PR gas/6607
[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
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           /* Now we know it can be a "base address plus offset".  Add
1369              proper fixup types so we can handle this later, when we've
1370              parsed everything.  */
1371           fix_new (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1372                    8, sym, 0, 0, BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET);
1373           break;
1374         }
1375
1376       if (exp[1].X_op == O_register)
1377         opcodep[2] = exp[1].X_add_number;
1378       else
1379         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1380                      1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG);
1381
1382       /* In mmixal compatibility mode, we allow special registers as
1383          constants for the Z operand.  They have 256 added to their
1384          register numbers, so the right thing will happen if we just treat
1385          those as constants.  */
1386       if (exp[2].X_op == O_register && exp[2].X_add_number <= 255)
1387         opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1388       else if (exp[2].X_op == O_constant
1389                || (exp[2].X_op == O_register && exp[2].X_add_number > 255))
1390         {
1391           opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1392           opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1393         }
1394       else
1395         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1396                      1, exp + 2, 0,
1397                      (instruction->operands == mmix_operands_set
1398                       || instruction->operands == mmix_operands_regs)
1399                      ? BFD_RELOC_MMIX_REG : BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1400       break;
1401
1402     case mmix_operands_pop:
1403       /* POP, one eight and one 16-bit operand.  */
1404       if (n_operands == 0 && ! mmix_gnu_syntax)
1405         break;
1406       if (n_operands == 1 && ! mmix_gnu_syntax)
1407         goto a_single_24_bit_number_operand;
1408       /* FALLTHROUGH.  */
1409     case mmix_operands_reg_yz:
1410       /* A register and a 16-bit unsigned number.  */
1411       if (n_operands != 2
1412           || exp[1].X_op == O_register
1413           || (exp[1].X_op == O_constant
1414               && (exp[1].X_add_number > 0xffff || exp[1].X_add_number < 0)))
1415         {
1416           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1417                   instruction->name, operands);
1418           return;
1419         }
1420
1421       if (exp[1].X_op == O_constant)
1422         {
1423           opcodep[2] = (exp[1].X_add_number >> 8) & 255;
1424           opcodep[3] = exp[1].X_add_number & 255;
1425         }
1426       else
1427         /* FIXME: This doesn't bring us unsignedness checking.  */
1428         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1429                      2, exp + 1, 0, BFD_RELOC_16);
1430       break;
1431
1432     case mmix_operands_jmp:
1433       /* A JMP.  Everything is already done.  */
1434       break;
1435
1436     case mmix_operands_roundregs:
1437       /* Two registers with optional rounding mode or constant in between.  */
1438       if ((n_operands == 3 && exp[2].X_op == O_constant)
1439           || (n_operands == 2 && exp[1].X_op == O_constant))
1440         {
1441           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1442                   instruction->name, operands);
1443           return;
1444         }
1445       /* FALLTHROUGH.  */
1446     case mmix_operands_roundregs_z:
1447       /* Like FLOT, "$X,ROUND_MODE,$Z|Z", but the rounding mode is
1448          optional and can be the corresponding constant.  */
1449       {
1450         /* Which exp index holds the second operand (not the rounding
1451            mode).  */
1452         int op2no = n_operands - 1;
1453
1454         if ((n_operands != 2 && n_operands != 3)
1455             || ((exp[op2no].X_op == O_register
1456                  && exp[op2no].X_add_number > 255)
1457                 || (exp[op2no].X_op == O_constant
1458                     && (exp[op2no].X_add_number > 255
1459                         || exp[op2no].X_add_number < 0)))
1460             || (n_operands == 3
1461                 /* We don't allow for the rounding mode to be deferred; it
1462                    must be determined in the "first pass".  It cannot be a
1463                    symbol equated to a rounding mode, but defined after
1464                    the first use.  */
1465                 && ((exp[1].X_op == O_register
1466                      && exp[1].X_add_number < 512)
1467                     || (exp[1].X_op == O_constant
1468                         && exp[1].X_add_number < 0
1469                         && exp[1].X_add_number > 4)
1470                     || (exp[1].X_op != O_register
1471                         && exp[1].X_op != O_constant))))
1472           {
1473             as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1474                     instruction->name, operands);
1475             return;
1476           }
1477
1478         /* Add rounding mode if present.  */
1479         if (n_operands == 3)
1480           opcodep[2] = exp[1].X_add_number & 255;
1481
1482         if (exp[op2no].X_op == O_register)
1483           opcodep[3] = exp[op2no].X_add_number;
1484         else if (exp[op2no].X_op == O_constant)
1485           {
1486             opcodep[3] = exp[op2no].X_add_number;
1487             opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1488           }
1489         else
1490           fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1491                        1, exp + op2no, 0,
1492                        instruction->operands == mmix_operands_roundregs
1493                        ? BFD_RELOC_MMIX_REG
1494                        : BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1495         break;
1496       }
1497
1498     case mmix_operands_sync:
1499     a_single_24_bit_number_operand:
1500       if (n_operands != 1
1501           || exp[0].X_op == O_register
1502           || (exp[0].X_op == O_constant
1503               && (exp[0].X_add_number > 0xffffff || exp[0].X_add_number < 0)))
1504         {
1505           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1506                   instruction->name, operands);
1507           return;
1508         }
1509
1510       if (exp[0].X_op == O_constant)
1511         {
1512           opcodep[1] = (exp[0].X_add_number >> 16) & 255;
1513           opcodep[2] = (exp[0].X_add_number >> 8) & 255;
1514           opcodep[3] = exp[0].X_add_number & 255;
1515         }
1516       else
1517         /* FIXME: This doesn't bring us unsignedness checking.  */
1518         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1519                      3, exp + 0, 0, BFD_RELOC_24);
1520       break;
1521
1522     case mmix_operands_neg:
1523       /* Operands "$X,Y,$Z|Z"; NEG or NEGU.  Y is optional, 0 is default.  */
1524
1525       if ((n_operands != 3 && n_operands != 2)
1526           || (n_operands == 3 && exp[1].X_op == O_register)
1527           || ((exp[1].X_op == O_constant || exp[1].X_op == O_register)
1528               && (exp[1].X_add_number > 255 || exp[1].X_add_number < 0))
1529           || (n_operands == 3
1530               && ((exp[2].X_op == O_register && exp[2].X_add_number > 255)
1531                   || (exp[2].X_op == O_constant
1532                       && (exp[2].X_add_number > 255
1533                           || exp[2].X_add_number < 0)))))
1534         {
1535           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1536                   instruction->name, operands);
1537           return;
1538         }
1539
1540       if (n_operands == 2)
1541         {
1542           if (exp[1].X_op == O_register)
1543             opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1544           else if (exp[1].X_op == O_constant)
1545             {
1546               opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1547               opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1548             }
1549           else
1550             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1551                          1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1552           break;
1553         }
1554
1555       if (exp[1].X_op == O_constant)
1556         opcodep[2] = exp[1].X_add_number;
1557       else
1558         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1559                      1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_8);
1560
1561       if (exp[2].X_op == O_register)
1562         opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1563       else if (exp[2].X_op == O_constant)
1564         {
1565           opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1566           opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1567         }
1568       else
1569         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1570                      1, exp + 2, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1571       break;
1572
1573     case mmix_operands_regaddr:
1574       /* A GETA/branch-type.  */
1575       break;
1576
1577     case mmix_operands_get:
1578       /* "$X,spec_reg"; GET.
1579          Like with rounding modes, we demand that the special register or
1580          symbol is already defined when we get here at the point of use.  */
1581       if (n_operands != 2
1582           || (exp[1].X_op == O_register
1583               && (exp[1].X_add_number < 256 || exp[1].X_add_number >= 512))
1584           || (exp[1].X_op == O_constant
1585               && (exp[1].X_add_number < 0 || exp[1].X_add_number > 256))
1586           || (exp[1].X_op != O_constant && exp[1].X_op != O_register))
1587         {
1588           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1589                   instruction->name, operands);
1590           return;
1591         }
1592
1593       opcodep[3] = exp[1].X_add_number - 256;
1594       break;
1595
1596     case mmix_operands_put:
1597       /* "spec_reg,$Z|Z"; PUT.  */
1598       if (n_operands != 2
1599           || (exp[0].X_op == O_register
1600               && (exp[0].X_add_number < 256 || exp[0].X_add_number >= 512))
1601           || (exp[0].X_op == O_constant
1602               && (exp[0].X_add_number < 0 || exp[0].X_add_number > 256))
1603           || (exp[0].X_op != O_constant && exp[0].X_op != O_register))
1604         {
1605           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1606                   instruction->name, operands);
1607           return;
1608         }
1609
1610       opcodep[1] = exp[0].X_add_number - 256;
1611
1612       /* Note that the Y field is zero.  */
1613
1614       if (exp[1].X_op == O_register)
1615         opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1616       else if (exp[1].X_op == O_constant)
1617         {
1618           opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1619           opcodep[0] |= IMM_OFFSET_BIT;
1620         }
1621       else
1622         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1623                      1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1624       break;
1625
1626     case mmix_operands_save:
1627       /* "$X,0"; SAVE.  */
1628       if (n_operands != 2
1629           || exp[1].X_op != O_constant
1630           || exp[1].X_add_number != 0)
1631         {
1632           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1633                   instruction->name, operands);
1634           return;
1635         }
1636       break;
1637
1638     case mmix_operands_unsave:
1639       if (n_operands < 2 && ! mmix_gnu_syntax)
1640         {
1641           if (n_operands == 1)
1642             {
1643               if (exp[0].X_op == O_register)
1644                 opcodep[3] = exp[0].X_add_number;
1645               else
1646                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1647                              1, exp, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG);
1648             }
1649           break;
1650         }
1651
1652       /* "0,$Z"; UNSAVE.  */
1653       if (n_operands != 2
1654           || exp[0].X_op != O_constant
1655           || exp[0].X_add_number != 0
1656           || exp[1].X_op == O_constant
1657           || (exp[1].X_op == O_register
1658               && exp[1].X_add_number > 255))
1659         {
1660           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1661                   instruction->name, operands);
1662           return;
1663         }
1664
1665       if (exp[1].X_op == O_register)
1666         opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1667       else
1668         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1669                      1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG);
1670       break;
1671
1672     case mmix_operands_xyz_opt:
1673       /* SWYM, TRIP, TRAP: zero, one, two or three operands.  */
1674       if (n_operands == 0 && ! mmix_gnu_syntax)
1675         /* Zeros are in place - nothing needs to be done for zero
1676            operands.  We don't allow this in GNU syntax mode, because it
1677            was believed that the risk of missing to supply an operand is
1678            higher than the benefit of not having to specify a zero.  */
1679         ;
1680       else if (n_operands == 1 && exp[0].X_op != O_register)
1681         {
1682           if (exp[0].X_op == O_constant)
1683             {
1684               if (exp[0].X_add_number > 255*255*255
1685                   || exp[0].X_add_number < 0)
1686                 {
1687                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1688                           instruction->name, operands);
1689                   return;
1690                 }
1691               else
1692                 {
1693                   opcodep[1] = (exp[0].X_add_number >> 16) & 255;
1694                   opcodep[2] = (exp[0].X_add_number >> 8) & 255;
1695                   opcodep[3] = exp[0].X_add_number & 255;
1696                 }
1697             }
1698           else
1699             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1700                          3, exp, 0, BFD_RELOC_24);
1701         }
1702       else if (n_operands == 2
1703                && exp[0].X_op != O_register
1704                && exp[1].X_op != O_register)
1705         {
1706           /* Two operands.  */
1707
1708           if (exp[0].X_op == O_constant)
1709             {
1710               if (exp[0].X_add_number > 255
1711                   || exp[0].X_add_number < 0)
1712                 {
1713                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1714                           instruction->name, operands);
1715                   return;
1716                 }
1717               else
1718                 opcodep[1] = exp[0].X_add_number & 255;
1719             }
1720           else
1721             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1722                          1, exp, 0, BFD_RELOC_8);
