PR gold/5986
[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 <string>
35 #include <vector>
36
37 #include "script-sections.h"
38
39 namespace gold
40 {
41
42 class General_options;
43 class Command_line;
44 class Symbol_table;
45 class Layout;
46 class Input_argument;
47 class Input_objects;
48 class Input_group;
49 class Input_file;
50 class Output_segment;
51 class Task_token;
52 class Workqueue;
53 struct Version_dependency_list;
54 struct Version_expression_list;
55 struct Version_tree;
56
57 // This class represents an expression in a linker script.
58
59 class Expression
60 {
61  protected:
62   // These should only be created by child classes.
63   Expression()
64   { }
65
66  public:
67   virtual ~Expression()
68   { }
69
70   // Return the value of the expression which is not permitted to
71   // refer to the dot symbol.  CHECK_ASSERTIONS is true if we should
72   // check whether assertions are true.
73   uint64_t
74   eval(const Symbol_table*, const Layout*, bool check_assertions);
75
76   // Return the value of an expression which is permitted to refer to
77   // the dot symbol.  DOT_VALUE is the absolute value of the dot
78   // symbol.  DOT_SECTION is the section in which dot is defined; it
79   // should be NULL if the dot symbol has an absolute value (e.g., is
80   // defined in a SECTIONS clause outside of any output section
81   // definition).  This sets *RESULT_SECTION to indicate where the
82   // value is defined.  If the value is absolute *RESULT_SECTION will
83   // be NULL.  Note that the returned value is still an absolute
84   // value; to get a section relative value the caller must subtract
85   // the section address.
86   uint64_t
87   eval_with_dot(const Symbol_table*, const Layout*, bool check_assertions,
88                 uint64_t dot_value, Output_section* dot_section,
89                 Output_section** result_section);
90
91   // Return the value of an expression which may or may not be
92   // permitted to refer to the dot symbol, depending on
93   // is_dot_available.
94   uint64_t
95   eval_maybe_dot(const Symbol_table*, const Layout*, bool check_assertions,
96                  bool is_dot_available, uint64_t dot_value,
97                  Output_section* dot_section,
98                  Output_section** result_section);
99
100   // Print the expression to the FILE.  This is for debugging.
101   virtual void
102   print(FILE*) const = 0;
103
104  protected:
105   struct Expression_eval_info;
106
107  public:
108   // Compute the value of the expression (implemented by child class).
109   // This is public rather than protected because it is called
110   // directly by children of Expression on other Expression objects.
111   virtual uint64_t
112   value(const Expression_eval_info*) = 0;
113
114  private:
115   // May not be copied.
116   Expression(const Expression&);
117   Expression& operator=(const Expression&);
118 };
119
120
121 // Version_script_info stores information parsed from the version
122 // script, either provided by --version-script or as part of a linker
123 // script.  A single Version_script_info object per target is owned by
124 // Script_options.
125
126 class Version_script_info
127 {
128  public:
129   ~Version_script_info();
130
131   // Clear everything.
132   void
133   clear();
134
135   // Return whether any version were defined in the version script.
136   bool
137   empty() const
138   { return this->version_trees_.empty(); }
139
140   // Return the version associated with the given symbol name.
141   // Strings are allocated out of the stringpool given in the
142   // constructor.  Strings are allocated out of the stringpool given
143   // in the constructor.
144   const std::string&
145   get_symbol_version(const char* symbol) const
146   { return get_symbol_version_helper(symbol, true); }
147
148   // Return whether this symbol matches the local: section of a
149   // version script (it doesn't matter which).
150   bool
151   symbol_is_local(const char* symbol) const
152   {
153     return (get_symbol_version(symbol).empty()
154             && !get_symbol_version_helper(symbol, false).empty());
155   }
156
157   // Return the names of versions defined in the version script.
158   // Strings are allocated out of the stringpool given in the
159   // constructor.
160   std::vector<std::string>
161   get_versions() const;
162
163   // Return the list of dependencies for this version.
