Opcodes and assembler support for Nios II R2
[external/binutils.git] / gas / config / tc-nios2.c
1 /* Altera Nios II assembler.
2    Copyright (C) 2012-2015 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Nigel Gray (ngray@altera.com).
4    Contributed by Mentor Graphics, Inc.
5
6    This file is part of GAS, the GNU Assembler.
7
8    GAS is free software; you can redistribute it and/or modify
9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
11    any later version.
12
13    GAS is distributed in the hope that it will be useful,
14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16    GNU General Public License for more details.
17
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with GAS; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20    Software Foundation, 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston, MA
21    02110-1301, USA.  */
22
23 #include "as.h"
24 #include "opcode/nios2.h"
25 #include "elf/nios2.h"
26 #include "tc-nios2.h"
27 #include "bfd.h"
28 #include "libbfd.h"
29 #include "dwarf2dbg.h"
30 #include "subsegs.h"
31 #include "safe-ctype.h"
32 #include "dw2gencfi.h"
33
34 #ifndef OBJ_ELF
35 /* We are not supporting any other target so we throw a compile time error.  */
36 OBJ_ELF not defined
37 #endif
38
39 /* We can choose our endianness at run-time, regardless of configuration.  */
40 extern int target_big_endian;
41
42 /* This array holds the chars that always start a comment.  If the
43    pre-processor is disabled, these aren't very useful.  */
44 const char comment_chars[] = "#";
45
46 /* This array holds the chars that only start a comment at the beginning of
47    a line.  If the line seems to have the form '# 123 filename'
48    .line and .file directives will appear in the pre-processed output.  */
49 /* Note that input_file.c hand checks for '#' at the beginning of the
50    first line of the input file.  This is because the compiler outputs
51    #NO_APP at the beginning of its output.  */
52 /* Also note that C style comments are always supported.  */
53 const char line_comment_chars[] = "#";
54
55 /* This array holds machine specific line separator characters.  */
56 const char line_separator_chars[] = ";";
57
58 /* Chars that can be used to separate mant from exp in floating point nums.  */
59 const char EXP_CHARS[] = "eE";
60
61 /* Chars that mean this number is a floating point constant.  */
62 /* As in 0f12.456 */
63 /* or    0d1.2345e12 */
64 const char FLT_CHARS[] = "rRsSfFdDxXpP";
65
66 /* Also be aware that MAXIMUM_NUMBER_OF_CHARS_FOR_FLOAT may have to be
67    changed in read.c.  Ideally it shouldn't have to know about it at all,
68    but nothing is ideal around here.  */
69
70 /* Machine-dependent command-line options.  */
71
72 const char *md_shortopts = "r";
73
74 struct option md_longopts[] = {
75 #define OPTION_RELAX_ALL (OPTION_MD_BASE + 0)
76   {"relax-all", no_argument, NULL, OPTION_RELAX_ALL},
77 #define OPTION_NORELAX (OPTION_MD_BASE + 1)
78   {"no-relax", no_argument, NULL, OPTION_NORELAX},
79 #define OPTION_RELAX_SECTION (OPTION_MD_BASE + 2)
80   {"relax-section", no_argument, NULL, OPTION_RELAX_SECTION},
81 #define OPTION_EB (OPTION_MD_BASE + 3)
82   {"EB", no_argument, NULL, OPTION_EB},
83 #define OPTION_EL (OPTION_MD_BASE + 4)
84   {"EL", no_argument, NULL, OPTION_EL},
85 #define OPTION_MARCH (OPTION_MD_BASE + 5)
86   {"march", required_argument, NULL, OPTION_MARCH}
87 };
88
89 size_t md_longopts_size = sizeof (md_longopts);
90
91 /* The assembler supports three different relaxation modes, controlled by
92    command-line options.  */
93 typedef enum
94 {
95   relax_section = 0,
96   relax_none,
97   relax_all
98 } relax_optionT;
99
100 /* Struct contains all assembler options set with .set.  */
101 struct
102 {
103   /* .set noat -> noat = 1 allows assembly code to use at without warning
104      and macro expansions generate a warning.
105      .set at -> noat = 0, assembly code using at warn but macro expansions
106      do not generate warnings.  */
107   bfd_boolean noat;
108
109   /* .set nobreak -> nobreak = 1 allows assembly code to use ba,bt without 
110                                  warning.
111      .set break -> nobreak = 0, assembly code using ba,bt warns.  */
112   bfd_boolean nobreak;
113
114   /* .cmd line option -relax-all allows all branches and calls to be replaced
115      with longer versions.
116      -no-relax inhibits branch/call conversion.
117      The default value is relax_section, which relaxes branches within
118      a section.  */
119   relax_optionT relax;
120
121 } nios2_as_options = {FALSE, FALSE, relax_section};
122
123
124 typedef struct nios2_insn_reloc
125 {
126   /* Any expression in the instruction is parsed into this field,
127      which is passed to fix_new_exp() to generate a fixup.  */
128   expressionS reloc_expression;
129
130   /* The type of the relocation to be applied.  */
131   bfd_reloc_code_real_type reloc_type;
132
133   /* PC-relative.  */
134   unsigned int reloc_pcrel;
135
136   /* The next relocation to be applied to the instruction.  */
137   struct nios2_insn_reloc *reloc_next;
138 } nios2_insn_relocS;
139
140 /* This struct is used to hold state when assembling instructions.  */
141 typedef struct nios2_insn_info
142 {
143   /* Assembled instruction.  */
144   unsigned long insn_code;
145
146   /* Constant bits masked into insn_code for self-check mode.  */
147   unsigned long constant_bits;
148   
149   /* Pointer to the relevant bit of the opcode table.  */
150   const struct nios2_opcode *insn_nios2_opcode;
151   /* After parsing ptrs to the tokens in the instruction fill this array
152      it is terminated with a null pointer (hence the first +1).
153      The second +1 is because in some parts of the code the opcode
154      is not counted as a token, but still placed in this array.  */
155   const char *insn_tokens[NIOS2_MAX_INSN_TOKENS + 1 + 1];
156
157   /* This holds information used to generate fixups
158      and eventually relocations if it is not null.  */
159   nios2_insn_relocS *insn_reloc;
160 } nios2_insn_infoS;
161
162
163 /* This struct is used to convert Nios II pseudo-ops into the
164    corresponding real op.  */
165 typedef struct nios2_ps_insn_info
166 {
167   /* Map this pseudo_op... */
168   const char *pseudo_insn;
169
170   /* ...to this real instruction.  */
171   const char *insn;
172
173   /* Call this function to modify the operands....  */
174   void (*arg_modifer_func) (char ** parsed_args, const char *arg, int num,
175                             int start);
176
177   /* ...with these arguments.  */
178   const char *arg_modifier;
179   int num;
180   int index;
181
182   /* If arg_modifier_func allocates new memory, provide this function
183      to free it afterwards.  */
184   void (*arg_cleanup_func) (char **parsed_args, int num, int start);
185 } nios2_ps_insn_infoS;
186
187 /* Opcode hash table.  */
188 static struct hash_control *nios2_opcode_hash = NULL;
189 #define nios2_opcode_lookup(NAME) \
190   ((struct nios2_opcode *) hash_find (nios2_opcode_hash, (NAME)))
191
192 /* Register hash table.  */
193 static struct hash_control *nios2_reg_hash = NULL;
194 #define nios2_reg_lookup(NAME) \
195   ((struct nios2_reg *) hash_find (nios2_reg_hash, (NAME)))
196
197
198 /* Pseudo-op hash table.  */
199 static struct hash_control *nios2_ps_hash = NULL;
200 #define nios2_ps_lookup(NAME) \
201   ((nios2_ps_insn_infoS *) hash_find (nios2_ps_hash, (NAME)))
202
203 /* The known current alignment of the current section.  */
204 static int nios2_current_align;
205 static segT nios2_current_align_seg;
206
207 static int nios2_auto_align_on = 1;
208
209 /* The last seen label in the current section.  This is used to auto-align
210    labels preceeding instructions.  */
211 static symbolS *nios2_last_label;
212
213 /* If we saw a 16-bit CDX instruction, we can align on 2-byte boundaries
214    instead of 4-bytes.  Use this to keep track of the minimum power-of-2
215    alignment.  */
216 static int nios2_min_align = 2;
217
218 #ifdef OBJ_ELF
219 /* Pre-defined "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_"  */
220 symbolS *GOT_symbol;
221 #endif
222
223 /* The processor architecture value, EF_NIOS2_ARCH_R1 by default.  */
224 static int nios2_architecture = EF_NIOS2_ARCH_R1;
225
226 \f
227 /** Utility routines.  */
228 /* Function md_chars_to_number takes the sequence of
229    bytes in buf and returns the corresponding value
230    in an int. n must be 1, 2 or 4.  */
231 static valueT
232 md_chars_to_number (char *buf, int n)
233 {
234   int i;
235   valueT val;
236
237   gas_assert (n == 1 || n == 2 || n == 4);
238
239   val = 0;
240   if (target_big_endian)
241     for (i = 0; i < n; ++i)
242       val = val | ((buf[i] & 0xff) << 8 * (n - (i + 1)));
243   else
244     for (i = 0; i < n; ++i)
245       val = val | ((buf[i] & 0xff) << 8 * i);
246   return val;
247 }
248
249
250 /* This function turns a C long int, short int or char
251    into the series of bytes that represent the number
252    on the target machine.  */
253 void
254 md_number_to_chars (char *buf, valueT val, int n)
255 {
256   gas_assert (n == 1 || n == 2 || n == 4 || n == 8);
257   if (target_big_endian)
258     number_to_chars_bigendian (buf, val, n);
259   else
260     number_to_chars_littleendian (buf, val, n);
261 }
262
263 /* Turn a string in input_line_pointer into a floating point constant
264    of type TYPE, and store the appropriate bytes in *LITP.  The number
265    of LITTLENUMS emitted is stored in *SIZEP.  An error message is
266    returned, or NULL on OK.  */
267 char *
268 md_atof (int type, char *litP, int *sizeP)
269 {
270   int prec;
271   LITTLENUM_TYPE words[4];
272   char *t;
273   int i;
274
275   switch (type)
276     {
277     case 'f':
278       prec = 2;
279       break;
280     case 'd':
281       prec = 4;
282       break;
283     default:
284       *sizeP = 0;
285       return _("bad call to md_atof");
286     }
287
288   t = atof_ieee (input_line_pointer, type, words);
289   if (t)
290     input_line_pointer = t;
291
292   *sizeP = prec * 2;
293
294   if (! target_big_endian)
295     for (i = prec - 1; i >= 0; i--, litP += 2)
296       md_number_to_chars (litP, (valueT) words[i], 2);
297   else
298     for (i = 0; i < prec; i++, litP += 2)
299       md_number_to_chars (litP, (valueT) words[i], 2);
300
301   return NULL;
302 }
303
304 /* Return true if STR starts with PREFIX, which should be a string literal.  */
305 #define strprefix(STR, PREFIX) \
306   (strncmp ((STR), PREFIX, strlen (PREFIX)) == 0)
307
308
309 /* Return true if STR is prefixed with a special relocation operator.  */
310 static int
311 nios2_special_relocation_p (const char *str)
312 {
313   return (strprefix (str, "%lo")
314           || strprefix (str, "%hi")
315           || strprefix (str, "%hiadj")
316           || strprefix (str, "%gprel")
317           || strprefix (str, "%got")
318           || strprefix (str, "%call")
319           || strprefix (str, "%gotoff_lo")
320           || strprefix (str, "%gotoff_hiadj")
321           || strprefix (str, "%tls_gd")
322           || strprefix (str, "%tls_ldm")
323           || strprefix (str, "%tls_ldo")
324           || strprefix (str, "%tls_ie")
325           || strprefix (str, "%tls_le")
326           || strprefix (str, "%gotoff"));
327 }
328
329
330 /* nop fill patterns for text section.  */
331 static char const nop_r1[4] = { 0x3a, 0x88, 0x01, 0x00 };
332 static char const nop_r2[4] = { 0x20, 0x00, 0x00, 0xc4 };
333 static char const nop_r2_cdx[2] = { 0x3b, 0x00 };
334 static char const *nop32 = nop_r1;
335 static char const *nop16 = NULL;
336
337 /* Handles all machine-dependent alignment needs.  */
338 static void
339 nios2_align (int log_size, const char *pfill, symbolS *label)
340 {
341   int align;
342   long max_alignment = 15;
343
344   /* The front end is prone to changing segments out from under us
345      temporarily when -g is in effect.  */
346   int switched_seg_p = (nios2_current_align_seg != now_seg);
347
348   align = log_size;
349   if (align > max_alignment)
350     {
351       align = max_alignment;
352       as_bad (_("Alignment too large: %d. assumed"), align);
353     }
354   else if (align < 0)
355     {
356       as_warn (_("Alignment negative: 0 assumed"));
357       align = 0;
358     }
359
360   if (align != 0)
361     {
362       if (subseg_text_p (now_seg) && align >= nios2_min_align)
363         {
364           /* First, make sure we're on the minimum boundary, in case
365              someone has been putting .byte values the text section.  */
366           if (nios2_current_align < nios2_min_align || switched_seg_p)
367             frag_align (nios2_min_align, 0, 0);
368
369           /* If we might be on a 2-byte boundary, first align to a
370              4-byte boundary using the 2-byte nop as fill.  */
371           if (nios2_min_align == 1
372               && align > nios2_min_align
373               && pfill == nop32 )
374             {
375               gas_assert (nop16);
376               frag_align_pattern (2, nop16, 2, 0);
377             }
378
379           /* Now fill in the alignment pattern.  */
380           if (pfill != NULL)
381             frag_align_pattern (align, pfill, 4, 0);
382           else
383             frag_align (align, 0, 0);
384         }
385       else
386         frag_align (align, 0, 0);
387
388       if (!switched_seg_p)
389         nios2_current_align = align;
390
391       /* If the last label was in a different section we can't align it.  */
392       if (label != NULL && !switched_seg_p)
393         {
394           symbolS *sym;
395           int label_seen = FALSE;
396           struct frag *old_frag;
397           valueT old_value;
398           valueT new_value;
399
400           gas_assert (S_GET_SEGMENT (label) == now_seg);
401
402           old_frag = symbol_get_frag (label);
403           old_value = S_GET_VALUE (label);
404           new_value = (valueT) frag_now_fix ();
405
406           /* It is possible to have more than one label at a particular
407              address, especially if debugging is enabled, so we must
408              take care to adjust all the labels at this address in this
409              fragment.  To save time we search from the end of the symbol
410              list, backwards, since the symbols we are interested in are
411              almost certainly the ones that were most recently added.
412              Also to save time we stop searching once we have seen at least
413              one matching label, and we encounter a label that is no longer
414              in the target fragment.  Note, this search is guaranteed to
415              find at least one match when sym == label, so no special case
416              code is necessary.  */
417           for (sym = symbol_lastP; sym != NULL; sym = symbol_previous (sym))
418             if (symbol_get_frag (sym) == old_frag
419                 && S_GET_VALUE (sym) == old_value)
420               {
421                 label_seen = TRUE;
422                 symbol_set_frag (sym, frag_now);
423                 S_SET_VALUE (sym, new_value);
424               }
425             else if (label_seen && symbol_get_frag (sym) != old_frag)
426               break;
427         }
428       record_alignment (now_seg, align);
429     }
430 }
431
432 \f
433 /** Support for self-check mode.  */
434
435 /* Mode of the assembler.  */
436 typedef enum
437 {
438   NIOS2_MODE_ASSEMBLE,          /* Ordinary operation.  */
439   NIOS2_MODE_TEST               /* Hidden mode used for self testing.  */
440 } NIOS2_MODE;
441
442 static NIOS2_MODE nios2_mode = NIOS2_MODE_ASSEMBLE;
443
444 /* This function is used to in self-checking mode
445    to check the assembled instruction
446    opcode should be the assembled opcode, and exp_opcode
447    the parsed string representing the expected opcode.  */
448 static void
449 nios2_check_assembly (unsigned int opcode, const char *exp_opcode)
450 {
451   if (nios2_mode == NIOS2_MODE_TEST)
452     {
453       if (exp_opcode == NULL)
454         as_bad (_("expecting opcode string in self test mode"));
455       else if (opcode != strtoul (exp_opcode, NULL, 16))
456         as_bad (_("assembly 0x%08x, expected %s"), opcode, exp_opcode);
457     }
458 }
459
460 \f
461 /** Support for machine-dependent assembler directives.  */
462 /* Handle the .align pseudo-op.  This aligns to a power of two.  It
463    also adjusts any current instruction label.  We treat this the same
464    way the MIPS port does: .align 0 turns off auto alignment.  */
465 static void
466 s_nios2_align (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
467 {
468   int align;
469   char fill;
470   const char *pfill = NULL;
471   long max_alignment = 15;
472
473   align = get_absolute_expression ();
474   if (align > max_alignment)
475     {
476       align = max_alignment;
477       as_bad (_("Alignment too large: %d. assumed"), align);
478     }
479   else if (align < 0)
480     {
481       as_warn (_("Alignment negative: 0 assumed"));
482       align = 0;
483     }
484
485   if (*input_line_pointer == ',')
486     {
487       input_line_pointer++;
488       fill = get_absolute_expression ();
489       pfill = (const char *) &fill;
490     }
491   else if (subseg_text_p (now_seg))
492     pfill = (const char *) nop32;
493   else
494     {
495       pfill = NULL;
496       nios2_last_label = NULL;
497     }
498
499   if (align != 0)
500     {
501       nios2_auto_align_on = 1;
502       nios2_align (align, pfill, nios2_last_label);
503       nios2_last_label = NULL;
504     }
505   else
506     nios2_auto_align_on = 0;
507
508   demand_empty_rest_of_line ();
509 }
510
511 /* Handle the .text pseudo-op.  This is like the usual one, but it
512    clears the saved last label and resets known alignment.  */
513 static void
514 s_nios2_text (int i)
515 {
516   s_text (i);
517   nios2_last_label = NULL;
518   nios2_current_align = 0;
519   nios2_current_align_seg = now_seg;
520 }
521
522 /* Handle the .data pseudo-op.  This is like the usual one, but it
523    clears the saved last label and resets known alignment.  */
524 static void
525 s_nios2_data (int i)
526 {
527   s_data (i);
528   nios2_last_label = NULL;
529   nios2_current_align = 0;
530   nios2_current_align_seg = now_seg;
531 }
532
533 /* Handle the .section pseudo-op.  This is like the usual one, but it
534    clears the saved last label and resets known alignment.  */
535 static void
536 s_nios2_section (int ignore)
537 {
538   obj_elf_section (ignore);
539   nios2_last_label = NULL;
540   nios2_current_align = 0;
541   nios2_current_align_seg = now_seg;
542 }
543
544 /* Explicitly unaligned cons.  */
545 static void
546 s_nios2_ucons (int nbytes)
547 {
548   int hold;
549   hold = nios2_auto_align_on;
550   nios2_auto_align_on = 0;
551   cons (nbytes);
552   nios2_auto_align_on = hold;
553 }
554
555 /* Handle the .sdata directive.  */
556 static void
557 s_nios2_sdata (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
558 {
559   get_absolute_expression ();  /* Ignored.  */
560   subseg_new (".sdata", 0);
561   demand_empty_rest_of_line ();
562 }
563
564 /* .set sets assembler options eg noat/at and is also used
565    to set symbol values (.equ, .equiv ).  */
566 static void
567 s_nios2_set (int equiv)
568 {
569   char *directive = input_line_pointer;
570   char delim = get_symbol_end ();
571   char *endline = input_line_pointer;
572   *endline = delim;
573
574   /* We only want to handle ".set XXX" if the
575      user has tried ".set XXX, YYY" they are not
576      trying a directive.  This prevents
577      us from polluting the name space.  */
578   SKIP_WHITESPACE ();
579   if (is_end_of_line[(unsigned char) *input_line_pointer]) 
580     {
581       bfd_boolean done = TRUE;
582       *endline = 0;
583       
584       if (!strcmp (directive, "noat"))
585           nios2_as_options.noat = TRUE;
586       else if (!strcmp (directive, "at"))
587           nios2_as_options.noat = FALSE;
588       else if (!strcmp (directive, "nobreak"))
589           nios2_as_options.nobreak = TRUE;
590       else if (!strcmp (directive, "break"))
591           nios2_as_options.nobreak = FALSE;
592       else if (!strcmp (directive, "norelax"))
593           nios2_as_options.relax = relax_none;
594       else if (!strcmp (directive, "relaxsection"))
595           nios2_as_options.relax = relax_section;
596       else if (!strcmp (directive, "relaxall"))
597           nios2_as_options.relax = relax_all;
598       else
599         done = FALSE;
600         
601       if (done)
602         {
603           *endline = delim;
604           demand_empty_rest_of_line ();
605           return;
606         }
607     }
608
609   /* If we fall through to here, either we have ".set XXX, YYY"
610      or we have ".set XXX" where XXX is unknown or we have 
611      a syntax error.  */
612   input_line_pointer = directive;
613   *endline = delim;
614   s_set (equiv);
615 }
616
617 /* Machine-dependent assembler directives.
