gold/dwarf_reader.cc

   1 // dwarf_reader.cc -- parse dwarf2/3 debug information
   2
   3 // Copyright 2007, 2008, 2009, 2010 Free Software Foundation, Inc.
   4 // Written by Ian Lance Taylor <iant@google.com>.
   5
   6 // This file is part of gold.
   7
   8 // This program 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 of the License, or
  11 // (at your option) any later version.
  12
  13 // This program 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 this program; if not, write to the Free Software
  20 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
  21 // MA 02110-1301, USA.
  22
  23 #include "gold.h"
  24
  25 #include <algorithm>
  26 #include <vector>
  27
  28 #include "elfcpp_swap.h"
  29 #include "dwarf.h"
  30 #include "object.h"
  31 #include "parameters.h"
  32 #include "reloc.h"
  33 #include "dwarf_reader.h"
  34 #include "int_encoding.h"
  35 #include "compressed_output.h"
  36
  37 namespace gold {
  38
  39 struct LineStateMachine
  40 {
  41   int file_num;
  42   uint64_t address;
  43   int line_num;
  44   int column_num;
  45   unsigned int shndx;    // the section address refers to
  46   bool is_stmt;          // stmt means statement.
  47   bool basic_block;
  48   bool end_sequence;
  49 };
  50
  51 static void
  52 ResetLineStateMachine(struct LineStateMachine* lsm, bool default_is_stmt)
  53 {
  54   lsm->file_num = 1;
  55   lsm->address = 0;
  56   lsm->line_num = 1;
  57   lsm->column_num = 0;
  58   lsm->shndx = -1U;
  59   lsm->is_stmt = default_is_stmt;
  60   lsm->basic_block = false;
  61   lsm->end_sequence = false;
  62 }
  63
  64 template<int size, bool big_endian>
  65 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::Sized_dwarf_line_info(Object* object,
  66                                                                unsigned int read_shndx)
  67   : data_valid_(false), buffer_(NULL), symtab_buffer_(NULL),
  68     directories_(), files_(), current_header_index_(-1)
  69 {
  70   unsigned int debug_shndx;
  71   for (debug_shndx = 1; debug_shndx < object->shnum(); ++debug_shndx)
  72     {
  73       // FIXME: do this more efficiently: section_name() isn't super-fast
  74       std::string name = object->section_name(debug_shndx);
  75       if (name == ".debug_line" || name == ".zdebug_line")
  76         {
  77           section_size_type buffer_size;
  78           this->buffer_ = object->section_contents(debug_shndx, &buffer_size,
  79                                                    false);
  80           this->buffer_end_ = this->buffer_ + buffer_size;
  81           break;
  82         }
  83     }
  84   if (this->buffer_ == NULL)
  85     return;
  86
  87   section_size_type uncompressed_size = 0;
  88   unsigned char* uncompressed_data = NULL;
  89   if (object->section_is_compressed(debug_shndx, &uncompressed_size))
  90     {
  91       uncompressed_data = new unsigned char[uncompressed_size];
  92       if (!decompress_input_section(this->buffer_,
  93                                     this->buffer_end_ - this->buffer_,
  94                                     uncompressed_data,
  95                                     uncompressed_size))
  96         object->error(_("could not decompress section %s"),
  97                       object->section_name(debug_shndx).c_str());
  98       this->buffer_ = uncompressed_data;
  99       this->buffer_end_ = this->buffer_ + uncompressed_size;
 100     }
 101
 102   // Find the relocation section for ".debug_line".
 103   // We expect these for relobjs (.o's) but not dynobjs (.so's).
 104   bool got_relocs = false;
 105   for (unsigned int reloc_shndx = 0;
 106        reloc_shndx < object->shnum();
 107        ++reloc_shndx)
 108     {
 109       unsigned int reloc_sh_type = object->section_type(reloc_shndx);
 110       if ((reloc_sh_type == elfcpp::SHT_REL
 111            || reloc_sh_type == elfcpp::SHT_RELA)
 112           && object->section_info(reloc_shndx) == debug_shndx)
 113         {
 114           got_relocs = this->track_relocs_.initialize(object, reloc_shndx,
 115                                                       reloc_sh_type);
 116           this->track_relocs_type_ = reloc_sh_type;
 117           break;
 118         }
 119     }
 120
 121   // Finally, we need the symtab section to interpret the relocs.