1723
1724           if (exp[1].X_op == O_constant)
1725             {
1726               if (exp[1].X_add_number > 255*255
1727                   || exp[1].X_add_number < 0)
1728                 {
1729                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1730                           instruction->name, operands);
1731                   return;
1732                 }
1733               else
1734                 {
1735                   opcodep[2] = (exp[1].X_add_number >> 8) & 255;
1736                   opcodep[3] = exp[1].X_add_number & 255;
1737                 }
1738             }
1739           else
1740             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1741                          2, exp + 1, 0, BFD_RELOC_16);
1742         }
1743       else if (n_operands == 3
1744                && exp[0].X_op != O_register
1745                && exp[1].X_op != O_register
1746                && exp[2].X_op != O_register)
1747         {
1748           /* Three operands.  */
1749
1750           if (exp[0].X_op == O_constant)
1751             {
1752               if (exp[0].X_add_number > 255
1753                   || exp[0].X_add_number < 0)
1754                 {
1755                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1756                           instruction->name, operands);
1757                   return;
1758                 }
1759               else
1760                 opcodep[1] = exp[0].X_add_number & 255;
1761             }
1762           else
1763             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1764                          1, exp, 0, BFD_RELOC_8);
1765
1766           if (exp[1].X_op == O_constant)
1767             {
1768               if (exp[1].X_add_number > 255
1769                   || exp[1].X_add_number < 0)
1770                 {
1771                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1772                           instruction->name, operands);
1773                   return;
1774                 }
1775               else
1776                 opcodep[2] = exp[1].X_add_number & 255;
1777             }
1778           else
1779             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1780                          1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_8);
1781
1782           if (exp[2].X_op == O_constant)
1783             {
1784               if (exp[2].X_add_number > 255
1785                   || exp[2].X_add_number < 0)
1786                 {
1787                   as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1788                           instruction->name, operands);
1789                   return;
1790                 }
1791               else
1792                 opcodep[3] = exp[2].X_add_number & 255;
1793             }
1794           else
1795             fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1796                          1, exp + 2, 0, BFD_RELOC_8);
1797         }
1798       else if (n_operands <= 3
1799                && (strcmp (instruction->name, "trip") == 0
1800                    || strcmp (instruction->name, "trap") == 0))
1801         {
1802           /* The meaning of operands to TRIP and TRAP are not defined, so
1803              we add combinations not handled above here as we find them.  */
1804           if (n_operands == 3)
1805             {
1806               /* Don't require non-register operands.  Always generate
1807                  fixups, so we don't have to copy lots of code and create
1808                  maintenance problems.  TRIP is supposed to be a rare
1809                  instruction, so the overhead should not matter.  We
1810                  aren't allowed to fix_new_exp for an expression which is
1811                  an  O_register at this point, however.  */
1812               if (exp[0].X_op == O_register)
1813                 opcodep[1] = exp[0].X_add_number;
1814               else
1815                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 1,
1816                              1, exp, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1817               if (exp[1].X_op == O_register)
1818                 opcodep[2] = exp[1].X_add_number;
1819               else
1820                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1821                              1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1822               if (exp[2].X_op == O_register)
1823                 opcodep[3] = exp[2].X_add_number;
1824               else
1825                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1826                              1, exp + 2, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1827             }
1828           else if (n_operands == 2)
1829             {
1830               if (exp[0].X_op == O_register)
1831                 opcodep[2] = exp[0].X_add_number;
1832               else
1833                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 2,
1834                              1, exp, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1835               if (exp[1].X_op == O_register)
1836                 opcodep[3] = exp[1].X_add_number;
1837               else
1838                 fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1839                              1, exp + 1, 0, BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE);
1840             }
1841           else
1842             {
1843               as_bad (_("unsupported operands to %s: `%s'"),
1844                       instruction->name, operands);
1845               return;
1846             }
1847         }
1848       else
1849         {
1850           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1851                   instruction->name, operands);
1852           return;
1853         }
1854       break;
1855
1856     case mmix_operands_resume:
1857       if (n_operands == 0 && ! mmix_gnu_syntax)
1858         break;
1859
1860       if (n_operands != 1
1861           || exp[0].X_op == O_register
1862           || (exp[0].X_op == O_constant
1863               && (exp[0].X_add_number < 0
1864                   || exp[0].X_add_number > 255)))
1865         {
1866           as_bad (_("invalid operands to opcode %s: `%s'"),
1867                   instruction->name, operands);
1868           return;
1869         }
1870
1871       if (exp[0].X_op == O_constant)
1872         opcodep[3] = exp[0].X_add_number;
1873       else
1874         fix_new_exp (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal + 3,
1875                      1, exp + 0, 0, BFD_RELOC_8);
1876       break;
1877
1878     case mmix_operands_pushj:
1879       /* All is done for PUSHJ already.  */
1880       break;
1881
1882     default:
1883       BAD_CASE (instruction->operands);
1884     }
1885 }
1886
1887 /* For the benefit of insns that start with a digit, we assemble by way of
1888    tc_unrecognized_line too, through this function.  */
1889
1890 int
1891 mmix_assemble_return_nonzero (char *str)
1892 {
1893   int last_error_count = had_errors ();
1894   char *s2 = str;
1895   char c;
1896
1897   /* Normal instruction handling downcases, so we must too.  */
1898   while (ISALNUM (*s2))
1899     {
1900       if (ISUPPER ((unsigned char) *s2))
1901         *s2 = TOLOWER (*s2);
1902       s2++;
1903     }
1904
1905   /* Cut the line for sake of the assembly.  */
1906   for (s2 = str; *s2 && *s2 != '\n'; s2++)
1907     ;
1908
1909   c = *s2;
1910   *s2 = 0;
1911   md_assemble (str);
1912   *s2 = c;
1913
1914   return had_errors () == last_error_count;
1915 }
1916
1917 /* The PREFIX pseudo.  */
1918
1919 static void
1920 s_prefix (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
1921 {
1922   char *p;
1923   int c;
1924
1925   SKIP_WHITESPACE ();
1926
1927   p = input_line_pointer;
1928
1929   c = get_symbol_end ();
1930
1931   /* Reseting prefix?  */
1932   if (*p == ':' && p[1] == 0)
1933     mmix_current_prefix = NULL;
1934   else
1935     {
1936       /* Put this prefix on the mmix symbols obstack.  We could malloc and
1937          free it separately, but then we'd have to worry about that.
1938          People using up memory on prefixes have other problems.  */
1939       obstack_grow (&mmix_sym_obstack, p, strlen (p) + 1);
1940       p = obstack_finish (&mmix_sym_obstack);
1941
1942       /* Accumulate prefixes, and strip a leading ':'.  */
1943       if (mmix_current_prefix != NULL || *p == ':')
1944         p = mmix_prefix_name (p);
1945
1946       mmix_current_prefix = p;
1947     }
1948
1949   *input_line_pointer = c;
1950
1951   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
1952 }
1953
1954 /* We implement prefixes by using the tc_canonicalize_symbol_name hook,
1955    and store each prefixed name on a (separate) obstack.  This means that
1956    the name is on the "notes" obstack in non-prefixed form and on the
1957    mmix_sym_obstack in prefixed form, but currently it is not worth
1958    rewriting the whole GAS symbol handling to improve "hooking" to avoid
1959    that.  (It might be worth a rewrite for other reasons, though).  */
1960
1961 char *
1962 mmix_prefix_name (char *shortname)
1963 {
1964   if (*shortname == ':')
1965     return shortname + 1;
1966
1967   if (mmix_current_prefix == NULL)
1968     as_fatal (_("internal: mmix_prefix_name but empty prefix"));
1969
1970   if (*shortname == '$')
1971     return shortname;
1972
1973   obstack_grow (&mmix_sym_obstack, mmix_current_prefix,
1974                 strlen (mmix_current_prefix));
1975   obstack_grow (&mmix_sym_obstack, shortname, strlen (shortname) + 1);
1976   return obstack_finish (&mmix_sym_obstack);
1977 }
1978
1979 /* The GREG pseudo.  At LABEL, we have the name of a symbol that we
1980    want to make a register symbol, and which should be initialized with
1981    the value in the expression at INPUT_LINE_POINTER (defaulting to 0).
1982    Either and (perhaps less meaningful) both may be missing.  LABEL must
1983    be persistent, perhaps allocated on an obstack.  */
1984
1985 static void
1986 mmix_greg_internal (char *label)
1987 {
1988   expressionS *expP = &mmix_raw_gregs[n_of_raw_gregs].exp;
1989
1990   /* Don't set the section to register contents section before the
1991      expression has been parsed; it may refer to the current position.  */
1992   expression (expP);
1993
1994   /* FIXME: Check that no expression refers to the register contents
1995      section.  May need to be done in elf64-mmix.c.  */
1996   if (expP->X_op == O_absent)
1997     {
1998       /* Default to zero if the expression was absent.  */
1999       expP->X_op = O_constant;
2000       expP->X_add_number = 0;
2001       expP->X_unsigned = 0;
2002       expP->X_add_symbol = NULL;
2003       expP->X_op_symbol = NULL;
2004     }
2005
2006   /* We must handle prefixes here, as we save the labels and expressions
2007      to be output later.  */
2008   mmix_raw_gregs[n_of_raw_gregs].label
2009     = mmix_current_prefix == NULL ? label : mmix_prefix_name (label);
2010
2011   if (n_of_raw_gregs == MAX_GREGS - 1)
2012     as_bad (_("too many GREG registers allocated (max %d)"), MAX_GREGS);
2013   else
2014     n_of_raw_gregs++;
2015
2016   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
2017 }
2018
2019 /* The ".greg label,expr" worker.  */
2020
2021 static void
2022 s_greg (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
2023 {
2024   char *p;
2025   char c;
2026   p = input_line_pointer;
2027
2028   /* This will skip over what can be a symbol and zero out the next
2029      character, which we assume is a ',' or other meaningful delimiter.
2030      What comes after that is the initializer expression for the
2031      register.  */
2032   c = get_symbol_end ();
2033
2034   if (! is_end_of_line[(unsigned char) c])
2035     input_line_pointer++;
2036
2037   if (*p)
2038     {
2039       /* The label must be persistent; it's not used until after all input
2040          has been seen.  */
2041       obstack_grow (&mmix_sym_obstack, p, strlen (p) + 1);
2042       mmix_greg_internal (obstack_finish (&mmix_sym_obstack));
2043     }
2044   else
2045     mmix_greg_internal (NULL);
2046 }
2047
2048 /* The "BSPEC expr" worker.  */
2049
2050 static void
2051 s_bspec (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
2052 {
2053   asection *expsec;
2054   asection *sec;
2055   char secname[sizeof (MMIX_OTHER_SPEC_SECTION_PREFIX) + 20]
2056     = MMIX_OTHER_SPEC_SECTION_PREFIX;
2057   expressionS exp;
2058   int n;
2059
2060   /* Get a constant expression which we can evaluate *now*.  Supporting
2061      more complex (though assembly-time computable) expressions is
2062      feasible but Too Much Work for something of unknown usefulness like
2063      BSPEC-ESPEC.  */
2064   expsec = expression (&exp);
2065   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
2066
2067   /* Check that we don't have another BSPEC in progress.  */
2068   if (doing_bspec)
2069     {
2070       as_bad (_("BSPEC already active.  Nesting is not supported."));
2071       return;
2072     }
2073
2074   if (exp.X_op != O_constant
2075       || expsec != absolute_section
2076       || exp.X_add_number < 0
2077       || exp.X_add_number > 65535)
2078     {
2079       as_bad (_("invalid BSPEC expression"));
2080       exp.X_add_number = 0;
2081     }
2082
2083   n = (int) exp.X_add_number;
2084
2085   sprintf (secname + strlen (MMIX_OTHER_SPEC_SECTION_PREFIX), "%d", n);
2086   sec = bfd_get_section_by_name (stdoutput, secname);
2087   if (sec == NULL)
2088     {
2089       /* We need a non-volatile name as it will be stored in the section
2090          struct.  */
2091       char *newsecname = xstrdup (secname);
2092       sec = bfd_make_section (stdoutput, newsecname);
2093
2094       if (sec == NULL)
2095         as_fatal (_("can't create section %s"), newsecname);
2096
2097       if (!bfd_set_section_flags (stdoutput, sec,
2098                                   bfd_get_section_flags (stdoutput, sec)
2099                                   | SEC_READONLY))
2100         as_fatal (_("can't set section flags for section %s"), newsecname);
2101     }
2102
2103   /* Tell ELF about the pending section change.  */
2104   obj_elf_section_change_hook ();
2105   subseg_set (sec, 0);
2106
2107   /* Save position for missing ESPEC.  */
2108   as_where (&bspec_file, &bspec_line);
2109
2110   doing_bspec = 1;
2111 }
2112
2113 /* The "ESPEC" worker.  */
2114
2115 static void
2116 s_espec (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
2117 {
2118   /* First, check that we *do* have a BSPEC in progress.  */
2119   if (! doing_bspec)
2120     {
2121       as_bad (_("ESPEC without preceding BSPEC"));
2122       return;
2123     }
2124
2125   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
2126   doing_bspec = 0;
2127
2128   /* When we told ELF about the section change in s_bspec, it stored the
2129      previous section for us so we can get at it with the equivalent of a
2130      .previous pseudo.  */
2131   obj_elf_previous (0);
2132 }
2133
2134 /* The " .local expr" and " local expr" worker.  We make a BFD_MMIX_LOCAL
2135    relocation against the current position against the expression.
