b2122271de1da60d80af86a284980c3784cfd288
[external/binutils.git] / gold / script.h
1 // script.h -- handle linker scripts for gold   -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2006, 2007, 2008 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 // We implement a subset of the original GNU ld linker script language
24 // for compatibility.  The goal is not to implement the entire
25 // language.  It is merely to implement enough to handle common uses.
26 // In particular we need to handle /usr/lib/libc.so on a typical
27 // GNU/Linux system, and we want to handle linker scripts used by the
28 // Linux kernel build.
29
30 #ifndef GOLD_SCRIPT_H
31 #define GOLD_SCRIPT_H
32
33 #include <cstdio>
34 #include <vector>
35
36 #include "script-sections.h"
37
38 namespace gold
39 {
40
41 class General_options;
42 class Command_line;
43 class Symbol_table;
44 class Layout;
45 class Input_argument;
46 class Input_objects;
47 class Input_group;
48 class Input_file;
49 class Output_segment;
50 class Task_token;
51 class Workqueue;
52 struct Version_dependency_list;
53 struct Version_expression_list;
54 struct Version_tree;
55
56 // This class represents an expression in a linker script.
57
58 class Expression
59 {
60  protected:
61   // These should only be created by child classes.
62   Expression()
63   { }
64
65  public:
66   virtual ~Expression()
67   { }
68
69   // Return the value of the expression which is not permitted to
70   // refer to the dot symbol.
71   uint64_t
72   eval(const Symbol_table*, const Layout*);
73
74   // Return the value of an expression which is permitted to refer to
75   // the dot symbol.  DOT_VALUE is the absolute value of the dot
76   // symbol.  DOT_SECTION is the section in which dot is defined; it
77   // should be NULL if the dot symbol has an absolute value (e.g., is
78   // defined in a SECTIONS clause outside of any output section
79   // definition).  This sets *RESULT_SECTION to indicate where the
80   // value is defined.  If the value is absolute *RESULT_SECTION will
81   // be NULL.  Note that the returned value is still an absolute
82   // value; to get a section relative value the caller must subtract
83   // the section address.
84   uint64_t
85   eval_with_dot(const Symbol_table*, const Layout*, uint64_t dot_value,
86                 Output_section* dot_section, Output_section** result_section);
87
88   // Return the value of an expression which may or may not be
89   // permitted to refer to the dot symbol, depending on
90   // is_dot_available.
91   uint64_t
92   eval_maybe_dot(const Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
93                  uint64_t dot_value, Output_section* dot_section,
94                  Output_section** result_section);
95
96   // Print the expression to the FILE.  This is for debugging.
97   virtual void
98   print(FILE*) const = 0;
99
100  protected:
101   struct Expression_eval_info;
102
103  public:
104   // Compute the value of the expression (implemented by child class).
105   // This is public rather than protected because it is called
106   // directly by children of Expression on other Expression objects.
107   virtual uint64_t
108   value(const Expression_eval_info*) = 0;
109
110  private:
111   // May not be copied.
112   Expression(const Expression&);
113   Expression& operator=(const Expression&);
114 };
115
116
117 // Version_script_info stores information parsed from the version
118 // script, either provided by --version-script or as part of a linker
119 // script.  A single Version_script_info object per target is owned by
120 // Script_options.
121
122 class Version_script_info
123 {
124  public:
125   ~Version_script_info();
126
127   // Clear everything.
128   void
129   clear();
130
131   // Return whether any version were defined in the version script.
132   bool
133   empty() const
134   { return this->version_trees_.empty(); }
135
136   // Return the version associated with the given symbol name.
137   // Strings are allocated out of the stringpool given in the
138   // constructor.  Strings are allocated out of the stringpool given
139   // in the constructor.
140   const std::string&
141   get_symbol_version(const char* symbol) const
142   { return get_symbol_version_helper(symbol, true); }
143
144   // Return whether this symbol matches the local: section of a
145   // version script (it doesn't matter which).
