PR gold/12571
[external/binutils.git] / gold / layout.h
1 // layout.h -- lay out output file sections 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 #ifndef GOLD_LAYOUT_H
24 #define GOLD_LAYOUT_H
25
26 #include <cstring>
27 #include <list>
28 #include <map>
29 #include <string>
30 #include <utility>
31 #include <vector>
32
33 #include "script.h"
34 #include "workqueue.h"
35 #include "object.h"
36 #include "dynobj.h"
37 #include "stringpool.h"
38
39 namespace gold
40 {
41
42 class General_options;
43 class Incremental_inputs;
44 class Incremental_binary;
45 class Input_objects;
46 class Mapfile;
47 class Symbol_table;
48 class Output_section_data;
49 class Output_section;
50 class Output_section_headers;
51 class Output_segment_headers;
52 class Output_file_header;
53 class Output_segment;
54 class Output_data;
55 class Output_data_reloc_generic;
56 class Output_data_dynamic;
57 class Output_symtab_xindex;
58 class Output_reduced_debug_abbrev_section;
59 class Output_reduced_debug_info_section;
60 class Eh_frame;
61 class Target;
62 struct Timespec;
63
64 // Return TRUE if SECNAME is the name of a compressed debug section.
65 extern bool
66 is_compressed_debug_section(const char* secname);
67
68 // Maintain a list of free space within a section, segment, or file.
69 // Used for incremental update links.
70
71 class Free_list
72 {
73  public:
74   Free_list()
75     : list_(), last_remove_(list_.begin()), extend_(false), length_(0)
76   { }
77
78   void
79   init(off_t len, bool extend);
80
81   void
82   remove(off_t start, off_t end);
83
84   off_t
85   allocate(off_t len, uint64_t align, off_t minoff);
86
87   void
88   dump();
89
90   static void
91   print_stats();
92
93  private:
94   struct Free_list_node
95   {
96     Free_list_node(off_t start, off_t end)
97       : start_(start), end_(end)
98     { }
99     off_t start_;
100     off_t end_;
101   };
102   typedef std::list<Free_list_node>::iterator Iterator;
103
104   // The free list.
105   std::list<Free_list_node> list_;
106
107   // The last node visited during a remove operation.
108   Iterator last_remove_;
109
110   // Whether we can extend past the original length.
111   bool extend_;
112
113   // The total length of the section, segment, or file.
114   off_t length_;
115
116   // Statistics:
117   // The total number of free lists used.
118   static unsigned int num_lists;
119   // The total number of free list nodes used.
120   static unsigned int num_nodes;
121   // The total number of calls to Free_list::remove.
122   static unsigned int num_removes;
123   // The total number of nodes visited during calls to Free_list::remove.
124   static unsigned int num_remove_visits;
125   // The total number of calls to Free_list::allocate.
126   static unsigned int num_allocates;
127   // The total number of nodes visited during calls to Free_list::allocate.
128   static unsigned int num_allocate_visits;
129 };
130
131 // This task function handles mapping the input sections to output
132 // sections and laying them out in memory.
133
134 class Layout_task_runner : public Task_function_runner
135 {
136  public:
137   // OPTIONS is the command line options, INPUT_OBJECTS is the list of
138   // input objects, SYMTAB is the symbol table, LAYOUT is the layout
139   // object.
140   Layout_task_runner(const General_options& options,
141                      const Input_objects* input_objects,
142                      Symbol_table* symtab,
143                      Target* target,
144                      Layout* layout,
145                      Mapfile* mapfile)
146     : options_(options), input_objects_(input_objects), symtab_(symtab),
147       target_(target), layout_(layout), mapfile_(mapfile)
148   { }
149
150   // Run the operation.
151   void
152   run(Workqueue*, const Task*);
153
154  private:
155   Layout_task_runner(const Layout_task_runner&);
156   Layout_task_runner& operator=(const Layout_task_runner&);
157
158   const General_options& options_;
159   const Input_objects* input_objects_;
160   Symbol_table* symtab_;
161   Target* target_;
162   Layout* layout_;
163   Mapfile* mapfile_;
164 };
165
166 // This class holds information about the comdat group or
167 // .gnu.linkonce section that will be kept for a given signature.
168
169 class Kept_section
170 {
171  private:
172   // For a comdat group, we build a mapping from the name of each
173   // section in the group to the section index and the size in object.
174   // When we discard a group in some other object file, we use this
175   // map to figure out which kept section the discarded section is
176   // associated with.  We then use that mapping when processing relocs
177   // against discarded sections.
178   struct Comdat_section_info
179   {
180     // The section index.
181     unsigned int shndx;
182     // The section size.
183     uint64_t size;
184
185     Comdat_section_info(unsigned int a_shndx, uint64_t a_size)
186       : shndx(a_shndx), size(a_size)
187     { }
188   };
189
190   // Most comdat groups have only one or two sections, so we use a
191   // std::map rather than an Unordered_map to optimize for that case
192   // without paying too heavily for groups with more sections.
193   typedef std::map<std::string, Comdat_section_info> Comdat_group;
194
195  public:
196   Kept_section()
197     : object_(NULL), shndx_(0), is_comdat_(false), is_group_name_(false)
198   { this->u_.linkonce_size = 0; }
199
200   // We need to support copies for the signature map in the Layout
201   // object, but we should never copy an object after it has been
202   // marked as a comdat section.
203   Kept_section(const Kept_section& k)
204     : object_(k.object_), shndx_(k.shndx_), is_comdat_(false),
205       is_group_name_(k.is_group_name_)
206   {
207     gold_assert(!k.is_comdat_);
208     this->u_.linkonce_size = 0;
209   }
210
211   ~Kept_section()
212   {
213     if (this->is_comdat_)
214       delete this->u_.group_sections;
215   }
216
217   // The object where this section lives.
218   Relobj*
219   object() const
220   { return this->object_; }
221
222   // Set the object.
