* powerpc.cc (Powerpc_relobj::get_opd_ent): Make const.
[platform/upstream/binutils.git] / gold / fileread.h
1 // fileread.h -- read files for gold   -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 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 // Classes used to read data from binary input files.
24
25 #ifndef GOLD_FILEREAD_H
26 #define GOLD_FILEREAD_H
27
28 #include <list>
29 #include <map>
30 #include <string>
31 #include <vector>
32
33 #include "token.h"
34
35 namespace gold
36 {
37
38 // Since not all system supports stat.st_mtim and struct timespec,
39 // we define our own structure and fill the nanoseconds if we can.
40
41 struct Timespec
42 {
43   Timespec()
44     : seconds(0), nanoseconds(0)
45   { }
46
47   Timespec(time_t a_seconds, int a_nanoseconds)
48     : seconds(a_seconds), nanoseconds(a_nanoseconds)
49   { }
50
51   time_t seconds;
52   int nanoseconds;
53 };
54
55 // Get the last modified time of an unopened file.  Returns false if the
56 // file does not exist.
57
58 bool
59 get_mtime(const char* filename, Timespec* mtime);
60
61 class Position_dependent_options;
62 class Input_file_argument;
63 class Dirsearch;
64 class File_view;
65
66 // File_read manages a file descriptor and mappings for a file we are
67 // reading.
68
69 class File_read
70 {
71  public:
72   File_read()
73     : name_(), descriptor_(-1), is_descriptor_opened_(false), object_count_(0),
74       size_(0), token_(false), views_(), saved_views_(), mapped_bytes_(0),
75       released_(true), whole_file_view_(NULL)
76   { }
77
78   ~File_read();
79
80   // Open a file.
81   bool
82   open(const Task*, const std::string& name);
83
84   // Pretend to open the file, but provide the file contents.  No
85   // actual file system activity will occur.  This is used for
86   // testing.
87   bool
88   open(const Task*, const std::string& name, const unsigned char* contents,
89        off_t size);
90
91   // Return the file name.
92   const std::string&
93   filename() const
94   { return this->name_; }
95
96   // Add an object associated with a file.
97   void
98   add_object()
99   { ++this->object_count_; }
100
101   // Remove an object associated with a file.
102   void
103   remove_object()
104   { --this->object_count_; }
105
106   // Lock the file for exclusive access within a particular Task::run
107   // execution.  This routine may only be called when the workqueue
108   // lock is held.
109   void
110   lock(const Task* t);
111
112   // Unlock the file.
113   void
114   unlock(const Task* t);
115
116   // Test whether the object is locked.
117   bool
118   is_locked() const;
119
120   // Return the token, so that the task can be queued.
121   Task_token*
122   token()
123   { return &this->token_; }
124
125   // Release the file.  This indicates that we aren't going to do
126   // anything further with it until it is unlocked.  This is used
127   // because a Task which locks the file never calls either lock or
128   // unlock; it just locks the token.  The basic rule is that a Task
129   // which locks a file via the Task::locks interface must explicitly
130   // call release() when it is done.  This is not necessary for code
131   // which calls unlock() on the file.
132   void
133   release();
134
135   // Return the size of the file.
136   off_t
137   filesize() const
138   { return this->size_; }
139
140   // Return a view into the file starting at file offset START for
141   // SIZE bytes.  OFFSET is the offset into the input file for the
142   // file we are reading; this is zero for a normal object file,
143   // non-zero for an object file in an archive.  ALIGNED is true if
144   // the data must be naturally aligned; this only matters when OFFSET
145   // is not zero.  The pointer will remain valid until the File_read
146   // is unlocked.  It is an error if we can not read enough data from
147   // the file.  The CACHE parameter is a hint as to whether it will be
148   // useful to cache this data for later accesses--i.e., later calls
149   // to get_view, read, or get_lasting_view which retrieve the same
150   // data.
151   const unsigned char*
152   get_view(off_t offset, off_t start, section_size_type size, bool aligned,
153            bool cache);
154
155   // Read data from the file into the buffer P starting at file offset
156   // START for SIZE bytes.
157   void
158   read(off_t start, section_size_type size, void* p);
159
160   // Return a lasting view into the file starting at file offset START
161   // for SIZE bytes.  This is allocated with new, and the caller is
162   // responsible for deleting it when done.  The data associated with
163   // this view will remain valid until the view is deleted.  It is an
164   // error if we can not read enough data from the file.  The OFFSET,
165   // ALIGNED and CACHE parameters are as in get_view.