 122   if (got_relocs)
 123     {
 124       unsigned int symtab_shndx;
 125       for (symtab_shndx = 0; symtab_shndx < object->shnum(); ++symtab_shndx)
 126         if (object->section_type(symtab_shndx) == elfcpp::SHT_SYMTAB)
 127           {
 128             this->symtab_buffer_ = object->section_contents(
 129                 symtab_shndx, &this->symtab_buffer_size_, false);
 130             break;
 131           }
 132       if (this->symtab_buffer_ == NULL)
 133         return;
 134     }
 135
 136   // Now that we have successfully read all the data, parse the debug
 137   // info.
 138   this->data_valid_ = true;
 139   this->read_line_mappings(object, read_shndx);
 140 }
 141
 142 // Read the DWARF header.
 143
 144 template<int size, bool big_endian>
 145 const unsigned char*
 146 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::read_header_prolog(
 147     const unsigned char* lineptr)
 148 {
 149   uint32_t initial_length = elfcpp::Swap_unaligned<32, big_endian>::readval(lineptr);
 150   lineptr += 4;
 151
 152   // In DWARF2/3, if the initial length is all 1 bits, then the offset
 153   // size is 8 and we need to read the next 8 bytes for the real length.
 154   if (initial_length == 0xffffffff)
 155     {
 156       header_.offset_size = 8;
 157       initial_length = elfcpp::Swap_unaligned<64, big_endian>::readval(lineptr);
 158       lineptr += 8;
 159     }
 160   else
 161     header_.offset_size = 4;
 162
 163   header_.total_length = initial_length;
 164
 165   gold_assert(lineptr + header_.total_length <= buffer_end_);
 166
 167   header_.version = elfcpp::Swap_unaligned<16, big_endian>::readval(lineptr);
 168   lineptr += 2;
 169
 170   if (header_.offset_size == 4)
 171     header_.prologue_length = elfcpp::Swap_unaligned<32, big_endian>::readval(lineptr);
 172   else
 173     header_.prologue_length = elfcpp::Swap_unaligned<64, big_endian>::readval(lineptr);
 174   lineptr += header_.offset_size;
 175
 176   header_.min_insn_length = *lineptr;
 177   lineptr += 1;
 178
 179   header_.default_is_stmt = *lineptr;
 180   lineptr += 1;
 181
 182   header_.line_base = *reinterpret_cast<const signed char*>(lineptr);
 183   lineptr += 1;
 184
 185   header_.line_range = *lineptr;
 186   lineptr += 1;
 187
 188   header_.opcode_base = *lineptr;
 189   lineptr += 1;
 190
 191   header_.std_opcode_lengths.reserve(header_.opcode_base + 1);
 192   header_.std_opcode_lengths[0] = 0;
 193   for (int i = 1; i < header_.opcode_base; i++)
 194     {
 195       header_.std_opcode_lengths[i] = *lineptr;
 196       lineptr += 1;
 197     }
 198
 199   return lineptr;
 200 }
 201
 202 // The header for a debug_line section is mildly complicated, because
 203 // the line info is very tightly encoded.
 204
 205 template<int size, bool big_endian>
 206 const unsigned char*
 207 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::read_header_tables(
 208     const unsigned char* lineptr)
 209 {
 210   ++this->current_header_index_;
 211
 212   // Create a new directories_ entry and a new files_ entry for our new
 213   // header.  We initialize each with a single empty element, because
 214   // dwarf indexes directory and filenames starting at 1.
 215   gold_assert(static_cast<int>(this->directories_.size())
 216               == this->current_header_index_);
 217   gold_assert(static_cast<int>(this->files_.size())
 218               == this->current_header_index_);
 219   this->directories_.push_back(std::vector<std::string>(1));
 220   this->files_.push_back(std::vector<std::pair<int, std::string> >(1));
 221
 222   // It is legal for the directory entry table to be empty.
 223   if (*lineptr)
 224     {
 225       int dirindex = 1;
 226       while (*lineptr)
 227         {
 228           const char* dirname = reinterpret_cast<const char*>(lineptr);
 229           gold_assert(dirindex
 230                       == static_cast<int>(this->directories_.back().size()));
 231           this->directories_.back().push_back(dirname);
 232           lineptr += this->directories_.back().back().size() + 1;
 233           dirindex++;
 234         }
 235     }
 236   lineptr++;
 237
 238   // It is also legal for the file entry table to be empty.