146   bool
147   symbol_is_local(const char* symbol) const
148   {
149     return (get_symbol_version(symbol).empty()
150             && !get_symbol_version_helper(symbol, false).empty());
151   }
152
153   // Return the names of versions defined in the version script.
154   // Strings are allocated out of the stringpool given in the
155   // constructor.
156   std::vector<std::string>
157   get_versions() const;
158
159   // Return the list of dependencies for this version.
160   std::vector<std::string>
161   get_dependencies(const char* version) const;
162
163   // The following functions should only be used by the bison helper
164   // functions.  They allocate new structs whose memory belongs to
165   // Version_script_info.  The bison functions copy the information
166   // from the version script into these structs.
167   struct Version_dependency_list*
168   allocate_dependency_list();
169
170   struct Version_expression_list*
171   allocate_expression_list();
172
173   struct Version_tree*
174   allocate_version_tree();
175
176   // Print contents to the FILE.  This is for debugging.
177   void
178   print(FILE*) const;
179
180  private:
181   void
182   print_expression_list(FILE* f, const Version_expression_list*) const;
183
184   const std::string& get_symbol_version_helper(const char* symbol,
185                                                bool check_global) const;
186
187   std::vector<struct Version_dependency_list*> dependency_lists_;
188   std::vector<struct Version_expression_list*> expression_lists_;
189   std::vector<struct Version_tree*> version_trees_;
190 };
191
192 // This class manages assignments to symbols.  These can appear in
193 // three different locations in scripts: outside of a SECTIONS clause,
194 // within a SECTIONS clause, and within an output section definition
195 // within a SECTIONS clause.  This can also appear on the command line
196 // via the --defsym command line option.
197
198 class Symbol_assignment
199 {
200  public:
201   Symbol_assignment(const char* name, size_t namelen, Expression* val,
202                     bool provide, bool hidden)
203     : name_(name, namelen), val_(val), provide_(provide), hidden_(hidden),
204       sym_(NULL)
205   { }
206
207   // Add the symbol to the symbol table.
208   void
209   add_to_table(Symbol_table*);
210
211   // Finalize the symbol value.
212   void
213   finalize(Symbol_table*, const Layout*);
214
215   // Finalize the symbol value when it can refer to the dot symbol.
216   void
217   finalize_with_dot(Symbol_table*, const Layout*, uint64_t dot_value,
218                     Output_section* dot_section);
219
220   // Set the symbol value, but only if the value is absolute.  This is
221   // used while processing a SECTIONS clause.  We assume that dot is
222   // an absolute value here.
223   void
224   set_if_absolute(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
225                   uint64_t dot_value);
226
227   // Print the assignment to the FILE.  This is for debugging.
228   void
229   print(FILE*) const;
230
231  private:
232   // Shared by finalize and finalize_with_dot.
233   void
234   finalize_maybe_dot(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
235                      uint64_t dot_value, Output_section* dot_section);
236
237   // Sized version of finalize.
238   template<int size>
239   void
240   sized_finalize(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
241                  uint64_t dot_value, Output_section*);
242
243   // Symbol name.
244   std::string name_;
245   // Expression to assign to symbol.
246   Expression* val_;
247   // Whether the assignment should be provided (only set if there is
248   // an undefined reference to the symbol.
249   bool provide_;
250   // Whether the assignment should be hidden.
251   bool hidden_;
252   // The entry in the symbol table.
253   Symbol* sym_;
254 };
255
256 // This class manages assertions in linker scripts.  These can appear
257 // in all the places where a Symbol_assignment can appear.
258
259 class Script_assertion
260 {
261  public:
262   Script_assertion(Expression* check, const char* message,
263                    size_t messagelen)
264     : check_(check), message_(message, messagelen)
265   { }
266
267   // Check the assertion.
268   void
269   check(const Symbol_table*, const Layout*);
270
271   // Print the assertion to the FILE.  This is for debugging.
272   void
273   print(FILE*) const;
274
275  private:
276   // The expression to check.
277   Expression* check_;
278   // The message to issue if the expression fails.
