lines here.  */
2944     return;
2945       
2946   if (is_name_beginner (*s))
2947     label = s;
2948
2949   /* If there is a label, skip over it.  */
2950   while (*s && is_part_of_name (*s))
2951     s++;
2952
2953   /* Find the start of the instruction or pseudo following the label,
2954      if there is one.  */
2955   for (insn = s;
2956        *insn && ISSPACE (*insn) && ! is_end_of_line[(unsigned int) *insn];
2957        insn++)
2958     /* Empty */
2959     ;
2960
2961   /* Remove a trailing ":" off labels, as they'd otherwise be considered
2962      part of the name.  But don't do this for local labels.  */
2963   if (s != input_line_pointer && s[-1] == ':'
2964       && (s - 2 != input_line_pointer
2965           || ! ISDIGIT (s[-2])))
2966     s[-1] = ' ';
2967   else if (label != NULL
2968            /* For a lone label on a line, we don't attach it to the next
2969               instruction or MMIXAL-pseudo (getting its alignment).  Thus
2970               is acts like a "normal" :-ended label.  Ditto if it's
2971               followed by a non-MMIXAL pseudo.  */
2972            && !is_end_of_line[(unsigned int) *insn]
2973            && *insn != '.')
2974     {
2975       /* For labels that don't end in ":", we save it so we can later give
2976          it the same alignment and address as the associated instruction.  */
2977
2978       /* Make room for the label including the ending nul.  */
2979       int len_0 = s - label + 1;
2980
2981       /* Save this label on the MMIX symbol obstack.  Saving it on an
2982          obstack is needless for "IS"-pseudos, but it's harmless and we
2983          avoid a little code-cluttering.  */
2984       obstack_grow (&mmix_sym_obstack, label, len_0);
2985       pending_label = obstack_finish (&mmix_sym_obstack);
2986       pending_label[len_0 - 1] = 0;
2987     }
2988
2989   /* If we have a non-MMIXAL pseudo, we have not business with the rest of
2990      the line.  */
2991   if (*insn == '.')
2992     return;
2993
2994   /* Find local labels of operands.  Look for "[0-9][FB]" where the
2995      characters before and after are not part of words.  Break if a single
2996      or double quote is seen anywhere.  It means we can't have local
2997      labels as part of list with mixed quoted and unquoted members for
2998      mmixal compatibility but we can't have it all.  For the moment.
2999      Replace the '<N>B' or '<N>F' with MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR<N> and
3000      MAGIC_FB_FORWARD_CHAR<N> respectively.  */
3001
3002   /* First make sure we don't have any of the magic characters on the line
3003      appearing as input.  */
3004   while (*s)
3005     {
3006       c = *s++;
3007       if (is_end_of_line[(unsigned int) c])
3008         break;
3009       if (c == MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR || c == MAGIC_FB_FORWARD_CHAR)
3010         as_bad (_("invalid characters in input"));
3011     }
3012
3013   /* Scan again, this time looking for ';' after operands.  */
3014   s = insn;
3015
3016   /* Skip the insn.  */
3017   while (*s
3018          && ! ISSPACE (*s)
3019          && *s != ';'
3020          && ! is_end_of_line[(unsigned int) *s])
3021     s++;
3022
3023   /* Skip the spaces after the insn.  */
3024   while (*s
3025          && ISSPACE (*s)
3026          && *s != ';'
3027          && ! is_end_of_line[(unsigned int) *s])
3028     s++;
3029
3030   /* Skip the operands.  While doing this, replace [0-9][BF] with
3031      (MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR|MAGIC_FB_FORWARD_CHAR)[0-9].  */
3032   while ((c = *s) != 0
3033          && ! ISSPACE (c)
3034          && c != ';'
3035          && ! is_end_of_line[(unsigned int) c])
3036     {
3037       if (c == '"')
3038         {
3039           s++;
3040
3041           /* FIXME: Test-case for semi-colon in string.  */
3042           while (*s
3043                  && *s != '"'
3044                  && (! is_end_of_line[(unsigned int) *s] || *s == ';'))
3045             s++;
3046
3047           if (*s == '"')
3048             s++;
3049         }
3050       else if (ISDIGIT (c))
3051         {
3052           if ((s[1] != 'B' && s[1] != 'F')
3053               || is_part_of_name (s[-1])
3054               || is_part_of_name (s[2])
3055               /* Don't treat e.g. #1F as a local-label reference.  */
3056               || (s != input_line_pointer && s[-1] == '#'))
3057             s++;
3058           else
3059             {
3060               s[0] = (s[1] == 'B'
3061                       ? MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR : MAGIC_FB_FORWARD_CHAR);
3062               s[1] = c;
3063             }
3064         }
3065       else
3066         s++;
3067     }
3068
3069   /* Skip any spaces after the operands.  */
3070   while (*s
3071          && ISSPACE (*s)
3072          && *s != ';'
3073          && !is_end_of_line[(unsigned int) *s])
3074     s++;
3075
3076   /* If we're now looking at a semi-colon, then it's an end-of-line
3077      delimiter.  */
3078   mmix_next_semicolon_is_eoln = (*s == ';');
3079
3080   /* Make IS into an EQU by replacing it with "= ".  Only match upper-case
3081      though; let lower-case be a syntax error.  */
3082   s = insn;
3083   if (s[0] == 'I' && s[1] == 'S' && ISSPACE (s[2]))
3084     {
3085       *s = '=';
3086       s[1] = ' ';
3087
3088       /* Since labels can start without ":", we have to handle "X IS 42"
3089          in full here, or "X" will be parsed as a label to be set at ".".  */
3090       input_line_pointer = s;
3091
3092       /* Right after this function ends, line numbers will be bumped if
3093          input_line_pointer[-1] = '\n'.  We want accurate line numbers for
3094          the equals call, so we bump them before the call, and make sure
3095          they aren't bumped afterwards.  */
3096       bump_line_counters ();
3097
3098       /* A fb-label is valid as an IS-label.  */
3099       if (current_fb_label >= 0)
3100         {
3101           char *fb_name;
3102
3103           /* We need to save this name on our symbol obstack, since the
3104              string we got in fb_label_name is volatile and will change
3105              with every call to fb_label_name, like those resulting from
3106              parsing the IS-operand.  */