2136    Implementing this by means of contents in a section lost.  */
2137
2138 static void
2139 mmix_s_local (int unused ATTRIBUTE_UNUSED)
2140 {
2141   expressionS exp;
2142
2143   /* Don't set the section to register contents section before the
2144      expression has been parsed; it may refer to the current position in
2145      some contorted way.  */
2146   expression (&exp);
2147
2148   if (exp.X_op == O_absent)
2149     {
2150       as_bad (_("missing local expression"));
2151       return;
2152     }
2153   else if (exp.X_op == O_register)
2154     {
2155       /* fix_new_exp doesn't like O_register.  Should be configurable.
2156          We're fine with a constant here, though.  */
2157       exp.X_op = O_constant;
2158     }
2159
2160   fix_new_exp (frag_now, 0, 0, &exp, 0, BFD_RELOC_MMIX_LOCAL);
2161   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
2162 }
2163
2164 /* Set fragP->fr_var to the initial guess of the size of a relaxable insn
2165    and return it.  Sizes of other instructions are not known.  This
2166    function may be called multiple times.  */
2167
2168 int
2169 md_estimate_size_before_relax (fragS *fragP, segT segment)
2170 {
2171   int length;
2172
2173 #define HANDLE_RELAXABLE(state)                                         \
2174  case ENCODE_RELAX (state, STATE_UNDF):                                 \
2175    if (fragP->fr_symbol != NULL                                         \
2176        && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) == segment                   \
2177        && !S_IS_WEAK (fragP->fr_symbol))                                \
2178      {                                                                  \
2179        /* The symbol lies in the same segment - a relaxable case.  */   \
2180        fragP->fr_subtype                                                \
2181          = ENCODE_RELAX (state, STATE_ZERO);                            \
2182      }                                                                  \
2183    break;
2184
2185   switch (fragP->fr_subtype)
2186     {
2187       HANDLE_RELAXABLE (STATE_GETA);
2188       HANDLE_RELAXABLE (STATE_BCC);
2189       HANDLE_RELAXABLE (STATE_JMP);
2190
2191     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_UNDF):
2192       if (fragP->fr_symbol != NULL
2193           && S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) == segment
2194           && !S_IS_WEAK (fragP->fr_symbol))
2195         /* The symbol lies in the same segment - a relaxable case.  */
2196         fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_ZERO);
2197       else if (pushj_stubs)
2198         /* If we're to generate stubs, assume we can reach a stub after
2199            the section.  */
2200         fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO);
2201       /* FALLTHROUGH.  */
2202     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_ZERO):
2203     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO):
2204       /* We need to distinguish different relaxation rounds.  */
2205       seg_info (segment)->tc_segment_info_data.last_stubfrag = fragP;
2206       break;
2207
2208     case ENCODE_RELAX (STATE_GETA, STATE_ZERO):
2209     case ENCODE_RELAX (STATE_BCC, STATE_ZERO):
2210     case ENCODE_RELAX (STATE_JMP, STATE_ZERO):
2211       /* When relaxing a section for the second time, we don't need to do
2212          anything except making sure that fr_var is set right.  */
2213       break;
2214
2215     case STATE_GREG_DEF:
2216       length = fragP->tc_frag_data != NULL ? 0 : 8;
2217       fragP->fr_var = length;
2218
2219       /* Don't consult the relax_table; it isn't valid for this
2220          relaxation.  */
2221       return length;
2222       break;
2223
2224     default:
2225       BAD_CASE (fragP->fr_subtype);
2226     }
2227
2228   length = mmix_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length;
2229   fragP->fr_var = length;
2230
2231   return length;
2232 }
2233
2234 /* Turn a string in input_line_pointer into a floating point constant of type
2235    type, and store the appropriate bytes in *litP.  The number of LITTLENUMS
2236    emitted is stored in *sizeP .  An error message is returned, or NULL on
2237    OK.  */
2238
2239 char *
2240 md_atof (int type, char *litP, int *sizeP)
2241 {
2242   if (type == 'r')
2243     type = 'f';
2244   /* FIXME: Having 'f' in mmix_flt_chars (and here) makes it
2245      problematic to also have a forward reference in an expression.
2246      The testsuite wants it, and it's customary.
2247      We'll deal with the real problems when they come; we share the
2248      problem with most other ports.  */
2249   return ieee_md_atof (type, litP, sizeP, TRUE);
2250 }
2251
2252 /* Convert variable-sized frags into one or more fixups.  */
2253
2254 void
2255 md_convert_frag (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED, segT sec ATTRIBUTE_UNUSED,
2256                  fragS *fragP)
2257 {
2258   /* Pointer to first byte in variable-sized part of the frag.  */
2259   char *var_partp;
2260
2261   /* Pointer to first opcode byte in frag.  */
2262   char *opcodep;
2263
2264   /* Size in bytes of variable-sized part of frag.  */
2265   int var_part_size = 0;
2266
2267   /* This is part of *fragP.  It contains all information about addresses
2268      and offsets to varying parts.  */
2269   symbolS *symbolP;
2270   unsigned long var_part_offset;
2271
2272   /* This is the frag for the opcode.  It, rather than fragP, must be used
2273      when emitting a frag for the opcode.  */
2274   fragS *opc_fragP = fragP->tc_frag_data;
2275   fixS *tmpfixP;
2276
2277   /* Where, in file space, does addr point?  */
2278   bfd_vma target_address;
2279   bfd_vma opcode_address;
2280
2281   know (fragP->fr_type == rs_machine_dependent);
2282
2283   var_part_offset = fragP->fr_fix;
2284   var_partp = fragP->fr_literal + var_part_offset;
2285   opcodep = fragP->fr_opcode;
2286
2287   symbolP = fragP->fr_symbol;
2288
2289   target_address
2290     = ((symbolP ? S_GET_VALUE (symbolP) : 0) + fragP->fr_offset);
2291
2292   /* The opcode that would be extended is the last four "fixed" bytes.  */
2293   opcode_address = fragP->fr_address + fragP->fr_fix - 4;
2294
2295   switch (fragP->fr_subtype)
2296     {
2297     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO):
2298       /* Setting the unknown bits to 0 seems the most appropriate.  */
2299       mmix_set_geta_branch_offset (opcodep, 0);
2300       tmpfixP = fix_new (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 8,
2301                          fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1,
2302                          BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_STUBBABLE);
2303       COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);
2304       var_part_size = 0;
2305       break;
2306
2307     case ENCODE_RELAX (STATE_GETA, STATE_ZERO):
2308     case ENCODE_RELAX (STATE_BCC, STATE_ZERO):
2309     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_ZERO):
2310       mmix_set_geta_branch_offset (opcodep, target_address - opcode_address);
2311       if (linkrelax)
2312         {
2313           tmpfixP
2314             = fix_new (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 4,
2315                        fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1,
2316                        BFD_RELOC_MMIX_ADDR19);
2317           COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);
2318         }
2319       var_part_size = 0;
2320       break;
2321
2322     case ENCODE_RELAX (STATE_JMP, STATE_ZERO):
2323       mmix_set_jmp_offset (opcodep, target_address - opcode_address);
2324       if (linkrelax)
2325         {
2326           tmpfixP
2327             = fix_new (opc_fragP, opcodep - opc_fragP->fr_literal, 4,
2328                        fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1,
2329                        BFD_RELOC_MMIX_ADDR27);
2330           COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);
2331         }
2332       var_part_size = 0;
2333       break;
2334
2335     case STATE_GREG_DEF:
2336       if (fragP->tc_frag_data == NULL)
2337         {
2338           /* We must initialize data that's supposed to be "fixed up" to
2339              avoid emitting garbage, because md_apply_fix won't do
2340              anything for undefined symbols.  */
2341           md_number_to_chars (var_partp, 0, 8);
2342           tmpfixP
2343             = fix_new (fragP, var_partp - fragP->fr_literal, 8,
2344                        fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 0, BFD_RELOC_64);
2345           COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);
2346           mmix_gregs[n_of_cooked_gregs++] = tmpfixP;
2347           var_part_size = 8;
2348         }
2349       else
2350         var_part_size = 0;
2351       break;
2352
2353 #define HANDLE_MAX_RELOC(state, reloc)                                  \
2354   case ENCODE_RELAX (state, STATE_MAX):                                 \
2355     var_part_size                                                       \
2356       = mmix_relax_table[ENCODE_RELAX (state, STATE_MAX)].rlx_length;   \
2357     mmix_fill_nops (var_partp, var_part_size / 4);                      \
2358     if (warn_on_expansion)                                              \
2359       as_warn_where (fragP->fr_file, fragP->fr_line,                    \
2360                      _("operand out of range, instruction expanded"));  \
2361     tmpfixP = fix_new (fragP, var_partp - fragP->fr_literal - 4, 8,     \
2362                        fragP->fr_symbol, fragP->fr_offset, 1, reloc);   \
2363     COPY_FR_WHERE_TO_FX (fragP, tmpfixP);                               \
2364     break
2365
2366       HANDLE_MAX_RELOC (STATE_GETA, BFD_RELOC_MMIX_GETA);
2367       HANDLE_MAX_RELOC (STATE_BCC, BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH);
2368       HANDLE_MAX_RELOC (STATE_PUSHJ, BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ);
2369       HANDLE_MAX_RELOC (STATE_JMP, BFD_RELOC_MMIX_JMP);
2370
2371     default:
2372       BAD_CASE (fragP->fr_subtype);
2373       break;
2374     }
2375
2376   fragP->fr_fix += var_part_size;
2377   fragP->fr_var = 0;
2378 }
2379
2380 /* Applies the desired value to the specified location.
2381    Also sets up addends for RELA type relocations.
2382    Stolen from tc-mcore.c.
2383
2384    Note that this function isn't called when linkrelax != 0.  */
2385
2386 void
2387 md_apply_fix (fixS *fixP, valueT *valP, segT segment)
2388 {
2389   char *buf  = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_literal;
2390   /* Note: use offsetT because it is signed, valueT is unsigned.  */
2391   offsetT val  = (offsetT) * valP;
2392   segT symsec
2393     = (fixP->fx_addsy == NULL
2394        ? absolute_section : S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy));
2395
2396   /* If the fix is relative to a symbol which is not defined, or, (if
2397      pcrel), not in the same segment as the fix, we cannot resolve it
2398      here.  */
2399   if (fixP->fx_addsy != NULL
2400       && (! S_IS_DEFINED (fixP->fx_addsy)
2401           || S_IS_WEAK (fixP->fx_addsy)
2402           || (fixP->fx_pcrel && symsec != segment)
2403           || (! fixP->fx_pcrel
2404               && symsec != absolute_section
2405               && ((fixP->fx_r_type != BFD_RELOC_MMIX_REG
2406                    && fixP->fx_r_type != BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE)
2407                   || symsec != reg_section))))
2408     {
2409       fixP->fx_done = 0;
2410       return;
2411     }
2412   else if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_MMIX_LOCAL
2413            || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT
2414            || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY)
2415     {
2416       /* These are never "fixed".  */
2417       fixP->fx_done = 0;
2418       return;
2419     }
2420   else
2421     /* We assume every other relocation is "fixed".  */
2422     fixP->fx_done = 1;
2423
2424   switch (fixP->fx_r_type)
2425     {
2426     case BFD_RELOC_64:
2427     case BFD_RELOC_32:
2428     case BFD_RELOC_24:
2429     case BFD_RELOC_16:
2430     case BFD_RELOC_8:
2431     case BFD_RELOC_64_PCREL:
2432     case BFD_RELOC_32_PCREL:
2433     case BFD_RELOC_24_PCREL:
2434     case BFD_RELOC_16_PCREL:
2435     case BFD_RELOC_8_PCREL:
2436       md_number_to_chars (buf, val, fixP->fx_size);
2437       break;
2438
2439     case BFD_RELOC_MMIX_ADDR19:
2440       if (expand_op)
2441         {
2442           /* This shouldn't happen.  */
2443           BAD_CASE (fixP->fx_r_type);
2444           break;
2445         }
2446       /* FALLTHROUGH.  */
2447     case BFD_RELOC_MMIX_GETA:
2448     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH:
2449     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ:
2450     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_STUBBABLE:
2451       /* If this fixup is out of range, punt to the linker to emit an
2452          error.  This should only happen with -no-expand.  */
2453       if (val < -(((offsetT) 1 << 19)/2)
2454           || val >= ((offsetT) 1 << 19)/2 - 1
2455           || (val & 3) != 0)
2456         {
2457           if (warn_on_expansion)
2458             as_warn_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2459                            _("operand out of range"));
2460           fixP->fx_done = 0;
2461           val = 0;
2462         }
2463       mmix_set_geta_branch_offset (buf, val);
2464       break;
2465
2466     case BFD_RELOC_MMIX_ADDR27:
2467       if (expand_op)
2468         {
2469           /* This shouldn't happen.  */
2470           BAD_CASE (fixP->fx_r_type);
2471           break;
2472         }
2473       /* FALLTHROUGH.  */
2474     case BFD_RELOC_MMIX_JMP:
2475       /* If this fixup is out of range, punt to the linker to emit an
2476          error.  This should only happen with -no-expand.  */
2477       if (val < -(((offsetT) 1 << 27)/2)
2478           || val >= ((offsetT) 1 << 27)/2 - 1
2479           || (val & 3) != 0)
2480         {
2481           if (warn_on_expansion)
2482             as_warn_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2483                            _("operand out of range"));
2484           fixP->fx_done = 0;
2485           val = 0;
2486         }
2487       mmix_set_jmp_offset (buf, val);
2488       break;
2489
2490     case BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE:
2491       if (fixP->fx_addsy != NULL
2492           && (S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != reg_section
2493               || S_GET_VALUE (fixP->fx_addsy) > 255)
2494           && S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != absolute_section)
2495         {
2496           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2497                         _("invalid operands"));
2498           /* We don't want this "symbol" appearing in output, because
2499              that will fail.  */
2500           fixP->fx_done = 1;
2501         }
2502
2503       buf[0] = val;
2504
2505       /* If this reloc is for a Z field, we need to adjust
2506          the opcode if we got a constant here.
