2009-09-17 Doug Kwan <dougkwan@google.com>
[external/binutils.git] / gold / layout.h
1 // layout.h -- lay out output file sections for gold  -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2006, 2007, 2008, 2009 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 Input_objects;
45 class Mapfile;
46 class Symbol_table;
47 class Output_section_data;
48 class Output_section;
49 class Output_section_headers;
50 class Output_segment_headers;
51 class Output_file_header;
52 class Output_segment;
53 class Output_data;
54 class Output_data_dynamic;
55 class Output_symtab_xindex;
56 class Output_reduced_debug_abbrev_section;
57 class Output_reduced_debug_info_section;
58 class Eh_frame;
59 class Target;
60
61 // This task function handles mapping the input sections to output
62 // sections and laying them out in memory.
63
64 class Layout_task_runner : public Task_function_runner
65 {
66  public:
67   // OPTIONS is the command line options, INPUT_OBJECTS is the list of
68   // input objects, SYMTAB is the symbol table, LAYOUT is the layout
69   // object.
70   Layout_task_runner(const General_options& options,
71                      const Input_objects* input_objects,
72                      Symbol_table* symtab,
73                      Target* target,
74                      Layout* layout,
75                      Mapfile* mapfile)
76     : options_(options), input_objects_(input_objects), symtab_(symtab),
77       target_(target), layout_(layout), mapfile_(mapfile)
78   { }
79
80   // Run the operation.
81   void
82   run(Workqueue*, const Task*);
83
84  private:
85   Layout_task_runner(const Layout_task_runner&);
86   Layout_task_runner& operator=(const Layout_task_runner&);
87
88   const General_options& options_;
89   const Input_objects* input_objects_;
90   Symbol_table* symtab_;
91   Target* target_;
92   Layout* layout_;
93   Mapfile* mapfile_;
94 };
95
96 // This class holds information about the comdat group or
97 // .gnu.linkonce section that will be kept for a given signature.
98
99 class Kept_section
100 {
101  private:
102   // For a comdat group, we build a mapping from the name of each
103   // section in the group to the section index and the size in object.
104   // When we discard a group in some other object file, we use this
105   // map to figure out which kept section the discarded section is
106   // associated with.  We then use that mapping when processing relocs
107   // against discarded sections.
108   struct Comdat_section_info
109   {
110     // The section index.
111     unsigned int shndx;
112     // The section size.
113     uint64_t size;
114
115     Comdat_section_info(unsigned int a_shndx, uint64_t a_size)
116       : shndx(a_shndx), size(a_size)
117     { }
118   };
119
120   // Most comdat groups have only one or two sections, so we use a
121   // std::map rather than an Unordered_map to optimize for that case
122   // without paying too heavily for groups with more sections.
123   typedef std::map<std::string, Comdat_section_info> Comdat_group;
124
125  public:
126   Kept_section()
127     : object_(NULL), shndx_(0), is_comdat_(false), is_group_name_(false)
128   { this->u_.linkonce_size = 0; }
129
130   // We need to support copies for the signature map in the Layout
131   // object, but we should never copy an object after it has been
132   // marked as a comdat section.
133   Kept_section(const Kept_section& k)
134     : object_(k.object_), shndx_(k.shndx_), is_comdat_(false),
135       is_group_name_(k.is_group_name_)
136   {
137     gold_assert(!k.is_comdat_);
138     this->u_.linkonce_size = 0;
139   }
140
141   ~Kept_section()
142   {
143     if (this->is_comdat_)
144       delete this->u_.group_sections;
145   }
146
147   // The object where this section lives.
148   Relobj*
149   object() const
150   { return this->object_; }
151
152   // Set the object.
153   void
154   set_object(Relobj* object)
155   {
156     gold_assert(this->object_ == NULL);
157     this->object_ = object;
158   }
159
160   // The section index.
161   unsigned int
162   shndx() const
163   { return this->shndx_; }
164
165   // Set the section index.
166   void
167   set_shndx(unsigned int shndx)
168   {
169     gold_assert(this->shndx_ == 0);
170     this->shndx_ = shndx;
171   }
172
173   // Whether this is a comdat group.
174   bool
175   is_comdat() const
176   { return this->is_comdat_; }
177
178   // Set that this is a comdat group.
179   void
180   set_is_comdat()
181   {
182     gold_assert(!this->is_comdat_);
183     this->is_comdat_ = true;
184     this->u_.group_sections = new Comdat_group();
185   }
186
187   // Whether this is associated with the name of a group or section
188   // rather than the symbol name derived from a linkonce section.