 239   if (*lineptr)
 240     {
 241       int fileindex = 1;
 242       size_t len;
 243       while (*lineptr)
 244         {
 245           const char* filename = reinterpret_cast<const char*>(lineptr);
 246           lineptr += strlen(filename) + 1;
 247
 248           uint64_t dirindex = read_unsigned_LEB_128(lineptr, &len);
 249           lineptr += len;
 250
 251           if (dirindex >= this->directories_.back().size())
 252             dirindex = 0;
 253           int dirindexi = static_cast<int>(dirindex);
 254
 255           read_unsigned_LEB_128(lineptr, &len);   // mod_time
 256           lineptr += len;
 257
 258           read_unsigned_LEB_128(lineptr, &len);   // filelength
 259           lineptr += len;
 260
 261           gold_assert(fileindex
 262                       == static_cast<int>(this->files_.back().size()));
 263           this->files_.back().push_back(std::make_pair(dirindexi, filename));
 264           fileindex++;
 265         }
 266     }
 267   lineptr++;
 268
 269   return lineptr;
 270 }
 271
 272 // Process a single opcode in the .debug.line structure.
 273
 274 // Templating on size and big_endian would yield more efficient (and
 275 // simpler) code, but would bloat the binary.  Speed isn't important
 276 // here.
 277
 278 template<int size, bool big_endian>
 279 bool
 280 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::process_one_opcode(
 281     const unsigned char* start, struct LineStateMachine* lsm, size_t* len)
 282 {
 283   size_t oplen = 0;
 284   size_t templen;
 285   unsigned char opcode = *start;
 286   oplen++;
 287   start++;
 288
 289   // If the opcode is great than the opcode_base, it is a special
 290   // opcode. Most line programs consist mainly of special opcodes.
 291   if (opcode >= header_.opcode_base)
 292     {
 293       opcode -= header_.opcode_base;
 294       const int advance_address = ((opcode / header_.line_range)
 295                                    * header_.min_insn_length);
 296       lsm->address += advance_address;
 297
 298       const int advance_line = ((opcode % header_.line_range)
 299                                 + header_.line_base);
 300       lsm->line_num += advance_line;
 301       lsm->basic_block = true;
 302       *len = oplen;
 303       return true;
 304     }
 305
 306   // Otherwise, we have the regular opcodes
 307   switch (opcode)
 308     {
 309     case elfcpp::DW_LNS_copy:
 310       lsm->basic_block = false;
 311       *len = oplen;
 312       return true;
 313
 314     case elfcpp::DW_LNS_advance_pc:
 315       {
 316         const uint64_t advance_address
 317             = read_unsigned_LEB_128(start, &templen);
 318         oplen += templen;
 319         lsm->address += header_.min_insn_length * advance_address;
 320       }
 321       break;
 322
 323     case elfcpp::DW_LNS_advance_line:
 324       {
 325         const uint64_t advance_line = read_signed_LEB_128(start, &templen);
 326         oplen += templen;
 327         lsm->line_num += advance_line;
 328       }
 329       break;
 330
 331     case elfcpp::DW_LNS_set_file:
 332       {
 333         const uint64_t fileno = read_unsigned_LEB_128(start, &templen);
 334         oplen += templen;
 335         lsm->file_num = fileno;
 336       }
 337       break;
 338
 339     case elfcpp::DW_LNS_set_column:
 340       {
 341         const uint64_t colno = read_unsigned_LEB_128(start, &templen);
 342         oplen += templen;
 343         lsm->column_num = colno;
 344       }
 345       break;
 346
 347     case elfcpp::DW_LNS_negate_stmt:
 348       lsm->is_stmt = !lsm->is_stmt;
 349       break;
 350
 351     case elfcpp::DW_LNS_set_basic_block:
 352       lsm->basic_block = true;
 353       break;
 354
 355     case elfcpp::DW_LNS_fixed_advance_pc:
 356       {
 357         int advance_address;
 358         advance_address = elfcpp::Swap_unaligned<16, big_endian>::readval(start);
 359         oplen += 2;
 360         lsm->address += advance_address;
 361       }
 362       break;
 363
 364     case elfcpp::DW_LNS_const_add_pc:
 365       {
 366         const int advance_address = (header_.min_insn_length
 367                                      * ((255 - header_.opcode_base)
 368                                         / header_.line_range));
 369         lsm->address += advance_address;
 370       }
 371       break;
 372
 373     case elfcpp::DW_LNS_extended_op:
 374       {
 375         const uint64_t extended_op_len
 376             = read_unsigned_LEB_128(start, &templen);
 377         start += templen;
 378         oplen += templen + extended_op_len;
 379
 380         const unsigned char extended_op = *start;
 381         start++;
 382
 383         switch (extended_op)
 384           {
 385           case elfcpp::DW_LNE_end_sequence:
 386             // This means that the current byte is the one immediately
 387             // after a set of instructions.  Record the current line
 388             // for up to one less than the current address.