3107           fb_name = fb_label_name (current_fb_label, 1);
3108           obstack_grow (&mmix_sym_obstack, fb_name, strlen (fb_name) + 1);
3109           equals (obstack_finish (&mmix_sym_obstack), 0);
3110           fb_label_instance_inc (current_fb_label);
3111           current_fb_label = -1;
3112         }
3113       else
3114         {
3115           if (pending_label == NULL)
3116             as_bad (_("empty label field for IS"));
3117           else
3118             equals (pending_label, 0);
3119           pending_label = NULL;
3120         }
3121
3122       /* For mmixal, we can have comments without a comment-start
3123          character.   */
3124       mmix_handle_rest_of_empty_line ();
3125       input_line_pointer--;
3126
3127       input_line_pointer[-1] = ' ';
3128     }
3129   else if (s[0] == 'G'
3130            && s[1] == 'R'
3131            && strncmp (s, "GREG", 4) == 0
3132            && (ISSPACE (s[4]) || is_end_of_line[(unsigned char) s[4]]))
3133     {
3134       input_line_pointer = s + 4;
3135
3136       /* Right after this function ends, line numbers will be bumped if
3137          input_line_pointer[-1] = '\n'.  We want accurate line numbers for
3138          the s_greg call, so we bump them before the call, and make sure
3139          they aren't bumped afterwards.  */
3140       bump_line_counters ();
3141
3142       /* A fb-label is valid as a GREG-label.  */
3143       if (current_fb_label >= 0)
3144         {
3145           char *fb_name;
3146
3147           /* We need to save this name on our symbol obstack, since the
3148              string we got in fb_label_name is volatile and will change
3149              with every call to fb_label_name, like those resulting from
3150              parsing the IS-operand.  */
3151           fb_name = fb_label_name (current_fb_label, 1);
3152
3153           /* Make sure we save the canonical name and don't get bitten by
3154              prefixes.  */
3155           obstack_1grow (&mmix_sym_obstack, ':');
3156           obstack_grow (&mmix_sym_obstack, fb_name, strlen (fb_name) + 1);
3157           mmix_greg_internal (obstack_finish (&mmix_sym_obstack));
3158           fb_label_instance_inc (current_fb_label);
3159           current_fb_label = -1;
3160         }
3161       else
3162         mmix_greg_internal (pending_label);
3163
3164       /* Back up before the end-of-line marker that was skipped in
3165          mmix_greg_internal.  */
3166       input_line_pointer--;
3167       input_line_pointer[-1] = ' ';
3168
3169       pending_label = NULL;
3170     }
3171   else if (pending_label != NULL)
3172     {
3173       input_line_pointer += strlen (pending_label);
3174
3175       /* See comment above about getting line numbers bumped.  */
3176       input_line_pointer[-1] = '\n';
3177     }
3178 }
3179
3180 /* Give the value of an fb-label rewritten as in mmix_handle_mmixal, when
3181    parsing an expression.
3182
3183    On valid calls, input_line_pointer points at a MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR
3184    or MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR, followed by an ascii digit for the label.
3185    We fill in the label as an expression.  */
3186
3187 void
3188 mmix_fb_label (expressionS *expP)
3189 {
3190   symbolS *sym;
3191   char *fb_internal_name;
3192
3193   /* This doesn't happen when not using mmixal syntax.  */
3194   if (mmix_gnu_syntax
3195       || (input_line_pointer[0] != MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR
3196           && input_line_pointer[0] != MAGIC_FB_FORWARD_CHAR))
3197     return;
3198
3199   /* The current backward reference has augmentation 0.  A forward
3200      reference has augmentation 1, unless it's the same as a fb-label on
3201      _this_ line, in which case we add one more so we don't refer to it.
3202      This is the semantics of mmixal; it differs to that of common
3203      fb-labels which refer to a here-label on the current line as a
3204      backward reference.  */
3205   fb_internal_name
3206     = fb_label_name (input_line_pointer[1] - '0',
3207                      (input_line_pointer[0] == MAGIC_FB_FORWARD_CHAR ? 1 : 0)
3208                      + ((input_line_pointer[1] - '0' == current_fb_label
3209                          && input_line_pointer[0] == MAGIC_FB_FORWARD_CHAR)
3210                         ? 1 : 0));
3211
3212   input_line_pointer += 2;
3213   sym = symbol_find_or_make (fb_internal_name);
3214
3215   /* We don't have to clean up unrelated fields here; we just do what the
3216      expr machinery does, but *not* just what it does for [0-9][fb], since
3217      we need to treat those as ordinary symbols sometimes; see testcases
3218      err-byte2.s and fb-2.s.  */
3219   if (S_GET_SEGMENT (sym) == absolute_section)
3220     {
3221       expP->X_op = O_constant;
3222       expP->X_add_number = S_GET_VALUE (sym);
3223     }
3224   else
3225     {
3226       expP->X_op = O_symbol;
3227       expP->X_add_symbol = sym;
3228       expP->X_add_number = 0;
3229     }
3230 }
3231
3232 /* See whether we need to force a relocation into the output file.
3233    This is used to force out switch and PC relative relocations when
3234    relaxing.  */
3235
3236 int
3237 mmix_force_relocation (fixS *fixP)
3238 {
3239   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_MMIX_LOCAL
3240       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET)
3241     return 1;
3242
3243   if (linkrelax)
3244     return 1;
3245
3246   /* All our pcrel relocations are must-keep.  Note that md_apply_fix is
3247      called *after* this, and will handle getting rid of the presumed
3248      reloc; a relocation isn't *forced* other than to be handled by
3249      md_apply_fix (or tc_gen_reloc if linkrelax).  */
3250   if (fixP->fx_pcrel)
3251     return 1;
3252
3253   return generic_force_reloc (fixP);
3254 }
3255
3256 /* The location from which a PC relative jump should be calculated,
3257    given a PC relative reloc.  */
3258
3259 long
3260 md_pcrel_from_section (fixS *fixP, segT sec)
3261 {
3262   if (fixP->fx_addsy != (symbolS *) NULL
3263       && (! S_IS_DEFINED (fixP->fx_addsy)
3264           || S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != sec))
3265     {
3266       /* The symbol is undefined (or is defined but not in this section).