618    Format of each entry is:
619    { "directive", handler_func, param }  */
620 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] = {
621   {"align", s_nios2_align, 0},
622   {"text", s_nios2_text, 0},
623   {"data", s_nios2_data, 0},
624   {"section", s_nios2_section, 0},
625   {"section.s", s_nios2_section, 0},
626   {"sect", s_nios2_section, 0},
627   {"sect.s", s_nios2_section, 0},
628   /* .dword and .half are included for compatibility with MIPS.  */
629   {"dword", cons, 8},
630   {"half", cons, 2},
631   /* NIOS2 native word size is 4 bytes, so we override
632      the GAS default of 2.  */
633   {"word", cons, 4},
634   /* Explicitly unaligned directives.  */
635   {"2byte", s_nios2_ucons, 2},
636   {"4byte", s_nios2_ucons, 4},
637   {"8byte", s_nios2_ucons, 8},
638   {"16byte", s_nios2_ucons, 16},
639 #ifdef OBJ_ELF
640   {"sdata", s_nios2_sdata, 0},
641 #endif
642   {"set", s_nios2_set, 0},
643   {NULL, NULL, 0}
644 };
645
646 \f
647 /** Relaxation support. */
648
649 /* We support two relaxation modes:  a limited PC-relative mode with
650    -relax-section (the default), and an absolute jump mode with -relax-all.
651
652    Nios II PC-relative branch instructions only support 16-bit offsets.
653    And, there's no good way to add a 32-bit constant to the PC without
654    using two registers.
655   
656    To deal with this, for the pc-relative relaxation mode we convert
657      br label
658    into a series of 16-bit adds, like:
659      nextpc at
660      addi at, at, 32767
661      ...
662      addi at, at, remainder
663      jmp at
664
665    Similarly, conditional branches are converted from
666      b(condition) r, s, label
667    into a series like:
668      b(opposite condition) r, s, skip
669      nextpc at
670      addi at, at, 32767
671      ...
672      addi at, at, remainder
673      jmp at
674      skip:
675
676    The compiler can do a better job, either by converting the branch
677    directly into a JMP (going through the GOT for PIC) or by allocating
678    a second register for the 32-bit displacement.
679
680    For the -relax-all relaxation mode, the conversions are
681      movhi at, %hi(symbol+offset)
682      ori at, %lo(symbol+offset)
683      jmp at
684    and
685      b(opposite condition), r, s, skip
686      movhi at, %hi(symbol+offset)
687      ori at, %lo(symbol+offset)
688      jmp at
689      skip:
690    respectively.
691
692    16-bit CDX branch instructions are relaxed first into equivalent
693    32-bit branches and then the above transformations are applied
694    if necessary.  
695
696 */
697
698 /* Arbitrarily limit the number of addis we can insert; we need to be able
699    to specify the maximum growth size for each frag that contains a
700    relaxable branch.  There's no point in specifying a huge number here
701    since that means the assembler needs to allocate that much extra
702    memory for every branch, and almost no real code will ever need it.
703    Plus, as already noted a better solution is to just use a jmp, or
704    allocate a second register to hold a 32-bit displacement.
705    FIXME:  Rather than making this a constant, it could be controlled by
706    a command-line argument.  */
707 #define RELAX_MAX_ADDI 32
708
709 /* The fr_subtype field represents the target-specific relocation state.
710    It has type relax_substateT (unsigned int).  We use it to track the
711    number of addis necessary, plus a bit to track whether this is a
712    conditional branch and a bit for 16-bit CDX instructions.
713    Regardless of the smaller RELAX_MAX_ADDI limit, we reserve 16 bits
714    in the fr_subtype to encode the number of addis so that the whole
715    theoretically-valid range is representable.
716    For the -relax-all mode, N = 0 represents an in-range branch and N = 1
717    represents a branch that needs to be relaxed.  */
718 #define UBRANCH (0 << 16)
719 #define CBRANCH (1 << 16)
720 #define CDXBRANCH (1 << 17)
721 #define IS_CBRANCH(SUBTYPE) ((SUBTYPE) & CBRANCH)
722 #define IS_UBRANCH(SUBTYPE) (!IS_CBRANCH (SUBTYPE))
723 #define IS_CDXBRANCH(SUBTYPE) ((SUBTYPE) & CDXBRANCH)
724 #define UBRANCH_SUBTYPE(N) (UBRANCH | (N))
725 #define CBRANCH_SUBTYPE(N) (CBRANCH | (N))
726 #define CDX_UBRANCH_SUBTYPE(N) (CDXBRANCH | UBRANCH | (N))
727 #define CDX_CBRANCH_SUBTYPE(N) (CDXBRANCH | CBRANCH | (N))
728 #define SUBTYPE_ADDIS(SUBTYPE) ((SUBTYPE) & 0xffff)
729
730 /* For the -relax-section mode, unconditional branches require 2 extra i
731    nstructions besides the addis, conditional branches require 3.  */
732 #define UBRANCH_ADDIS_TO_SIZE(N) (((N) + 2) * 4)
733 #define CBRANCH_ADDIS_TO_SIZE(N) (((N) + 3) * 4)
734
735 /* For the -relax-all mode, unconditional branches require 3 instructions
736    and conditional branches require 4.  */
737 #define UBRANCH_JUMP_SIZE 12
738 #define CBRANCH_JUMP_SIZE 16
739
740 /* Maximum sizes of relaxation sequences.  */
741 #define UBRANCH_MAX_SIZE \
742   (nios2_as_options.relax == relax_all          \
743    ? UBRANCH_JUMP_SIZE                          \
744    : UBRANCH_ADDIS_TO_SIZE (RELAX_MAX_ADDI))
745 #define CBRANCH_MAX_SIZE \
746   (nios2_as_options.relax == relax_all          \
747    ? CBRANCH_JUMP_SIZE                          \
748    : CBRANCH_ADDIS_TO_SIZE (RELAX_MAX_ADDI))
749
750 /* Register number of AT, the assembler temporary.  */
751 #define AT_REGNUM 1
752
753 /* Determine how many bytes are required to represent the sequence
754    indicated by SUBTYPE.  */
755 static int
756 nios2_relax_subtype_size (relax_substateT subtype)
757 {
758   int n = SUBTYPE_ADDIS (subtype);
759   if (n == 0)
760     /* Regular conditional/unconditional branch instruction.  */
761     return (IS_CDXBRANCH (subtype) ? 2 : 4);
762   else if (nios2_as_options.relax == relax_all)
763     return (IS_CBRANCH (subtype) ? CBRANCH_JUMP_SIZE : UBRANCH_JUMP_SIZE);
764   else if (IS_CBRANCH (subtype))
765     return CBRANCH_ADDIS_TO_SIZE (n);
766   else
767     return UBRANCH_ADDIS_TO_SIZE (n);
768 }
769
770 /* Estimate size of fragp before relaxation.
771    This could also examine the offset in fragp and adjust
772    fragp->fr_subtype, but we will do that in nios2_relax_frag anyway.  */
773 int
774 md_estimate_size_before_relax (fragS *fragp, segT segment ATTRIBUTE_UNUSED)
775 {
776   return nios2_relax_subtype_size (fragp->fr_subtype);
777 }
778
779 /* Implement md_relax_frag, returning the change in size of the frag.  */
780 long
781 nios2_relax_frag (segT segment, fragS *fragp, long stretch)
782 {
783   addressT target = fragp->fr_offset;
784   relax_substateT subtype = fragp->fr_subtype;
785   symbolS *symbolp = fragp->fr_symbol;
786
787   if (symbolp)
788     {
789       fragS *sym_frag = symbol_get_frag (symbolp);
790       offsetT offset;
791       int n;
792       bfd_boolean is_cdx = FALSE;
793
794       target += S_GET_VALUE (symbolp);
795
796       /* See comments in write.c:relax_frag about handling of stretch.  */
797       if (stretch != 0
798           && sym_frag->relax_marker != fragp->relax_marker)
799         {
800           if (stretch < 0 || sym_frag->region == fragp->region)
801             target += stretch;
802           else if (target < fragp->fr_address)
803             target = fragp->fr_next->fr_address + stretch;
804         }
805
806       /* We subtract fr_var (4 for 32-bit insns) because all pc relative
807          branches are from the next instruction.  */
808       offset = target - fragp->fr_address - fragp->fr_fix - fragp->fr_var;
809       if (IS_CDXBRANCH (subtype) && IS_UBRANCH (subtype)
810           && offset >= -1024 && offset < 1024)
811         /* PC-relative CDX branch with 11-bit offset.  */
812         is_cdx = TRUE;
813       else if (IS_CDXBRANCH (subtype) && IS_CBRANCH (subtype)
814                && offset >= -128 && offset < 128)
815         /* PC-relative CDX branch with 8-bit offset.  */
816         is_cdx = TRUE;
817       else if (offset >= -32768 && offset < 32768)
818         /* Fits in PC-relative branch.  */
819         n = 0;
820       else if (nios2_as_options.relax == relax_all)
821         /* Convert to jump.  */
822         n = 1;
823       else if (nios2_as_options.relax == relax_section
824                && S_GET_SEGMENT (symbolp) == segment
825                && S_IS_DEFINED (symbolp))
826         /* Attempt a PC-relative relaxation on a branch to a defined
827            symbol in the same segment.  */
828         {
829           /* The relaxation for conditional branches is offset by 4
830              bytes because we insert the inverted branch around the
831              sequence.  */
832           if (IS_CBRANCH (subtype))
833             offset = offset - 4;
834           if (offset > 0)
835             n = offset / 32767 + 1;
836           else
837             n = offset / -32768 + 1;
838
839           /* Bail out immediately if relaxation has failed.  If we try to
840              defer the diagnostic to md_convert_frag, some pathological test
841              cases (e.g. gcc/testsuite/gcc.c-torture/compile/20001226-1.c)
842              apparently never converge.  By returning 0 here we could pretend
843              to the caller that nothing has changed, but that leaves things
844              in an inconsistent state when we get to md_convert_frag.  */
845           if (n > RELAX_MAX_ADDI)
846             {
847               as_bad_where (fragp->fr_file, fragp->fr_line,
848                             _("branch offset out of range\n"));
849               as_fatal (_("branch relaxation failed\n"));
850             }
851         }
852       else
853         /* We cannot handle this case, diagnose overflow later.  */
854         return 0;
855
856       if (is_cdx)
857         fragp->fr_subtype = subtype;
858       else if (IS_CBRANCH (subtype))
859         fragp->fr_subtype = CBRANCH_SUBTYPE (n);
860       else
861         fragp->fr_subtype = UBRANCH_SUBTYPE (n);
862
863       return (nios2_relax_subtype_size (fragp->fr_subtype)
864               - nios2_relax_subtype_size (subtype));
865     }
866
867   /* If we got here, it's probably an error.  */
868   return 0;
869 }
870
871
872 /* Complete fragp using the data from the relaxation pass. */
873 void
874 md_convert_frag (bfd *headers ATTRIBUTE_UNUSED, segT segment ATTRIBUTE_UNUSED,
875                  fragS *fragp)
876 {
877   char *buffer = fragp->fr_literal + fragp->fr_fix;
878   relax_substateT subtype = fragp->fr_subtype;
879   int n = SUBTYPE_ADDIS (subtype);
880   addressT target = fragp->fr_offset;
881   symbolS *symbolp = fragp->fr_symbol;
882   offsetT offset;
883   unsigned int addend_mask, addi_mask, op;
884   offsetT addend, remainder;
885   int i;
886   bfd_boolean is_r2 = (bfd_get_mach (stdoutput) == bfd_mach_nios2r2);
887
888   /* If this is a CDX branch we're not relaxing, just generate the fixup.  */
889   if (IS_CDXBRANCH (subtype))
890     {
891       gas_assert (is_r2);
892       fix_new (fragp, fragp->fr_fix, 2, fragp->fr_symbol,
893                fragp->fr_offset, 1,
894                (IS_UBRANCH (subtype)
895                 ? BFD_RELOC_NIOS2_R2_I10_1_PCREL
896                 : BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1I7_1_PCREL));
897       fragp->fr_fix += 2;
898       return;
899     }
900
901   /* If this is a CDX branch we are relaxing, turn it into an equivalent
902      32-bit branch and then fall through to the normal non-CDX cases.  */
903   if (fragp->fr_var == 2)
904     {
905       unsigned int opcode = md_chars_to_number (buffer, 2);
906       gas_assert (is_r2);
907       if (IS_CBRANCH (subtype))
908         {
909           unsigned int reg = nios2_r2_reg3_mappings[GET_IW_T1I7_A3 (opcode)];
910           if (GET_IW_R2_OP (opcode) == R2_OP_BNEZ_N)
911             opcode = MATCH_R2_BNE | SET_IW_F2I16_A (reg);
912           else
913             opcode = MATCH_R2_BEQ | SET_IW_F2I16_A (reg);
914         }
915       else
916         opcode = MATCH_R2_BR;
917       md_number_to_chars (buffer, opcode, 4);
918       fragp->fr_var = 4;
919     }
920
921   /* If we didn't or can't relax, this is a regular branch instruction.
