* archive.cc (Archive::include_member): Adjust call to report_object.
[external/binutils.git] / gold / script.h
1 // script.h -- handle linker scripts for gold   -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 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 Mapfile;
47 class Input_argument;
48 class Input_arguments;
49 class Input_objects;
50 class Input_group;
51 class Input_file;
52 class Output_segment;
53 class Task_token;
54 class Workqueue;
55 struct Version_dependency_list;
56 struct Version_expression_list;
57 struct Version_tree;
58 struct Version_expression;
59 class Lazy_demangler;
60 class Incremental_script_entry;
61
62 // This class represents an expression in a linker script.
63
64 class Expression
65 {
66  protected:
67   // These should only be created by child classes.
68   Expression()
69   { }
70
71  public:
72   virtual ~Expression()
73   { }
74
75   // Return the value of the expression which is not permitted to
76   // refer to the dot symbol.  CHECK_ASSERTIONS is true if we should
77   // check whether assertions are true.
78   uint64_t
79   eval(const Symbol_table*, const Layout*, bool check_assertions);
80
81   // Return the value of an expression which is permitted to refer to
82   // the dot symbol.  DOT_VALUE is the absolute value of the dot
83   // symbol.  DOT_SECTION is the section in which dot is defined; it
84   // should be NULL if the dot symbol has an absolute value (e.g., is
85   // defined in a SECTIONS clause outside of any output section
86   // definition).  This sets *RESULT_SECTION to indicate where the
87   // value is defined.  If the value is absolute *RESULT_SECTION will
88   // be NULL.  Note that the returned value is still an absolute
89   // value; to get a section relative value the caller must subtract
90   // the section address.  If RESULT_ALIGNMENT is not NULL, this sets
91   // *RESULT_ALIGNMENT to the alignment of the value of that alignment
92   // is larger than *RESULT_ALIGNMENT; this will only be non-zero if
93   // this is an ALIGN expression.
94   uint64_t
95   eval_with_dot(const Symbol_table*, const Layout*, bool check_assertions,
96                 uint64_t dot_value, Output_section* dot_section,
97                 Output_section** result_section, uint64_t* result_alignment);
98
99   // Return the value of an expression which may or may not be
100   // permitted to refer to the dot symbol, depending on
101   // is_dot_available.
102   uint64_t
103   eval_maybe_dot(const Symbol_table*, const Layout*, bool check_assertions,
104                  bool is_dot_available, uint64_t dot_value,
105                  Output_section* dot_section,
106                  Output_section** result_section, uint64_t* result_alignment);
107
108   // Print the expression to the FILE.  This is for debugging.
109   virtual void
110   print(FILE*) const = 0;
111
112  protected:
113   struct Expression_eval_info;
114
115  public:
116   // Compute the value of the expression (implemented by child class).
117   // This is public rather than protected because it is called
118   // directly by children of Expression on other Expression objects.
119   virtual uint64_t
120   value(const Expression_eval_info*) = 0;
121
122  private:
123   // May not be copied.
124   Expression(const Expression&);
125   Expression& operator=(const Expression&);
126 };
127
128
129 // Version_script_info stores information parsed from the version
130 // script, either provided by --version-script or as part of a linker
131 // script.  A single Version_script_info object per target is owned by
132 // Script_options.
133
134 class Version_script_info
135 {
136  public:
137   // The languages which can be specified in a versionn script.
138   enum Language
139   {
140     LANGUAGE_C,         // No demangling.
141     LANGUAGE_CXX,       // C++ demangling.
142     LANGUAGE_JAVA,      // Java demangling.
143     LANGUAGE_COUNT
144   };
145
146   Version_script_info();
147
148   ~Version_script_info();
149
150   // Clear everything.
151   void
152   clear();
153
154   // Finalize the version control information.
155   void
156   finalize();
157
158   // Return whether the information is finalized.
159   bool
160   is_finalized() const
161   { return this->is_finalized_; }
162
163   // Return whether any version were defined in the version script.
164   bool
165   empty() const
166   { return this->version_trees_.empty(); }
167
168   // If there is a version associated with SYMBOL, return true, and
169   // set *VERSION to the version, and *IS_GLOBAL to whether the symbol
170   // should be global.  Otherwise, return false.
171   bool
172   get_symbol_version(const char* symbol, std::string* version,
173                      bool* is_global) const;
174
175   // Return whether this symbol matches the local: section of some
176   // version.
177   bool
178   symbol_is_local(const char* symbol) const
179   {
180     bool is_global;
181     return (this->get_symbol_version(symbol, NULL, &is_global)
182             && !is_global);
183   }
184
185   // Return the names of versions defined in the version script.