 389             lsm->line_num = -1;
 390             lsm->end_sequence = true;
 391             *len = oplen;
 392             return true;
 393
 394           case elfcpp::DW_LNE_set_address:
 395             {
 396               lsm->address =
 397                 elfcpp::Swap_unaligned<size, big_endian>::readval(start);
 398               typename Reloc_map::const_iterator it
 399                   = this->reloc_map_.find(start - this->buffer_);
 400               if (it != reloc_map_.end())
 401                 {
 402                   // If this is a SHT_RELA section, then ignore the
 403                   // section contents.  This assumes that this is a
 404                   // straight reloc which just uses the reloc addend.
 405                   // The reloc addend has already been included in the
 406                   // symbol value.
 407                   if (this->track_relocs_type_ == elfcpp::SHT_RELA)
 408                     lsm->address = 0;
 409                   // Add in the symbol value.
 410                   lsm->address += it->second.second;
 411                   lsm->shndx = it->second.first;
 412                 }
 413               else
 414                 {
 415                   // If we're a normal .o file, with relocs, every
 416                   // set_address should have an associated relocation.
 417                   if (this->input_is_relobj())
 418                     this->data_valid_ = false;
 419                 }
 420               break;
 421             }
 422           case elfcpp::DW_LNE_define_file:
 423             {
 424               const char* filename  = reinterpret_cast<const char*>(start);
 425               templen = strlen(filename) + 1;
 426               start += templen;
 427
 428               uint64_t dirindex = read_unsigned_LEB_128(start, &templen);
 429               oplen += templen;
 430
 431               if (dirindex >= this->directories_.back().size())
 432                 dirindex = 0;
 433               int dirindexi = static_cast<int>(dirindex);
 434
 435               read_unsigned_LEB_128(start, &templen);   // mod_time
 436               oplen += templen;
 437
 438               read_unsigned_LEB_128(start, &templen);   // filelength
 439               oplen += templen;
 440
 441               this->files_.back().push_back(std::make_pair(dirindexi,
 442                                                            filename));
 443             }
 444             break;
 445           }
 446       }
 447       break;
 448
 449     default:
 450       {
 451         // Ignore unknown opcode  silently
 452         for (int i = 0; i < header_.std_opcode_lengths[opcode]; i++)
 453           {
 454             size_t templen;
 455             read_unsigned_LEB_128(start, &templen);
 456             start += templen;
 457             oplen += templen;
 458           }
 459       }
 460       break;
 461   }
 462   *len = oplen;
 463   return false;
 464 }
 465
 466 // Read the debug information at LINEPTR and store it in the line
 467 // number map.
 468
 469 template<int size, bool big_endian>
 470 unsigned const char*
 471 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::read_lines(unsigned const char* lineptr,
 472                                                     unsigned int shndx)
 473 {
 474   struct LineStateMachine lsm;
 475
 476   // LENGTHSTART is the place the length field is based on.  It is the
 477   // point in the header after the initial length field.
 478   const unsigned char* lengthstart = buffer_;
 479
 480   // In 64 bit dwarf, the initial length is 12 bytes, because of the
 481   // 0xffffffff at the start.
 482   if (header_.offset_size == 8)
 483     lengthstart += 12;
 484   else
 485     lengthstart += 4;
 486
 487   while (lineptr < lengthstart + header_.total_length)
 488     {
 489       ResetLineStateMachine(&lsm, header_.default_is_stmt);
 490       while (!lsm.end_sequence)
 491         {
 492           size_t oplength;
 493           bool add_line = this->process_one_opcode(lineptr, &lsm, &oplength);
 494           if (add_line
 495               && (shndx == -1U || lsm.shndx == -1U || shndx == lsm.shndx))
 496             {
 497               Offset_to_lineno_entry entry
 498                   = { lsm.address, this->current_header_index_,
 499                       lsm.file_num, lsm.line_num };
 500               line_number_map_[lsm.shndx].push_back(entry);
 501             }
 502           lineptr += oplength;
 503         }
 504     }
 505
 506   return lengthstart + header_.total_length;
 507 }
 508
 509 // Looks in the symtab to see what section a symbol is in.