922      We just need to generate the fixup for the symbol and offset.  */
923   if (n == 0)
924     {
925       fix_new (fragp, fragp->fr_fix, 4, fragp->fr_symbol,
926                fragp->fr_offset, 1, BFD_RELOC_16_PCREL);
927       fragp->fr_fix += 4;
928       return;
929     }
930
931   /* Replace the cbranch at fr_fix with one that has the opposite condition
932      in order to jump around the block of instructions we'll be adding.  */
933   if (IS_CBRANCH (subtype))
934     {
935       unsigned int br_opcode;
936       unsigned int old_op, new_op;
937       int nbytes;
938
939       /* Account for the nextpc and jmp in the pc-relative case, or the two
940          load instructions and jump in the absolute case.  */
941       if (nios2_as_options.relax == relax_section)
942         nbytes = (n + 2) * 4;
943       else
944         nbytes = 12;
945
946       br_opcode = md_chars_to_number (buffer, 4);
947       if (is_r2)
948         {
949           old_op = GET_IW_R2_OP (br_opcode);
950           switch (old_op)
951             {
952             case R2_OP_BEQ:
953               new_op = R2_OP_BNE;
954               break;
955             case R2_OP_BNE:
956               new_op = R2_OP_BEQ;
957               break;
958             case R2_OP_BGE:
959               new_op = R2_OP_BLT;
960               break;
961             case R2_OP_BGEU:
962               new_op = R2_OP_BLTU;
963               break;
964             case R2_OP_BLT:
965               new_op = R2_OP_BGE;
966               break;
967             case R2_OP_BLTU:
968               new_op = R2_OP_BGEU;
969               break;
970             default:
971               abort ();
972             }
973           br_opcode = ((br_opcode & ~IW_R2_OP_SHIFTED_MASK)
974                        | SET_IW_R2_OP (new_op));
975           br_opcode = br_opcode | SET_IW_F2I16_IMM16 (nbytes);
976         }
977       else
978         {
979           old_op = GET_IW_R1_OP (br_opcode);
980           switch (old_op)
981             {
982             case R1_OP_BEQ:
983               new_op = R1_OP_BNE;
984               break;
985             case R1_OP_BNE:
986               new_op = R1_OP_BEQ;
987               break;
988             case R1_OP_BGE:
989               new_op = R1_OP_BLT;
990               break;
991             case R1_OP_BGEU:
992               new_op = R1_OP_BLTU;
993               break;
994             case R1_OP_BLT:
995               new_op = R1_OP_BGE;
996               break;
997             case R1_OP_BLTU:
998               new_op = R1_OP_BGEU;
999               break;
1000             default:
1001               abort ();
1002             }
1003           br_opcode = ((br_opcode & ~IW_R1_OP_SHIFTED_MASK)
1004                        | SET_IW_R1_OP (new_op));
1005           br_opcode = br_opcode | SET_IW_I_IMM16 (nbytes);
1006         }
1007       md_number_to_chars (buffer, br_opcode, 4);
1008       fragp->fr_fix += 4;
1009       buffer += 4;
1010     }
1011
1012   /* Load at for the PC-relative case.  */
1013   if (nios2_as_options.relax == relax_section)
1014     {
1015       /* Insert the nextpc instruction.  */
1016       if (is_r2)
1017         op = MATCH_R2_NEXTPC | SET_IW_F3X6L5_C (AT_REGNUM);
1018       else
1019         op = MATCH_R1_NEXTPC | SET_IW_R_C (AT_REGNUM);
1020       md_number_to_chars (buffer, op, 4);
1021       fragp->fr_fix += 4;
1022       buffer += 4;
1023   
1024       /* We need to know whether the offset is positive or negative.  */
1025       target += S_GET_VALUE (symbolp);
1026       offset = target - fragp->fr_address - fragp->fr_fix;
1027       if (offset > 0)
1028         addend = 32767;
1029       else
1030         addend = -32768;
1031       if (is_r2)
1032         addend_mask = SET_IW_F2I16_IMM16 ((unsigned int)addend);
1033       else
1034         addend_mask = SET_IW_I_IMM16 ((unsigned int)addend);
1035
1036       /* Insert n-1 addi instructions.  */
1037       if (is_r2)
1038         addi_mask = (MATCH_R2_ADDI
1039                      | SET_IW_F2I16_B (AT_REGNUM)
1040                      | SET_IW_F2I16_A (AT_REGNUM));
1041       else
1042         addi_mask = (MATCH_R1_ADDI
1043                      | SET_IW_I_B (AT_REGNUM)
1044                      | SET_IW_I_A (AT_REGNUM));
1045       for (i = 0; i < n - 1; i ++)
1046         {
1047           md_number_to_chars (buffer, addi_mask | addend_mask, 4);
1048           fragp->fr_fix += 4;
1049           buffer += 4;
1050         }
1051
1052       /* Insert the last addi instruction to hold the remainder.  */
1053       remainder = offset - addend * (n - 1);
1054       gas_assert (remainder >= -32768 && remainder <= 32767);
1055       if (is_r2)
1056         addend_mask = SET_IW_F2I16_IMM16 ((unsigned int)remainder);
1057       else
1058         addend_mask = SET_IW_I_IMM16 ((unsigned int)remainder);
1059       md_number_to_chars (buffer, addi_mask | addend_mask, 4);
1060       fragp->fr_fix += 4;
1061       buffer += 4;
1062     }
1063
1064   /* Load at for the absolute case.  */
1065   else
1066     {
1067       if (is_r2)
1068         op = MATCH_R2_ORHI | SET_IW_F2I16_B (AT_REGNUM) | SET_IW_F2I16_A (0);
1069       else
1070         op = MATCH_R1_ORHI | SET_IW_I_B (AT_REGNUM) | SET_IW_I_A (0);
1071       md_number_to_chars (buffer, op, 4);
1072       fix_new (fragp, fragp->fr_fix, 4, fragp->fr_symbol, fragp->fr_offset,
1073                0, BFD_RELOC_NIOS2_HI16);
1074       fragp->fr_fix += 4;
1075       buffer += 4;
1076       if (is_r2)
1077         op = (MATCH_R2_ORI | SET_IW_F2I16_B (AT_REGNUM)
1078               | SET_IW_F2I16_A (AT_REGNUM));
1079       else
1080         op = (MATCH_R1_ORI | SET_IW_I_B (AT_REGNUM)
1081               | SET_IW_I_A (AT_REGNUM));
1082       md_number_to_chars (buffer, op, 4);
1083       fix_new (fragp, fragp->fr_fix, 4, fragp->fr_symbol, fragp->fr_offset,
1084                0, BFD_RELOC_NIOS2_LO16);
1085       fragp->fr_fix += 4;
1086       buffer += 4;
1087     }
1088
1089   /* Insert the jmp instruction.  */
1090   if (is_r2)
1091     op = MATCH_R2_JMP | SET_IW_F3X6L5_A (AT_REGNUM);
1092   else
1093     op = MATCH_R1_JMP | SET_IW_R_A (AT_REGNUM);
1094   md_number_to_chars (buffer, op, 4);
1095   fragp->fr_fix += 4;
1096   buffer += 4;
1097 }
1098
1099 \f
1100 /** Fixups and overflow checking.  */
1101
1102 /* Check a fixup for overflow. */
1103 static bfd_boolean
1104 nios2_check_overflow (valueT fixup, reloc_howto_type *howto)
1105 {
1106   /* If there is a rightshift, check that the low-order bits are
1107      zero before applying it.  */
1108   if (howto->rightshift)
1109     {
1110       if ((~(~((valueT) 0) << howto->rightshift) & fixup)
1111           && howto->complain_on_overflow != complain_overflow_dont)
1112         return TRUE;
1113       fixup = ((signed)fixup) >> howto->rightshift;
1114     }
1115
1116   /* Check for overflow - return TRUE if overflow, FALSE if not.  */
1117   switch (howto->complain_on_overflow)
1118     {
1119     case complain_overflow_dont:
1120       break;
1121     case complain_overflow_bitfield:
1122       if ((fixup >> howto->bitsize) != 0
1123           && ((signed) fixup >> howto->bitsize) != -1)
1124         return TRUE;
1125       break;
1126     case complain_overflow_signed:
1127       if ((fixup & 0x80000000) > 0)
1128         {
1129           /* Check for negative overflow.  */
1130           if ((signed) fixup < ((signed) ~0 << (howto->bitsize-1)))
1131             return TRUE;
1132         }
1133       else
1134         {
1135           /* Check for positive overflow.  */
1136           if (fixup >= ((unsigned) 1 << (howto->bitsize - 1)))
1137             return TRUE;
1138         }
1139       break;
1140     case complain_overflow_unsigned:
1141       if ((fixup >> howto->bitsize) != 0)
1142         return TRUE;
1143       break;
1144     default:
1145       as_bad (_("error checking for overflow - broken assembler"));
1146       break;
1147     }
1148   return FALSE;
1149 }
1150
1151 /* Emit diagnostic for fixup overflow.  */
1152 static void
1153 nios2_diagnose_overflow (valueT fixup, reloc_howto_type *howto,
1154                          fixS *fixP, valueT value)
1155 {
1156   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_8
1157       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_16
1158       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_32)
1159     /* These relocs are against data, not instructions.  */
1160     as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1161                   _("immediate value 0x%x truncated to 0x%x"),
1162                   (unsigned int) fixup,
1163                   (unsigned int) (~(~(valueT) 0 << howto->bitsize) & fixup));
1164   else
1165     {
1166       /* What opcode is the instruction?  This will determine
1167          whether we check for overflow in immediate values
1168          and what error message we get.  */
1169       const struct nios2_opcode *opcode;
1170       enum overflow_type overflow_msg_type;
1171       unsigned int range_min;
1172       unsigned int range_max;
1173       unsigned int address;
1174
1175       opcode = nios2_find_opcode_hash (value, bfd_get_mach (stdoutput));
1176       gas_assert (opcode);
1177       gas_assert (fixP->fx_size == opcode->size);
1178       overflow_msg_type = opcode->overflow_msg;
1179       switch (overflow_msg_type)
1180         {
1181         case call_target_overflow:
1182           range_min
1183             = ((fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where) & 0xf0000000);
1184           range_max = range_min + 0x0fffffff;
1185           address = fixup | range_min;
1186           
1187           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1188                         _("call target address 0x%08x out of range 0x%08x to 0x%08x"),
1189                         address, range_min, range_max);
1190           break;
1191         case branch_target_overflow:
1192           if (opcode->format == iw_i_type || opcode->format == iw_F2I16_type)
1193             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1194                           _("branch offset %d out of range %d to %d"),
1195                           (int)fixup, -32768, 32767);
1196           else
1197             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1198                           _("branch offset %d out of range"),
1199                           (int)fixup);
1200           break;
1201         case address_offset_overflow:
1202           if (opcode->format == iw_i_type || opcode->format == iw_F2I16_type)
1203             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1204                           _("%s offset %d out of range %d to %d"),
1205                           opcode->name, (int)fixup, -32768, 32767);
1206           else
1207             as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1208                           _("%s offset %d out of range"),
1209                           opcode->name, (int)fixup);
1210           break;
1211         case signed_immed16_overflow:
1212           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1213                         _("immediate value %d out of range %d to %d"),
1214                         (int)fixup, -32768, 32767);
1215           break;
1216         case unsigned_immed16_overflow:
1217           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1218                         _("immediate value %u out of range %u to %u"),
1219                         (unsigned int)fixup, 0, 65535);
1220           break;
1221         case unsigned_immed5_overflow:
1222           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1223                         _("immediate value %u out of range %u to %u"),
1224                         (unsigned int)fixup, 0, 31);
1225           break;
1226         case signed_immed12_overflow:
1227           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1228                         _("immediate value %d out of range %d to %d"),
1229                         (int)fixup, -2048, 2047);
1230           break;
1231         case custom_opcode_overflow:
1232           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1233                         _("custom instruction opcode %u out of range %u to %u"),
1234                         (unsigned int)fixup, 0, 255);
1235           break;
1236         default:
1237           as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1238                         _("overflow in immediate argument"));
1239           break;
1240         }
1241     }
1242 }
1243
1244 /* Apply a fixup to the object file.  */
1245 void
1246 md_apply_fix (fixS *fixP, valueT *valP, segT seg ATTRIBUTE_UNUSED)
1247 {
1248   /* Assert that the fixup is one we can handle.  */
1249   gas_assert (fixP != NULL && valP != NULL
1250               && (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_8
1251                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_16
1252                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_32
1253                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_64
1254                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_S16
1255                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_U16
1256                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_16_PCREL
1257                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALL26
1258                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_IMM5
1259                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CACHE_OPX
1260                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_IMM6
1261                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_IMM8
1262                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_HI16
1263                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_LO16
1264                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_HIADJ16
1265                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GPREL
1266                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT
1267                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY
1268                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_UJMP
1269                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CJMP
1270                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALLR
1271                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_ALIGN
1272                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOT16
1273                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALL16
1274                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF_LO
1275                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF_HA
1276                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_GD16
1277                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LDM16
1278                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LDO16
1279                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_IE16
1280                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LE16
1281                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF
1282                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_DTPREL
1283                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALL26_NOAT
1284                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOT_LO
1285                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOT_HA
1286                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALL_LO
1287                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALL_HA
1288                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_S12
1289                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_I10_1_PCREL
1290                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1I7_1_PCREL
1291                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1I7_2
1292                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_T2I4
1293                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_T2I4_1
1294                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_T2I4_2
1295                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_X1I7_2
1296                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_X2L5
1297                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_F1I5_2
1298                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_L5I4X1
1299                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1X1I6
1300                   || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1X1I6_2
1301                   /* Add other relocs here as we generate them.  */
1302                   ));
1303
1304   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_64)
1305     {
1306       /* We may reach here due to .8byte directives, but we never output
1307          BFD_RELOC_64; it must be resolved.  */      
1308       if (fixP->fx_addsy != NULL)
1309         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1310                       _("cannot create 64-bit relocation"));
1311       else
1312         {
1313           md_number_to_chars (fixP->fx_frag->fr_literal + fixP->fx_where,
1314                               *valP, 8);
1315           fixP->fx_done = 1;
1316         }
1317       return;
1318     }
1319
1320   /* The value passed in valP can be the value of a fully
1321      resolved expression, or it can be the value of a partially
1322      resolved expression.  In the former case, both fixP->fx_addsy
1323      and fixP->fx_subsy are NULL, and fixP->fx_offset == *valP, and
1324      we can fix up the instruction that fixP relates to.
1325      In the latter case, one or both of fixP->fx_addsy and
1326      fixP->fx_subsy are not NULL, and fixP->fx_offset may or may not
1327      equal *valP.  We don't need to check for fixP->fx_subsy being null
1328      because the generic part of the assembler generates an error if
1329      it is not an absolute symbol.  */
1330   if (fixP->fx_addsy != NULL)
1331     /* Partially resolved expression.  */
1332     {
1333       fixP->fx_addnumber = fixP->fx_offset;
1334       fixP->fx_done = 0;
1335
1336       switch (fixP->fx_r_type)
1337         {
1338         case BFD_RELOC_NIOS2_TLS_GD16:
1339         case BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LDM16:
1340         case BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LDO16:
1341         case BFD_RELOC_NIOS2_TLS_IE16:
1342         case BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LE16:
1343         case BFD_RELOC_NIOS2_TLS_DTPMOD:
1344         case BFD_RELOC_NIOS2_TLS_DTPREL:
1345         case BFD_RELOC_NIOS2_TLS_TPREL:
1346           S_SET_THREAD_LOCAL (fixP->fx_addsy);
1347           break;
1348         default:
1349           break;
1350         }
1351     }
1352   else
1353     /* Fully resolved fixup.  */
1354     {
1355       reloc_howto_type *howto
1356         = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, fixP->fx_r_type);
1357
1358       if (howto == NULL)
1359         as_bad_where (fixP->fx_file, fixP->fx_line,
1360                       _("relocation is not supported"));
1361       else
1362         {
1363           valueT fixup = *valP;
1364           valueT value;
1365           char *buf;
1366
1367           /* If this is a pc-relative relocation, we need to
1368              subtract the current offset within the object file
1369              FIXME : for some reason fixP->fx_pcrel isn't 1 when it should be
1370              so I'm using the howto structure instead to determine this.  */
1371           if (howto->pc_relative == 1)
1372             {
1373               fixup = (fixup - (fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where
1374                                 + fixP->fx_size));
1375               *valP = fixup;
1376             }
1377
1378           /* Get the instruction or data to be fixed up.  */
1379           buf = fixP->fx_frag->fr_literal + fixP->fx_where;
1380           value = md_chars_to_number (buf, fixP->fx_size);
1381
1382           /* Check for overflow, emitting a diagnostic if necessary.  */
1383           if (nios2_check_overflow (fixup, howto))
1384             nios2_diagnose_overflow (fixup, howto, fixP, value);
1385
1386           /* Apply the right shift.  */
1387           fixup = ((signed)fixup) >> howto->rightshift;
1388
1389           /* Truncate the fixup to right size.  */
1390           switch (fixP->fx_r_type)
1391             {
1392             case BFD_RELOC_NIOS2_HI16:
1393               fixup = (fixup >> 16) & 0xFFFF;
1394               break;
1395             case BFD_RELOC_NIOS2_LO16:
1396               fixup = fixup & 0xFFFF;
1397               break;
1398             case BFD_RELOC_NIOS2_HIADJ16:
1399               fixup = ((((fixup >> 16) & 0xFFFF) + ((fixup >> 15) & 0x01))
1400                        & 0xFFFF);
1401               break;
1402             default:
1403               {
1404                 int n = sizeof (fixup) * 8 - howto->bitsize;
1405                 fixup = (fixup << n) >> n;
1406                 break;
1407               }
1408             }
1409
1410           /* Fix up the instruction.  */
1411           value = (value & ~howto->dst_mask) | (fixup << howto->bitpos);
1412           md_number_to_chars (buf, value, fixP->fx_size);
1413         }
1414
1415       fixP->fx_done = 1;
1416     }
1417
1418   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT)
1419     {
1420       fixP->fx_done = 0;
1421       if (fixP->fx_addsy
1422           && !S_IS_DEFINED (fixP->fx_addsy) && !S_IS_WEAK (fixP->fx_addsy))
1423         S_SET_WEAK (fixP->fx_addsy);
1424     }
1425   else if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY)
1426     fixP->fx_done = 0;
1427 }
1428
1429
1430 \f
1431 /** Instruction parsing support. */
1432
1433 /* General internal error routine.  */
1434
1435 static void
1436 bad_opcode (const struct nios2_opcode *op)
1437 {
1438   fprintf (stderr, _("internal error: broken opcode descriptor for `%s %s'\n"),
1439            op->name, op->args);
1440   as_fatal (_("Broken assembler.  No assembly attempted."));
1441 }
1442
1443 /* Special relocation directive strings.  */
1444
1445 struct nios2_special_relocS
1446 {
1447   const char *string;
1448   bfd_reloc_code_real_type reloc_type;
1449 };
1450
1451 /* This table is sorted so that prefix strings are listed after the longer
1452    strings that include them -- e.g., %got after %got_hiadj, etc.  */
1453
1454 struct nios2_special_relocS nios2_special_reloc[] = {
1455   {"%hiadj", BFD_RELOC_NIOS2_HIADJ16},
1456   {"%hi", BFD_RELOC_NIOS2_HI16},
1457   {"%lo", BFD_RELOC_NIOS2_LO16},
1458   {"%gprel", BFD_RELOC_NIOS2_GPREL},
1459   {"%call_lo", BFD_RELOC_NIOS2_CALL_LO},
1460   {"%call_hiadj", BFD_RELOC_NIOS2_CALL_HA},
1461   {"%call", BFD_RELOC_NIOS2_CALL16},
1462   {"%gotoff_lo", BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF_LO},
1463   {"%gotoff_hiadj", BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF_HA},
1464   {"%gotoff", BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF},
1465   {"%got_hiadj", BFD_RELOC_NIOS2_GOT_HA},
1466   {"%got_lo", BFD_RELOC_NIOS2_GOT_LO},
1467   {"%got", BFD_RELOC_NIOS2_GOT16},
1468   {"%tls_gd", BFD_RELOC_NIOS2_TLS_GD16},
1469   {"%tls_ldm", BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LDM16},
1470   {"%tls_ldo", BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LDO16},
1471   {"%tls_ie", BFD_RELOC_NIOS2_TLS_IE16},
1472   {"%tls_le", BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LE16},
1473 };
1474
1475 #define NIOS2_NUM_SPECIAL_RELOCS \
1476         (sizeof(nios2_special_reloc)/sizeof(nios2_special_reloc[0]))
1477 const int nios2_num_special_relocs = NIOS2_NUM_SPECIAL_RELOCS;
1478
1479 /* Creates a new nios2_insn_relocS and returns a pointer to it.  */
1480 static nios2_insn_relocS *
1481 nios2_insn_reloc_new (bfd_reloc_code_real_type reloc_type, unsigned int pcrel)
1482 {
1483   nios2_insn_relocS *retval;
1484   retval = (nios2_insn_relocS *) malloc (sizeof (nios2_insn_relocS));
1485   if (retval == NULL)
1486     {
1487       as_bad (_("can't create relocation"));
1488       abort ();
1489     }
1490
1491   /* Fill out the fields with default values.  */
1492   retval->reloc_next = NULL;
1493   retval->reloc_type = reloc_type;
1494   retval->reloc_pcrel = pcrel;
1495   return retval;
1496 }
1497
1498 /* Frees up memory previously allocated by nios2_insn_reloc_new().  */
1499 /* FIXME:  this is never called; memory leak?  */
1500 #if 0
1501 static void
1502 nios2_insn_reloc_destroy (nios2_insn_relocS *reloc)
1503 {
1504   gas_assert (reloc != NULL);
1505   free (reloc);
1506 }
1507 #endif
1508
1509 /* Look up a register name and validate it for the given regtype.