166   File_view*
167   get_lasting_view(off_t offset, off_t start, section_size_type size,
168                    bool aligned, bool cache);
169
170   // Mark all views as no longer cached.
171   void
172   clear_view_cache_marks();
173
174   // Discard all uncached views.  This is normally done by release(),
175   // but not for objects in archives.  FIXME: This is a complicated
176   // interface, and it would be nice to have something more automatic.
177   void
178   clear_uncached_views()
179   { this->clear_views(CLEAR_VIEWS_ARCHIVE); }
180
181   // A struct used to do a multiple read.
182   struct Read_multiple_entry
183   {
184     // The file offset of the data to read.
185     off_t file_offset;
186     // The amount of data to read.
187     section_size_type size;
188     // The buffer where the data should be placed.
189     unsigned char* buffer;
190
191     Read_multiple_entry(off_t o, section_size_type s, unsigned char* b)
192       : file_offset(o), size(s), buffer(b)
193     { }
194   };
195
196   typedef std::vector<Read_multiple_entry> Read_multiple;
197
198   // Read a bunch of data from the file into various different
199   // locations.  The vector must be sorted by ascending file_offset.
200   // BASE is a base offset to be added to all the offsets in the
201   // vector.
202   void
203   read_multiple(off_t base, const Read_multiple&);
204
205   // Dump statistical information to stderr.
206   static void
207   print_stats();
208
209   // Return the open file descriptor (for plugins).
210   int
211   descriptor()
212   {
213     this->reopen_descriptor();
214     return this->descriptor_;
215   }
216   
217   // Return the file last modification time.  Calls gold_fatal if the stat
218   // system call failed.
219   Timespec
220   get_mtime();
221
222  private:
223   // Control for what views to clear.
224   enum Clear_views_mode
225   {
226     // Clear uncached views not used by an archive.
227     CLEAR_VIEWS_NORMAL,
228     // Clear all uncached views (including in an archive).
229     CLEAR_VIEWS_ARCHIVE,
230     // Clear all views (i.e., we're destroying the file).
231     CLEAR_VIEWS_ALL
232   };
233
234   // This class may not be copied.
235   File_read(const File_read&);
236   File_read& operator=(const File_read&);
237
238   // Total bytes mapped into memory during the link if --stats.
239   static unsigned long long total_mapped_bytes;
240
241   // Current number of bytes mapped into memory during the link if
242   // --stats.
243   static unsigned long long current_mapped_bytes;
244
245   // High water mark of bytes mapped into memory during the link if
246   // --stats.
247   static unsigned long long maximum_mapped_bytes;
248
249   // A view into the file.
250   class View
251   {
252    public:
253     // Specifies how to dispose the data on destruction of the view.
254     enum Data_ownership
255     {
256       // Data owned by File object - nothing done in destructor.
257       DATA_NOT_OWNED,
258       // Data allocated with new[] and owned by this object - should
259       // use delete[].
260       DATA_ALLOCATED_ARRAY,
261       // Data mmapped and owned by this object - should munmap.
262       DATA_MMAPPED
263     };
264
265     View(off_t start, section_size_type size, const unsigned char* data,
266          unsigned int byteshift, bool cache, Data_ownership data_ownership)
267       : start_(start), size_(size), data_(data), lock_count_(0),
268         byteshift_(byteshift), cache_(cache), data_ownership_(data_ownership),
269         accessed_(true)
270     { }
271
272     ~View();
273
274     off_t
275     start() const
276     { return this->start_; }
277
278     section_size_type
279     size() const
280     { return this->size_; }
281
282     const unsigned char*
283     data() const
284     { return this->data_; }
285
286     void
287     lock();
288
289     void
290     unlock();
291
292     bool
293     is_locked();
294
295     unsigned int
296     byteshift() const
297     { return this->byteshift_; }
298
299     void
300     set_cache()
301     { this->cache_ = true; }
302
303     void
304     clear_cache()
305     { this->cache_ = false; }
306
307     bool
308     should_cache() const
309     { return this->cache_; }
310
311     void
312     set_accessed()
313     { this->accessed_ = true; }
314
315     void
316     clear_accessed()
317     { this->accessed_= false; }
318
319     bool
320     accessed() const
321     { return this->accessed_; }
322
323     // Returns TRUE if this view contains permanent data -- e.g., data that
324     // was supplied by the owner of the File object.