189   bool
190   is_group_name() const
191   { return this->is_group_name_; }
192
193   // Note that this represents a comdat group rather than a single
194   // linkonce section.
195   void
196   set_is_group_name()
197   { this->is_group_name_ = true; }
198
199   // Add a section to the group list.
200   void
201   add_comdat_section(const std::string& name, unsigned int shndx,
202                      uint64_t size)
203   {
204     gold_assert(this->is_comdat_);
205     Comdat_section_info sinfo(shndx, size);
206     this->u_.group_sections->insert(std::make_pair(name, sinfo));
207   }
208
209   // Look for a section name in the group list, and return whether it
210   // was found.  If found, returns the section index and size.
211   bool
212   find_comdat_section(const std::string& name, unsigned int *pshndx,
213                       uint64_t *psize) const
214   {
215     gold_assert(this->is_comdat_);
216     Comdat_group::const_iterator p = this->u_.group_sections->find(name);
217     if (p == this->u_.group_sections->end())
218       return false;
219     *pshndx = p->second.shndx;
220     *psize = p->second.size;
221     return true;
222   }
223
224   // If there is only one section in the group list, return true, and
225   // return the section index and size.
226   bool
227   find_single_comdat_section(unsigned int *pshndx, uint64_t *psize) const
228   {
229     gold_assert(this->is_comdat_);
230     if (this->u_.group_sections->size() != 1)
231       return false;
232     Comdat_group::const_iterator p = this->u_.group_sections->begin();
233     *pshndx = p->second.shndx;
234     *psize = p->second.size;
235     return true;
236   }
237
238   // Return the size of a linkonce section.
239   uint64_t
240   linkonce_size() const
241   {
242     gold_assert(!this->is_comdat_);
243     return this->u_.linkonce_size;
244   }
245
246   // Set the size of a linkonce section.
247   void
248   set_linkonce_size(uint64_t size)
249   {
250     gold_assert(!this->is_comdat_);
251     this->u_.linkonce_size = size;
252   }
253
254  private:
255   // No assignment.
256   Kept_section& operator=(const Kept_section&);
257
258   // The object containing the comdat group or .gnu.linkonce section.
259   Relobj* object_;
260   // Index of the group section for comdats and the section itself for
261   // .gnu.linkonce.
262   unsigned int shndx_;
263   // True if this is for a comdat group rather than a .gnu.linkonce
264   // section.
265   bool is_comdat_;
266   // The Kept_sections are values of a mapping, that maps names to
267   // them.  This field is true if this struct is associated with the
268   // name of a comdat or .gnu.linkonce, false if it is associated with
269   // the name of a symbol obtained from the .gnu.linkonce.* name
270   // through some heuristics.
271   bool is_group_name_;
272   union
273   {
274     // If the is_comdat_ field is true, this holds a map from names of
275     // the sections in the group to section indexes in object_ and to
276     // section sizes.
277     Comdat_group* group_sections;
278     // If the is_comdat_ field is false, this holds the size of the
279     // single section.
280     uint64_t linkonce_size;
281   } u_;
282 };
283
284 // This class handles the details of laying out input sections.
285
286 class Layout
287 {
288  public:
289   Layout(int number_of_input_files, Script_options*);
290
291   ~Layout()
292   {
293     delete this->relaxation_debug_check_;
294     delete this->segment_states_;
295   }
296
297   // Given an input section SHNDX, named NAME, with data in SHDR, from
298   // the object file OBJECT, return the output section where this
299   // input section should go.  RELOC_SHNDX is the index of a
300   // relocation section which applies to this section, or 0 if none,
301   // or -1U if more than one.  RELOC_TYPE is the type of the
302   // relocation section if there is one.  Set *OFFSET to the offset
303   // within the output section.
304   template<int size, bool big_endian>
305   Output_section*
306   layout(Sized_relobj<size, big_endian> *object, unsigned int shndx,
307          const char* name, const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
308          unsigned int reloc_shndx, unsigned int reloc_type, off_t* offset);
309
310   // Layout an input reloc section when doing a relocatable link.  The
311   // section is RELOC_SHNDX in OBJECT, with data in SHDR.
312   // DATA_SECTION is the reloc section to which it refers.  RR is the
313   // relocatable information.
314   template<int size, bool big_endian>
315   Output_section*
316   layout_reloc(Sized_relobj<size, big_endian>* object,
317                unsigned int reloc_shndx,
318                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
319                Output_section* data_section,
320                Relocatable_relocs* rr);
321
322   // Layout a group section when doing a relocatable link.