1510    Return the register mapping or NULL on failure.  */
1511 static struct nios2_reg *
1512 nios2_parse_reg (const char *token, unsigned long regtype)
1513 {
1514   struct nios2_reg *reg = nios2_reg_lookup (token);
1515
1516   if (reg == NULL)
1517     {
1518       as_bad (_("unknown register %s"), token);
1519       return NULL;
1520     }
1521
1522   /* Matched a register, but is it the wrong type?  */
1523   if (!(regtype & reg->regtype))
1524     {
1525       if (regtype & REG_CONTROL)
1526         as_bad (_("expecting control register"));
1527       else if (reg->regtype & REG_CONTROL)
1528         as_bad (_("illegal use of control register"));
1529       else if (reg->regtype & REG_COPROCESSOR)
1530         as_bad (_("illegal use of coprocessor register"));
1531       else
1532         as_bad (_("invalid register %s"), token);
1533       return NULL;
1534     }
1535
1536   /* Warn for explicit use of special registers.  */
1537   if (reg->regtype & REG_NORMAL)
1538     {
1539       if (!nios2_as_options.noat && reg->index == 1)
1540         as_warn (_("Register at (r1) can sometimes be corrupted by "
1541                    "assembler optimizations.\n"
1542                    "Use .set noat to turn off those optimizations "
1543                    "(and this warning)."));
1544       if (!nios2_as_options.nobreak && reg->index == 25)
1545         as_warn (_("The debugger will corrupt bt (r25).\n"
1546                    "If you don't need to debug this "
1547                    "code use .set nobreak to turn off this warning."));
1548       if (!nios2_as_options.nobreak && reg->index == 30)
1549         as_warn (_("The debugger will corrupt sstatus/ba (r30).\n"
1550                    "If you don't need to debug this "
1551                    "code use .set nobreak to turn off this warning."));
1552     }
1553
1554   return reg;
1555 }
1556
1557 /* This function parses a reglist for ldwm/stwm and push.n/pop.n
1558    instructions, given as a brace-enclosed register list.  The tokenizer
1559    has replaced commas in the token with spaces.
1560    The return value is a bitmask of registers in the set.  It also
1561    sets nios2_reglist_mask and nios2_reglist_dir to allow error checking
1562    when parsing the base register.  */
1563
1564 static unsigned long nios2_reglist_mask;
1565 static int nios2_reglist_dir;
1566
1567 static unsigned long
1568 nios2_parse_reglist (char *token, const struct nios2_opcode *op)
1569 {
1570   unsigned long mask = 0;
1571   int dir = 0;
1572   unsigned long regtype = 0;
1573   int last = -1;
1574   const char *regname;
1575
1576   nios2_reglist_mask = 0;
1577   nios2_reglist_dir = 0;
1578
1579   if (op->match == MATCH_R2_LDWM || op->match == MATCH_R2_STWM)
1580     {
1581       regtype = REG_LDWM;
1582       dir = 0;
1583     }
1584   else if (op->match == MATCH_R2_PUSH_N)
1585     {
1586       regtype = REG_POP;
1587       dir = -1;
1588     }
1589   else if (op->match == MATCH_R2_POP_N)
1590     {
1591       regtype = REG_POP;
1592       dir = 1;
1593     }
1594   else
1595     bad_opcode (op);
1596
1597   for (regname = strtok (token, "{ }");
1598        regname;
1599        regname = strtok (NULL, "{ }"))
1600     {
1601       int regno;
1602       struct nios2_reg *reg = nios2_parse_reg (regname, regtype);
1603
1604       if (!reg)
1605         break;
1606       regno = reg->index;
1607
1608       /* Make sure registers are listed in proper sequence.  */
1609       if (last >= 0)
1610         {
1611           if (regno == last)
1612             {
1613               as_bad ("duplicate register %s\n", reg->name);
1614               return 0;
1615             }
1616           else if (dir == 0)
1617             dir = (regno < last ? -1 : 1);
1618           else if ((dir > 0 && regno < last)
1619                    || (dir < 0 && regno > last)
1620                    || (op->match == MATCH_R2_PUSH_N
1621                        && ! ((last == 31 && regno == 28)
1622                              || (last == 31 && regno <= 23)
1623                              || (last == 28 && regno <= 23)
1624                              || (regno < 23 && regno == last - 1)))
1625                    || (op->match == MATCH_R2_POP_N
1626                        && ! ((regno == 31 && last == 28)
1627                              || (regno == 31 && last <= 23)
1628                              || (regno == 28 && last <= 23)
1629                              || (last < 23 && last == regno - 1))))
1630             {
1631               as_bad ("invalid register order");
1632               return 0;
1633             }
1634         }
1635
1636       mask |= 1 << regno;
1637       last = regno;
1638     }
1639
1640   /* Check that all ldwm/stwm regs belong to the same set.  */
1641   if ((op->match == MATCH_R2_LDWM || op->match == MATCH_R2_STWM)
1642       && (mask & 0x00003ffc) && (mask & 0x90ffc000))
1643     {
1644       as_bad ("invalid register set in reglist");
1645       return 0;
1646     }
1647
1648   /* Check that push.n/pop.n regs include RA.  */
1649   if ((op->match == MATCH_R2_PUSH_N || op->match == MATCH_R2_POP_N)
1650       && ((mask & 0x80000000) == 0))
1651     {
1652       as_bad ("reglist must include ra (r31)");
1653       return 0;
1654     }
1655
1656   /* Check that there is at least one register in the set.  */
1657   if (!mask)
1658     {
1659       as_bad ("reglist must include at least one register");
1660       return 0;
1661     }
1662
1663   /* OK, reglist passed validation.  */
1664   nios2_reglist_mask = mask;
1665   nios2_reglist_dir = dir;
1666   return mask;
1667 }
1668
1669 /* This function parses the base register and options used by the ldwm/stwm
1670    instructions.  Returns the base register and sets the option arguments
1671    accordingly.  On failure, returns NULL.  */
1672 static struct nios2_reg *
1673 nios2_parse_base_register (char *str, int *direction, int *writeback, int *ret)
1674 {
1675   char *regname;
1676   struct nios2_reg *reg;
1677
1678   *direction = 0;
1679   *writeback = 0;
1680   *ret = 0;
1681
1682   /* Check for --.  */
1683   if (strncmp (str, "--", 2) == 0)
1684     {
1685       str += 2;
1686       *direction -= 1;
1687     }
1688
1689   /* Extract the base register.  */
1690   if (*str != '(')
1691     {
1692       as_bad ("expected '(' before base register");
1693       return NULL;
1694     }
1695   str++;
1696   regname = str;
1697   str = strchr (str, ')');
1698   if (!str)
1699     {
1700       as_bad ("expected ')' after base register");
1701       return NULL;
1702     }
1703   *str = '\0';
1704   str++;
1705   reg = nios2_parse_reg (regname, REG_NORMAL);
1706   if (reg == NULL)
1707     return NULL;
1708
1709   /* Check for ++.  */
1710   if (strncmp (str, "++", 2) == 0)
1711     {
1712       str += 2;
1713       *direction += 1;
1714     }
1715
1716   /* Ensure that either -- or ++ is specified, but not both.  */
1717   if (*direction == 0)
1718     {
1719       as_bad ("invalid base register syntax");
1720       return NULL;;
1721     }
1722
1723   /* Check for options.  The tokenizer has replaced commas with spaces.  */
1724   while (*str)
1725     {
1726       while (*str == ' ')
1727         str++;
1728       if (strncmp (str, "writeback", 9) == 0)
1729         {
1730           *writeback = 1;
1731           str += 9;
1732         }
1733       else if (strncmp (str, "ret", 3) == 0)
1734         {
1735           *ret = 1;
1736           str += 3;
1737         }
1738       else if (*str)
1739         {
1740           as_bad ("invalid option syntax");
1741           return NULL;
1742         }
1743     }
1744
1745   return reg;
1746 }
1747
1748
1749 /* The various nios2_assemble_* functions call this
1750    function to generate an expression from a string representing an expression.
1751    It then tries to evaluate the expression, and if it can, returns its value.
1752    If not, it creates a new nios2_insn_relocS and stores the expression and 
1753    reloc_type for future use.  */
1754 static unsigned long
1755 nios2_assemble_expression (const char *exprstr,
1756                            nios2_insn_infoS *insn,
1757                            bfd_reloc_code_real_type orig_reloc_type,
1758                            unsigned int pcrel)
1759 {
1760   nios2_insn_relocS *reloc;
1761   char *saved_line_ptr;
1762   unsigned long value = 0;
1763   int i;
1764   bfd_reloc_code_real_type reloc_type = orig_reloc_type;
1765
1766   gas_assert (exprstr != NULL);
1767   gas_assert (insn != NULL);
1768
1769   /* Check for relocation operators.
1770      Change the relocation type and advance the ptr to the start of
1771      the expression proper. */
1772   for (i = 0; i < nios2_num_special_relocs; i++)
1773     if (strstr (exprstr, nios2_special_reloc[i].string) != NULL)
1774       {
1775         reloc_type = nios2_special_reloc[i].reloc_type;
1776         exprstr += strlen (nios2_special_reloc[i].string) + 1;
1777         
1778         /* %lo and %hiadj have different meanings for PC-relative
1779            expressions.  */
1780         if (pcrel)
1781           {
1782             if (reloc_type == BFD_RELOC_NIOS2_LO16)
1783               reloc_type = BFD_RELOC_NIOS2_PCREL_LO;
1784             if (reloc_type == BFD_RELOC_NIOS2_HIADJ16)
1785               reloc_type = BFD_RELOC_NIOS2_PCREL_HA;
1786           }
1787         
1788         break;
1789       }
1790
1791   /* No relocation allowed; we must have a constant expression.  */
1792   if (orig_reloc_type == BFD_RELOC_NONE)
1793     {
1794       expressionS exp;
1795
1796       /* Parse the expression string.  */
1797       saved_line_ptr = input_line_pointer;
1798       input_line_pointer = (char *) exprstr;
1799       expression (&exp);
1800       input_line_pointer = saved_line_ptr;
1801
1802       /* If we don't have a constant, give an error.  */
1803       if (reloc_type != orig_reloc_type || exp.X_op != O_constant)
1804         as_bad (_("expression must be constant"));
1805       else
1806         value = exp.X_add_number;
1807       return (unsigned long) value;
1808     }
1809
1810   /* We potentially have a relocation.  */
1811   reloc = nios2_insn_reloc_new (reloc_type, pcrel);
1812   reloc->reloc_next = insn->insn_reloc;
1813   insn->insn_reloc = reloc;
1814
1815   /* Parse the expression string.  */
1816   saved_line_ptr = input_line_pointer;
1817   input_line_pointer = (char *) exprstr;
1818   expression (&reloc->reloc_expression);
1819   input_line_pointer = saved_line_ptr;
1820
1821   /* This is redundant as the fixup will put this into
1822      the instruction, but it is included here so that
1823      self-test mode (-r) works.  */
1824   if (nios2_mode == NIOS2_MODE_TEST
1825       && reloc->reloc_expression.X_op == O_constant)
1826     value = reloc->reloc_expression.X_add_number;
1827
1828   return (unsigned long) value;
1829 }
1830
1831 /* Encode a 3-bit register number, giving an error if this is not possible.  */
1832 static unsigned int
1833 nios2_assemble_reg3 (const char *token)
1834 {
1835   struct nios2_reg *reg = nios2_parse_reg (token, REG_3BIT);
1836   int j;
1837
1838   if (reg == NULL)
1839     return 0;
1840
1841   for (j = 0; j < nios2_num_r2_reg3_mappings; j++)
1842     if (nios2_r2_reg3_mappings[j] == reg->index)
1843       return j;
1844
1845   /* Should never get here if we passed validation.  */
1846   as_bad (_("invalid register %s"), token);
1847   return 0;
1848 }
1849
1850 /* Argument assemble functions.  */
1851
1852
1853 /* Control register index.  */
1854 static void 
1855 nios2_assemble_arg_c (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
1856 {
1857   struct nios2_reg *reg = nios2_parse_reg (token, REG_CONTROL);
1858   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
1859
1860   if (reg == NULL)
1861     return;
1862
1863   switch (op->format)
1864     {
1865     case iw_r_type:
1866       insn->insn_code |= SET_IW_R_IMM5 (reg->index);
1867       break;
1868     case iw_F3X6L5_type:
1869       insn->insn_code |= SET_IW_F3X6L5_IMM5 (reg->index);
1870       break;
1871     default:
1872       bad_opcode (op);
1873     }
1874 }
1875
1876 /* Destination register.  */
1877 static void 
1878 nios2_assemble_arg_d (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
1879 {
1880   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
1881   unsigned long regtype = REG_NORMAL;
1882   struct nios2_reg *reg;
1883
1884   if (op->format == iw_custom_type || op->format == iw_F3X8_type)
1885     regtype |= REG_COPROCESSOR;
1886   reg = nios2_parse_reg (token, regtype);
1887   if (reg == NULL)
1888     return;
1889
1890   switch (op->format)
1891     {
1892     case iw_r_type:
1893       insn->insn_code |= SET_IW_R_C (reg->index);
1894       break;
1895     case iw_custom_type:
1896       insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_C (reg->index);
1897       if (reg->regtype & REG_COPROCESSOR)
1898         insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_READC (0);
1899       else
1900         insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_READC (1);
1901       break;
1902     case iw_F3X6L5_type:
1903     case iw_F3X6_type:
1904       insn->insn_code |= SET_IW_F3X6L5_C (reg->index);
1905       break;
1906     case iw_F3X8_type:
1907       insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_C (reg->index);
1908       if (reg->regtype & REG_COPROCESSOR)
1909         insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_READC (0);
1910       else
1911         insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_READC (1);
1912       break;
1913     case iw_F2_type:
1914       insn->insn_code |= SET_IW_F2_B (reg->index);
1915       break;
1916     default:
1917       bad_opcode (op);
1918     }
1919 }
1920
1921 /* Source register 1.  */
1922 static void 
1923 nios2_assemble_arg_s (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
1924 {
1925   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
1926   unsigned long regtype = REG_NORMAL;
1927   struct nios2_reg *reg;
1928
1929   if (op->format == iw_custom_type || op->format == iw_F3X8_type)
1930     regtype |= REG_COPROCESSOR;
1931   reg = nios2_parse_reg (token, regtype);
1932   if (reg == NULL)
1933     return;
1934
1935   switch (op->format)
1936     {
1937     case iw_r_type:
1938       if (op->match == MATCH_R1_JMP && reg->index == 31)
1939         as_bad (_("r31 cannot be used with jmp; use ret instead"));
1940       insn->insn_code |= SET_IW_R_A (reg->index);
1941       break;
1942     case iw_i_type:
1943       insn->insn_code |= SET_IW_I_A (reg->index);
1944       break;
1945     case iw_custom_type:
1946       insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_A (reg->index);
1947       if (reg->regtype & REG_COPROCESSOR)
1948         insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_READA (0);
1949       else
1950         insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_READA (1);
1951       break;
1952     case iw_F2I16_type:
1953       insn->insn_code |= SET_IW_F2I16_A (reg->index);
1954       break;
1955     case iw_F2X4I12_type:
1956       insn->insn_code |= SET_IW_F2X4I12_A (reg->index);
1957       break;
1958     case iw_F1X4I12_type:
1959       insn->insn_code |= SET_IW_F1X4I12_A (reg->index);
1960       break;
1961     case iw_F1X4L17_type:
1962       insn->insn_code |= SET_IW_F1X4L17_A (reg->index);
1963       break;
1964     case iw_F3X6L5_type:
1965     case iw_F3X6_type:
1966       if (op->match == MATCH_R2_JMP && reg->index == 31)
1967         as_bad (_("r31 cannot be used with jmp; use ret instead"));
1968       insn->insn_code |= SET_IW_F3X6L5_A (reg->index);
1969       break;
1970     case iw_F2X6L10_type:
1971       insn->insn_code |= SET_IW_F2X6L10_A (reg->index);
1972       break;
1973     case iw_F3X8_type:
1974       insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_A (reg->index);
1975       if (reg->regtype & REG_COPROCESSOR)
1976         insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_READA (0);
1977       else
1978         insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_READA (1);
1979       break;
1980     case iw_F1X1_type:
1981       if (op->match == MATCH_R2_JMPR_N && reg->index == 31)
1982         as_bad (_("r31 cannot be used with jmpr.n; use ret.n instead"));
1983       insn->insn_code |= SET_IW_F1X1_A (reg->index);
1984       break;
1985     case iw_F1I5_type:
1986       /* Implicit stack pointer reference.  */
1987       if (reg->index != 27)
1988         as_bad (_("invalid register %s"), token);
1989       break;
1990     case iw_F2_type:
1991       insn->insn_code |= SET_IW_F2_A (reg->index);
1992       break;
1993     default:
1994       bad_opcode (op);
1995     }
1996 }
1997
1998 /* Source register 2.  */
1999 static void 
2000 nios2_assemble_arg_t (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2001 {
2002   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2003   unsigned long regtype = REG_NORMAL;
2004   struct nios2_reg *reg;
2005
2006   if (op->format == iw_custom_type || op->format == iw_F3X8_type)
2007     regtype |= REG_COPROCESSOR;
2008   reg = nios2_parse_reg (token, regtype);
2009   if (reg == NULL)
2010     return;
2011
2012   switch (op->format)
2013     {
2014     case iw_r_type:
2015       insn->insn_code |= SET_IW_R_B (reg->index);
2016       break;
2017     case iw_i_type:
2018       insn->insn_code |= SET_IW_I_B (reg->index);
2019       break;
2020     case iw_custom_type:
2021       insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_B (reg->index);
2022       if (reg->regtype & REG_COPROCESSOR)
2023         insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_READB (0);
2024       else
2025         insn->insn_code |= SET_IW_CUSTOM_READB (1);
2026       break;
2027     case iw_F2I16_type:
2028       insn->insn_code |= SET_IW_F2I16_B (reg->index);
2029       break;
2030     case iw_F2X4I12_type:
2031       insn->insn_code |= SET_IW_F2X4I12_B (reg->index);
2032       break;
2033     case iw_F3X6L5_type:
2034     case iw_F3X6_type:
2035       insn->insn_code |= SET_IW_F3X6L5_B (reg->index);