223   void
224   set_object(Relobj* object)
225   {
226     gold_assert(this->object_ == NULL);
227     this->object_ = object;
228   }
229
230   // The section index.
231   unsigned int
232   shndx() const
233   { return this->shndx_; }
234
235   // Set the section index.
236   void
237   set_shndx(unsigned int shndx)
238   {
239     gold_assert(this->shndx_ == 0);
240     this->shndx_ = shndx;
241   }
242
243   // Whether this is a comdat group.
244   bool
245   is_comdat() const
246   { return this->is_comdat_; }
247
248   // Set that this is a comdat group.
249   void
250   set_is_comdat()
251   {
252     gold_assert(!this->is_comdat_);
253     this->is_comdat_ = true;
254     this->u_.group_sections = new Comdat_group();
255   }
256
257   // Whether this is associated with the name of a group or section
258   // rather than the symbol name derived from a linkonce section.
259   bool
260   is_group_name() const
261   { return this->is_group_name_; }
262
263   // Note that this represents a comdat group rather than a single
264   // linkonce section.
265   void
266   set_is_group_name()
267   { this->is_group_name_ = true; }
268
269   // Add a section to the group list.
270   void
271   add_comdat_section(const std::string& name, unsigned int shndx,
272                      uint64_t size)
273   {
274     gold_assert(this->is_comdat_);
275     Comdat_section_info sinfo(shndx, size);
276     this->u_.group_sections->insert(std::make_pair(name, sinfo));
277   }
278
279   // Look for a section name in the group list, and return whether it
280   // was found.  If found, returns the section index and size.
281   bool
282   find_comdat_section(const std::string& name, unsigned int* pshndx,
283                       uint64_t* psize) const
284   {
285     gold_assert(this->is_comdat_);
286     Comdat_group::const_iterator p = this->u_.group_sections->find(name);
287     if (p == this->u_.group_sections->end())
288       return false;
289     *pshndx = p->second.shndx;
290     *psize = p->second.size;
291     return true;
292   }
293
294   // If there is only one section in the group list, return true, and
295   // return the section index and size.
296   bool
297   find_single_comdat_section(unsigned int* pshndx, uint64_t* psize) const
298   {
299     gold_assert(this->is_comdat_);
300     if (this->u_.group_sections->size() != 1)
301       return false;
302     Comdat_group::const_iterator p = this->u_.group_sections->begin();
303     *pshndx = p->second.shndx;
304     *psize = p->second.size;
305     return true;
306   }
307
308   // Return the size of a linkonce section.
309   uint64_t
310   linkonce_size() const
311   {
312     gold_assert(!this->is_comdat_);
313     return this->u_.linkonce_size;
314   }
315
316   // Set the size of a linkonce section.
317   void
318   set_linkonce_size(uint64_t size)
319   {
320     gold_assert(!this->is_comdat_);
321     this->u_.linkonce_size = size;
322   }
323
324  private:
325   // No assignment.
326   Kept_section& operator=(const Kept_section&);
327
328   // The object containing the comdat group or .gnu.linkonce section.
329   Relobj* object_;
330   // Index of the group section for comdats and the section itself for
331   // .gnu.linkonce.
332   unsigned int shndx_;
333   // True if this is for a comdat group rather than a .gnu.linkonce
334   // section.
335   bool is_comdat_;
336   // The Kept_sections are values of a mapping, that maps names to
337   // them.  This field is true if this struct is associated with the
338   // name of a comdat or .gnu.linkonce, false if it is associated with
339   // the name of a symbol obtained from the .gnu.linkonce.* name
340   // through some heuristics.
341   bool is_group_name_;
342   union
343   {
344     // If the is_comdat_ field is true, this holds a map from names of
345     // the sections in the group to section indexes in object_ and to
346     // section sizes.
347     Comdat_group* group_sections;
348     // If the is_comdat_ field is false, this holds the size of the
349     // single section.
350     uint64_t linkonce_size;
351   } u_;
352 };
353
354 // The ordering for output sections.  This controls how output
355 // sections are ordered within a PT_LOAD output segment.
356
357 enum Output_section_order
358 {
359   // Unspecified.  Used for non-load segments.  Also used for the file
360   // and segment headers.
361   ORDER_INVALID,
362
363   // The PT_INTERP section should come first, so that the dynamic
364   // linker can pick it up quickly.
365   ORDER_INTERP,
366
367   // Loadable read-only note sections come next so that the PT_NOTE
368   // segment is on the first page of the executable.
369   ORDER_RO_NOTE,
370
371   // Put read-only sections used by the dynamic linker early in the
372   // executable to minimize paging.
373   ORDER_DYNAMIC_LINKER,
374
375   // Put reloc sections used by the dynamic linker after other
376   // sections used by the dynamic linker; otherwise, objcopy and strip
377   // get confused.
378   ORDER_DYNAMIC_RELOCS,
379
380   // Put the PLT reloc section after the other dynamic relocs;
381   // otherwise, prelink gets confused.
382   ORDER_DYNAMIC_PLT_RELOCS,
383
384   // The .init section.
385   ORDER_INIT,
386
387   // The PLT.
388   ORDER_PLT,
389
390   // The regular text sections.
391   ORDER_TEXT,
392
393   // The .fini section.
394   ORDER_FINI,
395
396   // The read-only sections.
397   ORDER_READONLY,
398
399   // The exception frame sections.
400   ORDER_EHFRAME,
401
402   // The TLS sections come first in the data section.
403   ORDER_TLS_DATA,
404   ORDER_TLS_BSS,
405
406   // Local RELRO (read-only after relocation) sections come before
407   // non-local RELRO sections.  This data will be fully resolved by
408   // the prelinker.
409   ORDER_RELRO_LOCAL,
410
411   // Non-local RELRO sections are grouped together after local RELRO
412   // sections.  All RELRO sections must be adjacent so that they can
413   // all be put into a PT_GNU_RELRO segment.