3267          Let the linker figure it out.  */
3268       return 0;
3269     }
3270
3271   return (fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where);
3272 }
3273
3274 /* Adjust the symbol table.  We make reg_section relative to the real
3275    register section.  */
3276
3277 void
3278 mmix_adjust_symtab (void)
3279 {
3280   symbolS *sym;
3281   symbolS *regsec = section_symbol (reg_section);
3282
3283   for (sym = symbol_rootP; sym != NULL; sym = symbol_next (sym))
3284     if (S_GET_SEGMENT (sym) == reg_section)
3285       {
3286         if (sym == regsec)
3287           {
3288             if (S_IS_EXTERNAL (sym) || symbol_used_in_reloc_p (sym))
3289               abort ();
3290             symbol_remove (sym, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
3291           }
3292         else
3293           /* Change section to the *real* register section, so it gets
3294              proper treatment when writing it out.  Only do this for
3295              global symbols.  This also means we don't have to check for
3296              $0..$255.  */
3297           S_SET_SEGMENT (sym, real_reg_section);
3298       }
3299 }
3300
3301 /* This is the expansion of LABELS_WITHOUT_COLONS.
3302    We let md_start_line_hook tweak label_without_colon_this_line, and then
3303    this function returns the tweaked value, and sets it to 1 for the next
3304    line.  FIXME: Very, very brittle.  Not sure it works the way I
3305    thought at the time I first wrote this.  */
3306
3307 int
3308 mmix_label_without_colon_this_line (void)
3309 {
3310   int retval = label_without_colon_this_line;
3311
3312   if (! mmix_gnu_syntax)
3313     label_without_colon_this_line = 1;
3314
3315   return retval;
3316 }
3317
3318 /* This is the expansion of md_relax_frag.  We go through the ordinary
3319    relax table function except when the frag is for a GREG.  Then we have
3320    to check whether there's another GREG by the same value that we can
3321    join with.  */
3322
3323 long
3324 mmix_md_relax_frag (segT seg, fragS *fragP, long stretch)
3325 {
3326   switch (fragP->fr_subtype)
3327     {
3328       /* Growth for this type has been handled by mmix_md_end and
3329          correctly estimated, so there's nothing more to do here.  */
3330     case STATE_GREG_DEF:
3331       return 0;
3332
3333     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_ZERO):
3334       {
3335         /* We need to handle relaxation type ourselves, since relax_frag
3336            doesn't update fr_subtype if there's no size increase in the
3337            current section; when going from plain PUSHJ to a stub.  This
3338            is otherwise functionally the same as relax_frag in write.c,
3339            simplified for this case.  */
3340         offsetT aim;
3341         addressT target;
3342         addressT address;
3343         symbolS *symbolP;
3344         target = fragP->fr_offset;
3345         address = fragP->fr_address;
3346         symbolP = fragP->fr_symbol;
3347
3348         if (symbolP)
3349           {
3350             fragS *sym_frag;
3351
3352             sym_frag = symbol_get_frag (symbolP);
3353             know (S_GET_SEGMENT (symbolP) != absolute_section
3354                   || sym_frag == &zero_address_frag);
3355             target += S_GET_VALUE (symbolP);
3356
3357             /* If frag has yet to be reached on this pass, assume it will
3358                move by STRETCH just as we did.  If this is not so, it will
3359                be because some frag between grows, and that will force
3360                another pass.  */
3361
3362             if (stretch != 0
3363                 && sym_frag->relax_marker != fragP->relax_marker
3364                 && S_GET_SEGMENT (symbolP) == seg)
3365               target += stretch;
3366           }
3367
3368         aim = target - address - fragP->fr_fix;
3369         if (aim >= PUSHJ_0B && aim <= PUSHJ_0F)
3370           {
3371             /* Target is reachable with a PUSHJ.  */
3372             segment_info_type *seginfo = seg_info (seg);
3373
3374             /* If we're at the end of a relaxation round, clear the stub
3375                counter as initialization for the next round.  */
3376             if (fragP == seginfo->tc_segment_info_data.last_stubfrag)
3377               seginfo->tc_segment_info_data.nstubs = 0;
3378             return 0;
3379           }
3380
3381         /* Not reachable.  Try a stub.  */
3382         fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO);
3383       }
3384       /* FALLTHROUGH.  */
3385     
3386       /* See if this PUSHJ is redirectable to a stub.  */
3387     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO):
3388       {
3389         segment_info_type *seginfo = seg_info (seg);
3390         fragS *lastfrag = seginfo->frchainP->frch_last;
3391         relax_substateT prev_type = fragP->fr_subtype;
3392
3393         /* The last frag is always an empty frag, so it suffices to look
3394            at its address to know the ending address of this section.  */
3395         know (lastfrag->fr_type == rs_fill
3396               && lastfrag->fr_fix == 0
3397               && lastfrag->fr_var == 0);
3398
3399         /* For this PUSHJ to be relaxable into a call to a stub, the
3400            distance must be no longer than 256k bytes from the PUSHJ to
3401            the end of the section plus the maximum size of stubs so far.  */
3402         if ((lastfrag->fr_address
3403              + stretch
3404              + PUSHJ_MAX_LEN * seginfo->tc_segment_info_data.nstubs)
3405             - (fragP->fr_address + fragP->fr_fix)
3406             > GETA_0F
3407             || !pushj_stubs)
3408           fragP->fr_subtype = mmix_relax_table[prev_type].rlx_more;