 510
 511 template<int size, bool big_endian>
 512 unsigned int
 513 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::symbol_section(
 514     Object* object,
 515     unsigned int sym,
 516     typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr* value,
 517     bool* is_ordinary)
 518 {
 519   const int symsize = elfcpp::Elf_sizes<size>::sym_size;
 520   gold_assert(sym * symsize < this->symtab_buffer_size_);
 521   elfcpp::Sym<size, big_endian> elfsym(this->symtab_buffer_ + sym * symsize);
 522   *value = elfsym.get_st_value();
 523   return object->adjust_sym_shndx(sym, elfsym.get_st_shndx(), is_ordinary);
 524 }
 525
 526 // Read the relocations into a Reloc_map.
 527
 528 template<int size, bool big_endian>
 529 void
 530 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::read_relocs(Object* object)
 531 {
 532   if (this->symtab_buffer_ == NULL)
 533     return;
 534
 535   typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr value;
 536   off_t reloc_offset;
 537   while ((reloc_offset = this->track_relocs_.next_offset()) != -1)
 538     {
 539       const unsigned int sym = this->track_relocs_.next_symndx();
 540
 541       bool is_ordinary;
 542       const unsigned int shndx = this->symbol_section(object, sym, &value,
 543                                                       &is_ordinary);
 544
 545       // There is no reason to record non-ordinary section indexes, or
 546       // SHN_UNDEF, because they will never match the real section.
 547       if (is_ordinary && shndx != elfcpp::SHN_UNDEF)
 548         {
 549           value += this->track_relocs_.next_addend();
 550           this->reloc_map_[reloc_offset] = std::make_pair(shndx, value);
 551         }
 552
 553       this->track_relocs_.advance(reloc_offset + 1);
 554     }
 555 }
 556
 557 // Read the line number info.
 558
 559 template<int size, bool big_endian>
 560 void
 561 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::read_line_mappings(Object* object,
 562                                                             unsigned int shndx)
 563 {
 564   gold_assert(this->data_valid_ == true);
 565
 566   this->read_relocs(object);
 567   while (this->buffer_ < this->buffer_end_)
 568     {
 569       const unsigned char* lineptr = this->buffer_;
 570       lineptr = this->read_header_prolog(lineptr);
 571       lineptr = this->read_header_tables(lineptr);
 572       lineptr = this->read_lines(lineptr, shndx);
 573       this->buffer_ = lineptr;
 574     }
 575
 576   // Sort the lines numbers, so addr2line can use binary search.
 577   for (typename Lineno_map::iterator it = line_number_map_.begin();
 578        it != line_number_map_.end();
 579        ++it)
 580     // Each vector needs to be sorted by offset.
 581     std::sort(it->second.begin(), it->second.end());
 582 }
 583
 584 // Some processing depends on whether the input is a .o file or not.
 585 // For instance, .o files have relocs, and have .debug_lines
 586 // information on a per section basis.  .so files, on the other hand,
 587 // lack relocs, and offsets are unique, so we can ignore the section
 588 // information.
 589
 590 template<int size, bool big_endian>
 591 bool
 592 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::input_is_relobj()
 593 {
 594   // Only .o files have relocs and the symtab buffer that goes with them.
 595   return this->symtab_buffer_ != NULL;
 596 }
 597
 598 // Given an Offset_to_lineno_entry vector, and an offset, figure out
 599 // if the offset points into a function according to the vector (see
 600 // comments below for the algorithm).  If it does, return an iterator
 601 // into the vector that points to the line-number that contains that
 602 // offset.  If not, it returns vector::end().
 603
 604 static std::vector<Offset_to_lineno_entry>::const_iterator
 605 offset_to_iterator(const std::vector<Offset_to_lineno_entry>* offsets,
 606                    off_t offset)
 607 {
 608   const Offset_to_lineno_entry lookup_key = { offset, 0, 0, 0 };
 609
 610   // lower_bound() returns the smallest offset which is >= lookup_key.