186   std::vector<std::string>
187   get_versions() const;
188
189   // Return the list of dependencies for this version.
190   std::vector<std::string>
191   get_dependencies(const char* version) const;
192
193   // The following functions should only be used by the bison helper
194   // functions.  They allocate new structs whose memory belongs to
195   // Version_script_info.  The bison functions copy the information
196   // from the version script into these structs.
197   struct Version_dependency_list*
198   allocate_dependency_list();
199
200   struct Version_expression_list*
201   allocate_expression_list();
202
203   struct Version_tree*
204   allocate_version_tree();
205
206   // Build the lookup tables after all data have been read.
207   void
208   build_lookup_tables();
209
210   // Give an error if there are any unmatched names in the version
211   // script.
212   void
213   check_unmatched_names(const Symbol_table*) const;
214
215   // Print contents to the FILE.  This is for debugging.
216   void
217   print(FILE*) const;
218
219  private:
220   void
221   print_expression_list(FILE* f, const Version_expression_list*) const;
222
223   bool
224   get_symbol_version_helper(const char* symbol,
225                             bool check_global,
226                             std::string* pversion) const;
227
228   // Fast lookup information for a given language.
229
230   // We map from exact match strings to Version_tree's.  Historically
231   // version scripts sometimes have the same symbol multiple times,
232   // which is ambiguous.  We warn about that case by storing the
233   // second Version_tree we see.
234   struct Version_tree_match
235   {
236     Version_tree_match(const Version_tree* r, bool ig,
237                        const Version_expression* e)
238       : real(r), is_global(ig), expression(e), ambiguous(NULL)
239     { }
240
241     // The Version_tree that we return.
242     const Version_tree* real;
243     // True if this is a global match for the REAL member, false if it
244     // is a local match.
245     bool is_global;
246     // Point back to the Version_expression for which we created this
247     // match.
248     const Version_expression* expression;
249     // If not NULL, another Version_tree that defines the symbol.
250     const Version_tree* ambiguous;
251   };
252
253   // Map from an exact match string to a Version_tree.
254
255   typedef Unordered_map<std::string, Version_tree_match> Exact;
256
257   // Fast lookup information for a glob pattern.
258   struct Glob
259   {
260     Glob()
261       : expression(NULL), version(NULL), is_global(false)
262     { }
263
264     Glob(const Version_expression* e, const Version_tree* v, bool ig)
265       : expression(e), version(v), is_global(ig)
266     { }
267
268     // A pointer to the version expression holding the pattern to
269     // match and the language to use for demangling the symbol before
270     // doing the match.
271     const Version_expression* expression;
272     // The Version_tree we use if this pattern matches.
273     const Version_tree* version;
274     // True if this is a global symbol.
275     bool is_global;
276   };
277
278   typedef std::vector<Glob> Globs;
279
280   bool
281   unquote(std::string*) const;
282
283   void
284   add_exact_match(const std::string&, const Version_tree*, bool is_global,
285                   const Version_expression*, Exact*);
286
287   void
288   build_expression_list_lookup(const Version_expression_list*,
289                                const Version_tree*, bool);
290
291   const char*
292   get_name_to_match(const char*, int,
293                     Lazy_demangler*, Lazy_demangler*) const;
294
295   // All the version dependencies we allocate.
296   std::vector<Version_dependency_list*> dependency_lists_;
297   // All the version expressions we allocate.
298   std::vector<Version_expression_list*> expression_lists_;
299   // The list of versions.
300   std::vector<Version_tree*> version_trees_;
301   // Exact matches for global symbols, by language.
302   Exact* exact_[LANGUAGE_COUNT];
303   // A vector of glob patterns mapping to Version_trees.
304   Globs globs_;
305   // The default version to use, if there is one.  This is from a
306   // pattern of "*".
307   const Version_tree* default_version_;
308   // True if the default version is global.
309   bool default_is_global_;
310   // Whether this has been finalized.
311   bool is_finalized_;
312 };
313
314 // This class manages assignments to symbols.  These can appear in
315 // three different locations in scripts: outside of a SECTIONS clause,
316 // within a SECTIONS clause, and within an output section definition
317 // within a SECTIONS clause.  This can also appear on the command line
318 // via the --defsym command line option.
319
320 class Symbol_assignment
321 {
322  public:
323   Symbol_assignment(const char* name, size_t namelen, bool is_defsym,
324                     Expression* val, bool provide, bool hidden)
325     : name_(name, namelen), val_(val), is_defsym_(is_defsym),
326       provide_(provide), hidden_(hidden), sym_(NULL)
327   { }
328
329   // Add the symbol to the symbol table.
