Add gas and ld support for openrisc
[external/binutils.git] / gas / config / tc-openrisc.c
1 /* tc-openrisc.c -- Assembler for the OpenRISC family.
2    Copyright (C) 2001 Free Software Foundation.
3    Contributed by Johan Rydberg, jrydberg@opencores.org
4
5    This file is part of GAS, the GNU Assembler.
6
7    GAS is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10    any later version.
11
12    GAS is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with GAS; see the file COPYING.  If not, write to
19    the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
20    Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 #include <stdio.h>
23 #include <ctype.h>
24 #include "as.h"
25 #include "subsegs.h"
26 #include "symcat.h"
27 #include "opcodes/openrisc-desc.h"
28 #include "opcodes/openrisc-opc.h"
29 #include "cgen.h"
30
31 /* Structure to hold all of the different components describing
32    an individual instruction.  */
33 typedef struct openrisc_insn openrisc_insn;
34
35 struct openrisc_insn
36 {
37   const CGEN_INSN *     insn;
38   const CGEN_INSN *     orig_insn;
39   CGEN_FIELDS           fields;
40 #if CGEN_INT_INSN_P
41   CGEN_INSN_INT         buffer [1];
42 #define INSN_VALUE(buf) (*(buf))
43 #else
44   unsigned char         buffer [CGEN_MAX_INSN_SIZE];
45 #define INSN_VALUE(buf) (buf)
46 #endif
47   char *                addr;
48   fragS *               frag;
49   int                   num_fixups;
50   fixS *                fixups [GAS_CGEN_MAX_FIXUPS];
51   int                   indices [MAX_OPERAND_INSTANCES];
52 };
53
54
55 const char comment_chars[]        = "#";
56 const char line_comment_chars[]   = "#";
57 const char line_separator_chars[] = ";";
58 const char EXP_CHARS[]            = "eE";
59 const char FLT_CHARS[]            = "dD";
60
61 \f
62 #define OPENRISC_SHORTOPTS "m:"
63 const char * md_shortopts = OPENRISC_SHORTOPTS;
64
65 struct option md_longopts[] =
66 {
67   {NULL, no_argument, NULL, 0}
68 };
69 size_t md_longopts_size = sizeof (md_longopts);
70
71 unsigned long openrisc_machine = 0; /* default */
72
73 int
74 md_parse_option (c, arg)
75      int    c ATTRIBUTE_UNUSED;
76      char * arg ATTRIBUTE_UNUSED;
77 {
78   return 0;
79 }
80
81 void
82 md_show_usage (stream)
83   FILE * stream ATTRIBUTE_UNUSED;
84 {
85 }
86
87 static void
88 ignore_pseudo (val)
89      int val ATTRIBUTE_UNUSED;
90 {
91   discard_rest_of_line ();
92 }
93
94 const char openrisc_comment_chars [] = ";#";
95
96 /* The target specific pseudo-ops which we support.  */
97 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] =
98 {
99   { "word",     cons,           4 },
100   { "proc",     ignore_pseudo,  0 },
101   { "endproc",  ignore_pseudo,  0 },
102   { NULL,       NULL,           0 }
103 };
104
105
106 \f
107 void
108 md_begin ()
109 {
110   /* Initialize the `cgen' interface.  */
111
112   /* Set the machine number and endian.  */
113   gas_cgen_cpu_desc = openrisc_cgen_cpu_open (CGEN_CPU_OPEN_MACHS, 0,
114                                               CGEN_CPU_OPEN_ENDIAN,
115                                               CGEN_ENDIAN_BIG,
116                                               CGEN_CPU_OPEN_END);
117   openrisc_cgen_init_asm (gas_cgen_cpu_desc);
118
119   /* This is a callback from cgen to gas to parse operands.  */
120   cgen_set_parse_operand_fn (gas_cgen_cpu_desc, gas_cgen_parse_operand);
121 }
122
123 void
124 md_assemble (str)
125      char * str;
126 {
127   static int last_insn_had_delay_slot = 0;
128   openrisc_insn insn;
129   char *    errmsg;
130
131   /* Initialize GAS's cgen interface for a new instruction.  */
132   gas_cgen_init_parse ();
133
134   insn.insn = openrisc_cgen_assemble_insn
135     (gas_cgen_cpu_desc, str, & insn.fields, insn.buffer, & errmsg);