3409         else
3410           seginfo->tc_segment_info_data.nstubs++;
3411
3412         /* If we're at the end of a relaxation round, clear the stub
3413            counter as initialization for the next round.  */
3414         if (fragP == seginfo->tc_segment_info_data.last_stubfrag)
3415           seginfo->tc_segment_info_data.nstubs = 0;
3416
3417         return
3418            (mmix_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length
3419             - mmix_relax_table[prev_type].rlx_length);
3420       }
3421
3422     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_MAX):
3423       {
3424         segment_info_type *seginfo = seg_info (seg);
3425
3426         /* Need to cover all STATE_PUSHJ states to act on the last stub
3427            frag (the end of this relax round; initialization for the
3428            next).  */
3429         if (fragP == seginfo->tc_segment_info_data.last_stubfrag)
3430           seginfo->tc_segment_info_data.nstubs = 0;
3431
3432         return 0;
3433       }
3434
3435     default:
3436       return relax_frag (seg, fragP, stretch);
3437
3438     case STATE_GREG_UNDF:
3439       BAD_CASE (fragP->fr_subtype);
3440     }
3441
3442   as_fatal (_("internal: unexpected relax type %d:%d"),
3443             fragP->fr_type, fragP->fr_subtype);
3444   return 0;
3445 }
3446
3447 /* Various things we punt until all input is seen.  */
3448
3449 void
3450 mmix_md_end (void)
3451 {
3452   fragS *fragP;
3453   symbolS *mainsym;
3454   asection *regsec;
3455   int i;
3456
3457   /* The first frag of GREG:s going into the register contents section.  */
3458   fragS *mmix_reg_contents_frags = NULL;
3459
3460   /* Reset prefix.  All labels reachable at this point must be
3461      canonicalized.  */
3462   mmix_current_prefix = NULL;
3463
3464   if (doing_bspec)
3465     as_bad_where (bspec_file, bspec_line, _("BSPEC without ESPEC."));
3466
3467   /* Emit the low LOC setting of .text.  */
3468   if (text_has_contents && lowest_text_loc != (bfd_vma) -1)
3469     {
3470       symbolS *symbolP;
3471       char locsymbol[sizeof (":") - 1
3472                     + sizeof (MMIX_LOC_SECTION_START_SYMBOL_PREFIX) - 1
3473                     + sizeof (".text")];
3474
3475       /* An exercise in non-ISO-C-ness, this one.  */
3476       sprintf (locsymbol, ":%s%s", MMIX_LOC_SECTION_START_SYMBOL_PREFIX,
3477                ".text");
3478       symbolP
3479         = symbol_new (locsymbol, absolute_section, lowest_text_loc,
3480                       &zero_address_frag);
3481       S_SET_EXTERNAL (symbolP);
3482     }
3483
3484   /* Ditto .data.  */
3485   if (data_has_contents && lowest_data_loc != (bfd_vma) -1)
3486     {
3487       symbolS *symbolP;
3488       char locsymbol[sizeof (":") - 1
3489                      + sizeof (MMIX_LOC_SECTION_START_SYMBOL_PREFIX) - 1
3490                      + sizeof (".data")];
3491
3492       sprintf (locsymbol, ":%s%s", MMIX_LOC_SECTION_START_SYMBOL_PREFIX,
3493                ".data");
3494       symbolP
3495         = symbol_new (locsymbol, absolute_section, lowest_data_loc,
3496                       &zero_address_frag);
3497       S_SET_EXTERNAL (symbolP);
3498     }
3499
3500   /* Unless GNU syntax mode, set "Main" to be a function, so the
3501      disassembler doesn't get confused when we write truly
3502      mmixal-compatible code (and don't use .type).  Similarly set it
3503      global (regardless of -globalize-symbols), so the linker sees it as
3504      the start symbol in ELF mode.  */
3505   mainsym = symbol_find (MMIX_START_SYMBOL_NAME);
3506   if (mainsym != NULL && ! mmix_gnu_syntax)
3507     {
3508       symbol_get_bfdsym (mainsym)->flags |= BSF_FUNCTION;
3509       S_SET_EXTERNAL (mainsym);
3510     }
3511
3512   if (n_of_raw_gregs != 0)
3513     {
3514       /* Emit GREGs.  They are collected in order of appearance, but must
3515          be emitted in opposite order to both have section address regno*8
3516          and the same allocation order (within a file) as mmixal.  */
3517       segT this_segment = now_seg;
3518       subsegT this_subsegment = now_subseg;
3519
3520       regsec = bfd_make_section_old_way (stdoutput,
3521                                          MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME);
3522       subseg_set (regsec, 0);
3523
3524       /* Finally emit the initialization-value.  Emit a variable frag, which
3525          we'll fix in md_estimate_size_before_relax.  We set the initializer
3526          for the tc_frag_data field to NULL, so we can use that field for
3527          relaxation purposes.  */
3528       mmix_opcode_frag = NULL;
3529
3530       frag_grow (0);
3531       mmix_reg_contents_frags = frag_now;
3532
3533       for (i = n_of_raw_gregs - 1; i >= 0; i--)
3534         {
3535           if (mmix_raw_gregs[i].label != NULL)
3536             /* There's a symbol.  Let it refer to this location in the
3537                register contents section.  The symbol must be globalized
3538                separately.  */
3539             colon (mmix_raw_gregs[i].label);
3540
3541           frag_var (rs_machine_dependent, 8, 0, STATE_GREG_UNDF,
3542                     make_expr_symbol (&mmix_raw_gregs[i].exp), 0, NULL);
3543         }
3544
3545       subseg_set (this_segment, this_subsegment);
3546     }
3547
3548   regsec = bfd_get_section_by_name (stdoutput, MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME);
3549   /* Mark the section symbol as being OK for a reloc.  */
3550   if (regsec != NULL)
3551     regsec->symbol->flags |= BSF_KEEP;
3552
3553   /* Iterate over frags resulting from GREGs and move those that evidently
3554      have the same value together and point one to another.