323   template<int size, bool big_endian>
324   void
325   layout_group(Symbol_table* symtab,
326                Sized_relobj<size, big_endian>* object,
327                unsigned int group_shndx,
328                const char* group_section_name,
329                const char* signature,
330                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
331                elfcpp::Elf_Word flags,
332                std::vector<unsigned int>* shndxes);
333
334   // Like layout, only for exception frame sections.  OBJECT is an
335   // object file.  SYMBOLS is the contents of the symbol table
336   // section, with size SYMBOLS_SIZE.  SYMBOL_NAMES is the contents of
337   // the symbol name section, with size SYMBOL_NAMES_SIZE.  SHNDX is a
338   // .eh_frame section in OBJECT.  SHDR is the section header.
339   // RELOC_SHNDX is the index of a relocation section which applies to
340   // this section, or 0 if none, or -1U if more than one.  RELOC_TYPE
341   // is the type of the relocation section if there is one.  This
342   // returns the output section, and sets *OFFSET to the offset.
343   template<int size, bool big_endian>
344   Output_section*
345   layout_eh_frame(Sized_relobj<size, big_endian>* object,
346                   const unsigned char* symbols,
347                   off_t symbols_size,
348                   const unsigned char* symbol_names,
349                   off_t symbol_names_size,
350                   unsigned int shndx,
351                   const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
352                   unsigned int reloc_shndx, unsigned int reloc_type,
353                   off_t* offset);
354
355   // Handle a GNU stack note.  This is called once per input object
356   // file.  SEEN_GNU_STACK is true if the object file has a
357   // .note.GNU-stack section.  GNU_STACK_FLAGS is the section flags
358   // from that section if there was one.
359   void
360   layout_gnu_stack(bool seen_gnu_stack, uint64_t gnu_stack_flags);
361
362   // Add an Output_section_data to the layout.  This is used for
363   // special sections like the GOT section.
364   Output_section*
365   add_output_section_data(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
366                           elfcpp::Elf_Xword flags,
367                           Output_section_data*);
368
369   // Create dynamic sections if necessary.
370   void
371   create_initial_dynamic_sections(Symbol_table*);
372
373   // Define __start and __stop symbols for output sections.
374   void
375   define_section_symbols(Symbol_table*);
376
377   // Create automatic note sections.
378   void
379   create_notes();
380
381   // Create sections for linker scripts.
382   void
383   create_script_sections()
384   { this->script_options_->create_script_sections(this); }
385
386   // Define symbols from any linker script.
387   void
388   define_script_symbols(Symbol_table* symtab)
389   { this->script_options_->add_symbols_to_table(symtab); }
390
391   // Define symbols for group signatures.
392   void
393   define_group_signatures(Symbol_table*);
394
395   // Return the Stringpool used for symbol names.
396   const Stringpool*
397   sympool() const
398   { return &this->sympool_; }
399
400   // Return the Stringpool used for dynamic symbol names and dynamic
401   // tags.
402   const Stringpool*
403   dynpool() const
404   { return &this->dynpool_; }
405
406   // Return the symtab_xindex section used to hold large section
407   // indexes for the normal symbol table.
408   Output_symtab_xindex*
409   symtab_xindex() const
410   { return this->symtab_xindex_; }
411
412   // Return the dynsym_xindex section used to hold large section
413   // indexes for the dynamic symbol table.
414   Output_symtab_xindex*
415   dynsym_xindex() const
416   { return this->dynsym_xindex_; }
417
418   // Return whether a section is a .gnu.linkonce section, given the
419   // section name.
420   static inline bool
421   is_linkonce(const char* name)
422   { return strncmp(name, ".gnu.linkonce", sizeof(".gnu.linkonce") - 1) == 0; }
423
424   // Return true if a section is a debugging section.
425   static inline bool
426   is_debug_info_section(const char* name)
427   {
428     // Debugging sections can only be recognized by name.
429     return (strncmp(name, ".debug", sizeof(".debug") - 1) == 0
430             || strncmp(name, ".gnu.linkonce.wi.",
431                        sizeof(".gnu.linkonce.wi.") - 1) == 0
432             || strncmp(name, ".line", sizeof(".line") - 1) == 0
433             || strncmp(name, ".stab", sizeof(".stab") - 1) == 0);
434   }
435
436   // Check if a comdat group or .gnu.linkonce section with the given
437   // NAME is selected for the link.  If there is already a section,
438   // *KEPT_SECTION is set to point to the signature and the function
439   // returns false.  Otherwise, OBJECT, SHNDX,IS_COMDAT, and
440   // IS_GROUP_NAME are recorded for this NAME in the layout object,
441   // *KEPT_SECTION is set to the internal copy and the function return
442   // false.