2036       break;
2037     case iw_F2X6L10_type:
2038       insn->insn_code |= SET_IW_F2X6L10_B (reg->index);
2039       break;
2040     case iw_F3X8_type:
2041       insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_B (reg->index);
2042       if (reg->regtype & REG_COPROCESSOR)
2043         insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_READB (0);
2044       else
2045         insn->insn_code |= SET_IW_F3X8_READB (1);
2046       break;
2047     case iw_F1I5_type:
2048       insn->insn_code |= SET_IW_F1I5_B (reg->index);
2049       break;
2050     case iw_F2_type:
2051       insn->insn_code |= SET_IW_F2_B (reg->index);
2052       break;
2053     case iw_T1X1I6_type:
2054       /* Implicit zero register reference.  */
2055       if (reg->index != 0)
2056         as_bad (_("invalid register %s"), token);
2057       break;
2058
2059     default:
2060       bad_opcode (op);
2061     }
2062 }
2063
2064 /* Destination register w/3-bit encoding.  */
2065 static void 
2066 nios2_assemble_arg_D (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2067 {
2068   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2069   int reg = nios2_assemble_reg3 (token);
2070   
2071   switch (op->format)
2072     {
2073     case iw_T1I7_type:
2074       insn->insn_code |= SET_IW_T1I7_A3 (reg);
2075       break;
2076     case iw_T2X1L3_type:
2077       insn->insn_code |= SET_IW_T2X1L3_B3 (reg);
2078       break;
2079     case iw_T2X1I3_type:
2080       insn->insn_code |= SET_IW_T2X1I3_B3 (reg);
2081       break;
2082     case iw_T3X1_type:
2083       insn->insn_code |= SET_IW_T3X1_C3 (reg);
2084       break;
2085     case iw_T2X3_type:
2086       /* Some instructions using this encoding take 3 register arguments,
2087          requiring the destination register to be the same as the first
2088          source register.  */
2089       if (op->num_args == 3)
2090         insn->insn_code |= SET_IW_T2X3_A3 (reg);
2091       else
2092         insn->insn_code |= SET_IW_T2X3_B3 (reg);
2093       break;
2094     default:
2095       bad_opcode (op);
2096     }
2097 }
2098
2099 /* Source register w/3-bit encoding.  */
2100 static void 
2101 nios2_assemble_arg_S (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2102 {
2103   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2104   int reg = nios2_assemble_reg3 (token);
2105   
2106   switch (op->format)
2107     {
2108     case iw_T1I7_type:
2109       insn->insn_code |= SET_IW_T1I7_A3 (reg);
2110       break;
2111     case iw_T2I4_type:
2112       insn->insn_code |= SET_IW_T2I4_A3 (reg);
2113       break;
2114     case iw_T2X1L3_type:
2115       insn->insn_code |= SET_IW_T2X1L3_A3 (reg);
2116       break;
2117     case iw_T2X1I3_type:
2118       insn->insn_code |= SET_IW_T2X1I3_A3 (reg);
2119       break;
2120     case iw_T3X1_type:
2121       insn->insn_code |= SET_IW_T3X1_A3 (reg);
2122       break;
2123     case iw_T2X3_type:
2124       /* Some instructions using this encoding take 3 register arguments,
2125          requiring the destination register to be the same as the first
2126          source register.  */
2127       if (op->num_args == 3)
2128         {
2129           int dreg = GET_IW_T2X3_A3 (insn->insn_code);
2130           if (dreg != reg)
2131             as_bad ("source and destination registers must be the same");
2132         }
2133       else
2134         insn->insn_code |= SET_IW_T2X3_A3 (reg);
2135       break;
2136     case iw_T1X1I6_type:
2137       insn->insn_code |= SET_IW_T1X1I6_A3 (reg);
2138       break;
2139     default:
2140       bad_opcode (op);
2141     }
2142 }
2143
2144 /* Source register 2 w/3-bit encoding.  */
2145 static void 
2146 nios2_assemble_arg_T (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2147 {
2148   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2149   int reg = nios2_assemble_reg3 (token);
2150   
2151   switch (op->format)
2152     {
2153     case iw_T2I4_type:
2154       insn->insn_code |= SET_IW_T2I4_B3 (reg);
2155       break;
2156     case iw_T3X1_type:
2157       insn->insn_code |= SET_IW_T3X1_B3 (reg);
2158       break;
2159     case iw_T2X3_type:
2160       insn->insn_code |= SET_IW_T2X3_B3 (reg);
2161       break;
2162     default:
2163       bad_opcode (op);
2164     }
2165 }
2166
2167 /* 16-bit signed immediate.  */
2168 static void 
2169 nios2_assemble_arg_i (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2170 {
2171   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2172   unsigned int val;
2173
2174   switch (op->format)
2175     {
2176     case iw_i_type:
2177       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2178                                        BFD_RELOC_NIOS2_S16, 0);
2179       insn->constant_bits |= SET_IW_I_IMM16 (val);
2180       break;
2181     case iw_F2I16_type:
2182       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2183                                        BFD_RELOC_NIOS2_S16, 0);
2184       insn->constant_bits |= SET_IW_F2I16_IMM16 (val);
2185       break;
2186     default:
2187       bad_opcode (op);
2188     }
2189 }
2190
2191 /* 12-bit signed immediate.  */
2192 static void 
2193 nios2_assemble_arg_I (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2194 {
2195   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2196   unsigned int val;
2197
2198   switch (op->format)
2199     {
2200     case iw_F2X4I12_type:
2201       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2202                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_S12, 0);
2203       insn->constant_bits |= SET_IW_F2X4I12_IMM12 (val);
2204       break;
2205     case iw_F1X4I12_type:
2206       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2207                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_S12, 0);
2208       insn->constant_bits |= SET_IW_F2X4I12_IMM12 (val);
2209       break;
2210     default:
2211       bad_opcode (op);
2212     }
2213 }
2214
2215 /* 16-bit unsigned immediate.  */
2216 static void 
2217 nios2_assemble_arg_u (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2218 {
2219   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2220   unsigned int val;
2221
2222   switch (op->format)
2223     {
2224     case iw_i_type:
2225       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2226                                        BFD_RELOC_NIOS2_U16, 0);
2227       insn->constant_bits |= SET_IW_I_IMM16 (val);
2228       break;
2229     case iw_F2I16_type:
2230       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2231                                        BFD_RELOC_NIOS2_U16, 0);
2232       insn->constant_bits |= SET_IW_F2I16_IMM16 (val);
2233       break;
2234     default:
2235       bad_opcode (op);
2236     }
2237 }
2238
2239 /* 7-bit unsigned immediate with 2-bit shift.  */
2240 static void 
2241 nios2_assemble_arg_U (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2242 {
2243   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2244   unsigned int val;
2245
2246   switch (op->format)
2247     {
2248     case iw_T1I7_type:
2249       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2250                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1I7_2, 0);
2251       insn->constant_bits |= SET_IW_T1I7_IMM7 (val >> 2);
2252       break;
2253     case iw_X1I7_type:
2254       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2255                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_X1I7_2, 0);
2256       insn->constant_bits |= SET_IW_X1I7_IMM7 (val >> 2);
2257       break;
2258     default:
2259       bad_opcode (op);
2260     }
2261 }
2262
2263 /* 5-bit unsigned immediate with 2-bit shift.  */
2264 static void 
2265 nios2_assemble_arg_V (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2266 {
2267   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2268   unsigned int val;
2269
2270   switch (op->format)
2271     {
2272     case iw_F1I5_type:
2273       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2274                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_F1I5_2, 0);
2275       insn->constant_bits |= SET_IW_F1I5_IMM5 (val >> 2);
2276       break;
2277     default:
2278       bad_opcode (op);
2279     }
2280 }
2281
2282 /* 4-bit unsigned immediate with 2-bit shift.  */
2283 static void 
2284 nios2_assemble_arg_W (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2285 {
2286   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2287   unsigned int val;
2288
2289   switch (op->format)
2290     {
2291     case iw_T2I4_type:
2292       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2293                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_T2I4_2, 0);
2294       insn->constant_bits |= SET_IW_T2I4_IMM4 (val >> 2);
2295       break;
2296     case iw_L5I4X1_type:
2297       /* This argument is optional for push.n/pop.n, and defaults to 
2298          zero if unspecified.  */
2299       if (token == NULL)
2300         return;
2301
2302       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2303                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_L5I4X1, 0);
2304       insn->constant_bits |= SET_IW_L5I4X1_IMM4 (val >> 2);
2305       break;
2306     default:
2307       bad_opcode (op);
2308     }
2309 }
2310
2311 /* 4-bit unsigned immediate with 1-bit shift.  */
2312 static void 
2313 nios2_assemble_arg_X (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2314 {
2315   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2316   unsigned int val;
2317
2318   switch (op->format)
2319     {
2320     case iw_T2I4_type:
2321       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2322                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_T2I4_1, 0);
2323       insn->constant_bits |= SET_IW_T2I4_IMM4 (val >> 1);
2324       break;
2325     default:
2326       bad_opcode (op);
2327     }
2328 }
2329
2330 /* 4-bit unsigned immediate without shift.  */
2331 static void 
2332 nios2_assemble_arg_Y (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2333 {
2334   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2335   unsigned int val;
2336
2337   switch (op->format)
2338     {
2339     case iw_T2I4_type:
2340       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2341                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_T2I4, 0);
2342       insn->constant_bits |= SET_IW_T2I4_IMM4 (val);
2343       break;
2344     default:
2345       bad_opcode (op);
2346     }
2347 }
2348
2349
2350 /* 16-bit signed immediate address offset.  */
2351 static void 
2352 nios2_assemble_arg_o (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2353 {
2354   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2355   unsigned int val;
2356
2357   switch (op->format)
2358     {
2359     case iw_i_type:
2360       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2361                                        BFD_RELOC_16_PCREL, 1);
2362       insn->constant_bits |= SET_IW_I_IMM16 (val);
2363       break;
2364     case iw_F2I16_type:
2365       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2366                                        BFD_RELOC_16_PCREL, 1);
2367       insn->constant_bits |= SET_IW_F2I16_IMM16 (val);
2368       break;
2369     default:
2370       bad_opcode (op);
2371     }
2372 }
2373
2374 /* 10-bit signed address offset with 1-bit shift.  */
2375 static void 
2376 nios2_assemble_arg_O (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2377 {
2378   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2379   unsigned int val;
2380
2381   switch (op->format)
2382     {
2383     case iw_I10_type:
2384       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2385                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_I10_1_PCREL, 1);
2386       insn->constant_bits |= SET_IW_I10_IMM10 (val >> 1);
2387       break;
2388     default:
2389       bad_opcode (op);
2390     }
2391 }
2392
2393 /* 7-bit signed address offset with 1-bit shift.  */
2394 static void 
2395 nios2_assemble_arg_P (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2396 {
2397   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2398   unsigned int val;
2399
2400   switch (op->format)
2401     {
2402     case iw_T1I7_type:
2403       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2404                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1I7_1_PCREL, 1);
2405       insn->constant_bits |= SET_IW_T1I7_IMM7 (val >> 1);
2406       break;
2407     default:
2408       bad_opcode (op);
2409     }
2410 }
2411
2412 /* 5-bit unsigned immediate.  */
2413 static void 
2414 nios2_assemble_arg_j (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2415 {
2416   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2417   unsigned int val;
2418
2419   switch (op->format)
2420     {
2421     case iw_r_type:
2422       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2423                                        BFD_RELOC_NIOS2_IMM5, 0);
2424       insn->constant_bits |= SET_IW_R_IMM5 (val);
2425       break;
2426     case iw_F3X6L5_type:
2427       if (op->match == MATCH_R2_ENI)
2428         /* Value must be constant 0 or 1.  */
2429         {
2430           val = nios2_assemble_expression (token, insn, BFD_RELOC_NONE, 0);
2431           if (val != 0 && val != 1)
2432             as_bad ("invalid eni argument %u", val);
2433           insn->insn_code |= SET_IW_F3X6L5_IMM5 (val);
2434         }
2435       else
2436         {
2437           val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2438                                            BFD_RELOC_NIOS2_IMM5, 0);
2439           insn->constant_bits |= SET_IW_F3X6L5_IMM5 (val);
2440         }
2441       break;
2442     case iw_F2X6L10_type:
2443       /* Only constant expression without relocation permitted for
2444          bit position.  */
2445       val = nios2_assemble_expression (token, insn, BFD_RELOC_NONE, 0);
2446       if (val > 31)
2447         as_bad ("invalid bit position %u", val);
2448       insn->insn_code |= SET_IW_F2X6L10_MSB (val);
2449       break;
2450     case iw_X2L5_type:
2451       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2452                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_X2L5, 0);
2453       insn->constant_bits |= SET_IW_X2L5_IMM5 (val);
2454       break;
2455     default:
2456       bad_opcode (op);
2457     }
2458 }
2459
2460 /* Second 5-bit unsigned immediate field.  */
2461 static void 
2462 nios2_assemble_arg_k (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2463 {
2464   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2465   unsigned int val;
2466
2467   switch (op->format)
2468     {
2469     case iw_F2X6L10_type:
2470       /* Only constant expression without relocation permitted for
2471          bit position.  */
2472       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2473                                        BFD_RELOC_NONE, 0);
2474       if (val > 31)
2475         as_bad ("invalid bit position %u", val);
2476       else if (GET_IW_F2X6L10_MSB (insn->insn_code) < val)
2477         as_bad ("MSB must be greater than or equal to LSB");
2478       insn->insn_code |= SET_IW_F2X6L10_LSB (val);
2479       break;
2480     default:
2481       bad_opcode (op);
2482     }
2483 }
2484
2485 /* 8-bit unsigned immediate.  */
2486 static void 
2487 nios2_assemble_arg_l (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2488 {
2489   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2490   unsigned int val;
2491
2492   switch (op->format)
2493     {
2494     case iw_custom_type:
2495       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2496                                        BFD_RELOC_NIOS2_IMM8, 0);
2497       insn->constant_bits |= SET_IW_CUSTOM_N (val);
2498       break;
2499     case iw_F3X8_type:
2500       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2501                                        BFD_RELOC_NIOS2_IMM8, 0);
2502       insn->constant_bits |= SET_IW_F3X8_N (val);
2503       break;
2504     default:
2505       bad_opcode (op);
2506     }
2507 }
2508
2509 /* 26-bit unsigned immediate.  */
2510 static void 
2511 nios2_assemble_arg_m (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2512 {
2513   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2514   unsigned int val;
2515
2516   switch (op->format)
2517     {
2518     case iw_j_type:
2519       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2520                                        (nios2_as_options.noat
2521                                         ? BFD_RELOC_NIOS2_CALL26_NOAT
2522                                         : BFD_RELOC_NIOS2_CALL26),
2523                                        0);
2524       insn->constant_bits |= SET_IW_J_IMM26 (val);
2525       break;
2526     case iw_L26_type:
2527       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2528                                        (nios2_as_options.noat
2529                                         ? BFD_RELOC_NIOS2_CALL26_NOAT
2530                                         : BFD_RELOC_NIOS2_CALL26),
2531                                        0);
2532       insn->constant_bits |= SET_IW_L26_IMM26 (val);
2533       break;
2534     default:
2535       bad_opcode (op);
2536     }
2537 }
2538
2539 /* 6-bit unsigned immediate with no shifting.  */
2540 static void 
2541 nios2_assemble_arg_M (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2542 {
2543   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2544   unsigned int val;
2545
2546   switch (op->format)
2547     {
2548     case iw_T1X1I6_type:
2549       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2550                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1X1I6, 0);
2551       insn->constant_bits |= SET_IW_T1X1I6_IMM6 (val);
2552       break;
2553     default:
2554       bad_opcode (op);
2555     }
2556 }
2557
2558 /* 6-bit unsigned immediate with 2-bit shift.  */
2559 static void 
2560 nios2_assemble_arg_N (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2561 {