3555
3556      This works in time O(N^2) but since the upper bound for non-error use
3557      is 223, it's best to keep this simpler algorithm.  */
3558   for (fragP = mmix_reg_contents_frags; fragP != NULL; fragP = fragP->fr_next)
3559     {
3560       fragS **fpp;
3561       fragS *fp = NULL;
3562       fragS *osymfrag;
3563       offsetT osymval;
3564       expressionS *oexpP;
3565       symbolS *symbolP = fragP->fr_symbol;
3566
3567       if (fragP->fr_type != rs_machine_dependent
3568           || fragP->fr_subtype != STATE_GREG_UNDF)
3569         continue;
3570
3571       /* Whatever the outcome, we will have this GREG judged merged or
3572          non-merged.  Since the tc_frag_data is NULL at this point, we
3573          default to non-merged.  */
3574       fragP->fr_subtype = STATE_GREG_DEF;
3575
3576       /* If we're not supposed to merge GREG definitions, then just don't
3577          look for equivalents.  */
3578       if (! merge_gregs)
3579         continue;
3580
3581       osymval = (offsetT) S_GET_VALUE (symbolP);
3582       osymfrag = symbol_get_frag (symbolP);
3583
3584       /* If the symbol isn't defined, we can't say that another symbol
3585          equals this frag, then.  FIXME: We can look at the "deepest"
3586          defined name; if a = c and b = c then obviously a == b.  */
3587       if (! S_IS_DEFINED (symbolP))
3588         continue;
3589
3590       oexpP = symbol_get_value_expression (fragP->fr_symbol);
3591
3592       /* If the initialization value is zero, then we must not merge them.  */
3593       if (oexpP->X_op == O_constant && osymval == 0)
3594         continue;
3595
3596       /* Iterate through the frags downward this one.  If we find one that
3597          has the same non-zero value, move it to after this one and point
3598          to it as the equivalent.  */
3599       for (fpp = &fragP->fr_next; *fpp != NULL; fpp = &fpp[0]->fr_next)
3600         {
3601           fp = *fpp;
3602
3603           if (fp->fr_type != rs_machine_dependent
3604               || fp->fr_subtype != STATE_GREG_UNDF)
3605             continue;
3606
3607           /* Calling S_GET_VALUE may simplify the symbol, changing from
3608              expr_section etc. so call it first.  */
3609           if ((offsetT) S_GET_VALUE (fp->fr_symbol) == osymval
3610               && symbol_get_frag (fp->fr_symbol) == osymfrag)
3611             {
3612               /* Move the frag links so the one we found equivalent comes
3613                  after the current one, carefully considering that
3614                  sometimes fpp == &fragP->fr_next and the moves must be a
3615                  NOP then.  */
3616               *fpp = fp->fr_next;
3617               fp->fr_next = fragP->fr_next;
3618               fragP->fr_next = fp;
3619               break;
3620             }
3621         }
3622
3623       if (*fpp != NULL)
3624         fragP->tc_frag_data = fp;
3625     }
3626 }
3627
3628 /* qsort function for mmix_symbol_gregs.  */
3629
3630 static int
3631 cmp_greg_symbol_fixes (const void *parg, const void *qarg)
3632 {
3633   const struct mmix_symbol_greg_fixes *p
3634     = (const struct mmix_symbol_greg_fixes *) parg;
3635   const struct mmix_symbol_greg_fixes *q
3636     = (const struct mmix_symbol_greg_fixes *) qarg;
3637
3638   return p->offs > q->offs ? 1 : p->offs < q->offs ? -1 : 0;
3639 }
3640
3641 /* Collect GREG definitions from mmix_gregs and hang them as lists sorted
3642    on increasing offsets onto each section symbol or undefined symbol.
3643
3644    Also, remove the register convenience section so it doesn't get output
3645    as an ELF section.  */
3646
3647 void
3648 mmix_frob_file (void)
3649 {
3650   int i;
3651   struct mmix_symbol_gregs *all_greg_symbols[MAX_GREGS];
3652   int n_greg_symbols = 0;
3653
3654   /* Collect all greg fixups and decorate each corresponding symbol with
3655      the greg fixups for it.  */
3656   for (i = 0; i < n_of_cooked_gregs; i++)
3657     {
3658       offsetT offs;
3659       symbolS *sym;
3660       struct mmix_symbol_gregs *gregs;
3661       fixS *fixP;
3662
3663       fixP = mmix_gregs[i];
3664       know (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_64);
3665
3666       /* This case isn't doable in general anyway, methinks.  */
3667       if (fixP->fx_subsy != NULL)
3668         {
3669           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
3670                         _("GREG expression too complicated"));
3671           continue;
3672         }
3673
3674       sym = fixP->fx_addsy;
3675       offs = (offsetT) fixP->fx_offset;
3676
3677       /* If the symbol is defined, then it must be resolved to a section
3678          symbol at this time, or else we don't know how to handle it.  */
3679       if (S_IS_DEFINED (sym)
3680           && !bfd_is_com_section (S_GET_SEGMENT (sym))
3681           && !S_IS_WEAK (sym))
3682         {
3683           if (! symbol_section_p (sym)
3684               && ! bfd_is_abs_section (S_GET_SEGMENT (sym)))
3685             as_fatal (_("internal: GREG expression not resolved to section"));
3686
3687           offs += S_GET_VALUE (sym);
3688         }
3689
3690       /* If this is an absolute symbol sufficiently near lowest_data_loc,
3691          then we canonicalize on the data section.  Note that offs is
3692          signed here; we may subtract lowest_data_loc which is unsigned.