414   ORDER_RELRO,
415
416   // We permit marking exactly one output section as the last RELRO
417   // section.  We do this so that the read-only GOT can be adjacent to
418   // the writable GOT.
419   ORDER_RELRO_LAST,
420
421   // Similarly, we permit marking exactly one output section as the
422   // first non-RELRO section.
423   ORDER_NON_RELRO_FIRST,
424
425   // The regular data sections come after the RELRO sections.
426   ORDER_DATA,
427
428   // Large data sections normally go in large data segments.
429   ORDER_LARGE_DATA,
430
431   // Group writable notes so that we can have a single PT_NOTE
432   // segment.
433   ORDER_RW_NOTE,
434
435   // The small data sections must be at the end of the data sections,
436   // so that they can be adjacent to the small BSS sections.
437   ORDER_SMALL_DATA,
438
439   // The BSS sections start here.
440
441   // The small BSS sections must be at the start of the BSS sections,
442   // so that they can be adjacent to the small data sections.
443   ORDER_SMALL_BSS,
444
445   // The regular BSS sections.
446   ORDER_BSS,
447
448   // The large BSS sections come after the other BSS sections.
449   ORDER_LARGE_BSS,
450
451   // Maximum value.
452   ORDER_MAX
453 };
454
455 // This class handles the details of laying out input sections.
456
457 class Layout
458 {
459  public:
460   Layout(int number_of_input_files, Script_options*);
461
462   ~Layout()
463   {
464     delete this->relaxation_debug_check_;
465     delete this->segment_states_;
466   }
467
468   // For incremental links, record the base file to be modified.
469   void
470   set_incremental_base(Incremental_binary* base);
471
472   Incremental_binary*
473   incremental_base()
474   { return this->incremental_base_; }
475
476   // For incremental links, record the initial fixed layout of a section
477   // from the base file, and return a pointer to the Output_section.
478   template<int size, bool big_endian>
479   Output_section*
480   init_fixed_output_section(const char*, elfcpp::Shdr<size, big_endian>&);
481
482   // Given an input section SHNDX, named NAME, with data in SHDR, from
483   // the object file OBJECT, return the output section where this
484   // input section should go.  RELOC_SHNDX is the index of a
485   // relocation section which applies to this section, or 0 if none,
486   // or -1U if more than one.  RELOC_TYPE is the type of the
487   // relocation section if there is one.  Set *OFFSET to the offset
488   // within the output section.
489   template<int size, bool big_endian>
490   Output_section*
491   layout(Sized_relobj_file<size, big_endian> *object, unsigned int shndx,
492          const char* name, const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
493          unsigned int reloc_shndx, unsigned int reloc_type, off_t* offset);
494
495   // For incremental updates, allocate a block of memory from the
496   // free list.  Find a block starting at or after MINOFF.
497   off_t
498   allocate(off_t len, uint64_t align, off_t minoff)
499   { return this->free_list_.allocate(len, align, minoff); }
500
501   unsigned int
502   find_section_order_index(const std::string&);
503
504   void
505   read_layout_from_file();
506
507   // Layout an input reloc section when doing a relocatable link.  The
508   // section is RELOC_SHNDX in OBJECT, with data in SHDR.
509   // DATA_SECTION is the reloc section to which it refers.  RR is the
510   // relocatable information.
511   template<int size, bool big_endian>
512   Output_section*
513   layout_reloc(Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
514                unsigned int reloc_shndx,
515                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
516                Output_section* data_section,
517                Relocatable_relocs* rr);
518
519   // Layout a group section when doing a relocatable link.
520   template<int size, bool big_endian>
521   void
522   layout_group(Symbol_table* symtab,
523                Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
524                unsigned int group_shndx,
525                const char* group_section_name,
526                const char* signature,
527                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
528                elfcpp::Elf_Word flags,
529                std::vector<unsigned int>* shndxes);
530
531   // Like layout, only for exception frame sections.  OBJECT is an
532   // object file.  SYMBOLS is the contents of the symbol table
533   // section, with size SYMBOLS_SIZE.  SYMBOL_NAMES is the contents of
534   // the symbol name section, with size SYMBOL_NAMES_SIZE.  SHNDX is a
535   // .eh_frame section in OBJECT.  SHDR is the section header.
536   // RELOC_SHNDX is the index of a relocation section which applies to
537   // this section, or 0 if none, or -1U if more than one.  RELOC_TYPE
538   // is the type of the relocation section if there is one.  This
539   // returns the output section, and sets *OFFSET to the offset.
540   template<int size, bool big_endian>
541   Output_section*
542   layout_eh_frame(Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
543                   const unsigned char* symbols,
544                   off_t symbols_size,
545                   const unsigned char* symbol_names,
546                   off_t symbol_names_size,
547                   unsigned int shndx,
548                   const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
549                   unsigned int reloc_shndx, unsigned int reloc_type,
550                   off_t* offset);
551
552   // Add .eh_frame information for a PLT.  The FDE must start with a
553   // 4-byte PC-relative reference to the start of the PLT, followed by
554   // a 4-byte size of PLT.
555   void
556   add_eh_frame_for_plt(Output_data* plt, const unsigned char* cie_data,
557                        size_t cie_length, const unsigned char* fde_data,
558                        size_t fde_length);
559
560   // Handle a GNU stack note.  This is called once per input object
561   // file.  SEEN_GNU_STACK is true if the object file has a
562   // .note.GNU-stack section.  GNU_STACK_FLAGS is the section flags
563   // from that section if there was one.
564   void
565   layout_gnu_stack(bool seen_gnu_stack, uint64_t gnu_stack_flags,
566                    const Object*);
567
568   // Add an Output_section_data to the layout.  This is used for
569   // special sections like the GOT section.  ORDER is where the
570   // section should wind up in the output segment.  IS_RELRO is true
571   // for relro sections.