2562   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2563   unsigned int val;
2564
2565   switch (op->format)
2566     {
2567     case iw_T1X1I6_type:
2568       val = nios2_assemble_expression (token, insn,
2569                                        BFD_RELOC_NIOS2_R2_T1X1I6_2, 0);
2570       insn->constant_bits |= SET_IW_T1X1I6_IMM6 (val >> 2);
2571       break;
2572     default:
2573       bad_opcode (op);
2574     }
2575 }
2576
2577
2578 /* Encoded enumeration for addi.n/subi.n.  */
2579 static void 
2580 nios2_assemble_arg_e (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2581 {
2582   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2583   unsigned int val;
2584   int i;
2585
2586   switch (op->format)
2587     {
2588     case iw_T2X1I3_type:
2589       val = nios2_assemble_expression (token, insn, BFD_RELOC_NONE, 0);
2590       for (i = 0; i < nios2_num_r2_asi_n_mappings; i++)
2591         if (val == nios2_r2_asi_n_mappings[i])
2592           break;
2593       if (i == nios2_num_r2_asi_n_mappings)
2594         {
2595           as_bad (_("Invalid constant operand %s"), token);
2596           return;
2597         }
2598       insn->insn_code |= SET_IW_T2X1I3_IMM3 ((unsigned)i);
2599       break;
2600     default:
2601       bad_opcode (op);
2602     }
2603 }
2604
2605 /* Encoded enumeration for slli.n/srli.n.  */
2606 static void 
2607 nios2_assemble_arg_f (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2608 {
2609   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2610   unsigned int val;
2611   int i;
2612
2613   switch (op->format)
2614     {
2615     case iw_T2X1L3_type:
2616       val = nios2_assemble_expression (token, insn, BFD_RELOC_NONE, 0);
2617       for (i = 0; i < nios2_num_r2_shi_n_mappings; i++)
2618         if (val == nios2_r2_shi_n_mappings[i])
2619           break;
2620       if (i == nios2_num_r2_shi_n_mappings)
2621         {
2622           as_bad (_("Invalid constant operand %s"), token);
2623           return;
2624         }
2625       insn->insn_code |= SET_IW_T2X1L3_SHAMT ((unsigned)i);
2626       break;
2627     default:
2628       bad_opcode (op);
2629     }
2630 }
2631
2632 /* Encoded enumeration for andi.n.  */
2633 static void 
2634 nios2_assemble_arg_g (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2635 {
2636   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2637   unsigned int val;
2638   int i;
2639
2640   switch (op->format)
2641     {
2642     case iw_T2I4_type:
2643       val = nios2_assemble_expression (token, insn, BFD_RELOC_NONE, 0);
2644       for (i = 0; i < nios2_num_r2_andi_n_mappings; i++)
2645         if (val == nios2_r2_andi_n_mappings[i])
2646           break;
2647       if (i == nios2_num_r2_andi_n_mappings)
2648         {
2649           as_bad (_("Invalid constant operand %s"), token);
2650           return;
2651         }
2652       insn->insn_code |= SET_IW_T2I4_IMM4 ((unsigned)i);
2653       break;
2654     default:
2655       bad_opcode (op);
2656     }
2657 }
2658
2659 /* Encoded enumeration for movi.n.  */
2660 static void 
2661 nios2_assemble_arg_h (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2662 {
2663   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2664   unsigned int val;
2665   int i;
2666
2667   switch (op->format)
2668     {
2669     case iw_T1I7_type:
2670       val = nios2_assemble_expression (token, insn, BFD_RELOC_NONE, 0);
2671       i = (signed) val;
2672       if ((signed) i == -1)
2673         val = 127;
2674       else if (i == -2)
2675         val = 126;
2676       else if (i == 0xff)
2677         val = 125;
2678       else if (i < 0 || i > 125)
2679         {
2680           as_bad (_("Invalid constant operand %s"), token);
2681           return;
2682         }
2683       insn->insn_code |= SET_IW_T1I7_IMM7 (val);
2684       break;
2685     default:
2686       bad_opcode (op);
2687     }
2688 }
2689
2690 /* Encoded REGMASK for ldwm/stwm or push.n/pop.n.  */
2691 static void 
2692 nios2_assemble_arg_R (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2693 {
2694   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2695   unsigned long mask;
2696   char *buf = strdup (token);
2697   unsigned long reglist = nios2_parse_reglist (buf, op);
2698   free (buf);
2699
2700   if (reglist == 0)
2701     return;
2702
2703   switch (op->format)
2704     {
2705     case iw_F1X4L17_type:
2706       /* Encoding for ldwm/stwm.  */
2707       if (reglist & 0x00003ffc)
2708         mask = reglist >> 2;
2709       else
2710         {
2711           insn->insn_code |= SET_IW_F1X4L17_RS (1);
2712           mask = (reglist & 0x00ffc000) >> 14;
2713           if (reglist & (1 << 28))
2714             mask |= 1 << 10;
2715           if (reglist & (1 << 31))
2716             mask |= 1 << 11;
2717         }
2718       insn->insn_code |= SET_IW_F1X4L17_REGMASK (mask);
2719       break;
2720
2721     case iw_L5I4X1_type:
2722       /* Encoding for push.n/pop.n.  */
2723       if (reglist & (1 << 28))
2724         insn->insn_code |= SET_IW_L5I4X1_FP (1);
2725       mask = reglist & 0x00ff0000;
2726       if (mask)
2727         {
2728           int i;
2729
2730           for (i = 0; i < nios2_num_r2_reg_range_mappings; i++)
2731             if (nios2_r2_reg_range_mappings[i] == mask)
2732               break;
2733           if (i == nios2_num_r2_reg_range_mappings)
2734             {
2735               as_bad ("invalid reglist");
2736               return;
2737             }
2738           insn->insn_code |= SET_IW_L5I4X1_REGRANGE (i);
2739           insn->insn_code |= SET_IW_L5I4X1_CS (1);
2740         }
2741       break;
2742         
2743     default:
2744       bad_opcode (op);
2745     }
2746 }
2747
2748 /* Base register for ldwm/stwm.  */
2749 static void 
2750 nios2_assemble_arg_B (const char *token, nios2_insn_infoS *insn)
2751 {
2752   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2753   int direction, writeback, ret;
2754   char *str = strdup (token);
2755   struct nios2_reg *reg
2756     = nios2_parse_base_register (str, &direction, &writeback, &ret);
2757
2758   free (str);
2759   if (!reg)
2760     return;
2761
2762   switch (op->format)
2763     {
2764     case iw_F1X4L17_type:
2765       /* For ldwm, check to see if the base register is already inside the 
2766          register list.  */
2767       if (op->match == MATCH_R2_LDWM
2768           && (nios2_reglist_mask & (1 << reg->index)))
2769         {
2770           as_bad ("invalid base register; %s is inside the reglist", reg->name);
2771           return;
2772         }
2773
2774       /* For stwm, ret option is not allowed.  */
2775       if (op->match == MATCH_R2_STWM && ret)
2776         {
2777           as_bad ("invalid option syntax");
2778           return;
2779         }
2780
2781       /* Check that the direction matches the ordering of the reglist.  */
2782       if (nios2_reglist_dir && direction != nios2_reglist_dir)
2783         {
2784           as_bad ("reglist order does not match increment/decrement mode");
2785           return;
2786         }
2787
2788       insn->insn_code |= SET_IW_F1X4L17_A (reg->index);
2789       if (direction > 0)
2790         insn->insn_code |= SET_IW_F1X4L17_ID (1);
2791       if (writeback)
2792         insn->insn_code |= SET_IW_F1X4L17_WB (1);
2793       if (ret)
2794         insn->insn_code |= SET_IW_F1X4L17_PC (1);
2795       break;
2796
2797     default:
2798       bad_opcode (op);
2799     }
2800 }
2801
2802 static void
2803 nios2_assemble_args (nios2_insn_infoS *insn)
2804 {
2805   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
2806   const char *argptr;
2807   unsigned int tokidx, ntok;
2808
2809   /* Make sure there are enough arguments.  */
2810   ntok = (op->pinfo & NIOS2_INSN_OPTARG) ? op->num_args - 1 : op->num_args;
2811   for (tokidx = 1; tokidx <= ntok; tokidx++)
2812     if (insn->insn_tokens[tokidx] == NULL)
2813       {
2814         as_bad ("missing argument");
2815         return;
2816       }
2817
2818   for (argptr = op->args, tokidx = 1;
2819        *argptr && insn->insn_tokens[tokidx];
2820        argptr++)
2821     switch (*argptr)
2822       {
2823       case ',':
2824       case '(':
2825       case ')':
2826         break;
2827
2828       case 'c':
2829         nios2_assemble_arg_c (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2830         break;
2831         
2832       case 'd':
2833         nios2_assemble_arg_d (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2834         break;
2835         
2836       case 's':
2837         nios2_assemble_arg_s (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2838         break;
2839         
2840       case 't':
2841         nios2_assemble_arg_t (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2842         break;
2843         
2844       case 'D':
2845         nios2_assemble_arg_D (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2846         break;
2847         
2848       case 'S':
2849         nios2_assemble_arg_S (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2850         break;
2851         
2852       case 'T':
2853         nios2_assemble_arg_T (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2854         break;
2855         
2856       case 'i':
2857         nios2_assemble_arg_i (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2858         break;
2859         
2860       case 'I':
2861         nios2_assemble_arg_I (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2862         break;
2863         
2864       case 'u':
2865         nios2_assemble_arg_u (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2866         break;
2867         
2868       case 'U':
2869         nios2_assemble_arg_U (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2870         break;
2871         
2872       case 'V':
2873         nios2_assemble_arg_V (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2874         break;
2875         
2876       case 'W':
2877         nios2_assemble_arg_W (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2878         break;
2879         
2880       case 'X':
2881         nios2_assemble_arg_X (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2882         break;
2883         
2884       case 'Y':
2885         nios2_assemble_arg_Y (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2886         break;
2887         
2888       case 'o':
2889         nios2_assemble_arg_o (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2890         break;
2891         
2892       case 'O':
2893         nios2_assemble_arg_O (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2894         break;
2895         
2896       case 'P':
2897         nios2_assemble_arg_P (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2898         break;
2899
2900       case 'j':
2901         nios2_assemble_arg_j (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2902         break;
2903         
2904       case 'k':
2905         nios2_assemble_arg_k (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2906         break;
2907         
2908       case 'l':
2909         nios2_assemble_arg_l (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2910         break;
2911         
2912       case 'm':
2913         nios2_assemble_arg_m (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2914         break;
2915
2916       case 'M':
2917         nios2_assemble_arg_M (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2918         break;
2919
2920       case 'N':
2921         nios2_assemble_arg_N (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2922         break;
2923
2924       case 'e':
2925         nios2_assemble_arg_e (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2926         break;
2927         
2928       case 'f':
2929         nios2_assemble_arg_f (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2930         break;
2931         
2932       case 'g':
2933         nios2_assemble_arg_g (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2934         break;
2935         
2936       case 'h':
2937         nios2_assemble_arg_h (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2938         break;
2939         
2940       case 'R':
2941         nios2_assemble_arg_R (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2942         break;
2943
2944       case 'B':
2945         nios2_assemble_arg_B (insn->insn_tokens[tokidx++], insn);
2946         break;
2947
2948       default:
2949         bad_opcode (op);
2950         break;
2951       }
2952
2953   /* Perform argument checking.  */  
2954   nios2_check_assembly (insn->insn_code | insn->constant_bits,
2955                         insn->insn_tokens[tokidx]);
2956 }
2957
2958
2959 /* The function consume_arg takes a pointer into a string
2960    of instruction tokens (args) and a pointer into a string
2961    representing the expected sequence of tokens and separators.
2962    It checks whether the first argument in argstr is of the
2963    expected type, throwing an error if it is not, and returns
2964    the pointer argstr.  */
2965 static char *
2966 nios2_consume_arg (char *argstr, const char *parsestr)
2967 {
2968   char *temp;
2969   
2970   switch (*parsestr)
2971     {
2972     case 'c':
2973     case 'd':
2974     case 's':
2975     case 't':
2976     case 'D':
2977     case 'S':
2978     case 'T':
2979       break;
2980
2981     case 'i':
2982     case 'u':
2983       if (*argstr == '%')
2984         {
2985           if (nios2_special_relocation_p (argstr))
2986             {
2987               /* We zap the parentheses because we don't want them confused
2988                  with separators.  */
2989               temp = strchr (argstr, '(');
2990               if (temp != NULL)
2991                 *temp = ' ';
2992               temp = strchr (argstr, ')');
2993               if (temp != NULL)
2994                 *temp = ' ';
2995             }
2996           else
2997             as_bad (_("badly formed expression near %s"), argstr);
2998         }
2999       break;
3000     case 'm':
3001     case 'j':
3002     case 'k':
3003     case 'l':
3004     case 'I':
3005     case 'U':
3006     case 'V':
3007     case 'W':
3008     case 'X':
3009     case 'Y':
3010     case 'O':
3011     case 'P':
3012     case 'e':
3013     case 'f':
3014     case 'g':
3015     case 'h':
3016     case 'M':
3017     case 'N':
3018       
3019       /* We can't have %hi, %lo or %hiadj here.  */
3020       if (*argstr == '%')
3021         as_bad (_("badly formed expression near %s"), argstr);
3022       break;
3023
3024     case 'R':
3025       /* Register list for ldwm/stwm or push.n/pop.n.  Replace the commas
3026          in the list with spaces so we don't confuse them with separators.  */
3027       if (*argstr != '{')
3028         {
3029           as_bad ("missing '{' in register list");
3030           break;
3031         }
3032       for (temp = argstr + 1; *temp; temp++)
3033         {
3034           if (*temp == '}')
3035             break;
3036           else if (*temp == ',')
3037             *temp = ' ';
3038         }
3039       if (!*temp)
3040         {
3041           as_bad ("missing '}' in register list");
3042           break;
3043         }
3044       break;
3045
3046     case 'B':
3047       /* Base register and options for ldwm/stwm.  This is the final argument
3048          and consumes the rest of the argument string; replace commas
3049          with spaces so that the token splitter doesn't think they are
3050          separate arguments.  */
3051       for (temp = argstr; *temp; temp++)
3052         if (*temp == ',')
3053           *temp = ' ';
3054       break;
3055
3056     case 'o':
3057     case 'E':
3058       break;
3059     default:
3060       BAD_CASE (*parsestr);
3061       break;
3062     }
3063
3064   return argstr;
3065 }
3066
3067 /* The function consume_separator takes a pointer into a string
3068    of instruction tokens (args) and a pointer into a string representing
3069    the expected sequence of tokens and separators.  It finds the first
3070    instance of the character pointed to by separator in argstr, and
3071    returns a pointer to the next element of argstr, which is the
3072    following token in the sequence.  */
3073 static char *
3074 nios2_consume_separator (char *argstr, const char *separator)
3075 {
3076   char *p;
3077
3078   /* If we have a opcode reg, expr(reg) type instruction, and
3079    * we are separating the expr from the (reg), we find the last
3080    * (, just in case the expression has parentheses.  */
3081
3082   if (*separator == '(')
3083     p = strrchr (argstr, *separator);
3084   else
3085     p = strchr (argstr, *separator);
3086
3087   if (p != NULL)
3088     *p++ = 0;
3089   return p;
3090 }
3091
3092 /* The principal argument parsing function which takes a string argstr
3093    representing the instruction arguments for insn, and extracts the argument
3094    tokens matching parsestr into parsed_args.  */
3095 static void
3096 nios2_parse_args (nios2_insn_infoS *insn, char *argstr,
3097                   const char *parsestr, char **parsed_args)
3098 {
3099   char *p;
3100   char *end = NULL;
3101   int i;
3102   p = argstr;
3103   i = 0;
3104   bfd_boolean terminate = FALSE;
3105   
3106   /* This rest of this function is it too fragile and it mostly works,
3107      therefore special case this one.  */
3108   if (*parsestr == 0 && argstr != 0)
3109     {
3110       as_bad (_("too many arguments"));
3111       parsed_args[0] = NULL;
3112       return;
3113     }
3114   
3115   while (p != NULL && !terminate && i < NIOS2_MAX_INSN_TOKENS)
3116     {
3117       parsed_args[i] = nios2_consume_arg (p, parsestr);
3118       ++parsestr;
3119       while (*parsestr == '(' || *parsestr == ')' || *parsestr == ',')
3120         {
3121           char *context = p;
3122           p = nios2_consume_separator (p, parsestr);
3123           /* Check for missing separators.  */
3124           if (!p && !(insn->insn_nios2_opcode->pinfo & NIOS2_INSN_OPTARG))
3125             {