330   void
331   add_to_table(Symbol_table*);
332
333   // Finalize the symbol value.
334   void
335   finalize(Symbol_table*, const Layout*);
336
337   // Finalize the symbol value when it can refer to the dot symbol.
338   void
339   finalize_with_dot(Symbol_table*, const Layout*, uint64_t dot_value,
340                     Output_section* dot_section);
341
342   // Set the symbol value, but only if the value is absolute.  This is
343   // used while processing a SECTIONS clause.  We assume that dot is
344   // an absolute value here.  We do not check assertions.
345   void
346   set_if_absolute(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
347                   uint64_t dot_value);
348
349   const std::string&
350   name() const
351   { return this->name_; }
352
353   // Print the assignment to the FILE.  This is for debugging.
354   void
355   print(FILE*) const;
356
357  private:
358   // Shared by finalize and finalize_with_dot.
359   void
360   finalize_maybe_dot(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
361                      uint64_t dot_value, Output_section* dot_section);
362
363   // Sized version of finalize.
364   template<int size>
365   void
366   sized_finalize(Symbol_table*, const Layout*, bool is_dot_available,
367                  uint64_t dot_value, Output_section*);
368
369   // Symbol name.
370   std::string name_;
371   // Expression to assign to symbol.
372   Expression* val_;
373   // True if this symbol is defined by a --defsym, false if it is
374   // defined in a linker script.
375   bool is_defsym_;
376   // Whether the assignment should be provided (only set if there is
377   // an undefined reference to the symbol.
378   bool provide_;
379   // Whether the assignment should be hidden.
380   bool hidden_;
381   // The entry in the symbol table.
382   Symbol* sym_;
383 };
384
385 // This class manages assertions in linker scripts.  These can appear
386 // in all the places where a Symbol_assignment can appear.
387
388 class Script_assertion
389 {
390  public:
391   Script_assertion(Expression* check, const char* message,
392                    size_t messagelen)
393     : check_(check), message_(message, messagelen)
394   { }
395
396   // Check the assertion.
397   void
398   check(const Symbol_table*, const Layout*);
399
400   // Print the assertion to the FILE.  This is for debugging.
401   void
402   print(FILE*) const;
403
404  private:
405   // The expression to check.
406   Expression* check_;
407   // The message to issue if the expression fails.
408   std::string message_;
409 };
410
411 // We can read a linker script in two different contexts: when
412 // initially parsing the command line, and when we find an input file
413 // which is actually a linker script.  Also some of the data which can
414 // be set by a linker script can also be set via command line options
415 // like -e and --defsym.  This means that we have a type of data which
416 // can be set both during command line option parsing and while
417 // reading input files.  We store that data in an instance of this
418 // object.  We will keep pointers to that instance in both the
419 // Command_line and Layout objects.
420
421 class Script_options
422 {
423  public:
424   Script_options();
425
426   // Add a symbol to be defined.
427   void
428   add_symbol_assignment(const char* name, size_t length, bool is_defsym,
429                         Expression* value, bool provide, bool hidden);
430
431   // Look for an assigned symbol.
432   bool
433   is_pending_assignment(const char* name);
434   
435   // Add a reference to a symbol.
436   void
437   add_symbol_reference(const char* name, size_t length);
438
439   // Add an assertion.
440   void
441   add_assertion(Expression* check, const char* message, size_t messagelen);
442
443   // Define a symbol from the command line.
444   bool
445   define_symbol(const char* definition);
446
447   // Create sections required by any linker scripts.
448   void
449   create_script_sections(Layout*);
450
451   // Add all symbol definitions to the symbol table.
452   void
453   add_symbols_to_table(Symbol_table*);
454
455   // Used to iterate over symbols which are referenced in expressions
456   // but not defined.
457   typedef Unordered_set<std::string>::const_iterator referenced_const_iterator;
458
459   referenced_const_iterator
460   referenced_begin() const
461   { return this->symbol_references_.begin(); }
462
463   referenced_const_iterator
464   referenced_end() const
465   { return this->symbol_references_.end(); }
466
467   // Return whether a symbol is referenced but not defined.
468   bool
469   is_referenced(const std::string& name) const
470   {
471     return (this->symbol_references_.find(name)
472             != this->symbol_references_.end());
473   }
474
475   // Return whether there are any symbols which were referenced but
476   // not defined.