572   Output_section*
573   add_output_section_data(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
574                           elfcpp::Elf_Xword flags,
575                           Output_section_data*, Output_section_order order,
576                           bool is_relro);
577
578   // Increase the size of the relro segment by this much.
579   void
580   increase_relro(unsigned int s)
581   { this->increase_relro_ += s; }
582
583   // Create dynamic sections if necessary.
584   void
585   create_initial_dynamic_sections(Symbol_table*);
586
587   // Define __start and __stop symbols for output sections.
588   void
589   define_section_symbols(Symbol_table*);
590
591   // Create automatic note sections.
592   void
593   create_notes();
594
595   // Create sections for linker scripts.
596   void
597   create_script_sections()
598   { this->script_options_->create_script_sections(this); }
599
600   // Define symbols from any linker script.
601   void
602   define_script_symbols(Symbol_table* symtab)
603   { this->script_options_->add_symbols_to_table(symtab); }
604
605   // Define symbols for group signatures.
606   void
607   define_group_signatures(Symbol_table*);
608
609   // Return the Stringpool used for symbol names.
610   const Stringpool*
611   sympool() const
612   { return &this->sympool_; }
613
614   // Return the Stringpool used for dynamic symbol names and dynamic
615   // tags.
616   const Stringpool*
617   dynpool() const
618   { return &this->dynpool_; }
619
620   // Return the symtab_xindex section used to hold large section
621   // indexes for the normal symbol table.
622   Output_symtab_xindex*
623   symtab_xindex() const
624   { return this->symtab_xindex_; }
625
626   // Return the dynsym_xindex section used to hold large section
627   // indexes for the dynamic symbol table.
628   Output_symtab_xindex*
629   dynsym_xindex() const
630   { return this->dynsym_xindex_; }
631
632   // Return whether a section is a .gnu.linkonce section, given the
633   // section name.
634   static inline bool
635   is_linkonce(const char* name)
636   { return strncmp(name, ".gnu.linkonce", sizeof(".gnu.linkonce") - 1) == 0; }
637
638   // Whether we have added an input section.
639   bool
640   have_added_input_section() const
641   { return this->have_added_input_section_; }
642
643   // Return true if a section is a debugging section.
644   static inline bool
645   is_debug_info_section(const char* name)
646   {
647     // Debugging sections can only be recognized by name.
648     return (strncmp(name, ".debug", sizeof(".debug") - 1) == 0
649             || strncmp(name, ".zdebug", sizeof(".zdebug") - 1) == 0
650             || strncmp(name, ".gnu.linkonce.wi.",
651                        sizeof(".gnu.linkonce.wi.") - 1) == 0
652             || strncmp(name, ".line", sizeof(".line") - 1) == 0
653             || strncmp(name, ".stab", sizeof(".stab") - 1) == 0);
654   }
655
656   // Return true if RELOBJ is an input file whose base name matches
657   // FILE_NAME.  The base name must have an extension of ".o", and
658   // must be exactly FILE_NAME.o or FILE_NAME, one character, ".o".
659   static bool
660   match_file_name(const Relobj* relobj, const char* file_name);
661
662   // Return whether section SHNDX in RELOBJ is a .ctors/.dtors section
663   // with more than one word being mapped to a .init_array/.fini_array
664   // section.
665   bool
666   is_ctors_in_init_array(Relobj* relobj, unsigned int shndx) const;
667
668   // Check if a comdat group or .gnu.linkonce section with the given
669   // NAME is selected for the link.  If there is already a section,
670   // *KEPT_SECTION is set to point to the signature and the function
671   // returns false.  Otherwise, OBJECT, SHNDX,IS_COMDAT, and
672   // IS_GROUP_NAME are recorded for this NAME in the layout object,
673   // *KEPT_SECTION is set to the internal copy and the function return
674   // false.
675   bool
676   find_or_add_kept_section(const std::string& name, Relobj* object, 
677                            unsigned int shndx, bool is_comdat,
678                            bool is_group_name, Kept_section** kept_section);
679
680   // Finalize the layout after all the input sections have been added.
681   off_t
682   finalize(const Input_objects*, Symbol_table*, Target*, const Task*);
683
684   // Return whether any sections require postprocessing.
685   bool
686   any_postprocessing_sections() const
687   { return this->any_postprocessing_sections_; }
688
689   // Return the size of the output file.
690   off_t
691   output_file_size() const
692   { return this->output_file_size_; }
693
694   // Return the TLS segment.  This will return NULL if there isn't
695   // one.
696   Output_segment*
697   tls_segment() const
698   { return this->tls_segment_; }
699
700   // Return the normal symbol table.
701   Output_section*
702   symtab_section() const
703   {
704     gold_assert(this->symtab_section_ != NULL);
705     return this->symtab_section_;
706   }
707
708   // Return the file offset of the normal symbol table.
709   off_t
710   symtab_section_offset() const;
711
712   // Return the section index of the normal symbol tabl.e
713   unsigned int
714   symtab_section_shndx() const;
715
716   // Return the dynamic symbol table.
717   Output_section*
718   dynsym_section() const
719   {
720     gold_assert(this->dynsym_section_ != NULL);
721     return this->dynsym_section_;
722   }
723
724   // Return the dynamic tags.
725   Output_data_dynamic*
726   dynamic_data() const
727   { return this->dynamic_data_; }
728
729   // Write out the output sections.
730   void
731   write_output_sections(Output_file* of) const;
732
733   // Write out data not associated with an input file or the symbol
734   // table.
735   void
736   write_data(const Symbol_table*, Output_file*) const;
737
738   // Write out output sections which can not be written until all the
739   // input sections are complete.
740   void
741   write_sections_after_input_sections(Output_file* of);
742
743   // Return an output section named NAME, or NULL if there is none.
744   Output_section*
745   find_output_section(const char* name) const;
746
747   // Return an output segment of type TYPE, with segment flags SET set
748   // and segment flags CLEAR clear.  Return NULL if there is none.