2507          FIXME: Can we make this more robust?  */
2508
2509       if ((fixP->fx_where & 3) == 3
2510           && (fixP->fx_addsy == NULL
2511               || S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) == absolute_section))
2512         buf[-3] |= IMM_OFFSET_BIT;
2513       break;
2514
2515     case BFD_RELOC_MMIX_REG:
2516       if (fixP->fx_addsy == NULL
2517           || S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != reg_section
2518           || S_GET_VALUE (fixP->fx_addsy) > 255)
2519         {
2520           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2521                         _("invalid operands"));
2522           fixP->fx_done = 1;
2523         }
2524
2525       *buf = val;
2526       break;
2527
2528     case BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET:
2529       /* These are never "fixed".  */
2530       fixP->fx_done = 0;
2531       return;
2532
2533     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_1:
2534     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_2:
2535     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_3:
2536     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_J:
2537     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_1:
2538     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_2:
2539     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_3:
2540     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_1:
2541     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_2:
2542     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_3:
2543     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_1:
2544     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_2:
2545     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_3:
2546     default:
2547       BAD_CASE (fixP->fx_r_type);
2548       break;
2549     }
2550
2551   if (fixP->fx_done)
2552     /* Make sure that for completed fixups we have the value around for
2553        use by e.g. mmix_frob_file.  */
2554     fixP->fx_offset = val;
2555 }
2556
2557 /* A bsearch function for looking up a value against offsets for GREG
2558    definitions.  */
2559
2560 static int
2561 cmp_greg_val_greg_symbol_fixes (const void *p1, const void *p2)
2562 {
2563   offsetT val1 = *(offsetT *) p1;
2564   offsetT val2 = ((struct mmix_symbol_greg_fixes *) p2)->offs;
2565
2566   if (val1 >= val2 && val1 < val2 + 255)
2567     return 0;
2568
2569   if (val1 > val2)
2570     return 1;
2571
2572   return -1;
2573 }
2574
2575 /* Generate a machine-dependent relocation.  */
2576
2577 arelent *
2578 tc_gen_reloc (asection *section ATTRIBUTE_UNUSED, fixS *fixP)
2579 {
2580   bfd_signed_vma val
2581     = fixP->fx_offset
2582     + (fixP->fx_addsy != NULL
2583        && !S_IS_WEAK (fixP->fx_addsy)
2584        && !S_IS_COMMON (fixP->fx_addsy)
2585        ? S_GET_VALUE (fixP->fx_addsy) : 0);
2586   arelent *relP;
2587   bfd_reloc_code_real_type code = BFD_RELOC_NONE;
2588   char *buf  = fixP->fx_where + fixP->fx_frag->fr_literal;
2589   symbolS *addsy = fixP->fx_addsy;
2590   asection *addsec = addsy == NULL ? NULL : S_GET_SEGMENT (addsy);
2591   asymbol *baddsy = addsy != NULL ? symbol_get_bfdsym (addsy) : NULL;
2592   bfd_vma addend
2593     = val - (baddsy == NULL || S_IS_COMMON (addsy) || S_IS_WEAK (addsy)
2594              ? 0 : bfd_asymbol_value (baddsy));
2595
2596   /* A single " LOCAL expression" in the wrong section will not work when
2597      linking to MMO; relocations for zero-content sections are then
2598      ignored.  Normally, relocations would modify section contents, and
2599      you'd never think or be able to do something like that.  The
2600      relocation resulting from a LOCAL directive doesn't have an obvious
2601      and mandatory location.  I can't figure out a way to do this better
2602      than just helping the user around this limitation here; hopefully the
2603      code using the local expression is around.  Putting the LOCAL
2604      semantics in a relocation still seems right; a section didn't do.  */
2605   if (bfd_section_size (section->owner, section) == 0)
2606     as_bad_where
2607       (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2608        fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_MMIX_LOCAL
2609        /* The BFD_RELOC_MMIX_LOCAL-specific message is supposed to be
2610           user-friendly, though a little bit non-substantial.  */
2611        ? _("directive LOCAL must be placed in code or data")
2612        : _("internal confusion: relocation in a section without contents"));
2613
2614   /* FIXME: Range tests for all these.  */
2615   switch (fixP->fx_r_type)
2616     {
2617     case BFD_RELOC_64:
2618     case BFD_RELOC_32:
2619     case BFD_RELOC_24:
2620     case BFD_RELOC_16:
2621     case BFD_RELOC_8:
2622       code = fixP->fx_r_type;
2623
2624       if (addsy == NULL || bfd_is_abs_section (addsec))
2625         {
2626           /* Resolve this reloc now, as md_apply_fix would have done (not
2627              called if -linkrelax).  There is no point in keeping a reloc
2628              to an absolute symbol.  No reloc that is subject to
2629              relaxation must be to an absolute symbol; difference
2630              involving symbols in a specific section must be signalled as
2631              an error if the relaxing cannot be expressed; having a reloc
2632              to the resolved (now absolute) value does not help.  */
2633           md_number_to_chars (buf, val, fixP->fx_size);
2634           return NULL;
2635         }
2636       break;
2637
2638     case BFD_RELOC_64_PCREL:
2639     case BFD_RELOC_32_PCREL:
2640     case BFD_RELOC_24_PCREL:
2641     case BFD_RELOC_16_PCREL:
2642     case BFD_RELOC_8_PCREL:
2643     case BFD_RELOC_MMIX_LOCAL:
2644     case BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT:
2645     case BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY:
2646     case BFD_RELOC_MMIX_GETA:
2647     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_1:
2648     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_2:
2649     case BFD_RELOC_MMIX_GETA_3:
2650     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH:
2651     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_J:
2652     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_1:
2653     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_2:
2654     case BFD_RELOC_MMIX_CBRANCH_3:
2655     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ:
2656     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_1:
2657     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_2:
2658     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_3:
2659     case BFD_RELOC_MMIX_PUSHJ_STUBBABLE:
2660     case BFD_RELOC_MMIX_JMP:
2661     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_1:
2662     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_2:
2663     case BFD_RELOC_MMIX_JMP_3:
2664     case BFD_RELOC_MMIX_ADDR19:
2665     case BFD_RELOC_MMIX_ADDR27:
2666       code = fixP->fx_r_type;
2667       break;
2668
2669     case BFD_RELOC_MMIX_REG_OR_BYTE:
2670       /* If we have this kind of relocation to an unknown symbol or to the
2671          register contents section (that is, to a register), then we can't
2672          resolve the relocation here.  */
2673       if (addsy != NULL
2674           && (bfd_is_und_section (addsec)
2675               || strcmp (bfd_get_section_name (addsec->owner, addsec),
2676                          MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME) == 0))
2677         {
2678           code = fixP->fx_r_type;
2679           break;
2680         }
2681
2682       /* If the relocation is not to the register section or to the
2683          absolute section (a numeric value), then we have an error.  */
2684       if (addsy != NULL
2685           && (S_GET_SEGMENT (addsy) != real_reg_section
2686               || val > 255
2687               || val < 0)
2688           && ! bfd_is_abs_section (addsec))
2689         goto badop;
2690
2691       /* Set the "immediate" bit of the insn if this relocation is to Z
2692          field when the value is a numeric value, i.e. not a register.  */
2693       if ((fixP->fx_where & 3) == 3
2694           && (addsy == NULL || bfd_is_abs_section (addsec)))
2695         buf[-3] |= IMM_OFFSET_BIT;
2696
2697       buf[0] = val;
2698       return NULL;
2699
2700     case BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET:
2701       if (addsy != NULL
2702           && strcmp (bfd_get_section_name (addsec->owner, addsec),
2703                      MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME) == 0)
2704         {
2705           /* This changed into a register; the relocation is for the
2706              register-contents section.  The constant part remains zero.  */
2707           code = BFD_RELOC_MMIX_REG;
2708           break;
2709         }
2710
2711       /* If we've found out that this was indeed a register, then replace
2712          with the register number.  The constant part is already zero.
2713
2714          If we encounter any other defined symbol, then we must find a
2715          suitable register and emit a reloc.  */
2716       if (addsy == NULL || addsec != real_reg_section)
2717         {
2718           struct mmix_symbol_gregs *gregs;
2719           struct mmix_symbol_greg_fixes *fix;
2720
2721           if (S_IS_DEFINED (addsy)
2722               && !bfd_is_com_section (addsec)
2723               && !S_IS_WEAK (addsy))
2724             {
2725               if (! symbol_section_p (addsy) && ! bfd_is_abs_section (addsec))
2726                 as_fatal (_("internal: BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET not resolved to section"));
2727
2728               /* If this is an absolute symbol sufficiently near
2729                  lowest_data_loc, then we canonicalize on the data
2730                  section.  Note that val is signed here; we may subtract
2731                  lowest_data_loc which is unsigned.  Careful with those
2732                  comparisons.  */
2733               if (lowest_data_loc != (bfd_vma) -1
2734                   && (bfd_vma) val + 256 > lowest_data_loc
2735                   && bfd_is_abs_section (addsec))
2736                 {
2737                   val -= (offsetT) lowest_data_loc;
2738                   addsy = section_symbol (data_section);
2739                 }
2740               /* Likewise text section.  */
2741               else if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1
2742                        && (bfd_vma) val + 256 > lowest_text_loc
2743                        && bfd_is_abs_section (addsec))
2744                 {
2745                   val -= (offsetT) lowest_text_loc;
2746                   addsy = section_symbol (text_section);
2747                 }
2748             }
2749
2750           gregs = *symbol_get_tc (addsy);
2751
2752           /* If that symbol does not have any associated GREG definitions,
2753              we can't do anything.  */
2754           if (gregs == NULL
2755               || (fix = bsearch (&val, gregs->greg_fixes, gregs->n_gregs,
2756                                  sizeof (gregs->greg_fixes[0]),
2757                                  cmp_greg_val_greg_symbol_fixes)) == NULL
2758               /* The register must not point *after* the address we want.  */
2759               || fix->offs > val
2760               /* Neither must the register point more than 255 bytes
2761                  before the address we want.  */
2762               || fix->offs + 255 < val)
2763             {
2764               /* We can either let the linker allocate GREGs
2765                  automatically, or emit an error.  */
2766               if (allocate_undefined_gregs_in_linker)
2767                 {
2768                   /* The values in baddsy and addend are right.  */
2769                   code = fixP->fx_r_type;
2770                   break;
2771                 }
2772               else
2773                 as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2774                               _("no suitable GREG definition for operands"));
2775               return NULL;
2776             }
2777           else
2778             {
2779               /* Transform the base-plus-offset reloc for the actual area
2780                  to a reloc for the register with the address of the area.
2781                  Put addend for register in Z operand.  */
2782               buf[1] = val - fix->offs;
2783               code = BFD_RELOC_MMIX_REG;
2784               baddsy
2785                 = (bfd_get_section_by_name (stdoutput,
2786                                             MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME)
2787                    ->symbol);
2788
2789               addend = fix->fix->fx_frag->fr_address + fix->fix->fx_where;
2790             }
2791         }
2792       else if (S_GET_VALUE (addsy) > 255)
2793         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2794                       _("invalid operands"));
2795       else
2796         {
2797           *buf = val;
2798           return NULL;
2799         }
2800       break;
2801
2802     case BFD_RELOC_MMIX_REG:
2803       if (addsy != NULL
2804           && (bfd_is_und_section (addsec)
2805               || strcmp (bfd_get_section_name (addsec->owner, addsec),
2806                          MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME) == 0))
2807         {
2808           code = fixP->fx_r_type;
2809           break;
2810         }
2811
2812       if (addsy != NULL
2813           && (addsec != real_reg_section
2814               || val > 255
2815               || val < 0)
2816           && ! bfd_is_und_section (addsec))
2817         /* Drop through to error message.  */
2818         ;
2819       else
2820         {
2821           buf[0] = val;
2822           return NULL;
2823         }
2824       /* FALLTHROUGH.  */
2825
2826       /* The others are supposed to be handled by md_apply_fix.