3693          Careful with those comparisons.  */
3694       if (lowest_data_loc != (bfd_vma) -1
3695           && (bfd_vma) offs + 256 > lowest_data_loc
3696           && bfd_is_abs_section (S_GET_SEGMENT (sym)))
3697         {
3698           offs -= (offsetT) lowest_data_loc;
3699           sym = section_symbol (data_section);
3700         }
3701       /* Likewise text section.  */
3702       else if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1
3703                && (bfd_vma) offs + 256 > lowest_text_loc
3704                && bfd_is_abs_section (S_GET_SEGMENT (sym)))
3705         {
3706           offs -= (offsetT) lowest_text_loc;
3707           sym = section_symbol (text_section);
3708         }
3709
3710       gregs = *symbol_get_tc (sym);
3711
3712       if (gregs == NULL)
3713         {
3714           gregs = xmalloc (sizeof (*gregs));
3715           gregs->n_gregs = 0;
3716           symbol_set_tc (sym, &gregs);
3717           all_greg_symbols[n_greg_symbols++] = gregs;
3718         }
3719
3720       gregs->greg_fixes[gregs->n_gregs].fix = fixP;
3721       gregs->greg_fixes[gregs->n_gregs++].offs = offs;
3722     }
3723
3724   /* For each symbol having a GREG definition, sort those definitions on
3725      offset.  */
3726   for (i = 0; i < n_greg_symbols; i++)
3727     qsort (all_greg_symbols[i]->greg_fixes, all_greg_symbols[i]->n_gregs,
3728            sizeof (all_greg_symbols[i]->greg_fixes[0]), cmp_greg_symbol_fixes);
3729
3730   if (real_reg_section != NULL)
3731     {
3732       /* FIXME: Pass error state gracefully.  */
3733       if (bfd_get_section_flags (stdoutput, real_reg_section) & SEC_HAS_CONTENTS)
3734         as_fatal (_("register section has contents\n"));
3735
3736       bfd_section_list_remove (stdoutput, real_reg_section);
3737       --stdoutput->section_count;
3738     }
3739
3740 }
3741
3742 /* Provide an expression for a built-in name provided when-used.
3743    Either a symbol that is a handler; living in 0x10*[1..8] and having
3744    name [DVWIOUZX]_Handler, or a mmixal built-in symbol.
3745
3746    If the name isn't a built-in name and parsed into *EXPP, return zero.  */
3747
3748 int
3749 mmix_parse_predefined_name (char *name, expressionS *expP)
3750 {
3751   char *canon_name;
3752   char *handler_charp;
3753   const char handler_chars[] = "DVWIOUZX";
3754   symbolS *symp;
3755
3756   if (! predefined_syms)
3757     return 0;
3758
3759   canon_name = tc_canonicalize_symbol_name (name);
3760
3761   if (canon_name[1] == '_'
3762       && strcmp (canon_name + 2, "Handler") == 0
3763       && (handler_charp = strchr (handler_chars, *canon_name)) != NULL)
3764     {
3765       /* If the symbol doesn't exist, provide one relative to the .text
3766          section.
3767
3768          FIXME: We should provide separate sections, mapped in the linker
3769          script.  */
3770       symp = symbol_find (name);
3771       if (symp == NULL)
3772         symp = symbol_new (name, text_section,
3773                            0x10 * (handler_charp + 1 - handler_chars),
3774                            &zero_address_frag);
3775     }
3776   else
3777     {
3778       /* These symbols appear when referenced; needed for
3779          mmixal-compatible programs.  */
3780       unsigned int i;
3781
3782       static const struct
3783       {
3784         const char *name;
3785         valueT val;
3786       } predefined_abs_syms[] =
3787         {
3788           {"Data_Segment", (valueT) 0x20 << 56},
3789           {"Pool_Segment", (valueT) 0x40 << 56},
3790           {"Stack_Segment", (valueT) 0x60 << 56},
3791           {"StdIn", 0},
3792           {"StdOut", 1},
3793           {"StdErr", 2},
3794           {"TextRead", 0},
3795           {"TextWrite", 1},
3796           {"BinaryRead", 2},
3797           {"BinaryWrite", 3},
3798           {"BinaryReadWrite", 4},
3799           {"Halt", 0},
3800           {"Fopen", 1},
3801           {"Fclose", 2},
3802           {"Fread", 3},
3803           {"Fgets", 4},
3804           {"Fgetws", 5},
3805           {"Fwrite", 6},
3806           {"Fputs", 7},
3807           {"Fputws", 8},
3808           {"Fseek", 9},
3809           {"Ftell", 10},
3810           {"D_BIT", 0x80},
3811           {"V_BIT", 0x40},
3812           {"W_BIT", 0x20},
3813           {"I_BIT", 0x10},
3814           {"O_BIT", 0x08},
3815           {"U_BIT", 0x04},
3816           {"Z_BIT", 0x02},
3817           {"X_BIT", 0x01},
3818           {"Inf", 0x7ff00000}
3819         };
3820
3821       /* If it's already in the symbol table, we shouldn't do anything.  */
3822       symp = symbol_find (name);
3823       if (symp != NULL)
3824         return 0;
3825
3826       for (i = 0;
3827            i < sizeof (predefined_abs_syms) / sizeof (predefined_abs_syms[0]);
3828            i++)
3829         if (strcmp (canon_name, predefined_abs_syms[i].name) == 0)
3830           {
3831             symbol_table_insert (symbol_new (predefined_abs_syms[i].name,
3832                                              absolute_section,
3833                                              predefined_abs_syms[i].val,
3834                                              &zero_address_frag));
3835
3836             /* Let gas find the symbol we just created, through its
3837                ordinary lookup.  */
3838             return 0;
3839           }
3840
3841       /* Not one of those symbols.  Let gas handle it.  */
3842       return 0;
3843     }
3844
3845   expP->X_op = O_symbol;
3846   expP->X_add_number = 0;
3847   expP->X_add_symbol = symp;
3848   expP->X_op_symbol = NULL;
3849
3850   return 1;
3851 }
3852
3853 /* Just check that we don't have a BSPEC/ESPEC pair active when changing
3854    sections "normally", and get knowledge about alignment from the new
3855    section.  */
3856
3857 void
3858 mmix_md_elf_section_change_hook (void)
3859 {
3860   if (doing_bspec)
3861     as_bad (_("section change from within a BSPEC/ESPEC pair is not supported"));
3862
3863   last_alignment = bfd_get_section_alignment (now_seg->owner, now_seg);
3864   want_unaligned = 0;
3865 }
3866
3867 /* The LOC worker.  This is like s_org, but we have to support changing
3868    section too.   */
3869
3870 static void