3126               as_bad (_("expecting %c near %s"), *parsestr, context);
3127               break;
3128             }
3129           ++parsestr;
3130         }
3131
3132       if (*parsestr == '\0')
3133         {
3134           /* Check that the argument string has no trailing arguments.  */
3135           end = strpbrk (p, ",");
3136           if (end != NULL)
3137             as_bad (_("too many arguments"));
3138         }
3139
3140       if (*parsestr == '\0' || (p != NULL && *p == '\0'))
3141         terminate = TRUE;
3142       ++i;
3143     }
3144
3145   parsed_args[i] = NULL;
3146 }
3147
3148
3149 \f
3150 /** Support for pseudo-op parsing.  These are macro-like opcodes that
3151     expand into real insns by suitable fiddling with the operands.  */
3152
3153 /* Append the string modifier to the string contained in the argument at
3154    parsed_args[ndx].  */
3155 static void
3156 nios2_modify_arg (char **parsed_args, const char *modifier,
3157                   int unused ATTRIBUTE_UNUSED, int ndx)
3158 {
3159   char *tmp = parsed_args[ndx];
3160
3161   parsed_args[ndx]
3162     = (char *) malloc (strlen (parsed_args[ndx]) + strlen (modifier) + 1);
3163   strcpy (parsed_args[ndx], tmp);
3164   strcat (parsed_args[ndx], modifier);
3165 }
3166
3167 /* Modify parsed_args[ndx] by negating that argument.  */
3168 static void
3169 nios2_negate_arg (char **parsed_args, const char *modifier ATTRIBUTE_UNUSED,
3170                   int unused ATTRIBUTE_UNUSED, int ndx)
3171 {
3172   char *tmp = parsed_args[ndx];
3173
3174   parsed_args[ndx]
3175     = (char *) malloc (strlen ("~(") + strlen (parsed_args[ndx]) +
3176                        strlen (")+1") + 1);
3177
3178   strcpy (parsed_args[ndx], "~(");
3179   strcat (parsed_args[ndx], tmp);
3180   strcat (parsed_args[ndx], ")+1");
3181 }
3182
3183 /* The function nios2_swap_args swaps the pointers at indices index_1 and
3184    index_2 in the array parsed_args[] - this is used for operand swapping
3185    for comparison operations.  */
3186 static void
3187 nios2_swap_args (char **parsed_args, const char *unused ATTRIBUTE_UNUSED,
3188                  int index_1, int index_2)
3189 {
3190   char *tmp;
3191   gas_assert (index_1 < NIOS2_MAX_INSN_TOKENS
3192               && index_2 < NIOS2_MAX_INSN_TOKENS);
3193   tmp = parsed_args[index_1];
3194   parsed_args[index_1] = parsed_args[index_2];
3195   parsed_args[index_2] = tmp;
3196 }
3197
3198 /* This function appends the string appnd to the array of strings in
3199    parsed_args num times starting at index start in the array.  */
3200 static void
3201 nios2_append_arg (char **parsed_args, const char *appnd, int num,
3202                   int start)
3203 {
3204   int i, count;
3205   char *tmp;
3206
3207   gas_assert ((start + num) < NIOS2_MAX_INSN_TOKENS);
3208
3209   if (nios2_mode == NIOS2_MODE_TEST)
3210     tmp = parsed_args[start];
3211   else
3212     tmp = NULL;
3213
3214   for (i = start, count = num; count > 0; ++i, --count)
3215     parsed_args[i] = (char *) appnd;
3216
3217   gas_assert (i == (start + num));
3218   parsed_args[i] = tmp;
3219   parsed_args[i + 1] = NULL;
3220 }
3221
3222 /* This function inserts the string insert num times in the array 
3223    parsed_args, starting at the index start.  */
3224 static void
3225 nios2_insert_arg (char **parsed_args, const char *insert, int num,
3226                   int start)
3227 {
3228   int i, count;
3229
3230   gas_assert ((start + num) < NIOS2_MAX_INSN_TOKENS);
3231
3232   /* Move the existing arguments up to create space.  */
3233   for (i = NIOS2_MAX_INSN_TOKENS; i - num >= start; --i)
3234     parsed_args[i] = parsed_args[i - num];
3235
3236   for (i = start, count = num; count > 0; ++i, --count)
3237     parsed_args[i] = (char *) insert;
3238 }
3239
3240 /* Cleanup function to free malloc'ed arg strings.  */
3241 static void
3242 nios2_free_arg (char **parsed_args, int num ATTRIBUTE_UNUSED, int start)
3243 {
3244   if (parsed_args[start])
3245     {
3246       free (parsed_args[start]);
3247       parsed_args[start] = NULL;
3248     }
3249 }
3250
3251 /* This function swaps the pseudo-op for a real op.  */
3252 static nios2_ps_insn_infoS*
3253 nios2_translate_pseudo_insn (nios2_insn_infoS *insn)
3254 {
3255
3256   nios2_ps_insn_infoS *ps_insn;
3257
3258   /* Find which real insn the pseudo-op transates to and
3259      switch the insn_info ptr to point to it.  */
3260   ps_insn = nios2_ps_lookup (insn->insn_nios2_opcode->name);
3261
3262   if (ps_insn != NULL)
3263     {
3264       insn->insn_nios2_opcode = nios2_opcode_lookup (ps_insn->insn);
3265       insn->insn_tokens[0] = insn->insn_nios2_opcode->name;
3266       /* Modify the args so they work with the real insn.  */
3267       ps_insn->arg_modifer_func ((char **) insn->insn_tokens,
3268                                  ps_insn->arg_modifier, ps_insn->num,
3269                                  ps_insn->index);
3270     }
3271   else
3272     /* we cannot recover from this.  */
3273     as_fatal (_("unrecognized pseudo-instruction %s"),
3274               insn->insn_nios2_opcode->name);
3275   return ps_insn;
3276 }
3277
3278 /* Invoke the cleanup handler for pseudo-insn ps_insn on insn.  */
3279 static void
3280 nios2_cleanup_pseudo_insn (nios2_insn_infoS *insn,
3281                            nios2_ps_insn_infoS *ps_insn)
3282 {
3283   if (ps_insn->arg_cleanup_func)
3284     (ps_insn->arg_cleanup_func) ((char **) insn->insn_tokens,
3285                                  ps_insn->num, ps_insn->index);
3286 }
3287
3288 const nios2_ps_insn_infoS nios2_ps_insn_info_structs[] = {
3289   /* pseudo-op, real-op, arg, arg_modifier_func, num, index, arg_cleanup_func */
3290   {"mov", "add", nios2_append_arg, "zero", 1, 3, NULL},
3291   {"movi", "addi", nios2_insert_arg, "zero", 1, 2, NULL},
3292   {"movhi", "orhi", nios2_insert_arg, "zero", 1, 2, NULL},
3293   {"movui", "ori", nios2_insert_arg, "zero", 1, 2, NULL},
3294   {"movia", "orhi", nios2_insert_arg, "zero", 1, 2, NULL},
3295   {"nop", "add", nios2_append_arg, "zero", 3, 1, NULL},
3296   {"bgt", "blt", nios2_swap_args, "", 1, 2, NULL},
3297   {"bgtu", "bltu", nios2_swap_args, "", 1, 2, NULL},
3298   {"ble", "bge", nios2_swap_args, "", 1, 2, NULL},
3299   {"bleu", "bgeu", nios2_swap_args, "", 1, 2, NULL},
3300   {"cmpgt", "cmplt", nios2_swap_args, "", 2, 3, NULL},
3301   {"cmpgtu", "cmpltu", nios2_swap_args, "", 2, 3, NULL},
3302   {"cmple", "cmpge", nios2_swap_args, "", 2, 3, NULL},
3303   {"cmpleu", "cmpgeu", nios2_swap_args, "", 2, 3, NULL},
3304   {"cmpgti", "cmpgei", nios2_modify_arg, "+1", 0, 3, nios2_free_arg},
3305   {"cmpgtui", "cmpgeui", nios2_modify_arg, "+1", 0, 3, nios2_free_arg},
3306   {"cmplei", "cmplti", nios2_modify_arg, "+1", 0, 3, nios2_free_arg},
3307   {"cmpleui", "cmpltui", nios2_modify_arg, "+1", 0, 3, nios2_free_arg},
3308   {"subi", "addi", nios2_negate_arg, "", 0, 3, nios2_free_arg},
3309   {"nop.n", "mov.n", nios2_append_arg, "zero", 2, 1, NULL}
3310   /* Add further pseudo-ops here.  */
3311 };
3312
3313 #define NIOS2_NUM_PSEUDO_INSNS \
3314         ((sizeof(nios2_ps_insn_info_structs)/ \
3315           sizeof(nios2_ps_insn_info_structs[0])))
3316 const int nios2_num_ps_insn_info_structs = NIOS2_NUM_PSEUDO_INSNS;
3317
3318 \f
3319 /** Assembler output support.  */
3320
3321 /* Output a normal instruction.  */
3322 static void
3323 output_insn (nios2_insn_infoS *insn)
3324 {
3325   char *f;
3326   nios2_insn_relocS *reloc; 
3327   f = frag_more (insn->insn_nios2_opcode->size);
3328   /* This allocates enough space for the instruction
3329      and puts it in the current frag.  */
3330   md_number_to_chars (f, insn->insn_code, insn->insn_nios2_opcode->size);
3331   /* Emit debug info.  */
3332   dwarf2_emit_insn (insn->insn_nios2_opcode->size);
3333   /* Create any fixups to be acted on later.  */
3334
3335   for (reloc = insn->insn_reloc; reloc != NULL; reloc = reloc->reloc_next)
3336     fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal,
3337                  insn->insn_nios2_opcode->size,
3338                  &reloc->reloc_expression, reloc->reloc_pcrel,
3339                  reloc->reloc_type);
3340 }
3341
3342 /* Output an unconditional branch.  */
3343 static void
3344 output_ubranch (nios2_insn_infoS *insn)
3345 {
3346   nios2_insn_relocS *reloc = insn->insn_reloc;
3347
3348   /* If the reloc is NULL, there was an error assembling the branch.  */
3349   if (reloc != NULL)
3350     {
3351       symbolS *symp = reloc->reloc_expression.X_add_symbol;
3352       offsetT offset = reloc->reloc_expression.X_add_number;
3353       char *f;
3354       bfd_boolean is_cdx = (insn->insn_nios2_opcode->size == 2);
3355
3356       /* Tag dwarf2 debug info to the address at the start of the insn.
3357          We must do it before frag_var() below closes off the frag.  */
3358       dwarf2_emit_insn (0);
3359
3360       /* We create a machine dependent frag which can grow
3361          to accommodate the largest possible instruction sequence
3362          this may generate.  */
3363       f = frag_var (rs_machine_dependent,
3364                     UBRANCH_MAX_SIZE, insn->insn_nios2_opcode->size,
3365                     (is_cdx ? CDX_UBRANCH_SUBTYPE (0) : UBRANCH_SUBTYPE (0)),
3366                     symp, offset, NULL);
3367
3368       md_number_to_chars (f, insn->insn_code, insn->insn_nios2_opcode->size);
3369
3370       /* We leave fixup generation to md_convert_frag.  */
3371     }
3372 }
3373
3374 /* Output a conditional branch.  */
3375 static void
3376 output_cbranch (nios2_insn_infoS *insn)
3377 {
3378   nios2_insn_relocS *reloc = insn->insn_reloc;
3379
3380   /* If the reloc is NULL, there was an error assembling the branch.  */
3381   if (reloc != NULL)
3382     {
3383       symbolS *symp = reloc->reloc_expression.X_add_symbol;
3384       offsetT offset = reloc->reloc_expression.X_add_number;
3385       char *f;
3386       bfd_boolean is_cdx = (insn->insn_nios2_opcode->size == 2);
3387
3388       /* Tag dwarf2 debug info to the address at the start of the insn.
3389          We must do it before frag_var() below closes off the frag.  */
3390       dwarf2_emit_insn (0);
3391
3392       /* We create a machine dependent frag which can grow
3393          to accommodate the largest possible instruction sequence
3394          this may generate.  */
3395       f = frag_var (rs_machine_dependent,
3396                     CBRANCH_MAX_SIZE, insn->insn_nios2_opcode->size,
3397                     (is_cdx ? CDX_CBRANCH_SUBTYPE (0) : CBRANCH_SUBTYPE (0)),
3398                     symp, offset, NULL);
3399
3400       md_number_to_chars (f, insn->insn_code, insn->insn_nios2_opcode->size);
3401
3402       /* We leave fixup generation to md_convert_frag.  */
3403     }
3404 }
3405
3406 /* Output a call sequence.  Since calls are not pc-relative for NIOS2,
3407    but are page-relative, we cannot tell at any stage in assembly
3408    whether a call will be out of range since a section may be linked
3409    at any address.  So if we are relaxing, we convert all call instructions
3410    to long call sequences, and rely on the linker to relax them back to
3411    short calls.  */
3412 static void
3413 output_call (nios2_insn_infoS *insn)
3414 {
3415   /* This allocates enough space for the instruction
3416      and puts it in the current frag.  */
3417   char *f = frag_more (12);
3418   nios2_insn_relocS *reloc = insn->insn_reloc;
3419   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
3420
3421   switch (op->format)
3422     {
3423     case iw_j_type:
3424       md_number_to_chars (f,
3425                           (MATCH_R1_ORHI | SET_IW_I_B (AT_REGNUM)
3426                            | SET_IW_I_A (0)),
3427                           4);
3428       dwarf2_emit_insn (4);
3429       fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 4,
3430                    &reloc->reloc_expression, 0, BFD_RELOC_NIOS2_HI16);
3431       md_number_to_chars (f + 4,
3432                           (MATCH_R1_ORI | SET_IW_I_B (AT_REGNUM)
3433                            | SET_IW_I_A (AT_REGNUM)),
3434                           4);
3435       dwarf2_emit_insn (4);
3436       fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal + 4, 4,
3437                    &reloc->reloc_expression, 0, BFD_RELOC_NIOS2_LO16);
3438       md_number_to_chars (f + 8, MATCH_R1_CALLR | SET_IW_R_A (AT_REGNUM), 4);
3439       dwarf2_emit_insn (4);
3440       break;
3441     case iw_L26_type:
3442       md_number_to_chars (f,
3443                           (MATCH_R2_ORHI | SET_IW_F2I16_B (AT_REGNUM)
3444                            | SET_IW_F2I16_A (0)),
3445                           4);
3446       dwarf2_emit_insn (4);
3447       fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 4,
3448                    &reloc->reloc_expression, 0, BFD_RELOC_NIOS2_HI16);
3449       md_number_to_chars (f + 4,
3450                           (MATCH_R2_ORI | SET_IW_F2I16_B (AT_REGNUM)
3451                            | SET_IW_F2I16_A (AT_REGNUM)),
3452                           4);
3453       dwarf2_emit_insn (4);
3454       fix_new_exp (frag_now, f - frag_now->fr_literal + 4, 4,
3455                    &reloc->reloc_expression, 0, BFD_RELOC_NIOS2_LO16);
3456       md_number_to_chars (f + 8, MATCH_R2_CALLR | SET_IW_F3X6L5_A (AT_REGNUM),
3457                           4);
3458       dwarf2_emit_insn (4);
3459       break;
3460     default:
3461       bad_opcode (op);
3462     }
3463 }
3464
3465 /* Output a movhi/addi pair for the movia pseudo-op.  */
3466 static void
3467 output_movia (nios2_insn_infoS *insn)
3468 {
3469   /* This allocates enough space for the instruction
3470      and puts it in the current frag.  */
3471   char *f = frag_more (8);
3472   nios2_insn_relocS *reloc = insn->insn_reloc;
3473   unsigned long reg, code;
3474   const struct nios2_opcode *op = insn->insn_nios2_opcode;
3475
3476   /* If the reloc is NULL, there was an error assembling the movia.  */
3477   if (reloc != NULL)
3478     {
3479       switch (op->format)
3480         {
3481         case iw_i_type:
3482           reg = GET_IW_I_B (insn->insn_code);
3483           code = MATCH_R1_ADDI | SET_IW_I_A (reg) | SET_IW_I_B (reg);
3484           break;
3485         case iw_F2I16_type:
3486           reg = GET_IW_F2I16_B (insn->insn_code);
3487           code = MATCH_R2_ADDI | SET_IW_F2I16_A (reg) | SET_IW_F2I16_B (reg);
3488           break;
3489         default:
3490           bad_opcode (op);
3491         }
3492
3493       md_number_to_chars (f, insn->insn_code, 4);
3494       dwarf2_emit_insn (4);
3495       fix_new (frag_now, f - frag_now->fr_literal, 4,
3496                reloc->reloc_expression.X_add_symbol,
3497                reloc->reloc_expression.X_add_number, 0,
3498                BFD_RELOC_NIOS2_HIADJ16);
3499       md_number_to_chars (f + 4, code, 4);
3500       dwarf2_emit_insn (4);
3501       fix_new (frag_now, f + 4 - frag_now->fr_literal, 4,
3502                reloc->reloc_expression.X_add_symbol,
3503                reloc->reloc_expression.X_add_number, 0, BFD_RELOC_NIOS2_LO16);
3504     }
3505 }
3506
3507
3508 \f
3509 /** External interfaces.  */
3510
3511 /* Update the selected architecture based on ARCH, giving an error if
3512    ARCH is an invalid value.  */
3513
3514 static void
3515 nios2_use_arch (const char *arch)
3516 {
3517   if (strcmp (arch, "nios2") == 0 || strcmp (arch, "r1") == 0)
3518     {
3519       nios2_architecture |= EF_NIOS2_ARCH_R1;
3520       nios2_opcodes = (struct nios2_opcode *) nios2_r1_opcodes;
3521       nios2_num_opcodes = nios2_num_r1_opcodes;
3522       nop32 = nop_r1;
3523       nop16 = NULL;
3524       return;
3525     }
3526   else if (strcmp (arch, "r2") == 0)
3527     {
3528       nios2_architecture |= EF_NIOS2_ARCH_R2;
3529       nios2_opcodes = (struct nios2_opcode *) nios2_r2_opcodes;
3530       nios2_num_opcodes = nios2_num_r2_opcodes;
3531       nop32 = nop_r2;
3532       nop16 = nop_r2_cdx;
3533       return;
3534     }
3535
3536   as_bad (_("unknown architecture '%s'"), arch);
3537 }
3538
3539 /* The following functions are called by machine-independent parts of
3540    the assembler. */
3541 int
3542 md_parse_option (int c, char *arg ATTRIBUTE_UNUSED)
3543 {
3544   switch (c)
3545     {
3546     case 'r':
3547       /* Hidden option for self-test mode.  */
3548       nios2_mode = NIOS2_MODE_TEST;
3549       break;
3550     case OPTION_RELAX_ALL:
3551       nios2_as_options.relax = relax_all;
3552       break;
3553     case OPTION_NORELAX:
3554       nios2_as_options.relax = relax_none;
3555       break;
3556     case OPTION_RELAX_SECTION:
3557       nios2_as_options.relax = relax_section;
3558       break;
3559     case OPTION_EB:
3560       target_big_endian = 1;
3561       break;
3562     case OPTION_EL:
3563       target_big_endian = 0;
3564       break;
3565     case OPTION_MARCH:
3566       nios2_use_arch (arg);
3567       break;
3568     default:
3569       return 0;
3570       break;
3571     }
3572
3573   return 1;
3574 }
3575
3576 /* Implement TARGET_FORMAT.  We can choose to be big-endian or
3577    little-endian at runtime based on a switch.  */
3578 const char *
3579 nios2_target_format (void)
3580 {
3581   return target_big_endian ? "elf32-bignios2" : "elf32-littlenios2";
3582 }
3583
3584 /* Machine-dependent usage message. */
3585 void
3586 md_show_usage (FILE *stream)
3587 {
3588   fprintf (stream, "        NIOS2 options:\n"
3589            "  -relax-all            replace all branch and call "
3590            "instructions with jmp and callr sequences\n"
3591            "  -relax-section        replace identified out of range "
3592            "branches with jmp sequences (default)\n"
3593            "  -no-relax             do not replace any branches or calls\n"
3594            "  -EB                   force big-endian byte ordering\n"
3595            "  -EL                   force little-endian byte ordering\n"
3596            "  -march=ARCH           enable instructions from architecture ARCH\n");
3597 }
3598
3599
3600 /* This function is called once, at assembler startup time.