443   bool
444   find_or_add_kept_section(const std::string& name, Relobj* object, 
445                            unsigned int shndx, bool is_comdat,
446                            bool is_group_name, Kept_section** kept_section);
447
448   // Finalize the layout after all the input sections have been added.
449   off_t
450   finalize(const Input_objects*, Symbol_table*, Target*, const Task*);
451
452   // Return whether any sections require postprocessing.
453   bool
454   any_postprocessing_sections() const
455   { return this->any_postprocessing_sections_; }
456
457   // Return the size of the output file.
458   off_t
459   output_file_size() const
460   { return this->output_file_size_; }
461
462   // Return the TLS segment.  This will return NULL if there isn't
463   // one.
464   Output_segment*
465   tls_segment() const
466   { return this->tls_segment_; }
467
468   // Return the normal symbol table.
469   Output_section*
470   symtab_section() const
471   {
472     gold_assert(this->symtab_section_ != NULL);
473     return this->symtab_section_;
474   }
475
476   // Return the dynamic symbol table.
477   Output_section*
478   dynsym_section() const
479   {
480     gold_assert(this->dynsym_section_ != NULL);
481     return this->dynsym_section_;
482   }
483
484   // Return the dynamic tags.
485   Output_data_dynamic*
486   dynamic_data() const
487   { return this->dynamic_data_; }
488
489   // Write out the output sections.
490   void
491   write_output_sections(Output_file* of) const;
492
493   // Write out data not associated with an input file or the symbol
494   // table.
495   void
496   write_data(const Symbol_table*, Output_file*) const;
497
498   // Write out output sections which can not be written until all the
499   // input sections are complete.
500   void
501   write_sections_after_input_sections(Output_file* of);
502
503   // Return an output section named NAME, or NULL if there is none.
504   Output_section*
505   find_output_section(const char* name) const;
506
507   // Return an output segment of type TYPE, with segment flags SET set
508   // and segment flags CLEAR clear.  Return NULL if there is none.
509   Output_segment*
510   find_output_segment(elfcpp::PT type, elfcpp::Elf_Word set,
511                       elfcpp::Elf_Word clear) const;
512
513   // Return the number of segments we expect to produce.
514   size_t
515   expected_segment_count() const;
516
517   // Set a flag to indicate that an object file uses the static TLS model.
518   void
519   set_has_static_tls()
520   { this->has_static_tls_ = true; }
521
522   // Return true if any object file uses the static TLS model.
523   bool
524   has_static_tls() const
525   { return this->has_static_tls_; }
526
527   // Return the options which may be set by a linker script.
528   Script_options*
529   script_options()
530   { return this->script_options_; }
531
532   const Script_options*
533   script_options() const
534   { return this->script_options_; }
535
536   // Return the object managing inputs in incremental build. NULL in
537   // non-incremental builds.
538   Incremental_inputs*
539   incremental_inputs()
540   { return this->incremental_inputs_; }
541
542   // Compute and write out the build ID if needed.
543   void
544   write_build_id(Output_file*) const;
545
546   // Rewrite output file in binary format.
547   void
548   write_binary(Output_file* in) const;
549
550   // Print output sections to the map file.
551   void
552   print_to_mapfile(Mapfile*) const;
553
554   // Dump statistical information to stderr.
555   void
556   print_stats() const;
557
558   // A list of segments.
559
560   typedef std::vector<Output_segment*> Segment_list;
561
562   // A list of sections.
563
564   typedef std::vector<Output_section*> Section_list;
565
566   // The list of information to write out which is not attached to
567   // either a section or a segment.
568   typedef std::vector<Output_data*> Data_list;
569
570   // Store the allocated sections into the section list.  This is used
571   // by the linker script code.
572   void
573   get_allocated_sections(Section_list*) const;
574
575   // Make a section for a linker script to hold data.
576   Output_section*
577   make_output_section_for_script(const char* name);
578
579   // Make a segment.  This is used by the linker script code.
580   Output_segment*
581   make_output_segment(elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Word flags);
582
583   // Return the number of segments.
584   size_t
585   segment_count() const
586   { return this->segment_list_.size(); }
587
588   // Map from section flags to segment flags.
589   static elfcpp::Elf_Word
590   section_flags_to_segment(elfcpp::Elf_Xword flags);
591
592   // Attach sections to segments.
593   void
594   attach_sections_to_segments();
595
596   // For relaxation clean up, we need to know output section data created
597   // from a linker script.