325     bool
326     is_permanent_view() const
327     { return this->data_ownership_ == DATA_NOT_OWNED; }
328
329    private:
330     View(const View&);
331     View& operator=(const View&);
332
333     // The file offset of the start of the view.
334     off_t start_;
335     // The size of the view.
336     section_size_type size_;
337     // A pointer to the actual bytes.
338     const unsigned char* data_;
339     // The number of locks on this view.
340     int lock_count_;
341     // The number of bytes that the view is shifted relative to the
342     // underlying file.  This is used to align data.  This is normally
343     // zero, except possibly for an object in an archive.
344     unsigned int byteshift_;
345     // Whether the view is cached.
346     bool cache_;
347     // Whether the view is mapped into memory.  If not, data_ points
348     // to memory allocated using new[].
349     Data_ownership data_ownership_;
350     // Whether the view has been accessed recently.
351     bool accessed_;
352   };
353
354   friend class View;
355   friend class File_view;
356
357   // The type of a mapping from page start and byte shift to views.
358   typedef std::map<std::pair<off_t, unsigned int>, View*> Views;
359
360   // A simple list of Views.
361   typedef std::list<View*> Saved_views;
362
363   // Open the descriptor if necessary.
364   void
365   reopen_descriptor();
366
367   // Find a view into the file.
368   View*
369   find_view(off_t start, section_size_type size, unsigned int byteshift,
370             View** vshifted) const;
371
372   // Read data from the file into a buffer.
373   void
374   do_read(off_t start, section_size_type size, void* p);
375
376   // Add a view.
377   void
378   add_view(View*);
379
380   // Make a view into the file.
381   View*
382   make_view(off_t start, section_size_type size, unsigned int byteshift,
383             bool cache);
384
385   // Find or make a view into the file.
386   View*
387   find_or_make_view(off_t offset, off_t start, section_size_type size,
388                     bool aligned, bool cache);
389
390   // Clear the file views.
391   void
392   clear_views(Clear_views_mode);
393
394   // The size of a file page for buffering data.
395   static const off_t page_size = 8192;
396
397   // Given a file offset, return the page offset.
398   static off_t
399   page_offset(off_t file_offset)
400   { return file_offset & ~ (page_size - 1); }
401
402   // Given a file size, return the size to read integral pages.
403   static off_t
404   pages(off_t file_size)
405   { return (file_size + (page_size - 1)) & ~ (page_size - 1); }
406
407   // The maximum number of entries we will pass to ::readv.
408   static const size_t max_readv_entries = 128;
409
410   // Use readv to read data.
411   void
412   do_readv(off_t base, const Read_multiple&, size_t start, size_t count);
413
414   // File name.
415   std::string name_;
416   // File descriptor.
417   int descriptor_;
418   // Whether we have regained the descriptor after releasing the file.
419   bool is_descriptor_opened_;
420   // The number of objects associated with this file.  This will be
421   // more than 1 in the case of an archive.
422   int object_count_;
423   // File size.
424   off_t size_;
425   // A token used to lock the file.
426   Task_token token_;
427   // Buffered views into the file.
428   Views views_;
429   // List of views which were locked but had to be removed from views_
430   // because they were not large enough.
431   Saved_views saved_views_;
432   // Total amount of space mapped into memory.  This is only changed
433   // while the file is locked.  When we unlock the file, we transfer
434   // the total to total_mapped_bytes, and reset this to zero.
435   size_t mapped_bytes_;
436   // Whether the file was released.
437   bool released_;
438   // A view containing the whole file.  May be NULL if we mmap only
439   // the relevant parts of the file.  Not NULL if:
440   // - Flag --mmap_whole_files is set (default on 64-bit hosts).
441   // - The contents was specified in the constructor.  Used only for
442   //   testing purposes).
443   View* whole_file_view_;
444 };
445
446 // A view of file data that persists even when the file is unlocked.
447 // Callers should destroy these when no longer required.  These are
448 // obtained form File_read::get_lasting_view.  They may only be
449 // destroyed when the underlying File_read is locked.
450
451 class File_view
452 {
453  public:
454   // This may only be called when the underlying File_read is locked.