136
137   if (!insn.insn)
138     {
139       as_bad (errmsg);
140       return;
141     }
142
143   /* Doesn't really matter what we pass for RELAX_P here.  */
144   gas_cgen_finish_insn (insn.insn, insn.buffer,
145                         CGEN_FIELDS_BITSIZE (& insn.fields), 1, NULL);
146
147 #if 0 /* Currently disabled  */
148   /* Warn about invalid insns in delay slots.  */
149   if (last_insn_had_delay_slot
150       && CGEN_INSN_ATTR_VALUE (insn.insn, CGEN_INSN_NOT_IN_DELAY_SLOT))
151     as_warn (_("Instruction %s not allowed in a delay slot."),
152              CGEN_INSN_NAME (insn.insn));
153 #endif
154
155   last_insn_had_delay_slot
156     = CGEN_INSN_ATTR_VALUE (insn.insn, CGEN_INSN_DELAY_SLOT);
157 }
158
159
160 /* The syntax in the manual says constants begin with '#'.
161    We just ignore it.  */
162
163 void
164 md_operand (expressionP)
165      expressionS * expressionP;
166 {
167   if (* input_line_pointer == '#')
168     {
169       input_line_pointer ++;
170       expression (expressionP);
171     }
172 }
173
174 valueT
175 md_section_align (segment, size)
176      segT   segment;
177      valueT size;
178 {
179   int align = bfd_get_section_alignment (stdoutput, segment);
180   return ((size + (1 << align) - 1) & (-1 << align));
181 }
182
183 symbolS *
184 md_undefined_symbol (name)
185      char * name ATTRIBUTE_UNUSED;
186 {
187   return 0;
188 }
189
190 \f
191 /* Interface to relax_segment.  */
192
193 /* FIXME: Look through this.  */
194
195 const relax_typeS md_relax_table[] =
196 {
197 /* The fields are:
198    1) most positive reach of this state,
199    2) most negative reach of this state,
200    3) how many bytes this mode will add to the size of the current frag
201    4) which index into the table to try if we can't fit into this one.  */
202
203   /* The first entry must be unused because an `rlx_more' value of zero ends
204      each list.  */
205   {1, 1, 0, 0},
206
207   /* The displacement used by GAS is from the end of the 2 byte insn,
208      so we subtract 2 from the following.  */
209   /* 16 bit insn, 8 bit disp -> 10 bit range.
210      This doesn't handle a branch in the right slot at the border:
211      the "& -4" isn't taken into account.  It's not important enough to
212      complicate things over it, so we subtract an extra 2 (or + 2 in -ve
213      case).  */
214   {511 - 2 - 2, -512 - 2 + 2, 0, 2 },
215   /* 32 bit insn, 24 bit disp -> 26 bit range.  */
216   {0x2000000 - 1 - 2, -0x2000000 - 2, 2, 0 },
217   /* Same thing, but with leading nop for alignment.  */
218   {0x2000000 - 1 - 2, -0x2000000 - 2, 4, 0 }
219 };
220
221 long
222 openrisc_relax_frag (segment, fragP, stretch)
223      segT    segment;
224      fragS * fragP;
225      long    stretch;
226 {
227   /* Address of branch insn.  */
228   long address = fragP->fr_address + fragP->fr_fix - 2;
229   long growth = 0;
230
231   /* Keep 32 bit insns aligned on 32 bit boundaries.  */
232   if (fragP->fr_subtype == 2)
233     {
234       if ((address & 3) != 0)
235         {
236           fragP->fr_subtype = 3;
237           growth = 2;
238         }
239     }
240   else if (fragP->fr_subtype == 3)
241     {
242       if ((address & 3) == 0)
243         {
244           fragP->fr_subtype = 2;
245           growth = -2;
246         }
247     }
248   else
249     {
250       growth = relax_frag (segment, fragP, stretch);
251
252       /* Long jump on odd halfword boundary?  */
253       if (fragP->fr_subtype == 2 && (address & 3) != 0)
254         {
255           fragP->fr_subtype = 3;
256           growth += 2;
257         }
258     }
259
260   return growth;
261 }
262
263
264 /* Return an initial guess of the length by which a fragment must grow to
265    hold a branch to reach its destination.