598   void
599   new_output_section_data_from_script(Output_section_data* posd)
600   {
601     if (this->record_output_section_data_from_script_)
602       this->script_output_section_data_list_.push_back(posd);
603   }
604
605  private:
606   Layout(const Layout&);
607   Layout& operator=(const Layout&);
608
609   // Mapping from input section names to output section names.
610   struct Section_name_mapping
611   {
612     const char* from;
613     int fromlen;
614     const char* to;
615     int tolen;
616   };
617   static const Section_name_mapping section_name_mapping[];
618   static const int section_name_mapping_count;
619
620   // During a relocatable link, a list of group sections and
621   // signatures.
622   struct Group_signature
623   {
624     // The group section.
625     Output_section* section;
626     // The signature.
627     const char* signature;
628
629     Group_signature()
630       : section(NULL), signature(NULL)
631     { }
632
633     Group_signature(Output_section* sectiona, const char* signaturea)
634       : section(sectiona), signature(signaturea)
635     { }
636   };
637   typedef std::vector<Group_signature> Group_signatures;
638
639   // Create a note section, filling in the header.
640   Output_section*
641   create_note(const char* name, int note_type, const char *section_name,
642               size_t descsz, bool allocate, size_t* trailing_padding);
643
644   // Create a note section for gold version.
645   void
646   create_gold_note();
647
648   // Record whether the stack must be executable.
649   void
650   create_executable_stack_info();
651
652   // Create a build ID note if needed.
653   void
654   create_build_id();
655
656   // Link .stab and .stabstr sections.
657   void
658   link_stabs_sections();
659
660   // Create .gnu_incremental_inputs and .gnu_incremental_strtab sections needed
661   // for the next run of incremental linking to check what has changed.
662   void
663   create_incremental_info_sections();
664
665   // Find the first read-only PT_LOAD segment, creating one if
666   // necessary.
667   Output_segment*
668   find_first_load_seg();
669
670   // Count the local symbols in the regular symbol table and the dynamic
671   // symbol table, and build the respective string pools.
672   void
673   count_local_symbols(const Task*, const Input_objects*);
674
675   // Create the output sections for the symbol table.
676   void
677   create_symtab_sections(const Input_objects*, Symbol_table*,
678                          unsigned int, off_t*);
679
680   // Create the .shstrtab section.
681   Output_section*
682   create_shstrtab();
683
684   // Create the section header table.
685   void
686   create_shdrs(const Output_section* shstrtab_section, off_t*);
687
688   // Create the dynamic symbol table.
689   void
690   create_dynamic_symtab(const Input_objects*, Symbol_table*,
691                         Output_section** pdynstr,
692                         unsigned int* plocal_dynamic_count,
693                         std::vector<Symbol*>* pdynamic_symbols,
694                         Versions* versions);
695
696   // Assign offsets to each local portion of the dynamic symbol table.
697   void
698   assign_local_dynsym_offsets(const Input_objects*);
699
700   // Finish the .dynamic section and PT_DYNAMIC segment.
701   void
702   finish_dynamic_section(const Input_objects*, const Symbol_table*);
703
704   // Create the .interp section and PT_INTERP segment.
705   void
706   create_interp(const Target* target);
707
708   // Create the version sections.
709   void
710   create_version_sections(const Versions*,
711                           const Symbol_table*,
712                           unsigned int local_symcount,
713                           const std::vector<Symbol*>& dynamic_symbols,
714                           const Output_section* dynstr);
715
716   template<int size, bool big_endian>
717   void
718   sized_create_version_sections(const Versions* versions,
719                                 const Symbol_table*,
720                                 unsigned int local_symcount,
721                                 const std::vector<Symbol*>& dynamic_symbols,
722                                 const Output_section* dynstr);
723
724   // Return whether to include this section in the link.
725   template<int size, bool big_endian>
726   bool
727   include_section(Sized_relobj<size, big_endian>* object, const char* name,
728                   const elfcpp::Shdr<size, big_endian>&);
729
730   // Return the output section name to use given an input section
731   // name.  Set *PLEN to the length of the name.  *PLEN must be
732   // initialized to the length of NAME.
733   static const char*
734   output_section_name(const char* name, size_t* plen);
735
736   // Return the number of allocated output sections.
737   size_t
738   allocated_output_section_count() const;
739
740   // Return the output section for NAME, TYPE and FLAGS.
741   Output_section*
742   get_output_section(const char* name, Stringpool::Key name_key,
743                      elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags);
744
745   // Choose the output section for NAME in RELOBJ.
746   Output_section*
747   choose_output_section(const Relobj* relobj, const char* name,
748                         elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags,
749                         bool is_input_section);
750
751   // Create a new Output_section.