3871 s_loc (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
3872 {
3873   segT section;
3874   expressionS exp;
3875   char *p;
3876   symbolS *sym;
3877   offsetT off;
3878
3879   /* Must not have a BSPEC in progress.  */
3880   if (doing_bspec)
3881     {
3882       as_bad (_("directive LOC from within a BSPEC/ESPEC pair is not supported"));
3883       return;
3884     }
3885
3886   section = expression (&exp);
3887
3888   if (exp.X_op == O_illegal
3889       || exp.X_op == O_absent
3890       || exp.X_op == O_big
3891       || section == undefined_section)
3892     {
3893       as_bad (_("invalid LOC expression"));
3894       return;
3895     }
3896
3897   if (section == absolute_section)
3898     {
3899       /* Translate a constant into a suitable section.  */
3900
3901       if (exp.X_add_number < ((offsetT) 0x20 << 56))
3902         {
3903           /* Lower than Data_Segment or in the reserved area (the
3904              segment number is >= 0x80, appearing negative) - assume
3905              it's .text.  */
3906           section = text_section;
3907
3908           /* Save the lowest seen location, so we can pass on this
3909              information to the linker.  We don't actually org to this
3910              location here, we just pass on information to the linker so
3911              it can put the code there for us.  */
3912
3913           /* If there was already a loc (that has to be set lower than
3914              this one), we org at (this - lower).  There's an implicit
3915              "LOC 0" before any entered code.  FIXME: handled by spurious
3916              settings of text_has_contents.  */
3917           if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1
3918               && (bfd_vma) exp.X_add_number < lowest_text_loc)
3919             {
3920               as_bad (_("LOC expression stepping backwards is not supported"));
3921               exp.X_op = O_absent;
3922             }
3923           else
3924             {
3925               if (text_has_contents && lowest_text_loc == (bfd_vma) -1)
3926                 lowest_text_loc = 0;
3927
3928               if (lowest_text_loc == (bfd_vma) -1)
3929                 {
3930                   lowest_text_loc = exp.X_add_number;
3931
3932                   /* We want only to change the section, not set an offset.  */
3933                   exp.X_op = O_absent;
3934                 }
3935               else
3936                 exp.X_add_number -= lowest_text_loc;
3937             }
3938         }
3939       else
3940         {
3941           /* Do the same for the .data section, except we don't have
3942              to worry about exp.X_add_number carrying a sign.  */
3943           section = data_section;
3944
3945           if (exp.X_add_number < (offsetT) lowest_data_loc)
3946             {
3947               as_bad (_("LOC expression stepping backwards is not supported"));
3948               exp.X_op = O_absent;
3949             }
3950           else
3951             {
3952               if (data_has_contents && lowest_data_loc == (bfd_vma) -1)
3953                 lowest_data_loc = (bfd_vma) 0x20 << 56;
3954
3955               if (lowest_data_loc == (bfd_vma) -1)
3956                 {
3957                   lowest_data_loc = exp.X_add_number;
3958
3959                   /* We want only to change the section, not set an offset.  */
3960                   exp.X_op = O_absent;
3961                 }
3962               else
3963                 exp.X_add_number -= lowest_data_loc;
3964             }
3965         }
3966     }
3967
3968   if (section != now_seg)
3969     {
3970       obj_elf_section_change_hook ();
3971       subseg_set (section, 0);
3972
3973       /* Call our section change hooks using the official hook.  */
3974       md_elf_section_change_hook ();
3975     }
3976
3977   if (exp.X_op != O_absent)
3978     {
3979       if (exp.X_op != O_constant && exp.X_op != O_symbol)
3980         {
3981           /* Handle complex expressions.  */
3982           sym = make_expr_symbol (&exp);
3983           off = 0;
3984         }
3985       else
3986         {
3987           sym = exp.X_add_symbol;
3988           off = exp.X_add_number;
3989         }
3990
3991       p = frag_var (rs_org, 1, 1, (relax_substateT) 0, sym, off, (char *) 0);
3992       *p = 0;
3993     }
3994
3995   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
3996 }
3997
3998 /* The BYTE worker.  We have to support sequences of mixed "strings",
3999    numbers and other constant "first-pass" reducible expressions separated
4000    by comma.  */
4001
4002 static void
4003 mmix_byte (void)
4004 {
4005   unsigned int c;
4006   char *start;
4007
4008   if (now_seg == text_section)
4009     text_has_contents = 1;
4010   else if (now_seg == data_section)
4011     data_has_contents = 1;
4012
4013   do
4014     {
4015       SKIP_WHITESPACE ();
4016       switch (*input_line_pointer)
4017         {
4018         case '\"':
4019           ++input_line_pointer;
4020           start = input_line_pointer;
4021           while (is_a_char (c = next_char_of_string ()))
4022             {
4023               FRAG_APPEND_1_CHAR (c);
4024             }
4025
4026           if (input_line_pointer[-1] != '\"')
4027             {
4028               /* We will only get here in rare cases involving #NO_APP,
4029                  where the unterminated string is not recognized by the
4030                  preformatting pass.  */
4031               as_bad (_("unterminated string"));
4032               mmix_discard_rest_of_line ();
4033               return;
4034             }
4035           break;
4036
4037         default:
4038           {
4039             expressionS exp;
4040             segT expseg = expression (&exp);
4041
4042             /* We have to allow special register names as constant numbers.  */
4043             if ((expseg != absolute_section && expseg != reg_section)
4044                 || (exp.X_op != O_constant
4045                     && (exp.X_op != O_register
4046                         || exp.X_add_number <= 255)))
4047               {
4048                 as_bad (_("BYTE expression not a pure number"));
4049                 mmix_discard_rest_of_line ();
4050                 return;