 611   // If no offset in offsets is >= lookup_key, returns end().
 612   std::vector<Offset_to_lineno_entry>::const_iterator it
 613       = std::lower_bound(offsets->begin(), offsets->end(), lookup_key);
 614
 615   // This code is easiest to understand with a concrete example.
 616   // Here's a possible offsets array:
 617   // {{offset = 3211, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 16},  // 0
 618   //  {offset = 3224, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 20},  // 1
 619   //  {offset = 3226, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 22},  // 2
 620   //  {offset = 3231, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 25},  // 3
 621   //  {offset = 3232, header_num = 0, file_num = 1, line_num = -1},  // 4
 622   //  {offset = 3232, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 65},  // 5
 623   //  {offset = 3235, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 66},  // 6
 624   //  {offset = 3236, header_num = 0, file_num = 1, line_num = -1},  // 7
 625   //  {offset = 5764, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 47},  // 8
 626   //  {offset = 5765, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 48},  // 9
 627   //  {offset = 5767, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 49},  // 10
 628   //  {offset = 5768, header_num = 0, file_num = 1, line_num = 50},  // 11
 629   //  {offset = 5773, header_num = 0, file_num = 1, line_num = -1},  // 12
 630   //  {offset = 5787, header_num = 1, file_num = 1, line_num = 19},  // 13
 631   //  {offset = 5790, header_num = 1, file_num = 1, line_num = 20},  // 14
 632   //  {offset = 5793, header_num = 1, file_num = 1, line_num = 67},  // 15
 633   //  {offset = 5793, header_num = 1, file_num = 1, line_num = -1},  // 16
 634   //  {offset = 5795, header_num = 1, file_num = 1, line_num = 68},  // 17
 635   //  {offset = 5798, header_num = 1, file_num = 1, line_num = -1},  // 18
 636   // The entries with line_num == -1 mark the end of a function: the
 637   // associated offset is one past the last instruction in the
 638   // function.  This can correspond to the beginning of the next
 639   // function (as is true for offset 3232); alternately, there can be
 640   // a gap between the end of one function and the start of the next
 641   // (as is true for some others, most obviously from 3236->5764).
 642   //
 643   // Case 1: lookup_key has offset == 10.  lower_bound returns
 644   //         offsets[0].  Since it's not an exact match and we're
 645   //         at the beginning of offsets, we return end() (invalid).
 646   // Case 2: lookup_key has offset 10000.  lower_bound returns
 647   //         offset[19] (end()).  We return end() (invalid).
 648   // Case 3: lookup_key has offset == 3211.  lower_bound matches
 649   //         offsets[0] exactly, and that's the entry we return.
 650   // Case 4: lookup_key has offset == 3232.  lower_bound returns
 651   //         offsets[4].  That's an exact match, but indicates
 652   //         end-of-function.  We check if offsets[5] is also an
 653   //         exact match but not end-of-function.  It is, so we
 654   //         return offsets[5].
 655   // Case 5: lookup_key has offset == 3214.  lower_bound returns
 656   //         offsets[1].  Since it's not an exact match, we back
 657   //         up to the offset that's < lookup_key, offsets[0].
 658   //         We note offsets[0] is a valid entry (not end-of-function),
 659   //         so that's the entry we return.
 660   // Case 6: lookup_key has offset == 4000.  lower_bound returns
 661   //         offsets[8].  Since it's not an exact match, we back
 662   //         up to offsets[7].  Since offsets[7] indicates
 663   //         end-of-function, we know lookup_key is between
 664   //         functions, so we return end() (not a valid offset).
 665   // Case 7: lookup_key has offset == 5794.  lower_bound returns
 666   //         offsets[17].  Since it's not an exact match, we back
 667   //         up to offsets[15].  Note we back up to the *first*
 668   //         entry with offset 5793, not just offsets[17-1].
 669   //         We note offsets[15] is a valid entry, so we return it.
 670   //         If offsets[15] had had line_num == -1, we would have
 671   //         checked offsets[16].  The reason for this is that
 672   //         15 and 16 can be in an arbitrary order, since we sort
 673   //         only by offset.  (Note it doesn't help to use line_number
 674   //         as a secondary sort key, since sometimes we want the -1
 675   //         to be first and sometimes we want it to be last.)