752   Output_section*
753   make_output_section(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
754                       elfcpp::Elf_Xword flags);
755
756   // Attach a section to a segment.
757   void
758   attach_section_to_segment(Output_section*);
759
760   // Attach an allocated section to a segment.
761   void
762   attach_allocated_section_to_segment(Output_section*);
763
764   // Set the final file offsets of all the segments.
765   off_t
766   set_segment_offsets(const Target*, Output_segment*, unsigned int* pshndx);
767
768   // Set the file offsets of the sections when doing a relocatable
769   // link.
770   off_t
771   set_relocatable_section_offsets(Output_data*, unsigned int* pshndx);
772
773   // Set the final file offsets of all the sections not associated
774   // with a segment.  We set section offsets in three passes: the
775   // first handles all allocated sections, the second sections that
776   // require postprocessing, and the last the late-bound STRTAB
777   // sections (probably only shstrtab, which is the one we care about
778   // because it holds section names).
779   enum Section_offset_pass
780   {
781     BEFORE_INPUT_SECTIONS_PASS,
782     POSTPROCESSING_SECTIONS_PASS,
783     STRTAB_AFTER_POSTPROCESSING_SECTIONS_PASS
784   };
785   off_t
786   set_section_offsets(off_t, Section_offset_pass pass);
787
788   // Set the final section indexes of all the sections not associated
789   // with a segment.  Returns the next unused index.
790   unsigned int
791   set_section_indexes(unsigned int pshndx);
792
793   // Set the section addresses when using a script.
794   Output_segment*
795   set_section_addresses_from_script(Symbol_table*);
796
797   // Find appropriate places or orphan sections in a script.
798   void
799   place_orphan_sections_in_script();
800
801   // Return whether SEG1 comes before SEG2 in the output file.
802   static bool
803   segment_precedes(const Output_segment* seg1, const Output_segment* seg2);
804
805   // Use to save and restore segments during relaxation. 
806   typedef Unordered_map<const Output_segment*, const Output_segment*>
807     Segment_states;
808
809   // Save states of current output segments.
810   void
811   save_segments(Segment_states*);
812
813   // Restore output segment states.
814   void
815   restore_segments(const Segment_states*);
816
817   // Clean up after relaxation so that it is possible to lay out the
818   // sections and segments again.
819   void
820   clean_up_after_relaxation();
821
822   // Doing preparation work for relaxation.  This is factored out to make
823   // Layout::finalized a bit smaller and easier to read.
824   void
825   prepare_for_relaxation();
826
827   // Main body of the relaxation loop, which lays out the section.
828   off_t
829   relaxation_loop_body(int, Target*, Symbol_table*, Output_segment**,
830                        Output_segment*, Output_segment_headers*,
831                        Output_file_header*, unsigned int*);
832
833   // A mapping used for kept comdats/.gnu.linkonce group signatures.
834   typedef Unordered_map<std::string, Kept_section> Signatures;
835
836   // Mapping from input section name/type/flags to output section.  We
837   // use canonicalized strings here.
838
839   typedef std::pair<Stringpool::Key,
840                     std::pair<elfcpp::Elf_Word, elfcpp::Elf_Xword> > Key;
841
842   struct Hash_key
843   {
844     size_t
845     operator()(const Key& k) const;
846   };
847
848   typedef Unordered_map<Key, Output_section*, Hash_key> Section_name_map;
849
850   // A comparison class for segments.
851
852   struct Compare_segments
853   {
854     bool
855     operator()(const Output_segment* seg1, const Output_segment* seg2)
856     { return Layout::segment_precedes(seg1, seg2); }
857   };
858
859   typedef std::vector<Output_section_data*> Output_section_data_list;
860
861   // Debug checker class.
862   class Relaxation_debug_check
863   {
864    public:
865     Relaxation_debug_check()
866       : section_infos_()
867     { }
868  
869     // Check that sections and special data are in reset states.
870     void
871     check_output_data_for_reset_values(const Layout::Section_list&,
872                                        const Layout::Data_list&);
873   
874     // Record information of a section list.
875     void
876     read_sections(const Layout::Section_list&);
877
878     // Verify a section list with recorded information.
879     void
880     verify_sections(const Layout::Section_list&);
881  
882    private:
883     // Information we care about a section.
884     struct Section_info
885     {
886       // Output section described by this.
887       Output_section* output_section;
888       // Load address.
889       uint64_t address;
890       // Data size.
891       off_t data_size;
892       // File offset.
893       off_t offset;
894     };
895
896     // Section information.
897     std::vector<Section_info> section_infos_;
898   };
899
900   // The number of input files, for sizing tables.