749   Output_segment*
750   find_output_segment(elfcpp::PT type, elfcpp::Elf_Word set,
751                       elfcpp::Elf_Word clear) const;
752
753   // Return the number of segments we expect to produce.
754   size_t
755   expected_segment_count() const;
756
757   // Set a flag to indicate that an object file uses the static TLS model.
758   void
759   set_has_static_tls()
760   { this->has_static_tls_ = true; }
761
762   // Return true if any object file uses the static TLS model.
763   bool
764   has_static_tls() const
765   { return this->has_static_tls_; }
766
767   // Return the options which may be set by a linker script.
768   Script_options*
769   script_options()
770   { return this->script_options_; }
771
772   const Script_options*
773   script_options() const
774   { return this->script_options_; }
775
776   // Return the object managing inputs in incremental build. NULL in
777   // non-incremental builds.
778   Incremental_inputs*
779   incremental_inputs() const
780   { return this->incremental_inputs_; }
781
782   // For the target-specific code to add dynamic tags which are common
783   // to most targets.
784   void
785   add_target_dynamic_tags(bool use_rel, const Output_data* plt_got,
786                           const Output_data* plt_rel,
787                           const Output_data_reloc_generic* dyn_rel,
788                           bool add_debug, bool dynrel_includes_plt);
789
790   // Compute and write out the build ID if needed.
791   void
792   write_build_id(Output_file*) const;
793
794   // Rewrite output file in binary format.
795   void
796   write_binary(Output_file* in) const;
797
798   // Print output sections to the map file.
799   void
800   print_to_mapfile(Mapfile*) const;
801
802   // Dump statistical information to stderr.
803   void
804   print_stats() const;
805
806   // A list of segments.
807
808   typedef std::vector<Output_segment*> Segment_list;
809
810   // A list of sections.
811
812   typedef std::vector<Output_section*> Section_list;
813
814   // The list of information to write out which is not attached to
815   // either a section or a segment.
816   typedef std::vector<Output_data*> Data_list;
817
818   // Store the allocated sections into the section list.  This is used
819   // by the linker script code.
820   void
821   get_allocated_sections(Section_list*) const;
822
823   // Make a section for a linker script to hold data.
824   Output_section*
825   make_output_section_for_script(const char* name,
826                                  Script_sections::Section_type section_type);
827
828   // Make a segment.  This is used by the linker script code.
829   Output_segment*
830   make_output_segment(elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Word flags);
831
832   // Return the number of segments.
833   size_t
834   segment_count() const
835   { return this->segment_list_.size(); }
836
837   // Map from section flags to segment flags.
838   static elfcpp::Elf_Word
839   section_flags_to_segment(elfcpp::Elf_Xword flags);
840
841   // Attach sections to segments.
842   void
843   attach_sections_to_segments();
844
845   // For relaxation clean up, we need to know output section data created
846   // from a linker script.
847   void
848   new_output_section_data_from_script(Output_section_data* posd)
849   {
850     if (this->record_output_section_data_from_script_)
851       this->script_output_section_data_list_.push_back(posd);
852   }
853
854   // Return section list.
855   const Section_list&
856   section_list() const
857   { return this->section_list_; }
858
859  private:
860   Layout(const Layout&);
861   Layout& operator=(const Layout&);
862
863   // Mapping from input section names to output section names.
864   struct Section_name_mapping
865   {
866     const char* from;
867     int fromlen;
868     const char* to;
869     int tolen;
870   };
871   static const Section_name_mapping section_name_mapping[];
872   static const int section_name_mapping_count;
873
874   // During a relocatable link, a list of group sections and
875   // signatures.
876   struct Group_signature
877   {
878     // The group section.
879     Output_section* section;
880     // The signature.
881     const char* signature;
882
883     Group_signature()
884       : section(NULL), signature(NULL)
885     { }
886
887     Group_signature(Output_section* sectiona, const char* signaturea)
888       : section(sectiona), signature(signaturea)
889     { }
890   };
891   typedef std::vector<Group_signature> Group_signatures;
892
893   // Create a note section, filling in the header.
894   Output_section*
895   create_note(const char* name, int note_type, const char* section_name,
896               size_t descsz, bool allocate, size_t* trailing_padding);
897
898   // Create a note section for gold version.
899   void
900   create_gold_note();
901
902   // Record whether the stack must be executable.
903   void
904   create_executable_stack_info();
905
906   // Create a build ID note if needed.
907   void
908   create_build_id();
909
910   // Link .stab and .stabstr sections.
911   void
912   link_stabs_sections();
913
914   // Create .gnu_incremental_inputs and .gnu_incremental_strtab sections needed
915   // for the next run of incremental linking to check what has changed.
916   void
917   create_incremental_info_sections(Symbol_table*);
918
919   // Find the first read-only PT_LOAD segment, creating one if
920   // necessary.
921   Output_segment*
922   find_first_load_seg();
923
924   // Count the local symbols in the regular symbol table and the dynamic
925   // symbol table, and build the respective string pools.
926   void
927   count_local_symbols(const Task*, const Input_objects*);
928
929   // Create the output sections for the symbol table.
930   void
931   create_symtab_sections(const Input_objects*, Symbol_table*,
932                          unsigned int, off_t*);
933
934   // Create the .shstrtab section.
935   Output_section*
936   create_shstrtab();
937
938   // Create the section header table.
939   void
940   create_shdrs(const Output_section* shstrtab_section, off_t*);
941
942   // Create the dynamic symbol table.
943   void
944   create_dynamic_symtab(const Input_objects*, Symbol_table*,
945                         Output_section** pdynstr,
946                         unsigned int* plocal_dynamic_count,
947                         std::vector<Symbol*>* pdynamic_symbols,
948                         Versions* versions);
949
950   // Assign offsets to each local portion of the dynamic symbol table.
951   void
952   assign_local_dynsym_offsets(const Input_objects*);
953
954   // Finish the .dynamic section and PT_DYNAMIC segment.