 676
 677   // This deals with cases (1) and (2).
 678   if ((it == offsets->begin() && offset < it->offset)
 679       || it == offsets->end())
 680     return offsets->end();
 681
 682   // This deals with cases (3) and (4).
 683   if (offset == it->offset)
 684     {
 685       while (it != offsets->end()
 686              && it->offset == offset
 687              && it->line_num == -1)
 688         ++it;
 689       if (it == offsets->end() || it->offset != offset)
 690         return offsets->end();
 691       else
 692         return it;
 693     }
 694
 695   // This handles the first part of case (7) -- we back up to the
 696   // *first* entry that has the offset that's behind us.
 697   gold_assert(it != offsets->begin());
 698   std::vector<Offset_to_lineno_entry>::const_iterator range_end = it;
 699   --it;
 700   const off_t range_value = it->offset;
 701   while (it != offsets->begin() && (it-1)->offset == range_value)
 702     --it;
 703
 704   // This handles cases (5), (6), and (7): if any entry in the
 705   // equal_range [it, range_end) has a line_num != -1, it's a valid
 706   // match.  If not, we're not in a function.
 707   for (; it != range_end; ++it)
 708     if (it->line_num != -1)
 709       return it;
 710   return offsets->end();
 711 }
 712
 713 // Return a string for a file name and line number.
 714
 715 template<int size, bool big_endian>
 716 std::string
 717 Sized_dwarf_line_info<size, big_endian>::do_addr2line(unsigned int shndx,
 718                                                       off_t offset)
 719 {
 720   if (this->data_valid_ == false)
 721     return "";
 722
 723   const std::vector<Offset_to_lineno_entry>* offsets;
 724   // If we do not have reloc information, then our input is a .so or
 725   // some similar data structure where all the information is held in
 726   // the offset.  In that case, we ignore the input shndx.
 727   if (this->input_is_relobj())
 728     offsets = &this->line_number_map_[shndx];
 729   else
 730     offsets = &this->line_number_map_[-1U];
 731   if (offsets->empty())
 732     return "";
 733
 734   typename std::vector<Offset_to_lineno_entry>::const_iterator it
 735       = offset_to_iterator(offsets, offset);
 736   if (it == offsets->end())
 737     return "";
 738
 739   // Convert the file_num + line_num into a string.
 740   std::string ret;
 741
 742   gold_assert(it->header_num < static_cast<int>(this->files_.size()));
 743   gold_assert(it->file_num
 744               < static_cast<int>(this->files_[it->header_num].size()));
 745   const std::pair<int, std::string>& filename_pair
 746       = this->files_[it->header_num][it->file_num];
 747   const std::string& filename = filename_pair.second;
 748
 749   gold_assert(it->header_num < static_cast<int>(this->directories_.size()));
 750   gold_assert(filename_pair.first
 751               < static_cast<int>(this->directories_[it->header_num].size()));
 752   const std::string& dirname
 753       = this->directories_[it->header_num][filename_pair.first];
 754
 755   if (!dirname.empty())
 756     {
 757       ret += dirname;
 758       ret += "/";
 759     }
 760   ret += filename;
 761   if (ret.empty())
 762     ret = "(unknown)";
 763
 764   char buffer[64];   // enough to hold a line number
 765   snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%d", it->line_num);
 766   ret += ":";
 767   ret += buffer;
 768
 769   return ret;
 770 }
 771
 772 // Dwarf_line_info routines.
 773
 774 static unsigned int next_generation_count = 0;
 775
 776 struct Addr2line_cache_entry
 777 {
 778   Object* object;
 779   unsigned int shndx;
 780   Dwarf_line_info* dwarf_line_info;
 781   unsigned int generation_count;
 782   unsigned int access_count;
 783
 784   Addr2line_cache_entry(Object* o, unsigned int s, Dwarf_line_info* d)
 785       : object(o), shndx(s), dwarf_line_info(d),
 786         generation_count(next_generation_count), access_count(0)
 787   {
 788     if (next_generation_count < (1U << 31))
 789       ++next_generation_count;
 790   }
 791 };
 792 // We expect this cache to be small, so don't bother with a hashtable
 793 // or priority queue or anything: just use a simple vector.