279   std::string message_;
280 };
281
282 // We can read a linker script in two different contexts: when
283 // initially parsing the command line, and when we find an input file
284 // which is actually a linker script.  Also some of the data which can
285 // be set by a linker script can also be set via command line options
286 // like -e and --defsym.  This means that we have a type of data which
287 // can be set both during command line option parsing and while
288 // reading input files.  We store that data in an instance of this
289 // object.  We will keep pointers to that instance in both the
290 // Command_line and Layout objects.
291
292 class Script_options
293 {
294  public:
295   Script_options();
296
297   // Add a symbol to be defined.
298   void
299   add_symbol_assignment(const char* name, size_t length, Expression* value,
300                         bool provide, bool hidden);
301
302   // Add an assertion.
303   void
304   add_assertion(Expression* check, const char* message, size_t messagelen);
305
306   // Define a symbol from the command line.
307   bool
308   define_symbol(const char* definition);
309
310   // Add all symbol definitions to the symbol table.
311   void
312   add_symbols_to_table(Symbol_table*);
313
314   // Finalize the symbol values.  Also check assertions.
315   void
316   finalize_symbols(Symbol_table*, const Layout*);
317
318   // Version information parsed from a version script.  Everything
319   // else has a pointer to this object.
320   Version_script_info*
321   version_script_info()
322   { return &this->version_script_info_; }
323
324   const Version_script_info*
325   version_script_info() const
326   { return &this->version_script_info_; }
327
328   // A SECTIONS clause parsed from a linker script.  Everything else
329   // has a pointer to this object.
330   Script_sections*
331   script_sections()
332   { return &this->script_sections_; }
333
334   // Whether we saw a SECTIONS clause.
335   bool
336   saw_sections_clause() const
337   { return this->script_sections_.saw_sections_clause(); }
338
339   // Whether we saw a PHDRS clause.
340   bool
341   saw_phdrs_clause() const
342   { return this->script_sections_.saw_phdrs_clause(); }
343
344   // Set section addresses using a SECTIONS clause.  Return the
345   // segment which should hold the file header and segment headers;
346   // this may return NULL, in which case the headers are not in a
347   // loadable segment.
348   Output_segment*
349   set_section_addresses(Symbol_table*, Layout*);
350
351   // Print the script to the FILE.  This is for debugging.
352   void
353   print(FILE*) const;
354
355  private:
356   // We keep a list of symbol assignments which occur outside of a
357   // SECTIONS clause.
358   typedef std::vector<Symbol_assignment*> Symbol_assignments;
359
360   // We keep a list of all assertions whcih occur outside of a
361   // SECTIONS clause.
362   typedef std::vector<Script_assertion*> Assertions;
363
364   // The entry address.  This will be empty if not set.
365   std::string entry_;
366   // Symbols to set.
367   Symbol_assignments symbol_assignments_;
368   // Assertions to check.
369   Assertions assertions_;
370   // Version information parsed from a version script.
371   Version_script_info version_script_info_;
372   // Information from any SECTIONS clauses.
373   Script_sections script_sections_;
374 };
375
376 // FILE was found as an argument on the command line, but was not
377 // recognized as an ELF file.  Try to read it as a script.  We've
378 // already read BYTES of data into P.  Return true if the file was
379 // handled.  This has to handle /usr/lib/libc.so on a GNU/Linux
380 // system.
381
382 bool
383 read_input_script(Workqueue*, const General_options&, Symbol_table*, Layout*,
384                   Dirsearch*, Input_objects*, Input_group*,
385                   const Input_argument*, Input_file*, const unsigned char* p,
386                   off_t bytes, Task_token* this_blocker,
387                   Task_token* next_blocker);
388
389 // FILE was found as an argument to --script (-T).
390 // Read it as a script, and execute its contents immediately.
391
392 bool
393 read_commandline_script(const char* filename, Command_line*);
394
395 // FILE was found as an argument to --version-script.  Read it as a
396 // version script, and store its contents in
397 // cmdline->script_options()->version_script_info().
398
399 bool
400 read_version_script(const char* filename, Command_line* cmdline);
401
402
403 } // End namespace gold.
404
405 #endif // !defined(GOLD_SCRIPT_H)