2827          FIXME: ... which isn't called when -linkrelax.  Move over
2828          md_apply_fix code here for everything reasonable.  */
2829     badop:
2830     default:
2831       as_bad_where
2832         (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
2833          _("operands were not reducible at assembly-time"));
2834
2835       /* Unmark this symbol as used in a reloc, so we don't bump into a BFD
2836          assert when trying to output reg_section.  FIXME: A gas bug.  */
2837       fixP->fx_addsy = NULL;
2838       return NULL;
2839     }
2840
2841   relP = (arelent *) xmalloc (sizeof (arelent));
2842   assert (relP != 0);
2843   relP->sym_ptr_ptr = (asymbol **) xmalloc (sizeof (asymbol *));
2844   *relP->sym_ptr_ptr = baddsy;
2845   relP->address = fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where;
2846
2847   relP->addend = addend;
2848
2849   /* If this had been a.out, we would have had a kludge for weak symbols
2850      here.  */
2851
2852   relP->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, code);
2853   if (! relP->howto)
2854     {
2855       const char *name;
2856
2857       name = S_GET_NAME (addsy);
2858       if (name == NULL)
2859         name = _("<unknown>");
2860       as_fatal (_("cannot generate relocation type for symbol %s, code %s"),
2861                 name, bfd_get_reloc_code_name (code));
2862     }
2863
2864   return relP;
2865 }
2866
2867 /* Do some reformatting of a line.  FIXME: We could transform a mmixal
2868    line into traditional (GNU?) format, unless #NO_APP, and get rid of all
2869    ugly labels_without_colons etc.  */
2870
2871 void
2872 mmix_handle_mmixal (void)
2873 {
2874   char *insn;
2875   char *s = input_line_pointer;
2876   char *label = NULL;
2877   char c;
2878
2879   if (pending_label != NULL)
2880     as_fatal (_("internal: unhandled label %s"), pending_label);
2881
2882   if (mmix_gnu_syntax)
2883     return;
2884
2885   /* If we're on a line with a label, check if it's a mmixal fb-label.
2886      Save an indicator and skip the label; it must be set only after all
2887      fb-labels of expressions are evaluated.  */
2888   if (ISDIGIT (s[0]) && s[1] == 'H' && ISSPACE (s[2]))
2889     {
2890       current_fb_label = s[0] - '0';
2891
2892       /* We have to skip the label, but also preserve the newlineness of
2893          the previous character, since the caller checks that.  It's a
2894          mess we blame on the caller.  */
2895       s[1] = s[-1];
2896       s += 2;
2897       input_line_pointer = s;
2898
2899       while (*s && ISSPACE (*s) && ! is_end_of_line[(unsigned int) *s])
2900         s++;
2901
2902       /* For errors emitted here, the book-keeping is off by one; the
2903          caller is about to bump the counters.  Adjust the error messages.  */
2904       if (is_end_of_line[(unsigned int) *s])
2905         {
2906           char *name;
2907           unsigned int line;
2908           as_where (&name, &line);
2909           as_bad_where (name, line + 1,
2910                         _("[0-9]H labels may not appear alone on a line"));
2911           current_fb_label = -1;
2912         }
2913       if (*s == '.')
2914         {
2915           char *name;
2916           unsigned int line;
2917           as_where (&name, &line);
2918           as_bad_where (name, line + 1,
2919                         _("[0-9]H labels do not mix with dot-pseudos"));
2920           current_fb_label = -1;
2921         }
2922
2923       /* Back off to the last space before the opcode so we don't handle
2924          the opcode as a label.  */
2925       s--;
2926     }
2927   else
2928     current_fb_label = -1;
2929
2930   if (*s == '.')
2931     {
2932       /* If the first character is a '.', then it's a pseudodirective, not a
2933          label.  Make GAS not handle label-without-colon on this line.  We
2934          also don't do mmixal-specific stuff on this line.  */
2935       label_without_colon_this_line = 0;
2936       return;
2937     }
2938
2939   if (*s == 0 || is_end_of_line[(unsigned int) *s])
2940     /* We avoid handling empty lines here.  */
2941     return;
2942       
2943   if (is_name_beginner (*s))
2944     label = s;
2945
2946   /* If there is a label, skip over it.  */
2947   while (*s && is_part_of_name (*s))
2948     s++;
2949
2950   /* Find the start of the instruction or pseudo following the label,
2951      if there is one.  */
2952   for (insn = s;
2953        *insn && ISSPACE (*insn) && ! is_end_of_line[(unsigned int) *insn];
2954        insn++)
2955     /* Empty */
2956     ;
2957
2958   /* Remove a trailing ":" off labels, as they'd otherwise be considered
2959      part of the name.  But don't do this for local labels.  */
2960   if (s != input_line_pointer && s[-1] == ':'
2961       && (s - 2 != input_line_pointer
2962           || ! ISDIGIT (s[-2])))
2963     s[-1] = ' ';
2964   else if (label != NULL
2965            /* For a lone label on a line, we don't attach it to the next
2966               instruction or MMIXAL-pseudo (getting its alignment).  Thus
2967               is acts like a "normal" :-ended label.  Ditto if it's
2968               followed by a non-MMIXAL pseudo.  */
2969            && !is_end_of_line[(unsigned int) *insn]
2970            && *insn != '.')
2971     {
2972       /* For labels that don't end in ":", we save it so we can later give
2973          it the same alignment and address as the associated instruction.  */
2974
2975       /* Make room for the label including the ending nul.  */
2976       int len_0 = s - label + 1;
2977
2978       /* Save this label on the MMIX symbol obstack.  Saving it on an
2979          obstack is needless for "IS"-pseudos, but it's harmless and we
2980          avoid a little code-cluttering.  */
2981       obstack_grow (&mmix_sym_obstack, label, len_0);
2982       pending_label = obstack_finish (&mmix_sym_obstack);
2983       pending_label[len_0 - 1] = 0;
2984     }
2985
2986   /* If we have a non-MMIXAL pseudo, we have not business with the rest of
2987      the line.  */
2988   if (*insn == '.')
2989     return;
2990
2991   /* Find local labels of operands.  Look for "[0-9][FB]" where the
2992      characters before and after are not part of words.  Break if a single
2993      or double quote is seen anywhere.  It means we can't have local
2994      labels as part of list with mixed quoted and unquoted members for
2995      mmixal compatibility but we can't have it all.  For the moment.
2996      Replace the '<N>B' or '<N>F' with MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR<N> and
2997      MAGIC_FB_FORWARD_CHAR<N> respectively.  */
2998
2999   /* First make sure we don't have any of the magic characters on the line
3000      appearing as input.  */
3001   while (*s)
3002     {
3003       c = *s++;
3004       if (is_end_of_line[(unsigned int) c])
3005         break;
3006       if (c == MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR || c == MAGIC_FB_FORWARD_CHAR)
3007         as_bad (_("invalid characters in input"));
3008     }
3009
3010   /* Scan again, this time looking for ';' after operands.  */
3011   s = insn;
3012
3013   /* Skip the insn.  */
3014   while (*s
3015          && ! ISSPACE (*s)
3016          && *s != ';'
3017          && ! is_end_of_line[(unsigned int) *s])
3018     s++;
3019
3020   /* Skip the spaces after the insn.  */
3021   while (*s
3022          && ISSPACE (*s)
3023          && *s != ';'
3024          && ! is_end_of_line[(unsigned int) *s])
3025     s++;
3026
3027   /* Skip the operands.  While doing this, replace [0-9][BF] with
3028      (MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR|MAGIC_FB_FORWARD_CHAR)[0-9].  */
3029   while ((c = *s) != 0
3030          && ! ISSPACE (c)
3031          && c != ';'
3032          && ! is_end_of_line[(unsigned int) c])
3033     {
3034       if (c == '"')
3035         {
3036           s++;
3037
3038           /* FIXME: Test-case for semi-colon in string.  */
3039           while (*s
3040                  && *s != '"'
3041                  && (! is_end_of_line[(unsigned int) *s] || *s == ';'))
3042             s++;
3043
3044           if (*s == '"')
3045             s++;
3046         }
3047       else if (ISDIGIT (c))
3048         {
3049           if ((s[1] != 'B' && s[1] != 'F')
3050               || is_part_of_name (s[-1])
3051               || is_part_of_name (s[2])
3052               /* Don't treat e.g. #1F as a local-label reference.  */
3053               || (s != input_line_pointer && s[-1] == '#'))
3054             s++;
3055           else
3056             {
3057               s[0] = (s[1] == 'B'
3058                       ? MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR : MAGIC_FB_FORWARD_CHAR);
3059               s[1] = c;
3060             }
3061         }
3062       else
3063         s++;
3064     }
3065
3066   /* Skip any spaces after the operands.  */
3067   while (*s
3068          && ISSPACE (*s)
3069          && *s != ';'
3070          && !is_end_of_line[(unsigned int) *s])
3071     s++;
3072
3073   /* If we're now looking at a semi-colon, then it's an end-of-line
3074      delimiter.  */
3075   mmix_next_semicolon_is_eoln = (*s == ';');
3076
3077   /* Make IS into an EQU by replacing it with "= ".  Only match upper-case
3078      though; let lower-case be a syntax error.  */
3079   s = insn;
3080   if (s[0] == 'I' && s[1] == 'S' && ISSPACE (s[2]))
3081     {
3082       *s = '=';
3083       s[1] = ' ';
3084
3085       /* Since labels can start without ":", we have to handle "X IS 42"
3086          in full here, or "X" will be parsed as a label to be set at ".".  */
3087       input_line_pointer = s;
3088
3089       /* Right after this function ends, line numbers will be bumped if
3090          input_line_pointer[-1] = '\n'.  We want accurate line numbers for
3091          the equals call, so we bump them before the call, and make sure
3092          they aren't bumped afterwards.  */
3093       bump_line_counters ();
3094
3095       /* A fb-label is valid as an IS-label.  */
3096       if (current_fb_label >= 0)
3097         {
3098           char *fb_name;
3099
3100           /* We need to save this name on our symbol obstack, since the
3101              string we got in fb_label_name is volatile and will change
3102              with every call to fb_label_name, like those resulting from
3103              parsing the IS-operand.  */
3104           fb_name = fb_label_name (current_fb_label, 1);
3105           obstack_grow (&mmix_sym_obstack, fb_name, strlen (fb_name) + 1);
3106           equals (obstack_finish (&mmix_sym_obstack), 0);
3107           fb_label_instance_inc (current_fb_label);
3108           current_fb_label = -1;
3109         }
3110       else
3111         {
3112           if (pending_label == NULL)
3113             as_bad (_("empty label field for IS"));
3114           else
3115             equals (pending_label, 0);
3116           pending_label = NULL;
3117         }
3118
3119       /* For mmixal, we can have comments without a comment-start
3120          character.   */
3121       mmix_handle_rest_of_empty_line ();
3122       input_line_pointer--;
3123
3124       input_line_pointer[-1] = ' ';
3125     }
3126   else if (s[0] == 'G'
3127            && s[1] == 'R'
3128            && strncmp (s, "GREG", 4) == 0
3129            && (ISSPACE (s[4]) || is_end_of_line[(unsigned char) s[4]]))
3130     {
3131       input_line_pointer = s + 4;
3132
3133       /* Right after this function ends, line numbers will be bumped if
3134          input_line_pointer[-1] = '\n'.  We want accurate line numbers for
3135          the s_greg call, so we bump them before the call, and make sure
3136          they aren't bumped afterwards.  */
3137       bump_line_counters ();
3138
3139       /* A fb-label is valid as a GREG-label.  */
3140       if (current_fb_label >= 0)
3141         {
3142           char *fb_name;
3143
3144           /* We need to save this name on our symbol obstack, since the
3145              string we got in fb_label_name is volatile and will change
3146              with every call to fb_label_name, like those resulting from
3147              parsing the IS-operand.  */
3148           fb_name = fb_label_name (current_fb_label, 1);
3149
3150           /* Make sure we save the canonical name and don't get bitten by
3151              prefixes.  */
3152           obstack_1grow (&mmix_sym_obstack, ':');
3153           obstack_grow (&mmix_sym_obstack, fb_name, strlen (fb_name) + 1);
3154           mmix_greg_internal (obstack_finish (&mmix_sym_obstack));
3155           fb_label_instance_inc (current_fb_label);
3156           current_fb_label = -1;
3157         }
3158       else
3159         mmix_greg_internal (pending_label);
3160
3161       /* Back up before the end-of-line marker that was skipped in
3162          mmix_greg_internal.  */
3163       input_line_pointer--;
3164       input_line_pointer[-1] = ' ';
3165
3166       pending_label = NULL;
3167     }
3168   else if (pending_label != NULL)
3169     {
3170       input_line_pointer += strlen (pending_label);
3171
3172       /* See comment above about getting line numbers bumped.  */
3173       input_line_pointer[-1] = '\n';
3174     }
3175 }
3176
3177 /* Give the value of an fb-label rewritten as in mmix_handle_mmixal, when
3178    parsing an expression.