164   std::vector<std::string>
165   get_dependencies(const char* version) const;
166
167   // The following functions should only be used by the bison helper
168   // functions.  They allocate new structs whose memory belongs to
169   // Version_script_info.  The bison functions copy the information
170   // from the version script into these structs.
171   struct Version_dependency_list*
172   allocate_dependency_list();
173
174   struct Version_expression_list*
175   allocate_expression_list();
176
177   struct Version_tree*
178   allocate_version_tree();
179
180   // Print contents to the FILE.  This is for debugging.
181   void
182   print(FILE*) const;
183
184  private:
185   void
186   print_expression_list(FILE* f, const Version_expression_list*) const;
187
188   const std::string& get_symbol_version_helper(const char* symbol,
189                                                bool check_global) const;
190
191   std::vector<struct Version_dependency_list*> dependency_lists_;
192   std::vector<struct Version_expression_list*> expression_lists_;
193   std::vector<struct Version_tree*> version_trees_;
194 };
195
196 // This class manages assignments to symbols.  These can appear in
197 // three different locations in scripts: outside of a SECTIONS clause,
198 // within a SECTIONS clause, and within an output section definition
199 // within a SECTIONS clause.  This can also appear on the command line
200 // via the --defsym command line option.
201
202 class Symbol_assignment
203 {
204  public:
205   Symbol_assignment(const char* name, size_t namelen, Expression* val,
206                     bool provide, bool hidden)
207     : name_(name, namelen), val_(val), provide_(provide), hidden_(hidden),
208       sym_(NULL)
209   { }
210
211   // Add the symbol to the symbol table.
212   void
213   add_to_table(Symbol_table*);
214
215   // Finalize the symbol value.
216   void
217   finalize(Symbol_table*, const Layout*);
218
219   // Finalize the symbol value when it can refer to the dot symbol.
220   void
221   finalize_with_dot(Symbol_table*, const Layout*, uint64_t dot_value,
222                     Output_section* dot_section);
223
224   // Set the symbol value, but only if the value is absolute.  This is
225   // used while processing a SECTIONS clause.  We assume that dot is
226   // an absolute value here.  We do not check assertions.
227   void
228   set_if_absolute(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
229                   uint64_t dot_value);
230
231   // Print the assignment to the FILE.  This is for debugging.
232   void
233   print(FILE*) const;
234
235  private:
236   // Shared by finalize and finalize_with_dot.
237   void
238   finalize_maybe_dot(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
239                      uint64_t dot_value, Output_section* dot_section);
240
241   // Sized version of finalize.
242   template<int size>
243   void
244   sized_finalize(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
245                  uint64_t dot_value, Output_section*);
246
247   // Symbol name.
248   std::string name_;
249   // Expression to assign to symbol.
250   Expression* val_;
251   // Whether the assignment should be provided (only set if there is
252   // an undefined reference to the symbol.
253   bool provide_;
254   // Whether the assignment should be hidden.
255   bool hidden_;
256   // The entry in the symbol table.
257   Symbol* sym_;
258 };
259
260 // This class manages assertions in linker scripts.  These can appear
261 // in all the places where a Symbol_assignment can appear.
262
263 class Script_assertion
264 {
265  public:
266   Script_assertion(Expression* check, const char* message,
267                    size_t messagelen)
268     : check_(check), message_(message, messagelen)
269   { }
270
271   // Check the assertion.
272   void
273   check(const Symbol_table*, const Layout*);
274
275   // Print the assertion to the FILE.  This is for debugging.
276   void
277   print(FILE*) const;
278
279  private:
280   // The expression to check.
281   Expression* check_;
282   // The message to issue if the expression fails.
283   std::string message_;
284 };
285
286 // We can read a linker script in two different contexts: when
287 // initially parsing the command line, and when we find an input file
288 // which is actually a linker script.  Also some of the data which can
289 // be set by a linker script can also be set via command line options
290 // like -e and --defsym.  This means that we have a type of data which
291 // can be set both during command line option parsing and while
292 // reading input files.  We store that data in an instance of this
293 // object.  We will keep pointers to that instance in both the
294 // Command_line and Layout objects.