955   void
956   finish_dynamic_section(const Input_objects*, const Symbol_table*);
957
958   // Set the size of the _DYNAMIC symbol.
959   void
960   set_dynamic_symbol_size(const Symbol_table*);
961
962   // Create the .interp section and PT_INTERP segment.
963   void
964   create_interp(const Target* target);
965
966   // Create the version sections.
967   void
968   create_version_sections(const Versions*,
969                           const Symbol_table*,
970                           unsigned int local_symcount,
971                           const std::vector<Symbol*>& dynamic_symbols,
972                           const Output_section* dynstr);
973
974   template<int size, bool big_endian>
975   void
976   sized_create_version_sections(const Versions* versions,
977                                 const Symbol_table*,
978                                 unsigned int local_symcount,
979                                 const std::vector<Symbol*>& dynamic_symbols,
980                                 const Output_section* dynstr);
981
982   // Return whether to include this section in the link.
983   template<int size, bool big_endian>
984   bool
985   include_section(Sized_relobj_file<size, big_endian>* object, const char* name,
986                   const elfcpp::Shdr<size, big_endian>&);
987
988   // Return the output section name to use given an input section
989   // name.  Set *PLEN to the length of the name.  *PLEN must be
990   // initialized to the length of NAME.
991   static const char*
992   output_section_name(const Relobj*, const char* name, size_t* plen);
993
994   // Return the number of allocated output sections.
995   size_t
996   allocated_output_section_count() const;
997
998   // Return the output section for NAME, TYPE and FLAGS.
999   Output_section*
1000   get_output_section(const char* name, Stringpool::Key name_key,
1001                      elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags,
1002                      Output_section_order order, bool is_relro);
1003
1004   // Choose the output section for NAME in RELOBJ.
1005   Output_section*
1006   choose_output_section(const Relobj* relobj, const char* name,
1007                         elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags,
1008                         bool is_input_section, Output_section_order order,
1009                         bool is_relro);
1010
1011   // Create a new Output_section.
1012   Output_section*
1013   make_output_section(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
1014                       elfcpp::Elf_Xword flags, Output_section_order order,
1015                       bool is_relro);
1016
1017   // Attach a section to a segment.
1018   void
1019   attach_section_to_segment(Output_section*);
1020
1021   // Get section order.
1022   Output_section_order
1023   default_section_order(Output_section*, bool is_relro_local);
1024
1025   // Attach an allocated section to a segment.
1026   void
1027   attach_allocated_section_to_segment(Output_section*);
1028
1029   // Make the .eh_frame section.
1030   Output_section*
1031   make_eh_frame_section(const Relobj*);
1032
1033   // Set the final file offsets of all the segments.
1034   off_t
1035   set_segment_offsets(const Target*, Output_segment*, unsigned int* pshndx);
1036
1037   // Set the file offsets of the sections when doing a relocatable
1038   // link.
1039   off_t
1040   set_relocatable_section_offsets(Output_data*, unsigned int* pshndx);
1041
1042   // Set the final file offsets of all the sections not associated
1043   // with a segment.  We set section offsets in three passes: the
1044   // first handles all allocated sections, the second sections that
1045   // require postprocessing, and the last the late-bound STRTAB
1046   // sections (probably only shstrtab, which is the one we care about
1047   // because it holds section names).
1048   enum Section_offset_pass
1049   {
1050     BEFORE_INPUT_SECTIONS_PASS,
1051     POSTPROCESSING_SECTIONS_PASS,
1052     STRTAB_AFTER_POSTPROCESSING_SECTIONS_PASS
1053   };
1054   off_t
1055   set_section_offsets(off_t, Section_offset_pass pass);
1056
1057   // Set the final section indexes of all the sections not associated
1058   // with a segment.  Returns the next unused index.
1059   unsigned int
1060   set_section_indexes(unsigned int pshndx);
1061
1062   // Set the section addresses when using a script.
1063   Output_segment*
1064   set_section_addresses_from_script(Symbol_table*);
1065
1066   // Find appropriate places or orphan sections in a script.
1067   void
1068   place_orphan_sections_in_script();
1069
1070   // Return whether SEG1 comes before SEG2 in the output file.
1071   bool
1072   segment_precedes(const Output_segment* seg1, const Output_segment* seg2);
1073
1074   // Use to save and restore segments during relaxation. 
1075   typedef Unordered_map<const Output_segment*, const Output_segment*>
1076     Segment_states;
1077
1078   // Save states of current output segments.
1079   void
1080   save_segments(Segment_states*);
1081
1082   // Restore output segment states.
1083   void
1084   restore_segments(const Segment_states*);
1085
1086   // Clean up after relaxation so that it is possible to lay out the
1087   // sections and segments again.
1088   void
1089   clean_up_after_relaxation();
1090
1091   // Doing preparation work for relaxation.  This is factored out to make
1092   // Layout::finalized a bit smaller and easier to read.
1093   void
1094   prepare_for_relaxation();
1095
1096   // Main body of the relaxation loop, which lays out the section.
1097   off_t
1098   relaxation_loop_body(int, Target*, Symbol_table*, Output_segment**,
1099                        Output_segment*, Output_segment_headers*,
1100                        Output_file_header*, unsigned int*);
1101
1102   // A mapping used for kept comdats/.gnu.linkonce group signatures.
1103   typedef Unordered_map<std::string, Kept_section> Signatures;
1104
1105   // Mapping from input section name/type/flags to output section.  We
1106   // use canonicalized strings here.
1107
1108   typedef std::pair<Stringpool::Key,
1109                     std::pair<elfcpp::Elf_Word, elfcpp::Elf_Xword> > Key;
1110
1111   struct Hash_key
1112   {
1113     size_t
1114     operator()(const Key& k) const;
1115   };
1116
1117   typedef Unordered_map<Key, Output_section*, Hash_key> Section_name_map;
1118
1119   // A comparison class for segments.