3179
3180    On valid calls, input_line_pointer points at a MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR
3181    or MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR, followed by an ascii digit for the label.
3182    We fill in the label as an expression.  */
3183
3184 void
3185 mmix_fb_label (expressionS *expP)
3186 {
3187   symbolS *sym;
3188   char *fb_internal_name;
3189
3190   /* This doesn't happen when not using mmixal syntax.  */
3191   if (mmix_gnu_syntax
3192       || (input_line_pointer[0] != MAGIC_FB_BACKWARD_CHAR
3193           && input_line_pointer[0] != MAGIC_FB_FORWARD_CHAR))
3194     return;
3195
3196   /* The current backward reference has augmentation 0.  A forward
3197      reference has augmentation 1, unless it's the same as a fb-label on
3198      _this_ line, in which case we add one more so we don't refer to it.
3199      This is the semantics of mmixal; it differs to that of common
3200      fb-labels which refer to a here-label on the current line as a
3201      backward reference.  */
3202   fb_internal_name
3203     = fb_label_name (input_line_pointer[1] - '0',
3204                      (input_line_pointer[0] == MAGIC_FB_FORWARD_CHAR ? 1 : 0)
3205                      + ((input_line_pointer[1] - '0' == current_fb_label
3206                          && input_line_pointer[0] == MAGIC_FB_FORWARD_CHAR)
3207                         ? 1 : 0));
3208
3209   input_line_pointer += 2;
3210   sym = symbol_find_or_make (fb_internal_name);
3211
3212   /* We don't have to clean up unrelated fields here; we just do what the
3213      expr machinery does, but *not* just what it does for [0-9][fb], since
3214      we need to treat those as ordinary symbols sometimes; see testcases
3215      err-byte2.s and fb-2.s.  */
3216   if (S_GET_SEGMENT (sym) == absolute_section)
3217     {
3218       expP->X_op = O_constant;
3219       expP->X_add_number = S_GET_VALUE (sym);
3220     }
3221   else
3222     {
3223       expP->X_op = O_symbol;
3224       expP->X_add_symbol = sym;
3225       expP->X_add_number = 0;
3226     }
3227 }
3228
3229 /* See whether we need to force a relocation into the output file.
3230    This is used to force out switch and PC relative relocations when
3231    relaxing.  */
3232
3233 int
3234 mmix_force_relocation (fixS *fixP)
3235 {
3236   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_MMIX_LOCAL
3237       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_MMIX_BASE_PLUS_OFFSET)
3238     return 1;
3239
3240   if (linkrelax)
3241     return 1;
3242
3243   /* All our pcrel relocations are must-keep.  Note that md_apply_fix is
3244      called *after* this, and will handle getting rid of the presumed
3245      reloc; a relocation isn't *forced* other than to be handled by
3246      md_apply_fix (or tc_gen_reloc if linkrelax).  */
3247   if (fixP->fx_pcrel)
3248     return 1;
3249
3250   return generic_force_reloc (fixP);
3251 }
3252
3253 /* The location from which a PC relative jump should be calculated,
3254    given a PC relative reloc.  */
3255
3256 long
3257 md_pcrel_from_section (fixS *fixP, segT sec)
3258 {
3259   if (fixP->fx_addsy != (symbolS *) NULL
3260       && (! S_IS_DEFINED (fixP->fx_addsy)
3261           || S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != sec))
3262     {
3263       /* The symbol is undefined (or is defined but not in this section).
3264          Let the linker figure it out.  */
3265       return 0;
3266     }
3267
3268   return (fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where);
3269 }
3270
3271 /* Adjust the symbol table.  We make reg_section relative to the real
3272    register section.  */
3273
3274 void
3275 mmix_adjust_symtab (void)
3276 {
3277   symbolS *sym;
3278   symbolS *regsec = section_symbol (reg_section);
3279
3280   for (sym = symbol_rootP; sym != NULL; sym = symbol_next (sym))
3281     if (S_GET_SEGMENT (sym) == reg_section)
3282       {
3283         if (sym == regsec)
3284           {
3285             if (S_IS_EXTERNAL (sym) || symbol_used_in_reloc_p (sym))
3286               abort ();
3287             symbol_remove (sym, &symbol_rootP, &symbol_lastP);
3288           }
3289         else
3290           /* Change section to the *real* register section, so it gets
3291              proper treatment when writing it out.  Only do this for
3292              global symbols.  This also means we don't have to check for
3293              $0..$255.  */
3294           S_SET_SEGMENT (sym, real_reg_section);
3295       }
3296 }
3297
3298 /* This is the expansion of LABELS_WITHOUT_COLONS.
3299    We let md_start_line_hook tweak label_without_colon_this_line, and then
3300    this function returns the tweaked value, and sets it to 1 for the next
3301    line.  FIXME: Very, very brittle.  Not sure it works the way I
3302    thought at the time I first wrote this.  */
3303
3304 int
3305 mmix_label_without_colon_this_line (void)
3306 {
3307   int retval = label_without_colon_this_line;
3308
3309   if (! mmix_gnu_syntax)
3310     label_without_colon_this_line = 1;
3311
3312   return retval;
3313 }
3314
3315 /* This is the expansion of md_relax_frag.  We go through the ordinary
3316    relax table function except when the frag is for a GREG.  Then we have
3317    to check whether there's another GREG by the same value that we can
3318    join with.  */
3319
3320 long
3321 mmix_md_relax_frag (segT seg, fragS *fragP, long stretch)
3322 {
3323   switch (fragP->fr_subtype)
3324     {
3325       /* Growth for this type has been handled by mmix_md_end and
3326          correctly estimated, so there's nothing more to do here.  */
3327     case STATE_GREG_DEF:
3328       return 0;
3329
3330     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_ZERO):
3331       {
3332         /* We need to handle relaxation type ourselves, since relax_frag
3333            doesn't update fr_subtype if there's no size increase in the
3334            current section; when going from plain PUSHJ to a stub.  This
3335            is otherwise functionally the same as relax_frag in write.c,
3336            simplified for this case.  */
3337         offsetT aim;
3338         addressT target;
3339         addressT address;
3340         symbolS *symbolP;
3341         target = fragP->fr_offset;
3342         address = fragP->fr_address;
3343         symbolP = fragP->fr_symbol;
3344
3345         if (symbolP)
3346           {
3347             fragS *sym_frag;
3348
3349             sym_frag = symbol_get_frag (symbolP);
3350             know (S_GET_SEGMENT (symbolP) != absolute_section
3351                   || sym_frag == &zero_address_frag);
3352             target += S_GET_VALUE (symbolP);
3353
3354             /* If frag has yet to be reached on this pass, assume it will
3355                move by STRETCH just as we did.  If this is not so, it will
3356                be because some frag between grows, and that will force
3357                another pass.  */
3358
3359             if (stretch != 0
3360                 && sym_frag->relax_marker != fragP->relax_marker
3361                 && S_GET_SEGMENT (symbolP) == seg)
3362               target += stretch;
3363           }
3364
3365         aim = target - address - fragP->fr_fix;
3366         if (aim >= PUSHJ_0B && aim <= PUSHJ_0F)
3367           {
3368             /* Target is reachable with a PUSHJ.  */
3369             segment_info_type *seginfo = seg_info (seg);
3370
3371             /* If we're at the end of a relaxation round, clear the stub
3372                counter as initialization for the next round.  */
3373             if (fragP == seginfo->tc_segment_info_data.last_stubfrag)
3374               seginfo->tc_segment_info_data.nstubs = 0;
3375             return 0;
3376           }
3377
3378         /* Not reachable.  Try a stub.  */
3379         fragP->fr_subtype = ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO);
3380       }
3381       /* FALLTHROUGH.  */
3382     
3383       /* See if this PUSHJ is redirectable to a stub.  */
3384     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJSTUB, STATE_ZERO):
3385       {
3386         segment_info_type *seginfo = seg_info (seg);
3387         fragS *lastfrag = seginfo->frchainP->frch_last;
3388         relax_substateT prev_type = fragP->fr_subtype;
3389
3390         /* The last frag is always an empty frag, so it suffices to look
3391            at its address to know the ending address of this section.  */
3392         know (lastfrag->fr_type == rs_fill
3393               && lastfrag->fr_fix == 0
3394               && lastfrag->fr_var == 0);
3395
3396         /* For this PUSHJ to be relaxable into a call to a stub, the
3397            distance must be no longer than 256k bytes from the PUSHJ to
3398            the end of the section plus the maximum size of stubs so far.  */
3399         if ((lastfrag->fr_address
3400              + stretch
3401              + PUSHJ_MAX_LEN * seginfo->tc_segment_info_data.nstubs)
3402             - (fragP->fr_address + fragP->fr_fix)
3403             > GETA_0F
3404             || !pushj_stubs)
3405           fragP->fr_subtype = mmix_relax_table[prev_type].rlx_more;
3406         else
3407           seginfo->tc_segment_info_data.nstubs++;
3408
3409         /* If we're at the end of a relaxation round, clear the stub
3410            counter as initialization for the next round.  */
3411         if (fragP == seginfo->tc_segment_info_data.last_stubfrag)
3412           seginfo->tc_segment_info_data.nstubs = 0;
3413
3414         return
3415            (mmix_relax_table[fragP->fr_subtype].rlx_length
3416             - mmix_relax_table[prev_type].rlx_length);
3417       }
3418
3419     case ENCODE_RELAX (STATE_PUSHJ, STATE_MAX):
3420       {
3421         segment_info_type *seginfo = seg_info (seg);
3422
3423         /* Need to cover all STATE_PUSHJ states to act on the last stub
3424            frag (the end of this relax round; initialization for the
3425            next).  */
3426         if (fragP == seginfo->tc_segment_info_data.last_stubfrag)
3427           seginfo->tc_segment_info_data.nstubs = 0;
3428
3429         return 0;
3430       }
3431
3432     default:
3433       return relax_frag (seg, fragP, stretch);
3434
3435     case STATE_GREG_UNDF:
3436       BAD_CASE (fragP->fr_subtype);
3437     }
3438
3439   as_fatal (_("internal: unexpected relax type %d:%d"),
3440             fragP->fr_type, fragP->fr_subtype);
3441   return 0;
3442 }
3443
3444 /* Various things we punt until all input is seen.  */
3445
3446 void
3447 mmix_md_end (void)
3448 {
3449   fragS *fragP;
3450   symbolS *mainsym;
3451   int i;
3452
3453   /* The first frag of GREG:s going into the register contents section.  */
3454   fragS *mmix_reg_contents_frags = NULL;
3455
3456   /* Reset prefix.  All labels reachable at this point must be
3457      canonicalized.  */
3458   mmix_current_prefix = NULL;
3459
3460   if (doing_bspec)
3461     as_bad_where (bspec_file, bspec_line, _("BSPEC without ESPEC."));
3462
3463   /* Emit the low LOC setting of .text.  */
3464   if (text_has_contents && lowest_text_loc != (bfd_vma) -1)
3465     {
3466       symbolS *symbolP;
3467       char locsymbol[sizeof (":") - 1
3468                     + sizeof (MMIX_LOC_SECTION_START_SYMBOL_PREFIX) - 1
3469                     + sizeof (".text")];
3470
3471       /* An exercise in non-ISO-C-ness, this one.  */
3472       sprintf (locsymbol, ":%s%s", MMIX_LOC_SECTION_START_SYMBOL_PREFIX,
3473                ".text");
3474       symbolP
3475         = symbol_new (locsymbol, absolute_section, lowest_text_loc,
3476                       &zero_address_frag);
3477       S_SET_EXTERNAL (symbolP);
3478     }
3479
3480   /* Ditto .data.  */
3481   if (data_has_contents && lowest_data_loc != (bfd_vma) -1)
3482     {
3483       symbolS *symbolP;
3484       char locsymbol[sizeof (":") - 1
3485                      + sizeof (MMIX_LOC_SECTION_START_SYMBOL_PREFIX) - 1
3486                      + sizeof (".data")];
3487
3488       sprintf (locsymbol, ":%s%s", MMIX_LOC_SECTION_START_SYMBOL_PREFIX,
3489                ".data");
3490       symbolP
3491         = symbol_new (locsymbol, absolute_section, lowest_data_loc,
3492                       &zero_address_frag);
3493       S_SET_EXTERNAL (symbolP);
3494     }
3495
3496   /* Unless GNU syntax mode, set "Main" to be a function, so the
3497      disassembler doesn't get confused when we write truly
3498      mmixal-compatible code (and don't use .type).  Similarly set it
3499      global (regardless of -globalize-symbols), so the linker sees it as
3500      the start symbol in ELF mode.  */
3501   mainsym = symbol_find (MMIX_START_SYMBOL_NAME);
3502   if (mainsym != NULL && ! mmix_gnu_syntax)
3503     {
3504       symbol_get_bfdsym (mainsym)->flags |= BSF_FUNCTION;
3505       S_SET_EXTERNAL (mainsym);
3506     }
3507
3508   if (n_of_raw_gregs != 0)
3509     {
3510       /* Emit GREGs.  They are collected in order of appearance, but must
3511          be emitted in opposite order to both have section address regno*8
3512          and the same allocation order (within a file) as mmixal.  */
3513       segT this_segment = now_seg;
3514       subsegT this_subsegment = now_subseg;
3515       asection *regsec
3516         = bfd_make_section_old_way (stdoutput,
3517                                     MMIX_REG_CONTENTS_SECTION_NAME);
3518       subseg_set (regsec, 0);
3519
3520       /* Finally emit the initialization-value.  Emit a variable frag, which
3521          we'll fix in md_estimate_size_before_relax.  We set the initializer
3522          for the tc_frag_data field to NULL, so we can use that field for
3523          relaxation purposes.  */
3524       mmix_opcode_frag = NULL;
3525
3526       frag_grow (0);
3527       mmix_reg_contents_frags = frag_now;
3528
3529       for (i = n_of_raw_gregs - 1; i >= 0; i--)
3530         {
3531           if (mmix_raw_gregs[i].label != NULL)
3532             /* There's a symbol.  Let it refer to this location in the
3533                register contents section.  The symbol must be globalized
3534                separately.  */
3535             colon (mmix_raw_gregs[i].label);
3536
3537           frag_var (rs_machine_dependent, 8, 0, STATE_GREG_UNDF,
3538                     make_expr_symbol (&mmix_raw_gregs[i].exp), 0, NULL);
3539         }
3540
3541       subseg_set (this_segment, this_subsegment);
3542     }
3543
3544   /* Iterate over frags resulting from GREGs and move those that evidently
3545      have the same value together and point one to another.