455   ~File_view();
456
457   // Return a pointer to the data associated with this view.
458   const unsigned char*
459   data() const
460   { return this->data_; }
461
462  private:
463   File_view(const File_view&);
464   File_view& operator=(const File_view&);
465
466   friend class File_read;
467
468   // Callers have to get these via File_read::get_lasting_view.
469   File_view(File_read& file, File_read::View* view, const unsigned char* data)
470     : file_(file), view_(view), data_(data)
471   { }
472
473   File_read& file_;
474   File_read::View* view_;
475   const unsigned char* data_;
476 };
477
478 // All the information we hold for a single input file.  This can be
479 // an object file, a shared library, or an archive.
480
481 class Input_file
482 {
483  public:
484   enum Format
485   {
486     FORMAT_NONE,
487     FORMAT_ELF,
488     FORMAT_BINARY
489   };
490
491   Input_file(const Input_file_argument* input_argument)
492     : input_argument_(input_argument), found_name_(), file_(),
493       is_in_sysroot_(false), format_(FORMAT_NONE)
494   { }
495
496   // Create an input file with the contents already provided.  This is
497   // only used for testing.  With this path, don't call the open
498   // method.
499   Input_file(const Task*, const char* name, const unsigned char* contents,
500              off_t size);
501
502   // Return the command line argument.
503   const Input_file_argument*
504   input_file_argument() const
505   { return this->input_argument_; }
506
507   // Return whether this is a file that we will search for in the list
508   // of directories.
509   bool
510   will_search_for() const;
511
512   // Open the file.  If the open fails, this will report an error and
513   // return false.  If there is a search, it starts at directory
514   // *PINDEX.  *PINDEX should be initialized to zero.  It may be
515   // restarted to find the next file with a matching name by
516   // incrementing the result and calling this again.
517   bool
518   open(const Dirsearch&, const Task*, int* pindex);
519
520   // Return the name given by the user.  For -lc this will return "c".
521   const char*
522   name() const;
523
524   // Return the file name.  For -lc this will return something like
525   // "/usr/lib/libc.so".
526   const std::string&
527   filename() const
528   { return this->file_.filename(); }
529
530   // Return the name under which we found the file, corresponding to
531   // the command line.  For -lc this will return something like
532   // "libc.so".
533   const std::string&
534   found_name() const
535   { return this->found_name_; }
536
537   // Return the position dependent options.
538   const Position_dependent_options&
539   options() const;
540
541   // Return the file.
542   File_read&
543   file()
544   { return this->file_; }
545
546   const File_read&
547   file() const
548   { return this->file_; }
549
550   // Whether we found the file in a directory in the system root.
551   bool
552   is_in_sysroot() const
553   { return this->is_in_sysroot_; }
554
555   // Whether this file is in a system directory.
556   bool
557   is_in_system_directory() const;
558
559   // Return whether this file is to be read only for its symbols.
560   bool
561   just_symbols() const;
562
563   // Return the format of the unconverted input file.
564   Format
565   format() const
566   { return this->format_; }
567
568   // Try to find a file in the extra search dirs.  Returns true on success.
569   static bool
570   try_extra_search_path(int* pindex,
571                         const Input_file_argument* input_argument,
572                         std::string filename, std::string* found_name,
573                         std::string* namep);
574
575   // Find the actual file.
576   static bool
577   find_file(const Dirsearch& dirpath, int* pindex,
578             const Input_file_argument* input_argument,
579             bool* is_in_sysroot,
580             std::string* found_name, std::string* namep);
581
582  private:
583   Input_file(const Input_file&);
584   Input_file& operator=(const Input_file&);
585
586   // Open a binary file.
587   bool
588   open_binary(const Task* task, const std::string& name);
589
590   // The argument from the command line.
591   const Input_file_argument* input_argument_;
592   // The name under which we opened the file.  This is like the name
593   // on the command line, but -lc turns into libc.so (or whatever).
594   // It only includes the full path if the path was on the command
595   // line.
596   std::string found_name_;
597   // The file after we open it.
598   File_read file_;
599   // Whether we found the file in a directory in the system root.
600   bool is_in_sysroot_;
601   // Format of unconverted input file.
602   Format format_;
603 };
604
605 } // end namespace gold
606
607 #endif // !defined(GOLD_FILEREAD_H)