266    Also updates fr_type/fr_subtype as necessary.
267
268    Called just before doing relaxation.
269    Any symbol that is now undefined will not become defined.
270    The guess for fr_var is ACTUALLY the growth beyond fr_fix.
271    Whatever we do to grow fr_fix or fr_var contributes to our returned value.
272    Although it may not be explicit in the frag, pretend fr_var starts with a
273    0 value.  */
274
275 int
276 md_estimate_size_before_relax (fragP, segment)
277      fragS * fragP;
278      segT    segment;
279 {
280   int    old_fr_fix = fragP->fr_fix;
281
282   /* The only thing we have to handle here are symbols outside of the
283      current segment.  They may be undefined or in a different segment in
284      which case linker scripts may place them anywhere.
285      However, we can't finish the fragment here and emit the reloc as insn
286      alignment requirements may move the insn about.  */
287
288   if (S_GET_SEGMENT (fragP->fr_symbol) != segment)
289     {
290       /* The symbol is undefined in this segment.
291          Change the relaxation subtype to the max allowable and leave
292          all further handling to md_convert_frag.  */
293       fragP->fr_subtype = 2;
294
295       {
296         const CGEN_INSN * insn;
297         int               i;
298
299         /* Update the recorded insn.
300            Fortunately we don't have to look very far.
301            FIXME: Change this to record in the instruction the next higher
302            relaxable insn to use.  */
303         for (i = 0, insn = fragP->fr_cgen.insn; i < 4; i++, insn++)
304           {
305             if ((strcmp (CGEN_INSN_MNEMONIC (insn),
306                          CGEN_INSN_MNEMONIC (fragP->fr_cgen.insn))
307                  == 0)
308                 && CGEN_INSN_ATTR_VALUE (insn, CGEN_INSN_RELAX))
309               break;
310           }
311         if (i == 4)
312           abort ();
313
314         fragP->fr_cgen.insn = insn;
315         return 2;
316       }
317     }
318
319   return (fragP->fr_var + fragP->fr_fix - old_fr_fix);
320 }
321
322 /* *fragP has been relaxed to its final size, and now needs to have
323    the bytes inside it modified to conform to the new size.
324
325    Called after relaxation is finished.
326    fragP->fr_type == rs_machine_dependent.
327    fragP->fr_subtype is the subtype of what the address relaxed to.  */
328
329 void
330 md_convert_frag (abfd, sec, fragP)
331   bfd *   abfd ATTRIBUTE_UNUSED;
332   segT    sec  ATTRIBUTE_UNUSED;
333   fragS * fragP ATTRIBUTE_UNUSED;
334 {
335   /* FIXME */
336 }
337
338 \f
339 /* Functions concerning relocs.  */
340
341 /* The location from which a PC relative jump should be calculated,
342    given a PC relative reloc.  */
343
344 long
345 md_pcrel_from_section (fixP, sec)
346      fixS * fixP;
347      segT   sec;
348 {
349   if (fixP->fx_addsy != (symbolS *) NULL
350       && (! S_IS_DEFINED (fixP->fx_addsy)
351           || S_GET_SEGMENT (fixP->fx_addsy) != sec))
352     {
353       /* The symbol is undefined (or is defined but not in this section).
354          Let the linker figure it out.  */
355       return 0;
356     }
357
358   return (fixP->fx_frag->fr_address + fixP->fx_where) & ~1;
359 }
360
361
362 /* Return the bfd reloc type for OPERAND of INSN at fixup FIXP.