3546
3547      This works in time O(N^2) but since the upper bound for non-error use
3548      is 223, it's best to keep this simpler algorithm.  */
3549   for (fragP = mmix_reg_contents_frags; fragP != NULL; fragP = fragP->fr_next)
3550     {
3551       fragS **fpp;
3552       fragS *fp = NULL;
3553       fragS *osymfrag;
3554       offsetT osymval;
3555       expressionS *oexpP;
3556       symbolS *symbolP = fragP->fr_symbol;
3557
3558       if (fragP->fr_type != rs_machine_dependent
3559           || fragP->fr_subtype != STATE_GREG_UNDF)
3560         continue;
3561
3562       /* Whatever the outcome, we will have this GREG judged merged or
3563          non-merged.  Since the tc_frag_data is NULL at this point, we
3564          default to non-merged.  */
3565       fragP->fr_subtype = STATE_GREG_DEF;
3566
3567       /* If we're not supposed to merge GREG definitions, then just don't
3568          look for equivalents.  */
3569       if (! merge_gregs)
3570         continue;
3571
3572       osymval = (offsetT) S_GET_VALUE (symbolP);
3573       osymfrag = symbol_get_frag (symbolP);
3574
3575       /* If the symbol isn't defined, we can't say that another symbol
3576          equals this frag, then.  FIXME: We can look at the "deepest"
3577          defined name; if a = c and b = c then obviously a == b.  */
3578       if (! S_IS_DEFINED (symbolP))
3579         continue;
3580
3581       oexpP = symbol_get_value_expression (fragP->fr_symbol);
3582
3583       /* If the initialization value is zero, then we must not merge them.  */
3584       if (oexpP->X_op == O_constant && osymval == 0)
3585         continue;
3586
3587       /* Iterate through the frags downward this one.  If we find one that
3588          has the same non-zero value, move it to after this one and point
3589          to it as the equivalent.  */
3590       for (fpp = &fragP->fr_next; *fpp != NULL; fpp = &fpp[0]->fr_next)
3591         {
3592           fp = *fpp;
3593
3594           if (fp->fr_type != rs_machine_dependent
3595               || fp->fr_subtype != STATE_GREG_UNDF)
3596             continue;
3597
3598           /* Calling S_GET_VALUE may simplify the symbol, changing from
3599              expr_section etc. so call it first.  */
3600           if ((offsetT) S_GET_VALUE (fp->fr_symbol) == osymval
3601               && symbol_get_frag (fp->fr_symbol) == osymfrag)
3602             {
3603               /* Move the frag links so the one we found equivalent comes
3604                  after the current one, carefully considering that
3605                  sometimes fpp == &fragP->fr_next and the moves must be a
3606                  NOP then.  */
3607               *fpp = fp->fr_next;
3608               fp->fr_next = fragP->fr_next;
3609               fragP->fr_next = fp;
3610               break;
3611             }
3612         }
3613
3614       if (*fpp != NULL)
3615         fragP->tc_frag_data = fp;
3616     }
3617 }
3618
3619 /* qsort function for mmix_symbol_gregs.  */
3620
3621 static int
3622 cmp_greg_symbol_fixes (const void *parg, const void *qarg)
3623 {
3624   const struct mmix_symbol_greg_fixes *p
3625     = (const struct mmix_symbol_greg_fixes *) parg;
3626   const struct mmix_symbol_greg_fixes *q
3627     = (const struct mmix_symbol_greg_fixes *) qarg;
3628
3629   return p->offs > q->offs ? 1 : p->offs < q->offs ? -1 : 0;
3630 }
3631
3632 /* Collect GREG definitions from mmix_gregs and hang them as lists sorted
3633    on increasing offsets onto each section symbol or undefined symbol.
3634
3635    Also, remove the register convenience section so it doesn't get output
3636    as an ELF section.  */
3637
3638 void
3639 mmix_frob_file (void)
3640 {
3641   int i;
3642   struct mmix_symbol_gregs *all_greg_symbols[MAX_GREGS];
3643   int n_greg_symbols = 0;
3644
3645   /* Collect all greg fixups and decorate each corresponding symbol with
3646      the greg fixups for it.  */
3647   for (i = 0; i < n_of_cooked_gregs; i++)
3648     {
3649       offsetT offs;
3650       symbolS *sym;
3651       struct mmix_symbol_gregs *gregs;
3652       fixS *fixP;
3653
3654       fixP = mmix_gregs[i];
3655       know (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_64);
3656
3657       /* This case isn't doable in general anyway, methinks.  */
3658       if (fixP->fx_subsy != NULL)
3659         {
3660           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
3661                         _("GREG expression too complicated"));
3662           continue;
3663         }
3664
3665       sym = fixP->fx_addsy;
3666       offs = (offsetT) fixP->fx_offset;
3667
3668       /* If the symbol is defined, then it must be resolved to a section
3669          symbol at this time, or else we don't know how to handle it.  */
3670       if (S_IS_DEFINED (sym)
3671           && !bfd_is_com_section (S_GET_SEGMENT (sym))
3672           && !S_IS_WEAK (sym))
3673         {
3674           if (! symbol_section_p (sym)
3675               && ! bfd_is_abs_section (S_GET_SEGMENT (sym)))
3676             as_fatal (_("internal: GREG expression not resolved to section"));
3677
3678           offs += S_GET_VALUE (sym);
3679         }
3680
3681       /* If this is an absolute symbol sufficiently near lowest_data_loc,
3682          then we canonicalize on the data section.  Note that offs is
3683          signed here; we may subtract lowest_data_loc which is unsigned.
3684          Careful with those comparisons.  */
3685       if (lowest_data_loc != (bfd_vma) -1
3686           && (bfd_vma) offs + 256 > lowest_data_loc
3687           && bfd_is_abs_section (S_GET_SEGMENT (sym)))
3688         {
3689           offs -= (offsetT) lowest_data_loc;
3690           sym = section_symbol (data_section);
3691         }
3692       /* Likewise text section.  */
3693       else if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1
3694                && (bfd_vma) offs + 256 > lowest_text_loc
3695                && bfd_is_abs_section (S_GET_SEGMENT (sym)))
3696         {
3697           offs -= (offsetT) lowest_text_loc;
3698           sym = section_symbol (text_section);
3699         }
3700
3701       gregs = *symbol_get_tc (sym);
3702
3703       if (gregs == NULL)
3704         {
3705           gregs = xmalloc (sizeof (*gregs));
3706           gregs->n_gregs = 0;
3707           symbol_set_tc (sym, &gregs);
3708           all_greg_symbols[n_greg_symbols++] = gregs;
3709         }
3710
3711       gregs->greg_fixes[gregs->n_gregs].fix = fixP;
3712       gregs->greg_fixes[gregs->n_gregs++].offs = offs;
3713     }
3714
3715   /* For each symbol having a GREG definition, sort those definitions on
3716      offset.  */
3717   for (i = 0; i < n_greg_symbols; i++)
3718     qsort (all_greg_symbols[i]->greg_fixes, all_greg_symbols[i]->n_gregs,
3719            sizeof (all_greg_symbols[i]->greg_fixes[0]), cmp_greg_symbol_fixes);
3720
3721   if (real_reg_section != NULL)
3722     {
3723       /* FIXME: Pass error state gracefully.  */
3724       if (bfd_get_section_flags (stdoutput, real_reg_section) & SEC_HAS_CONTENTS)
3725         as_fatal (_("register section has contents\n"));
3726
3727       bfd_section_list_remove (stdoutput, real_reg_section);
3728       --stdoutput->section_count;
3729     }
3730
3731 }
3732
3733 /* Provide an expression for a built-in name provided when-used.
3734    Either a symbol that is a handler; living in 0x10*[1..8] and having
3735    name [DVWIOUZX]_Handler, or a mmixal built-in symbol.
3736
3737    If the name isn't a built-in name and parsed into *EXPP, return zero.  */
3738
3739 int
3740 mmix_parse_predefined_name (char *name, expressionS *expP)
3741 {
3742   char *canon_name;
3743   char *handler_charp;
3744   const char handler_chars[] = "DVWIOUZX";
3745   symbolS *symp;
3746
3747   if (! predefined_syms)
3748     return 0;
3749
3750   canon_name = tc_canonicalize_symbol_name (name);
3751
3752   if (canon_name[1] == '_'
3753       && strcmp (canon_name + 2, "Handler") == 0
3754       && (handler_charp = strchr (handler_chars, *canon_name)) != NULL)
3755     {
3756       /* If the symbol doesn't exist, provide one relative to the .text
3757          section.