3601    It should set up all the tables, etc. that the MD part of the
3602    assembler will need. */
3603 void
3604 md_begin (void)
3605 {
3606   int i;
3607   const char *inserted;
3608
3609   switch (nios2_architecture)
3610     {
3611     default:
3612     case EF_NIOS2_ARCH_R1:
3613       bfd_default_set_arch_mach (stdoutput, bfd_arch_nios2, bfd_mach_nios2r1);
3614       break;
3615     case EF_NIOS2_ARCH_R2:
3616       if (target_big_endian)
3617         as_fatal (_("Big-endian R2 is not supported."));
3618       bfd_default_set_arch_mach (stdoutput, bfd_arch_nios2, bfd_mach_nios2r2);
3619       break;
3620     }
3621
3622   /* Create and fill a hashtable for the Nios II opcodes, registers and 
3623      arguments.  */
3624   nios2_opcode_hash = hash_new ();
3625   nios2_reg_hash = hash_new ();
3626   nios2_ps_hash = hash_new ();
3627
3628   for (i = 0; i < nios2_num_opcodes; ++i)
3629     {
3630       inserted
3631         = hash_insert (nios2_opcode_hash, nios2_opcodes[i].name,
3632                        (PTR) & nios2_opcodes[i]);
3633       if (inserted != NULL)
3634         {
3635           fprintf (stderr, _("internal error: can't hash `%s': %s\n"),
3636                    nios2_opcodes[i].name, inserted);
3637           /* Probably a memory allocation problem?  Give up now.  */
3638           as_fatal (_("Broken assembler.  No assembly attempted."));
3639         }
3640     }
3641
3642   for (i = 0; i < nios2_num_regs; ++i)
3643     {
3644       inserted
3645         = hash_insert (nios2_reg_hash, nios2_regs[i].name,
3646                        (PTR) & nios2_regs[i]);
3647       if (inserted != NULL)
3648         {
3649           fprintf (stderr, _("internal error: can't hash `%s': %s\n"),
3650                    nios2_regs[i].name, inserted);
3651           /* Probably a memory allocation problem?  Give up now.  */
3652           as_fatal (_("Broken assembler.  No assembly attempted."));
3653         }
3654
3655     }
3656
3657   for (i = 0; i < nios2_num_ps_insn_info_structs; ++i)
3658     {
3659       inserted
3660         = hash_insert (nios2_ps_hash, nios2_ps_insn_info_structs[i].pseudo_insn,
3661                        (PTR) & nios2_ps_insn_info_structs[i]);
3662       if (inserted != NULL)
3663         {
3664           fprintf (stderr, _("internal error: can't hash `%s': %s\n"),
3665                    nios2_ps_insn_info_structs[i].pseudo_insn, inserted);
3666           /* Probably a memory allocation problem?  Give up now.  */
3667           as_fatal (_("Broken assembler.  No assembly attempted."));
3668         }
3669     }
3670
3671   /* Assembler option defaults.  */
3672   nios2_as_options.noat = FALSE;
3673   nios2_as_options.nobreak = FALSE;
3674
3675   /* Debug information is incompatible with relaxation.  */
3676   if (debug_type != DEBUG_UNSPECIFIED)
3677     nios2_as_options.relax = relax_none;
3678
3679   /* Initialize the alignment data.  */
3680   nios2_current_align_seg = now_seg;
3681   nios2_last_label = NULL;
3682   nios2_current_align = 0;
3683   nios2_min_align = 2;
3684 }
3685
3686
3687 /* Assembles a single line of Nios II assembly language.  */
3688 void
3689 md_assemble (char *op_str)
3690 {
3691   char *argstr; 
3692   char *op_strdup = NULL;
3693   unsigned long saved_pinfo = 0;
3694   nios2_insn_infoS thisinsn;
3695   nios2_insn_infoS *insn = &thisinsn;
3696
3697   /* Make sure we are aligned on an appropriate boundary.  */
3698   if (nios2_current_align < nios2_min_align)
3699     nios2_align (nios2_min_align, NULL, nios2_last_label);
3700   else if (nios2_current_align > nios2_min_align)
3701     nios2_current_align = nios2_min_align;
3702   nios2_last_label = NULL;
3703
3704   /* We don't want to clobber to op_str
3705      because we want to be able to use it in messages.  */
3706   op_strdup = strdup (op_str);
3707   insn->insn_tokens[0] = strtok (op_strdup, " ");
3708   argstr = strtok (NULL, "");
3709
3710   /* Assemble the opcode.  */
3711   insn->insn_nios2_opcode = nios2_opcode_lookup (insn->insn_tokens[0]);
3712   insn->insn_reloc = NULL;
3713
3714   if (insn->insn_nios2_opcode != NULL)
3715     {
3716       nios2_ps_insn_infoS *ps_insn = NULL;
3717
3718       /* Note if we've seen a 16-bit instruction.  */
3719       if (insn->insn_nios2_opcode->size == 2)
3720         nios2_min_align = 1;
3721
3722       /* Set the opcode for the instruction.  */
3723       insn->insn_code = insn->insn_nios2_opcode->match;
3724       insn->constant_bits = 0;
3725
3726       /* Parse the arguments pointed to by argstr.  */
3727       if (nios2_mode == NIOS2_MODE_ASSEMBLE)
3728         nios2_parse_args (insn, argstr, insn->insn_nios2_opcode->args,
3729                           (char **) &insn->insn_tokens[1]);
3730       else
3731         nios2_parse_args (insn, argstr, insn->insn_nios2_opcode->args_test,
3732                           (char **) &insn->insn_tokens[1]);
3733
3734       /* We need to preserve the MOVIA macro as this is clobbered by 
3735          translate_pseudo_insn.  */
3736       if (insn->insn_nios2_opcode->pinfo == NIOS2_INSN_MACRO_MOVIA)
3737         saved_pinfo = NIOS2_INSN_MACRO_MOVIA;
3738       /* If the instruction is an pseudo-instruction, we want to replace it 
3739          with its real equivalent, and then continue.  */
3740       if ((insn->insn_nios2_opcode->pinfo & NIOS2_INSN_MACRO)
3741           == NIOS2_INSN_MACRO)
3742         ps_insn = nios2_translate_pseudo_insn (insn);
3743
3744       /* Assemble the parsed arguments into the instruction word.  */
3745       nios2_assemble_args (insn);
3746
3747       /* Handle relaxation and other transformations.  */
3748       if (nios2_as_options.relax != relax_none
3749           && !nios2_as_options.noat
3750           && insn->insn_nios2_opcode->pinfo & NIOS2_INSN_UBRANCH)
3751         output_ubranch (insn);
3752       else if (nios2_as_options.relax != relax_none
3753                && !nios2_as_options.noat
3754                && insn->insn_nios2_opcode->pinfo & NIOS2_INSN_CBRANCH)
3755         output_cbranch (insn);
3756       else if (nios2_as_options.relax == relax_all
3757                && !nios2_as_options.noat
3758                && insn->insn_nios2_opcode->pinfo & NIOS2_INSN_CALL
3759                && insn->insn_reloc
3760                && ((insn->insn_reloc->reloc_type
3761                     == BFD_RELOC_NIOS2_CALL26)
3762                    || (insn->insn_reloc->reloc_type
3763                        == BFD_RELOC_NIOS2_CALL26_NOAT)))
3764         output_call (insn);
3765       else if (saved_pinfo == NIOS2_INSN_MACRO_MOVIA)
3766         output_movia (insn);
3767       else
3768         output_insn (insn);
3769       if (ps_insn)
3770         nios2_cleanup_pseudo_insn (insn, ps_insn);
3771     }
3772   else
3773     /* Unrecognised instruction - error.  */
3774     as_bad (_("unrecognised instruction %s"), insn->insn_tokens[0]);
3775
3776   /* Don't leak memory.  */
3777   free (op_strdup);
3778 }
3779
3780 /* Round up section size.  */
3781 valueT
3782 md_section_align (asection *seg ATTRIBUTE_UNUSED, valueT size)
3783 {
3784   /* I think byte alignment is fine here.  */
3785   return size;
3786 }
3787
3788 /* Implement TC_FORCE_RELOCATION.  */
3789 int
3790 nios2_force_relocation (fixS *fixp)
3791 {
3792   if (fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT
3793       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY
3794       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_ALIGN)
3795     return 1;
3796
3797   return generic_force_reloc (fixp);
3798 }
3799
3800 /* Implement tc_fix_adjustable.  */
3801 int
3802 nios2_fix_adjustable (fixS *fixp)
3803 {
3804   if (fixp->fx_addsy == NULL)
3805     return 1;
3806
3807 #ifdef OBJ_ELF
3808   /* Prevent all adjustments to global symbols.  */
3809   if (OUTPUT_FLAVOR == bfd_target_elf_flavour
3810       && (S_IS_EXTERNAL (fixp->fx_addsy) || S_IS_WEAK (fixp->fx_addsy)))
3811     return 0;
3812 #endif
3813   if (fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT
3814       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY)
3815     return 0;
3816
3817   /* Preserve relocations against symbols with function type.  */
3818   if (symbol_get_bfdsym (fixp->fx_addsy)->flags & BSF_FUNCTION)
3819     return 0;
3820
3821   /* Don't allow symbols to be discarded on GOT related relocs.  */
3822   if (fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOT16
3823       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALL16
3824       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF_LO
3825       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF_HA
3826       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_GD16
3827       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LDM16
3828       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LDO16
3829       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_IE16
3830       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_LE16
3831       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_DTPMOD
3832       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_DTPREL
3833       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_TLS_TPREL
3834       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOTOFF
3835       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOT_LO
3836       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_GOT_HA
3837       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALL_LO
3838       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_NIOS2_CALL_HA
3839       )
3840     return 0;
3841
3842   return 1;
3843 }
3844
3845 /* Implement tc_frob_symbol.  This is called in adjust_reloc_syms;
3846    it is used to remove *ABS* references from the symbol table.  */
3847 int
3848 nios2_frob_symbol (symbolS *symp)
3849 {
3850   if ((OUTPUT_FLAVOR == bfd_target_elf_flavour
3851        && symp == section_symbol (absolute_section))
3852       || !S_IS_DEFINED (symp))
3853     return 1;
3854   else
3855     return 0;
3856 }
3857
3858 /* The function tc_gen_reloc creates a relocation structure for the
3859    fixup fixp, and returns a pointer to it.  This structure is passed
3860    to bfd_install_relocation so that it can be written to the object
3861    file for linking.  */
3862 arelent *
3863 tc_gen_reloc (asection *section ATTRIBUTE_UNUSED, fixS *fixp)
3864 {
3865   arelent *reloc = (arelent *) xmalloc (sizeof (arelent));
3866   reloc->sym_ptr_ptr = (asymbol **) xmalloc (sizeof (asymbol *));
3867   *reloc->sym_ptr_ptr = symbol_get_bfdsym (fixp->fx_addsy);
3868
3869   reloc->address = fixp->fx_frag->fr_address + fixp->fx_where;
3870   reloc->addend = fixp->fx_offset;  /* fixp->fx_addnumber; */
3871
3872   if (fixp->fx_pcrel)
3873     {
3874       switch (fixp->fx_r_type)
3875         {
3876         case BFD_RELOC_16:
3877           fixp->fx_r_type = BFD_RELOC_16_PCREL;
3878           break;
3879         case BFD_RELOC_NIOS2_LO16:
3880           fixp->fx_r_type = BFD_RELOC_NIOS2_PCREL_LO;
3881           break;
3882         case BFD_RELOC_NIOS2_HIADJ16:
3883           fixp->fx_r_type = BFD_RELOC_NIOS2_PCREL_HA;
3884           break;
3885         default:
3886           break;
3887         }
3888     }
3889
3890   reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, fixp->fx_r_type);
3891   if (reloc->howto == NULL)
3892     {
3893       as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
3894                     _("can't represent relocation type %s"),
3895                     bfd_get_reloc_code_name (fixp->fx_r_type));
3896
3897       /* Set howto to a garbage value so that we can keep going.  */
3898       reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, BFD_RELOC_32);
3899       gas_assert (reloc->howto != NULL);
3900     }
3901   return reloc;
3902 }
3903
3904 long
3905 md_pcrel_from (fixS *fixP ATTRIBUTE_UNUSED)
3906 {
3907   return 0;
3908 }
3909
3910 /* Called just before the assembler exits.  */
3911 void
3912 md_end ()
3913 {
3914   /* FIXME - not yet implemented */
3915 }
3916
3917 /* Under ELF we need to default _GLOBAL_OFFSET_TABLE.
3918    Otherwise we have no need to default values of symbols.  */
3919 symbolS *
3920 md_undefined_symbol (char *name ATTRIBUTE_UNUSED)
3921 {
3922 #ifdef OBJ_ELF
3923   if (name[0] == '_' && name[1] == 'G'
3924       && strcmp (name, GLOBAL_OFFSET_TABLE_NAME) == 0)
3925     {
3926       if (!GOT_symbol)
3927         {
3928           if (symbol_find (name))
3929             as_bad ("GOT already in the symbol table");
3930
3931           GOT_symbol = symbol_new (name, undefined_section,
3932                                    (valueT) 0, &zero_address_frag);
3933         }
3934
3935       return GOT_symbol;
3936     }
3937 #endif
3938
3939   return 0;
3940 }
3941
3942 /* Implement tc_frob_label.  */
3943 void
3944 nios2_frob_label (symbolS *lab)
3945 {
3946   /* Emit dwarf information.  */
3947   dwarf2_emit_label (lab);
3948
3949   /* Update the label's address with the current output pointer.  */
3950   symbol_set_frag (lab, frag_now);
3951   S_SET_VALUE (lab, (valueT) frag_now_fix ());
3952
3953   /* Record this label for future adjustment after we find out what
3954      kind of data it references, and the required alignment therewith.  */
3955   nios2_last_label = lab;
3956 }
3957
3958 /* Implement md_cons_align.  */
3959 void
3960 nios2_cons_align (int size)
3961 {
3962   int log_size = 0;
3963   const char *pfill = NULL;
3964
3965   while ((size >>= 1) != 0)
3966     ++log_size;
3967
3968   if (subseg_text_p (now_seg))
3969     pfill = (const char *) nop32;
3970   else
3971     pfill = NULL;
3972
3973   if (nios2_auto_align_on)
3974     nios2_align (log_size, pfill, NULL);
3975
3976   nios2_last_label = NULL;
3977 }
3978
3979 /* Map 's' to SHF_NIOS2_GPREL.  */
3980 /* This is from the Alpha code tc-alpha.c.  */
3981 int
3982 nios2_elf_section_letter (int letter, char **ptr_msg)
3983 {
3984   if (letter == 's')
3985     return SHF_NIOS2_GPREL;
3986
3987   *ptr_msg = _("Bad .section directive: want a,s,w,x,M,S,G,T in string");
3988   return -1;
3989 }
3990
3991 /* Map SHF_ALPHA_GPREL to SEC_SMALL_DATA.  */
3992 /* This is from the Alpha code tc-alpha.c.  */
3993 flagword
3994 nios2_elf_section_flags (flagword flags, int attr, int type ATTRIBUTE_UNUSED)
3995 {
3996   if (attr & SHF_NIOS2_GPREL)
3997     flags |= SEC_SMALL_DATA;
3998   return flags;
3999 }
4000
4001 /* Implement TC_PARSE_CONS_EXPRESSION to handle %tls_ldo(...) */
4002 bfd_reloc_code_real_type
4003 nios2_cons (expressionS *exp, int size)
4004 {
4005   bfd_reloc_code_real_type nios2_tls_ldo_reloc = BFD_RELOC_NONE;
4006
4007   SKIP_WHITESPACE ();
4008   if (input_line_pointer[0] == '%')
4009     {
4010       if (strprefix (input_line_pointer + 1, "tls_ldo"))
4011         {
4012           if (size != 4)
4013             as_bad (_("Illegal operands: %%tls_ldo in %d-byte data field"),
4014                     size);
4015           else
4016             {
4017               input_line_pointer += 8;
4018               nios2_tls_ldo_reloc = BFD_RELOC_NIOS2_TLS_DTPREL;
4019             }
4020         }
4021       if (nios2_tls_ldo_reloc != BFD_RELOC_NONE)
4022         {
4023           SKIP_WHITESPACE ();
4024           if (input_line_pointer[0] != '(')
4025             as_bad (_("Illegal operands: %%tls_ldo requires arguments in ()"));
4026           else
4027             {
4028               int c;
4029               char *end = ++input_line_pointer;
4030               int npar = 0;
4031
4032               for (c = *end; !is_end_of_line[c]; end++, c = *end)
4033                 if (c == '(')
4034                   npar++;
4035                 else if (c == ')')
4036                   {
4037                     if (!npar)
4038                       break;
4039                     npar--;
4040                   }
4041
4042               if (c != ')')
4043                 as_bad (_("Illegal operands: %%tls_ldo requires arguments in ()"));
4044               else
4045                 {
4046                   *end = '\0';
4047                   expression (exp);
4048                   *end = c;
4049                   if (input_line_pointer != end)
4050                     as_bad (_("Illegal operands: %%tls_ldo requires arguments in ()"));
4051                   else
4052                     {
4053                       input_line_pointer++;
4054                       SKIP_WHITESPACE ();
4055                       c = *input_line_pointer;
4056                       if (! is_end_of_line[c] && c != ',')
4057                         as_bad (_("Illegal operands: garbage after %%tls_ldo()"));
4058                     }
4059                 }
4060             }
4061         }
4062     }
4063   if (nios2_tls_ldo_reloc == BFD_RELOC_NONE)
4064     expression (exp);
4065   return nios2_tls_ldo_reloc;
4066 }
4067
4068 /* Implement HANDLE_ALIGN.  */
4069 void
4070 nios2_handle_align (fragS *fragp)
4071 {
4072   /* If we are expecting to relax in the linker, then we must output a
4073      relocation to tell the linker we are aligning code.  */
4074   if (nios2_as_options.relax == relax_all
4075       && (fragp->fr_type == rs_align || fragp->fr_type == rs_align_code)
4076       && fragp->fr_address + fragp->fr_fix > 0
4077       && fragp->fr_offset > 1
4078       && now_seg != bss_section)
4079     fix_new (fragp, fragp->fr_fix, 0, &abs_symbol, fragp->fr_offset, 0,
4080              BFD_RELOC_NIOS2_ALIGN);
4081 }
4082
4083 /* Implement tc_regname_to_dw2regnum, to convert REGNAME to a DWARF-2
4084    register number.  */
4085 int
4086 nios2_regname_to_dw2regnum (char *regname)
4087 {
4088   struct nios2_reg *r = nios2_reg_lookup (regname);
4089   if (r == NULL)
4090     return -1;
4091   return r->index;
4092 }
4093
4094 /* Implement tc_cfi_frame_initial_instructions, to initialize the DWARF-2
4095    unwind information for this procedure.  */
4096 void
4097 nios2_frame_initial_instructions (void)
4098 {
4099   cfi_add_CFA_def_cfa (27, 0);
4100 }
4101
4102 #ifdef OBJ_ELF
4103 /* Some special processing for a Nios II ELF file.  */
4104
4105 void
4106 nios2_elf_final_processing (void)
4107 {
4108   elf_elfheader (stdoutput)->e_flags = nios2_architecture;
4109 }
4110 #endif