477   bool
478   any_unreferenced() const
479   { return !this->symbol_references_.empty(); }
480
481   // Finalize the symbol values.  Also check assertions.
482   void
483   finalize_symbols(Symbol_table*, const Layout*);
484
485   // Version information parsed from a version script.  Everything
486   // else has a pointer to this object.
487   Version_script_info*
488   version_script_info()
489   { return &this->version_script_info_; }
490
491   const Version_script_info*
492   version_script_info() const
493   { return &this->version_script_info_; }
494
495   // A SECTIONS clause parsed from a linker script.  Everything else
496   // has a pointer to this object.
497   Script_sections*
498   script_sections()
499   { return &this->script_sections_; }
500
501   const Script_sections*
502   script_sections() const
503   { return &this->script_sections_; }
504
505   // Whether we saw a SECTIONS clause.
506   bool
507   saw_sections_clause() const
508   { return this->script_sections_.saw_sections_clause(); }
509
510   // Whether we saw a PHDRS clause.
511   bool
512   saw_phdrs_clause() const
513   { return this->script_sections_.saw_phdrs_clause(); }
514
515   // Set section addresses using a SECTIONS clause.  Return the
516   // segment which should hold the file header and segment headers;
517   // this may return NULL, in which case the headers are not in a
518   // loadable segment.
519   Output_segment*
520   set_section_addresses(Symbol_table*, Layout*);
521
522   // Print the script to the FILE.  This is for debugging.
523   void
524   print(FILE*) const;
525
526  private:
527   // We keep a list of symbol assignments which occur outside of a
528   // SECTIONS clause.
529   typedef std::vector<Symbol_assignment*> Symbol_assignments;
530
531   // We keep a list of all assertions whcih occur outside of a
532   // SECTIONS clause.
533   typedef std::vector<Script_assertion*> Assertions;
534
535   // The entry address.  This will be empty if not set.
536   std::string entry_;
537   // Symbols to set.
538   Symbol_assignments symbol_assignments_;
539   // Symbols defined in an expression, for faster lookup.
540   Unordered_set<std::string> symbol_definitions_;
541   // Symbols referenced in an expression.
542   Unordered_set<std::string> symbol_references_;
543   // Assertions to check.
544   Assertions assertions_;
545   // Version information parsed from a version script.
546   Version_script_info version_script_info_;
547   // Information from any SECTIONS clauses.
548   Script_sections script_sections_;
549 };
550
551 // Information about a script input that will persist during the whole linker
552 // run. Needed only during an incremental build to retrieve the input files
553 // added by this script.
554
555 class Script_info
556 {
557  public:
558   Script_info()
559     : incremental_script_entry_(NULL)
560   { }
561
562   // Store a pointer to the incremental information for this script.
563   void
564   set_incremental_info(Incremental_script_entry* entry)
565   { this->incremental_script_entry_ = entry; }
566
567   // Return the pointer to the incremental information for this script.
568   Incremental_script_entry*
569   incremental_info() const
570   { return this->incremental_script_entry_; }
571
572  private:
573   Incremental_script_entry* incremental_script_entry_;
574 };
575
576 // FILE was found as an argument on the command line, but was not
577 // recognized as an ELF file.  Try to read it as a script.  Return
578 // true if the file was handled.  This has to handle /usr/lib/libc.so
579 // on a GNU/Linux system.  *USED_NEXT_BLOCKER is set to indicate
580 // whether the function took over NEXT_BLOCKER.
581
582 bool
583 read_input_script(Workqueue*, Symbol_table*, Layout*, Dirsearch*, int,
584                   Input_objects*, Mapfile*, Input_group*,
585                   const Input_argument*, Input_file*,
586                   Task_token* next_blocker, bool* used_next_blocker);
587
588 // FILE was found as an argument to --script (-T).
589 // Read it as a script, and execute its contents immediately.
590
591 bool
592 read_commandline_script(const char* filename, Command_line* cmdline);
593
594 // FILE was found as an argument to --version-script.  Read it as a
595 // version script, and store its contents in
596 // cmdline->script_options()->version_script_info().
597
598 bool
599 read_version_script(const char* filename, Command_line* cmdline);
600
601 // FILENAME was found as an argument to --dynamic-list.  Read it as a
602 // version script (actually, a versym_node from a version script), and
603 // store its contents in DYNAMIC_LIST.
604
605 bool
606 read_dynamic_list(const char* filename, Command_line* cmdline,
607                   Script_options* dynamic_list);
608
609 } // End namespace gold.
610
611 #endif // !defined(GOLD_SCRIPT_H)