901   int number_of_input_files_;
902   // Information set by scripts or by command line options.
903   Script_options* script_options_;
904   // The output section names.
905   Stringpool namepool_;
906   // The output symbol names.
907   Stringpool sympool_;
908   // The dynamic strings, if needed.
909   Stringpool dynpool_;
910   // The list of group sections and linkonce sections which we have seen.
911   Signatures signatures_;
912   // The mapping from input section name/type/flags to output sections.
913   Section_name_map section_name_map_;
914   // The list of output segments.
915   Segment_list segment_list_;
916   // The list of output sections.
917   Section_list section_list_;
918   // The list of output sections which are not attached to any output
919   // segment.
920   Section_list unattached_section_list_;
921   // The list of unattached Output_data objects which require special
922   // handling because they are not Output_sections.
923   Data_list special_output_list_;
924   // The section headers.
925   Output_section_headers* section_headers_;
926   // A pointer to the PT_TLS segment if there is one.
927   Output_segment* tls_segment_;
928   // A pointer to the PT_GNU_RELRO segment if there is one.
929   Output_segment* relro_segment_;
930   // The SHT_SYMTAB output section.
931   Output_section* symtab_section_;
932   // The SHT_SYMTAB_SHNDX for the regular symbol table if there is one.
933   Output_symtab_xindex* symtab_xindex_;
934   // The SHT_DYNSYM output section if there is one.
935   Output_section* dynsym_section_;
936   // The SHT_SYMTAB_SHNDX for the dynamic symbol table if there is one.
937   Output_symtab_xindex* dynsym_xindex_;
938   // The SHT_DYNAMIC output section if there is one.
939   Output_section* dynamic_section_;
940   // The dynamic data which goes into dynamic_section_.
941   Output_data_dynamic* dynamic_data_;
942   // The exception frame output section if there is one.
943   Output_section* eh_frame_section_;
944   // The exception frame data for eh_frame_section_.
945   Eh_frame* eh_frame_data_;
946   // Whether we have added eh_frame_data_ to the .eh_frame section.
947   bool added_eh_frame_data_;
948   // The exception frame header output section if there is one.
949   Output_section* eh_frame_hdr_section_;
950   // The space for the build ID checksum if there is one.
951   Output_section_data* build_id_note_;
952   // The output section containing dwarf abbreviations
953   Output_reduced_debug_abbrev_section* debug_abbrev_;
954   // The output section containing the dwarf debug info tree
955   Output_reduced_debug_info_section* debug_info_;
956   // A list of group sections and their signatures.
957   Group_signatures group_signatures_;
958   // The size of the output file.
959   off_t output_file_size_;
960   // Whether we have attached the sections to the segments.
961   bool sections_are_attached_;
962   // Whether we have seen an object file marked to require an
963   // executable stack.
964   bool input_requires_executable_stack_;
965   // Whether we have seen at least one object file with an executable
966   // stack marker.
967   bool input_with_gnu_stack_note_;
968   // Whether we have seen at least one object file without an
969   // executable stack marker.
970   bool input_without_gnu_stack_note_;
971   // Whether we have seen an object file that uses the static TLS model.
972   bool has_static_tls_;
973   // Whether any sections require postprocessing.
974   bool any_postprocessing_sections_;
975   // Whether we have resized the signatures_ hash table.
976   bool resized_signatures_;
977   // Whether we have created a .stab*str output section.
978   bool have_stabstr_section_;
979   // In incremental build, holds information check the inputs and build the
980   // .gnu_incremental_inputs section.
981   Incremental_inputs* incremental_inputs_;
982   // Whether we record output section data created in script
983   bool record_output_section_data_from_script_;
984   // List of output data that needs to be removed at relexation clean up.
985   Output_section_data_list script_output_section_data_list_;
986   // Structure to save segment states before entering the relaxation loop.
987   Segment_states* segment_states_;
988   // A relaxation debug checker.  We only create one when in debugging mode.
989   Relaxation_debug_check* relaxation_debug_check_;
990 };
991
992 // This task handles writing out data in output sections which is not
993 // part of an input section, or which requires special handling.  When
994 // this is done, it unblocks both output_sections_blocker and
995 // final_blocker.
996
997 class Write_sections_task : public Task
998 {
999  public:
1000   Write_sections_task(const Layout* layout, Output_file* of,
1001                       Task_token* output_sections_blocker,
1002                       Task_token* final_blocker)
1003     : layout_(layout), of_(of),
1004       output_sections_blocker_(output_sections_blocker),
1005       final_blocker_(final_blocker)
1006   { }
1007
1008   // The standard Task methods.