 794 static std::vector<Addr2line_cache_entry> addr2line_cache;
 795
 796 std::string
 797 Dwarf_line_info::one_addr2line(Object* object,
 798                                unsigned int shndx, off_t offset,
 799                                size_t cache_size)
 800 {
 801   Dwarf_line_info* lineinfo = NULL;
 802   std::vector<Addr2line_cache_entry>::iterator it;
 803
 804   // First, check the cache.  If we hit, update the counts.
 805   for (it = addr2line_cache.begin(); it != addr2line_cache.end(); ++it)
 806     {
 807       if (it->object == object && it->shndx == shndx)
 808         {
 809           lineinfo = it->dwarf_line_info;
 810           it->generation_count = next_generation_count;
 811           // We cap generation_count at 2^31 -1 to avoid overflow.
 812           if (next_generation_count < (1U << 31))
 813             ++next_generation_count;
 814           // We cap access_count at 31 so 2^access_count doesn't overflow
 815           if (it->access_count < 31)
 816             ++it->access_count;
 817           break;
 818         }
 819     }
 820
 821   // If we don't hit the cache, create a new object and insert into the
 822   // cache.
 823   if (lineinfo == NULL)
 824   {
 825     switch (parameters->size_and_endianness())
 826       {
 827 #ifdef HAVE_TARGET_32_LITTLE
 828         case Parameters::TARGET_32_LITTLE:
 829           lineinfo = new Sized_dwarf_line_info<32, false>(object, shndx); break;
 830 #endif
 831 #ifdef HAVE_TARGET_32_BIG
 832         case Parameters::TARGET_32_BIG:
 833           lineinfo = new Sized_dwarf_line_info<32, true>(object, shndx); break;
 834 #endif
 835 #ifdef HAVE_TARGET_64_LITTLE
 836         case Parameters::TARGET_64_LITTLE:
 837           lineinfo = new Sized_dwarf_line_info<64, false>(object, shndx); break;
 838 #endif
 839 #ifdef HAVE_TARGET_64_BIG
 840         case Parameters::TARGET_64_BIG:
 841           lineinfo = new Sized_dwarf_line_info<64, true>(object, shndx); break;
 842 #endif
 843         default:
 844           gold_unreachable();
 845       }
 846     addr2line_cache.push_back(Addr2line_cache_entry(object, shndx, lineinfo));
 847   }
 848
 849   // Now that we have our object, figure out the answer
 850   std::string retval = lineinfo->addr2line(shndx, offset);
 851
 852   // Finally, if our cache has grown too big, delete old objects.  We
 853   // assume the common (probably only) case is deleting only one object.
 854   // We use a pretty simple scheme to evict: function of LRU and MFU.
 855   while (addr2line_cache.size() > cache_size)
 856     {
 857       unsigned int lowest_score = ~0U;
 858       std::vector<Addr2line_cache_entry>::iterator lowest
 859           = addr2line_cache.end();
 860       for (it = addr2line_cache.begin(); it != addr2line_cache.end(); ++it)
 861         {
 862           const unsigned int score = (it->generation_count
 863                                       + (1U << it->access_count));
 864           if (score < lowest_score)
 865             {
 866               lowest_score = score;
 867               lowest = it;
 868             }
 869         }
 870       if (lowest != addr2line_cache.end())
 871         {
 872           delete lowest->dwarf_line_info;
 873           addr2line_cache.erase(lowest);
 874         }
 875     }
 876
 877   return retval;
 878 }
 879
 880 void
 881 Dwarf_line_info::clear_addr2line_cache()
 882 {
 883   for (std::vector<Addr2line_cache_entry>::iterator it = addr2line_cache.begin();
 884        it != addr2line_cache.end();
 885        ++it)
 886     delete it->dwarf_line_info;
 887   addr2line_cache.clear();
 888 }
 889
 890 #ifdef HAVE_TARGET_32_LITTLE
 891 template
 892 class Sized_dwarf_line_info<32, false>;
 893 #endif
 894
 895 #ifdef HAVE_TARGET_32_BIG
 896 template
 897 class Sized_dwarf_line_info<32, true>;
 898 #endif
 899
 900 #ifdef HAVE_TARGET_64_LITTLE
 901 template
 902 class Sized_dwarf_line_info<64, false>;
 903 #endif
 904
 905 #ifdef HAVE_TARGET_64_BIG
 906 template
 907 class Sized_dwarf_line_info<64, true>;
 908 #endif
 909
 910 } // End namespace gold.