1120
1121   class Compare_segments
1122   {
1123    public:
1124     Compare_segments(Layout* layout)
1125       : layout_(layout)
1126     { }
1127
1128     bool
1129     operator()(const Output_segment* seg1, const Output_segment* seg2)
1130     { return this->layout_->segment_precedes(seg1, seg2); }
1131
1132    private:
1133     Layout* layout_;
1134   };
1135
1136   typedef std::vector<Output_section_data*> Output_section_data_list;
1137
1138   // Debug checker class.
1139   class Relaxation_debug_check
1140   {
1141    public:
1142     Relaxation_debug_check()
1143       : section_infos_()
1144     { }
1145  
1146     // Check that sections and special data are in reset states.
1147     void
1148     check_output_data_for_reset_values(const Layout::Section_list&,
1149                                        const Layout::Data_list&);
1150   
1151     // Record information of a section list.
1152     void
1153     read_sections(const Layout::Section_list&);
1154
1155     // Verify a section list with recorded information.
1156     void
1157     verify_sections(const Layout::Section_list&);
1158  
1159    private:
1160     // Information we care about a section.
1161     struct Section_info
1162     {
1163       // Output section described by this.
1164       Output_section* output_section;
1165       // Load address.
1166       uint64_t address;
1167       // Data size.
1168       off_t data_size;
1169       // File offset.
1170       off_t offset;
1171     };
1172
1173     // Section information.
1174     std::vector<Section_info> section_infos_;
1175   };
1176
1177   // The number of input files, for sizing tables.
1178   int number_of_input_files_;
1179   // Information set by scripts or by command line options.
1180   Script_options* script_options_;
1181   // The output section names.
1182   Stringpool namepool_;
1183   // The output symbol names.
1184   Stringpool sympool_;
1185   // The dynamic strings, if needed.
1186   Stringpool dynpool_;
1187   // The list of group sections and linkonce sections which we have seen.
1188   Signatures signatures_;
1189   // The mapping from input section name/type/flags to output sections.
1190   Section_name_map section_name_map_;
1191   // The list of output segments.
1192   Segment_list segment_list_;
1193   // The list of output sections.
1194   Section_list section_list_;
1195   // The list of output sections which are not attached to any output
1196   // segment.
1197   Section_list unattached_section_list_;
1198   // The list of unattached Output_data objects which require special
1199   // handling because they are not Output_sections.
1200   Data_list special_output_list_;
1201   // The section headers.
1202   Output_section_headers* section_headers_;
1203   // A pointer to the PT_TLS segment if there is one.
1204   Output_segment* tls_segment_;
1205   // A pointer to the PT_GNU_RELRO segment if there is one.
1206   Output_segment* relro_segment_;
1207   // A pointer to the PT_INTERP segment if there is one.
1208   Output_segment* interp_segment_;
1209   // A backend may increase the size of the PT_GNU_RELRO segment if
1210   // there is one.  This is the amount to increase it by.
1211   unsigned int increase_relro_;
1212   // The SHT_SYMTAB output section.
1213   Output_section* symtab_section_;
1214   // The SHT_SYMTAB_SHNDX for the regular symbol table if there is one.
1215   Output_symtab_xindex* symtab_xindex_;
1216   // The SHT_DYNSYM output section if there is one.
1217   Output_section* dynsym_section_;
1218   // The SHT_SYMTAB_SHNDX for the dynamic symbol table if there is one.
1219   Output_symtab_xindex* dynsym_xindex_;
1220   // The SHT_DYNAMIC output section if there is one.
1221   Output_section* dynamic_section_;
1222   // The _DYNAMIC symbol if there is one.
1223   Symbol* dynamic_symbol_;
1224   // The dynamic data which goes into dynamic_section_.
1225   Output_data_dynamic* dynamic_data_;
1226   // The exception frame output section if there is one.
1227   Output_section* eh_frame_section_;
1228   // The exception frame data for eh_frame_section_.
1229   Eh_frame* eh_frame_data_;
1230   // Whether we have added eh_frame_data_ to the .eh_frame section.
1231   bool added_eh_frame_data_;
1232   // The exception frame header output section if there is one.
1233   Output_section* eh_frame_hdr_section_;
1234   // The space for the build ID checksum if there is one.
1235   Output_section_data* build_id_note_;
1236   // The output section containing dwarf abbreviations
1237   Output_reduced_debug_abbrev_section* debug_abbrev_;
1238   // The output section containing the dwarf debug info tree
1239   Output_reduced_debug_info_section* debug_info_;
1240   // A list of group sections and their signatures.
1241   Group_signatures group_signatures_;
1242   // The size of the output file.
1243   off_t output_file_size_;
1244   // Whether we have added an input section to an output section.
1245   bool have_added_input_section_;
1246   // Whether we have attached the sections to the segments.
1247   bool sections_are_attached_;
1248   // Whether we have seen an object file marked to require an
1249   // executable stack.
1250   bool input_requires_executable_stack_;
1251   // Whether we have seen at least one object file with an executable
1252   // stack marker.
1253   bool input_with_gnu_stack_note_;
1254   // Whether we have seen at least one object file without an
1255   // executable stack marker.
1256   bool input_without_gnu_stack_note_;
1257   // Whether we have seen an object file that uses the static TLS model.
1258   bool has_static_tls_;
1259   // Whether any sections require postprocessing.
1260   bool any_postprocessing_sections_;
1261   // Whether we have resized the signatures_ hash table.
1262   bool resized_signatures_;
1263   // Whether we have created a .stab*str output section.
1264   bool have_stabstr_section_;
1265   // In incremental build, holds information check the inputs and build the
1266   // .gnu_incremental_inputs section.
1267   Incremental_inputs* incremental_inputs_;
1268   // Whether we record output section data created in script
1269   bool record_output_section_data_from_script_;
1270   // List of output data that needs to be removed at relaxation clean up.