1009
1010   Task_token*
1011   is_runnable();
1012
1013   void
1014   locks(Task_locker*);
1015
1016   void
1017   run(Workqueue*);
1018
1019   std::string
1020   get_name() const
1021   { return "Write_sections_task"; }
1022
1023  private:
1024   class Write_sections_locker;
1025
1026   const Layout* layout_;
1027   Output_file* of_;
1028   Task_token* output_sections_blocker_;
1029   Task_token* final_blocker_;
1030 };
1031
1032 // This task handles writing out data which is not part of a section
1033 // or segment.
1034
1035 class Write_data_task : public Task
1036 {
1037  public:
1038   Write_data_task(const Layout* layout, const Symbol_table* symtab,
1039                   Output_file* of, Task_token* final_blocker)
1040     : layout_(layout), symtab_(symtab), of_(of), final_blocker_(final_blocker)
1041   { }
1042
1043   // The standard Task methods.
1044
1045   Task_token*
1046   is_runnable();
1047
1048   void
1049   locks(Task_locker*);
1050
1051   void
1052   run(Workqueue*);
1053
1054   std::string
1055   get_name() const
1056   { return "Write_data_task"; }
1057
1058  private:
1059   const Layout* layout_;
1060   const Symbol_table* symtab_;
1061   Output_file* of_;
1062   Task_token* final_blocker_;
1063 };
1064
1065 // This task handles writing out the global symbols.
1066
1067 class Write_symbols_task : public Task
1068 {
1069  public:
1070   Write_symbols_task(const Layout* layout, const Symbol_table* symtab,
1071                      const Input_objects* input_objects,
1072                      const Stringpool* sympool, const Stringpool* dynpool,
1073                      Output_file* of, Task_token* final_blocker)
1074     : layout_(layout), symtab_(symtab), input_objects_(input_objects),
1075       sympool_(sympool), dynpool_(dynpool), of_(of),
1076       final_blocker_(final_blocker)
1077   { }
1078
1079   // The standard Task methods.
1080
1081   Task_token*
1082   is_runnable();
1083
1084   void
1085   locks(Task_locker*);
1086
1087   void
1088   run(Workqueue*);
1089
1090   std::string
1091   get_name() const
1092   { return "Write_symbols_task"; }
1093
1094  private:
1095   const Layout* layout_;
1096   const Symbol_table* symtab_;
1097   const Input_objects* input_objects_;
1098   const Stringpool* sympool_;
1099   const Stringpool* dynpool_;
1100   Output_file* of_;
1101   Task_token* final_blocker_;
1102 };
1103
1104 // This task handles writing out data in output sections which can't
1105 // be written out until all the input sections have been handled.
1106 // This is for sections whose contents is based on the contents of
1107 // other output sections.
1108
1109 class Write_after_input_sections_task : public Task
1110 {
1111  public:
1112   Write_after_input_sections_task(Layout* layout, Output_file* of,
1113                                   Task_token* input_sections_blocker,
1114                                   Task_token* final_blocker)
1115     : layout_(layout), of_(of),
1116       input_sections_blocker_(input_sections_blocker),
1117       final_blocker_(final_blocker)
1118   { }
1119
1120   // The standard Task methods.
1121
1122   Task_token*
1123   is_runnable();
1124
1125   void
1126   locks(Task_locker*);
1127
1128   void
1129   run(Workqueue*);
1130
1131   std::string
1132   get_name() const
1133   { return "Write_after_input_sections_task"; }
1134
1135  private:
1136   Layout* layout_;
1137   Output_file* of_;
1138   Task_token* input_sections_blocker_;
1139   Task_token* final_blocker_;
1140 };
1141
1142 // This task function handles closing the file.
1143
1144 class Close_task_runner : public Task_function_runner
1145 {
1146  public:
1147   Close_task_runner(const General_options* options, const Layout* layout,
1148                     Output_file* of)
1149     : options_(options), layout_(layout), of_(of)
1150   { }
1151
1152   // Run the operation.
1153   void
1154   run(Workqueue*, const Task*);
1155
1156  private:
1157   const General_options* options_;
1158   const Layout* layout_;
1159   Output_file* of_;
1160 };
1161
1162 // A small helper function to align an address.
1163
1164 inline uint64_t
1165 align_address(uint64_t address, uint64_t addralign)
1166 {
1167   if (addralign != 0)
1168     address = (address + addralign - 1) &~ (addralign - 1);
1169   return address;
1170 }
1171
1172 } // End namespace gold.
1173
1174 #endif // !defined(GOLD_LAYOUT_H)