363    Returns BFD_RELOC_NONE if no reloc type can be found.
364    *FIXP may be modified if desired.  */
365
366 bfd_reloc_code_real_type
367 md_cgen_lookup_reloc (insn, operand, fixP)
368      const CGEN_INSN *    insn ATTRIBUTE_UNUSED;
369      const CGEN_OPERAND * operand;
370      fixS *               fixP;
371 {
372   bfd_reloc_code_real_type type;
373
374   switch (operand->type)
375     {
376     case OPENRISC_OPERAND_ABS_26:  
377       fixP->fx_pcrel = 0; 
378       type = BFD_RELOC_OPENRISC_ABS_26;
379       goto emit;
380     case OPENRISC_OPERAND_DISP_26: 
381       fixP->fx_pcrel = 1; 
382       type = BFD_RELOC_OPENRISC_REL_26;
383       goto emit;
384
385     case OPENRISC_OPERAND_HI16:
386       type = BFD_RELOC_HI16;
387       goto emit;
388
389     case OPENRISC_OPERAND_LO16:
390       type = BFD_RELOC_LO16;
391       goto emit;
392
393     emit:
394       return type;
395
396     default : /* avoid -Wall warning */
397       break;
398     }
399
400   return BFD_RELOC_NONE;
401 }
402
403 /* See whether we need to force a relocation into the output file.
404    This is used to force out switch and PC relative relocations when
405    relaxing.  */
406
407 int
408 openrisc_force_relocation (fix)
409      fixS * fix ATTRIBUTE_UNUSED;
410 {
411   if (fix->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT
412       || fix->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY)
413     return 1;
414
415   return 0;
416 }
417
418
419 \f
420 /* Write a value out to the object file, using the appropriate endianness.  */
421
422 void
423 md_number_to_chars (buf, val, n)
424      char * buf;
425      valueT val;
426      int    n;
427 {
428   number_to_chars_bigendian (buf, val, n);
429 }
430
431 /* Turn a string in input_line_pointer into a floating point constant of type
432    type, and store the appropriate bytes in *litP.  The number of LITTLENUMS
433    emitted is stored in *sizeP .  An error message is returned, or NULL on OK.
434 */
435
436 /* Equal to MAX_PRECISION in atof-ieee.c */
437 #define MAX_LITTLENUMS 6
438
439 char *
440 md_atof (type, litP, sizeP)
441      char   type;
442      char * litP;
443      int *  sizeP;
444 {
445   int              i;
446   int              prec;
447   LITTLENUM_TYPE   words [MAX_LITTLENUMS];
448   char *           t;
449   char *           atof_ieee ();
450
451   switch (type)
452     {
453     case 'f':
454     case 'F':
455     case 's':
456     case 'S':
457       prec = 2;
458       break;
459
460     case 'd':
461     case 'D':
462     case 'r':
463     case 'R':
464       prec = 4;
465       break;
466
467    /* FIXME: Some targets allow other format chars for bigger sizes here.  */
468
469     default:
470       * sizeP = 0;
471       return _("Bad call to md_atof()");
472     }
473
474   t = atof_ieee (input_line_pointer, type, words);
475   if (t)
476     input_line_pointer = t;
477   * sizeP = prec * sizeof (LITTLENUM_TYPE);
478
479   for (i = 0; i < prec; i++)
480     {
481       md_number_to_chars (litP, (valueT) words[i],
482                           sizeof (LITTLENUM_TYPE));
483       litP += sizeof (LITTLENUM_TYPE);
484     }
485
486   return 0;
487 }
488
489 boolean
490 openrisc_fix_adjustable (fixP)
491    fixS * fixP;
492 {
493   if (fixP->fx_addsy == NULL)
494     return 1;
495
496   /* We need the symbol name for the VTABLE entries */
497   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT
498       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY)
499     return 0;        
500
501   return 1;
502 }
503
504
505