1271   Output_section_data_list script_output_section_data_list_;
1272   // Structure to save segment states before entering the relaxation loop.
1273   Segment_states* segment_states_;
1274   // A relaxation debug checker.  We only create one when in debugging mode.
1275   Relaxation_debug_check* relaxation_debug_check_;
1276   // Hash a pattern to its position in the section ordering file.
1277   Unordered_map<std::string, unsigned int> input_section_position_;
1278   // Vector of glob only patterns in the section_ordering file.
1279   std::vector<std::string> input_section_glob_;
1280   // For incremental links, the base file to be modified.
1281   Incremental_binary* incremental_base_;
1282   // For incremental links, a list of free space within the file.
1283   Free_list free_list_;
1284 };
1285
1286 // This task handles writing out data in output sections which is not
1287 // part of an input section, or which requires special handling.  When
1288 // this is done, it unblocks both output_sections_blocker and
1289 // final_blocker.
1290
1291 class Write_sections_task : public Task
1292 {
1293  public:
1294   Write_sections_task(const Layout* layout, Output_file* of,
1295                       Task_token* output_sections_blocker,
1296                       Task_token* final_blocker)
1297     : layout_(layout), of_(of),
1298       output_sections_blocker_(output_sections_blocker),
1299       final_blocker_(final_blocker)
1300   { }
1301
1302   // The standard Task methods.
1303
1304   Task_token*
1305   is_runnable();
1306
1307   void
1308   locks(Task_locker*);
1309
1310   void
1311   run(Workqueue*);
1312
1313   std::string
1314   get_name() const
1315   { return "Write_sections_task"; }
1316
1317  private:
1318   class Write_sections_locker;
1319
1320   const Layout* layout_;
1321   Output_file* of_;
1322   Task_token* output_sections_blocker_;
1323   Task_token* final_blocker_;
1324 };
1325
1326 // This task handles writing out data which is not part of a section
1327 // or segment.
1328
1329 class Write_data_task : public Task
1330 {
1331  public:
1332   Write_data_task(const Layout* layout, const Symbol_table* symtab,
1333                   Output_file* of, Task_token* final_blocker)
1334     : layout_(layout), symtab_(symtab), of_(of), final_blocker_(final_blocker)
1335   { }
1336
1337   // The standard Task methods.
1338
1339   Task_token*
1340   is_runnable();
1341
1342   void
1343   locks(Task_locker*);
1344
1345   void
1346   run(Workqueue*);
1347
1348   std::string
1349   get_name() const
1350   { return "Write_data_task"; }
1351
1352  private:
1353   const Layout* layout_;
1354   const Symbol_table* symtab_;
1355   Output_file* of_;
1356   Task_token* final_blocker_;
1357 };
1358
1359 // This task handles writing out the global symbols.
1360
1361 class Write_symbols_task : public Task
1362 {
1363  public:
1364   Write_symbols_task(const Layout* layout, const Symbol_table* symtab,
1365                      const Input_objects* input_objects,
1366                      const Stringpool* sympool, const Stringpool* dynpool,
1367                      Output_file* of, Task_token* final_blocker)
1368     : layout_(layout), symtab_(symtab), input_objects_(input_objects),
1369       sympool_(sympool), dynpool_(dynpool), of_(of),
1370       final_blocker_(final_blocker)
1371   { }
1372
1373   // The standard Task methods.
1374
1375   Task_token*
1376   is_runnable();
1377
1378   void
1379   locks(Task_locker*);
1380
1381   void
1382   run(Workqueue*);
1383
1384   std::string
1385   get_name() const
1386   { return "Write_symbols_task"; }
1387
1388  private:
1389   const Layout* layout_;
1390   const Symbol_table* symtab_;
1391   const Input_objects* input_objects_;
1392   const Stringpool* sympool_;
1393   const Stringpool* dynpool_;
1394   Output_file* of_;
1395   Task_token* final_blocker_;
1396 };
1397
1398 // This task handles writing out data in output sections which can't
1399 // be written out until all the input sections have been handled.
1400 // This is for sections whose contents is based on the contents of
1401 // other output sections.
1402
1403 class Write_after_input_sections_task : public Task
1404 {
1405  public:
1406   Write_after_input_sections_task(Layout* layout, Output_file* of,
1407                                   Task_token* input_sections_blocker,
1408                                   Task_token* final_blocker)
1409     : layout_(layout), of_(of),
1410       input_sections_blocker_(input_sections_blocker),
1411       final_blocker_(final_blocker)
1412   { }
1413
1414   // The standard Task methods.
1415
1416   Task_token*
1417   is_runnable();
1418
1419   void
1420   locks(Task_locker*);
1421
1422   void
1423   run(Workqueue*);
1424
1425   std::string
1426   get_name() const
1427   { return "Write_after_input_sections_task"; }
1428
1429  private:
1430   Layout* layout_;
1431   Output_file* of_;
1432   Task_token* input_sections_blocker_;
1433   Task_token* final_blocker_;
1434 };
1435
1436 // This task function handles closing the file.
1437
1438 class Close_task_runner : public Task_function_runner
1439 {
1440  public:
1441   Close_task_runner(const General_options* options, const Layout* layout,
1442                     Output_file* of)
1443     : options_(options), layout_(layout), of_(of)
1444   { }
1445
1446   // Run the operation.
1447   void
1448   run(Workqueue*, const Task*);
1449
1450  private:
1451   const General_options* options_;
1452   const Layout* layout_;
1453   Output_file* of_;
1454 };
1455
1456 // A small helper function to align an address.
1457
1458 inline uint64_t
1459 align_address(uint64_t address, uint64_t addralign)
1460 {
1461   if (addralign != 0)
1462     address = (address + addralign - 1) &~ (addralign - 1);
1463   return address;
1464 }
1465
1466 } // End namespace gold.
1467
1468 #endif // !defined(GOLD_LAYOUT_H)