295
296 class Script_options
297 {
298  public:
299   Script_options();
300
301   // Add a symbol to be defined.
302   void
303   add_symbol_assignment(const char* name, size_t length, Expression* value,
304                         bool provide, bool hidden);
305
306   // Add an assertion.
307   void
308   add_assertion(Expression* check, const char* message, size_t messagelen);
309
310   // Define a symbol from the command line.
311   bool
312   define_symbol(const char* definition);
313
314   // Create sections required by any linker scripts.
315   void
316   create_script_sections(Layout*);
317
318   // Add all symbol definitions to the symbol table.
319   void
320   add_symbols_to_table(Symbol_table*);
321
322   // Finalize the symbol values.  Also check assertions.
323   void
324   finalize_symbols(Symbol_table*, const Layout*);
325
326   // Version information parsed from a version script.  Everything
327   // else has a pointer to this object.
328   Version_script_info*
329   version_script_info()
330   { return &this->version_script_info_; }
331
332   const Version_script_info*
333   version_script_info() const
334   { return &this->version_script_info_; }
335
336   // A SECTIONS clause parsed from a linker script.  Everything else
337   // has a pointer to this object.
338   Script_sections*
339   script_sections()
340   { return &this->script_sections_; }
341
342   const Script_sections*
343   script_sections() const
344   { return &this->script_sections_; }
345
346   // Whether we saw a SECTIONS clause.
347   bool
348   saw_sections_clause() const
349   { return this->script_sections_.saw_sections_clause(); }
350
351   // Whether we saw a PHDRS clause.
352   bool
353   saw_phdrs_clause() const
354   { return this->script_sections_.saw_phdrs_clause(); }
355
356   // Set section addresses using a SECTIONS clause.  Return the
357   // segment which should hold the file header and segment headers;
358   // this may return NULL, in which case the headers are not in a
359   // loadable segment.
360   Output_segment*
361   set_section_addresses(Symbol_table*, Layout*);
362
363   // Print the script to the FILE.  This is for debugging.
364   void
365   print(FILE*) const;
366
367  private:
368   // We keep a list of symbol assignments which occur outside of a
369   // SECTIONS clause.
370   typedef std::vector<Symbol_assignment*> Symbol_assignments;
371
372   // We keep a list of all assertions whcih occur outside of a
373   // SECTIONS clause.
374   typedef std::vector<Script_assertion*> Assertions;
375
376   // The entry address.  This will be empty if not set.
377   std::string entry_;
378   // Symbols to set.
379   Symbol_assignments symbol_assignments_;
380   // Assertions to check.
381   Assertions assertions_;
382   // Version information parsed from a version script.
383   Version_script_info version_script_info_;
384   // Information from any SECTIONS clauses.
385   Script_sections script_sections_;
386 };
387
388 // FILE was found as an argument on the command line, but was not
389 // recognized as an ELF file.  Try to read it as a script.  Return
390 // true if the file was handled.  This has to handle /usr/lib/libc.so
391 // on a GNU/Linux system.  *USED_NEXT_BLOCKER is set to indicate
392 // whether the function took over NEXT_BLOCKER.
393
394 bool
395 read_input_script(Workqueue*, const General_options&, Symbol_table*, Layout*,
396                   Dirsearch*, Input_objects*, Input_group*,
397                   const Input_argument*, Input_file*,
398                   Task_token* next_blocker, bool* used_next_blocker);
399
400 // FILE was found as an argument to --script (-T).
401 // Read it as a script, and execute its contents immediately.
402
403 bool
404 read_commandline_script(const char* filename, Command_line*);
405
406 // FILE was found as an argument to --version-script.  Read it as a
407 // version script, and store its contents in
408 // cmdline->script_options()->version_script_info().
409
410 bool
411 read_version_script(const char* filename, Command_line* cmdline);
412
413
414 } // End namespace gold.
415
416 #endif // !defined(GOLD_SCRIPT_H)