4051               }
4052             else if ((exp.X_add_number > 255 && exp.X_op != O_register)
4053                      || exp.X_add_number < 0)
4054               {
4055                 /* Note that mmixal does not allow negative numbers in
4056                    BYTE sequences, so neither should we.  */
4057                 as_bad (_("BYTE expression not in the range 0..255"));
4058                 mmix_discard_rest_of_line ();
4059                 return;
4060               }
4061
4062             FRAG_APPEND_1_CHAR (exp.X_add_number);
4063           }
4064           break;
4065         }
4066
4067       SKIP_WHITESPACE ();
4068       c = *input_line_pointer++;
4069     }
4070   while (c == ',');
4071
4072   input_line_pointer--;
4073
4074   if (mmix_gnu_syntax)
4075     demand_empty_rest_of_line ();
4076   else
4077     {
4078       mmix_discard_rest_of_line ();
4079       /* Do like demand_empty_rest_of_line and step over the end-of-line
4080          boundary.  */
4081       input_line_pointer++;
4082     }
4083
4084   /* Make sure we align for the next instruction.  */
4085   last_alignment = 0;
4086 }
4087
4088 /* Like cons_worker, but we have to ignore "naked comments", not barf on
4089    them.  Implements WYDE, TETRA and OCTA.  We're a little bit more
4090    lenient than mmix_byte but FIXME: they should eventually merge.  */
4091
4092 static void
4093 mmix_cons (int nbytes)
4094 {
4095   expressionS exp;
4096   char *start;
4097
4098   /* If we don't have any contents, then it's ok to have a specified start
4099      address that is not a multiple of the max data size.  We will then
4100      align it as necessary when we get here.  Otherwise, it's a fatal sin.  */
4101   if (now_seg == text_section)
4102     {
4103       if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1
4104           && (lowest_text_loc & (nbytes - 1)) != 0)
4105         {
4106           if (text_has_contents)
4107             as_bad (_("data item with alignment larger than location"));
4108           else if (want_unaligned)
4109             as_bad (_("unaligned data at an absolute location is not supported"));
4110
4111           lowest_text_loc &= ~((bfd_vma) nbytes - 1);
4112           lowest_text_loc += (bfd_vma) nbytes;
4113         }
4114
4115       text_has_contents = 1;
4116     }
4117   else if (now_seg == data_section)
4118     {
4119       if (lowest_data_loc != (bfd_vma) -1
4120           && (lowest_data_loc & (nbytes - 1)) != 0)
4121         {
4122           if (data_has_contents)
4123             as_bad (_("data item with alignment larger than location"));
4124           else if (want_unaligned)
4125             as_bad (_("unaligned data at an absolute location is not supported"));
4126
4127           lowest_data_loc &= ~((bfd_vma) nbytes - 1);
4128           lowest_data_loc += (bfd_vma) nbytes;
4129         }
4130
4131       data_has_contents = 1;
4132     }
4133
4134   /* Always align these unless asked not to (valid for the current pseudo).  */
4135   if (! want_unaligned)
4136     {
4137       last_alignment = nbytes == 2 ? 1 : (nbytes == 4 ? 2 : 3);
4138       frag_align (last_alignment, 0, 0);
4139       record_alignment (now_seg, last_alignment);
4140     }
4141
4142   /* For mmixal compatibility, a label for an instruction (and emitting
4143      pseudo) refers to the _aligned_ address.  So we have to emit the
4144      label here.  */
4145   if (current_fb_label >= 0)
4146     colon (fb_label_name (current_fb_label, 1));
4147   else if (pending_label != NULL)
4148     {
4149       colon (pending_label);
4150       pending_label = NULL;
4151     }
4152
4153   SKIP_WHITESPACE ();
4154
4155   if (is_end_of_line[(unsigned int) *input_line_pointer])
4156     {
4157       /* Default to zero if the expression was absent.  */
4158
4159       exp.X_op = O_constant;
4160       exp.X_add_number = 0;
4161       exp.X_unsigned = 0;
4162       exp.X_add_symbol = NULL;
4163       exp.X_op_symbol = NULL;
4164       emit_expr (&exp, (unsigned int) nbytes);
4165     }
4166   else
4167     do
4168       {
4169         unsigned int c;
4170
4171         switch (*input_line_pointer)
4172           {
4173             /* We support strings here too; each character takes up nbytes
4174                bytes.  */
4175           case '\"':
4176             ++input_line_pointer;
4177             start = input_line_pointer;
4178             while (is_a_char (c = next_char_of_string ()))
4179               {
4180                 exp.X_op = O_constant;
4181                 exp.X_add_number = c;
4182                 exp.X_unsigned = 1;
4183                 emit_expr (&exp, (unsigned int) nbytes);
4184               }
4185
4186             if (input_line_pointer[-1] != '\"')
4187               {
4188                 /* We will only get here in rare cases involving #NO_APP,
4189                    where the unterminated string is not recognized by the
4190                    preformatting pass.  */
4191                 as_bad (_("unterminated string"));
4192                 mmix_discard_rest_of_line ();
4193                 return;
4194               }
4195             break;
4196
4197           default:
4198             {
4199               expression (&exp);
4200               emit_expr (&exp, (unsigned int) nbytes);
4201               SKIP_WHITESPACE ();
4202             }
4203             break;
4204           }
4205       }
4206     while (*input_line_pointer++ == ',');
4207
4208   input_line_pointer--;         /* Put terminator back into stream.  */
4209
4210   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
4211
4212   /* We don't need to step up the counter for the current_fb_label here;
4213      that's handled by the caller.  */
4214 }
4215
4216 /* The md_do_align worker.  At present, we just record an alignment to
4217    nullify the automatic alignment we do for WYDE, TETRA and OCTA, as gcc
4218    does not use the unaligned macros when attribute packed is used.
4219    Arguably this is a GCC bug.  */
4220
4221 void
4222 mmix_md_do_align (int n, char *fill ATTRIBUTE_UNUSED,
4223                   int len ATTRIBUTE_UNUSED, int max ATTRIBUTE_UNUSED)
4224 {
4225   last_alignment = n;
4226   want_unaligned = n == 0;
4227 }