3758
3759          FIXME: We should provide separate sections, mapped in the linker
3760          script.  */
3761       symp = symbol_find (name);
3762       if (symp == NULL)
3763         symp = symbol_new (name, text_section,
3764                            0x10 * (handler_charp + 1 - handler_chars),
3765                            &zero_address_frag);
3766     }
3767   else
3768     {
3769       /* These symbols appear when referenced; needed for
3770          mmixal-compatible programs.  */
3771       unsigned int i;
3772
3773       static const struct
3774       {
3775         const char *name;
3776         valueT val;
3777       } predefined_abs_syms[] =
3778         {
3779           {"Data_Segment", (valueT) 0x20 << 56},
3780           {"Pool_Segment", (valueT) 0x40 << 56},
3781           {"Stack_Segment", (valueT) 0x60 << 56},
3782           {"StdIn", 0},
3783           {"StdOut", 1},
3784           {"StdErr", 2},
3785           {"TextRead", 0},
3786           {"TextWrite", 1},
3787           {"BinaryRead", 2},
3788           {"BinaryWrite", 3},
3789           {"BinaryReadWrite", 4},
3790           {"Halt", 0},
3791           {"Fopen", 1},
3792           {"Fclose", 2},
3793           {"Fread", 3},
3794           {"Fgets", 4},
3795           {"Fgetws", 5},
3796           {"Fwrite", 6},
3797           {"Fputs", 7},
3798           {"Fputws", 8},
3799           {"Fseek", 9},
3800           {"Ftell", 10},
3801           {"D_BIT", 0x80},
3802           {"V_BIT", 0x40},
3803           {"W_BIT", 0x20},
3804           {"I_BIT", 0x10},
3805           {"O_BIT", 0x08},
3806           {"U_BIT", 0x04},
3807           {"Z_BIT", 0x02},
3808           {"X_BIT", 0x01},
3809           {"Inf", 0x7ff00000}
3810         };
3811
3812       /* If it's already in the symbol table, we shouldn't do anything.  */
3813       symp = symbol_find (name);
3814       if (symp != NULL)
3815         return 0;
3816
3817       for (i = 0;
3818            i < sizeof (predefined_abs_syms) / sizeof (predefined_abs_syms[0]);
3819            i++)
3820         if (strcmp (canon_name, predefined_abs_syms[i].name) == 0)
3821           {
3822             symbol_table_insert (symbol_new (predefined_abs_syms[i].name,
3823                                              absolute_section,
3824                                              predefined_abs_syms[i].val,
3825                                              &zero_address_frag));
3826
3827             /* Let gas find the symbol we just created, through its
3828                ordinary lookup.  */
3829             return 0;
3830           }
3831
3832       /* Not one of those symbols.  Let gas handle it.  */
3833       return 0;
3834     }
3835
3836   expP->X_op = O_symbol;
3837   expP->X_add_number = 0;
3838   expP->X_add_symbol = symp;
3839   expP->X_op_symbol = NULL;
3840
3841   return 1;
3842 }
3843
3844 /* Just check that we don't have a BSPEC/ESPEC pair active when changing
3845    sections "normally", and get knowledge about alignment from the new
3846    section.  */
3847
3848 void
3849 mmix_md_elf_section_change_hook (void)
3850 {
3851   if (doing_bspec)
3852     as_bad (_("section change from within a BSPEC/ESPEC pair is not supported"));
3853
3854   last_alignment = bfd_get_section_alignment (now_seg->owner, now_seg);
3855   want_unaligned = 0;
3856 }
3857
3858 /* The LOC worker.  This is like s_org, but we have to support changing
3859    section too.   */
3860
3861 static void
3862 s_loc (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
3863 {
3864   segT section;
3865   expressionS exp;
3866   char *p;
3867   symbolS *sym;
3868   offsetT off;
3869
3870   /* Must not have a BSPEC in progress.  */
3871   if (doing_bspec)
3872     {
3873       as_bad (_("directive LOC from within a BSPEC/ESPEC pair is not supported"));
3874       return;
3875     }
3876
3877   section = expression (&exp);
3878
3879   if (exp.X_op == O_illegal
3880       || exp.X_op == O_absent
3881       || exp.X_op == O_big
3882       || section == undefined_section)
3883     {
3884       as_bad (_("invalid LOC expression"));
3885       return;
3886     }
3887
3888   if (section == absolute_section)
3889     {
3890       /* Translate a constant into a suitable section.  */
3891
3892       if (exp.X_add_number < ((offsetT) 0x20 << 56))
3893         {
3894           /* Lower than Data_Segment or in the reserved area (the
3895              segment number is >= 0x80, appearing negative) - assume
3896              it's .text.  */
3897           section = text_section;
3898
3899           /* Save the lowest seen location, so we can pass on this
3900              information to the linker.  We don't actually org to this
3901              location here, we just pass on information to the linker so
3902              it can put the code there for us.  */
3903
3904           /* If there was already a loc (that has to be set lower than
3905              this one), we org at (this - lower).  There's an implicit
3906              "LOC 0" before any entered code.  FIXME: handled by spurious
3907              settings of text_has_contents.  */
3908           if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1
3909               && (bfd_vma) exp.X_add_number < lowest_text_loc)
3910             {
3911               as_bad (_("LOC expression stepping backwards is not supported"));
3912               exp.X_op = O_absent;
3913             }
3914           else
3915             {
3916               if (text_has_contents && lowest_text_loc == (bfd_vma) -1)
3917                 lowest_text_loc = 0;
3918
3919               if (lowest_text_loc == (bfd_vma) -1)
3920                 {
3921                   lowest_text_loc = exp.X_add_number;
3922
3923                   /* We want only to change the section, not set an offset.  */
3924                   exp.X_op = O_absent;
3925                 }
3926               else
3927                 exp.X_add_number -= lowest_text_loc;
3928             }
3929         }
3930       else
3931         {
3932           /* Do the same for the .data section, except we don't have
3933              to worry about exp.X_add_number carrying a sign.  */
3934           section = data_section;
3935
3936           if (exp.X_add_number < (offsetT) lowest_data_loc)
3937             {
3938               as_bad (_("LOC expression stepping backwards is not supported"));
3939               exp.X_op = O_absent;
3940             }
3941           else
3942             {
3943               if (data_has_contents && lowest_data_loc == (bfd_vma) -1)
3944                 lowest_data_loc = (bfd_vma) 0x20 << 56;
3945
3946               if (lowest_data_loc == (bfd_vma) -1)
3947                 {
3948                   lowest_data_loc = exp.X_add_number;
3949
3950                   /* We want only to change the section, not set an offset.  */
3951                   exp.X_op = O_absent;
3952                 }
3953               else
3954                 exp.X_add_number -= lowest_data_loc;
3955             }
3956         }
3957     }
3958
3959   if (section != now_seg)
3960     {
3961       obj_elf_section_change_hook ();
3962       subseg_set (section, 0);
3963
3964       /* Call our section change hooks using the official hook.  */
3965       md_elf_section_change_hook ();
3966     }
3967
3968   if (exp.X_op != O_absent)
3969     {
3970       if (exp.X_op != O_constant && exp.X_op != O_symbol)
3971         {
3972           /* Handle complex expressions.  */
3973           sym = make_expr_symbol (&exp);
3974           off = 0;
3975         }
3976       else
3977         {
3978           sym = exp.X_add_symbol;
3979           off = exp.X_add_number;
3980         }
3981
3982       p = frag_var (rs_org, 1, 1, (relax_substateT) 0, sym, off, (char *) 0);
3983       *p = 0;
3984     }
3985
3986   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
3987 }
3988
3989 /* The BYTE worker.  We have to support sequences of mixed "strings",
3990    numbers and other constant "first-pass" reducible expressions separated
3991    by comma.  */
3992
3993 static void
3994 mmix_byte (void)
3995 {
3996   unsigned int c;
3997   char *start;
3998
3999   if (now_seg == text_section)
4000     text_has_contents = 1;
4001   else if (now_seg == data_section)
4002     data_has_contents = 1;
4003
4004   do
4005     {
4006       SKIP_WHITESPACE ();
4007       switch (*input_line_pointer)
4008         {
4009         case '\"':
4010           ++input_line_pointer;
4011           start = input_line_pointer;
4012           while (is_a_char (c = next_char_of_string ()))
4013             {
4014               FRAG_APPEND_1_CHAR (c);
4015             }
4016
4017           if (input_line_pointer[-1] != '\"')
4018             {
4019               /* We will only get here in rare cases involving #NO_APP,
4020                  where the unterminated string is not recognized by the
4021                  preformatting pass.  */
4022               as_bad (_("unterminated string"));
4023               mmix_discard_rest_of_line ();
4024               return;
4025             }
4026           break;
4027
4028         default:
4029           {
4030             expressionS exp;
4031             segT expseg = expression (&exp);
4032
4033             /* We have to allow special register names as constant numbers.  */
4034             if ((expseg != absolute_section && expseg != reg_section)
4035                 || (exp.X_op != O_constant
4036                     && (exp.X_op != O_register
4037                         || exp.X_add_number <= 255)))
4038               {
4039                 as_bad (_("BYTE expression not a pure number"));
4040                 mmix_discard_rest_of_line ();
4041                 return;
4042               }
4043             else if ((exp.X_add_number > 255 && exp.X_op != O_register)
4044                      || exp.X_add_number < 0)
4045               {
4046                 /* Note that mmixal does not allow negative numbers in
4047                    BYTE sequences, so neither should we.  */
4048                 as_bad (_("BYTE expression not in the range 0..255"));
4049                 mmix_discard_rest_of_line ();
4050                 return;
4051               }
4052
4053             FRAG_APPEND_1_CHAR (exp.X_add_number);
4054           }
4055           break;
4056         }
4057
4058       SKIP_WHITESPACE ();
4059       c = *input_line_pointer++;
4060     }
4061   while (c == ',');
4062
4063   input_line_pointer--;
4064
4065   if (mmix_gnu_syntax)
4066     demand_empty_rest_of_line ();
4067   else
4068     {
4069       mmix_discard_rest_of_line ();
4070       /* Do like demand_empty_rest_of_line and step over the end-of-line
4071          boundary.  */
4072       input_line_pointer++;
4073     }
4074
4075   /* Make sure we align for the next instruction.  */
4076   last_alignment = 0;
4077 }
4078
4079 /* Like cons_worker, but we have to ignore "naked comments", not barf on
4080    them.  Implements WYDE, TETRA and OCTA.  We're a little bit more
4081    lenient than mmix_byte but FIXME: they should eventually merge.  */
4082
4083 static void
4084 mmix_cons (int nbytes)
4085 {
4086   expressionS exp;
4087   char *start;
4088
4089   /* If we don't have any contents, then it's ok to have a specified start
4090      address that is not a multiple of the max data size.  We will then
4091      align it as necessary when we get here.  Otherwise, it's a fatal sin.  */
4092   if (now_seg == text_section)
4093     {
4094       if (lowest_text_loc != (bfd_vma) -1
4095           && (lowest_text_loc & (nbytes - 1)) != 0)
4096         {
4097           if (text_has_contents)
4098             as_bad (_("data item with alignment larger than location"));
4099           else if (want_unaligned)
4100             as_bad (_("unaligned data at an absolute location is not supported"));
4101
4102           lowest_text_loc &= ~((bfd_vma) nbytes - 1);
4103           lowest_text_loc += (bfd_vma) nbytes;
4104         }
4105
4106       text_has_contents = 1;
4107     }
4108   else if (now_seg == data_section)
4109     {
4110       if (lowest_data_loc != (bfd_vma) -1
4111           && (lowest_data_loc & (nbytes - 1)) != 0)
4112         {
4113           if (data_has_contents)
4114             as_bad (_("data item with alignment larger than location"));
4115           else if (want_unaligned)
4116             as_bad (_("unaligned data at an absolute location is not supported"));
4117
4118           lowest_data_loc &= ~((bfd_vma) nbytes - 1);
4119           lowest_data_loc += (bfd_vma) nbytes;
4120         }
4121
4122       data_has_contents = 1;
4123     }
4124
4125   /* Always align these unless asked not to (valid for the current pseudo).  */
4126   if (! want_unaligned)
4127     {
4128       last_alignment = nbytes == 2 ? 1 : (nbytes == 4 ? 2 : 3);
4129       frag_align (last_alignment, 0, 0);
4130       record_alignment (now_seg, last_alignment);
4131     }
4132
4133   /* For mmixal compatibility, a label for an instruction (and emitting
4134      pseudo) refers to the _aligned_ address.  So we have to emit the
4135      label here.  */
4136   if (current_fb_label >= 0)
4137     colon (fb_label_name (current_fb_label, 1));
4138   else if (pending_label != NULL)
4139     {
4140       colon (pending_label);
4141       pending_label = NULL;
4142     }
4143
4144   SKIP_WHITESPACE ();
4145
4146   if (is_end_of_line[(unsigned int) *input_line_pointer])
4147     {
4148       /* Default to zero if the expression was absent.  */
4149
4150       exp.X_op = O_constant;
4151       exp.X_add_number = 0;
4152       exp.X_unsigned = 0;
4153       exp.X_add_symbol = NULL;
4154       exp.X_op_symbol = NULL;
4155       emit_expr (&exp, (unsigned int) nbytes);
4156     }
4157   else
4158     do
4159       {
4160         unsigned int c;
4161
4162         switch (*input_line_pointer)
4163           {
4164             /* We support strings here too; each character takes up nbytes
4165                bytes.  */
4166           case '\"':
4167             ++input_line_pointer;
4168             start = input_line_pointer;
4169             while (is_a_char (c = next_char_of_string ()))
4170               {
4171                 exp.X_op = O_constant;
4172                 exp.X_add_number = c;
4173                 exp.X_unsigned = 1;
4174                 emit_expr (&exp, (unsigned int) nbytes);
4175               }
4176
4177             if (input_line_pointer[-1] != '\"')
4178               {
4179                 /* We will only get here in rare cases involving #NO_APP,
4180                    where the unterminated string is not recognized by the
4181                    preformatting pass.  */
4182                 as_bad (_("unterminated string"));
4183                 mmix_discard_rest_of_line ();
4184                 return;
4185               }
4186             break;
4187
4188           default:
4189             {
4190               expression (&exp);
4191               emit_expr (&exp, (unsigned int) nbytes);
4192               SKIP_WHITESPACE ();
4193             }
4194             break;
4195           }
4196       }
4197     while (*input_line_pointer++ == ',');
4198
4199   input_line_pointer--;         /* Put terminator back into stream.  */
4200
4201   mmix_handle_rest_of_empty_line ();
4202
4203   /* We don't need to step up the counter for the current_fb_label here;
4204      that's handled by the caller.  */
4205 }
4206
4207 /* The md_do_align worker.  At present, we just record an alignment to
4208    nullify the automatic alignment we do for WYDE, TETRA and OCTA, as gcc
4209    does not use the unaligned macros when attribute packed is used.
4210    Arguably this is a GCC bug.  */
4211
4212 void
4213 mmix_md_do_align (int n, char *fill ATTRIBUTE_UNUSED,
4214                   int len ATTRIBUTE_UNUSED, int max ATTRIBUTE_UNUSED)
4215 {
4216   last_alignment = n;
4217   want_unaligned = n == 0;
4218 }