Reduce the number of system calls. Use readv instead of pread. Do
[external/binutils.git] / gold / symtab.h
1 // symtab.h -- the gold symbol table   -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2006, 2007 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 // Symbol_table
24 //   The symbol table.
25
26 #include <string>
27 #include <utility>
28 #include <vector>
29
30 #include "elfcpp.h"
31 #include "parameters.h"
32 #include "stringpool.h"
33 #include "object.h"
34
35 #ifndef GOLD_SYMTAB_H
36 #define GOLD_SYMTAB_H
37
38 namespace gold
39 {
40
41 class Object;
42 class Relobj;
43 template<int size, bool big_endian>
44 class Sized_relobj;
45 class Dynobj;
46 template<int size, bool big_endian>
47 class Sized_dynobj;
48 class Versions;
49 class Input_objects;
50 class Output_data;
51 class Output_section;
52 class Output_segment;
53 class Output_file;
54 class Target;
55
56 // The base class of an entry in the symbol table.  The symbol table
57 // can have a lot of entries, so we don't want this class to big.
58 // Size dependent fields can be found in the template class
59 // Sized_symbol.  Targets may support their own derived classes.
60
61 class Symbol
62 {
63  public:
64   // Because we want the class to be small, we don't use any virtual
65   // functions.  But because symbols can be defined in different
66   // places, we need to classify them.  This enum is the different
67   // sources of symbols we support.
68   enum Source
69   {
70     // Symbol defined in a relocatable or dynamic input file--this is
71     // the most common case.
72     FROM_OBJECT,
73     // Symbol defined in an Output_data, a special section created by
74     // the target.
75     IN_OUTPUT_DATA,
76     // Symbol defined in an Output_segment, with no associated
77     // section.
78     IN_OUTPUT_SEGMENT,
79     // Symbol value is constant.
80     CONSTANT
81   };
82
83   // When the source is IN_OUTPUT_SEGMENT, we need to describe what
84   // the offset means.
85   enum Segment_offset_base
86   {
87     // From the start of the segment.
88     SEGMENT_START,
89     // From the end of the segment.
90     SEGMENT_END,
91     // From the filesz of the segment--i.e., after the loaded bytes
92     // but before the bytes which are allocated but zeroed.
93     SEGMENT_BSS
94   };
95
96   // Return the symbol name.
97   const char*
98   name() const
99   { return this->name_; }
100
101   // Return the (ANSI) demangled version of the name, if
102   // parameters.demangle() is true.  Otherwise, return the name.  This
103   // is intended to be used only for logging errors, so it's not
104   // super-efficient.
105   std::string
106   demangled_name() const;
107
108   // Return the symbol version.  This will return NULL for an
109   // unversioned symbol.
110   const char*
111   version() const
112   { return this->version_; }
113
114   // Return the symbol source.
115   Source
116   source() const
117   { return this->source_; }
118
119   // Return the object with which this symbol is associated.
120   Object*
121   object() const
122   {
123     gold_assert(this->source_ == FROM_OBJECT);
124     return this->u_.from_object.object;
125   }
126
127   // Return the index of the section in the input relocatable or
128   // dynamic object file.
129   unsigned int
130   shndx() const
131   {
132     gold_assert(this->source_ == FROM_OBJECT);
133     return this->u_.from_object.shndx;
134   }
135
136   // Return the output data section with which this symbol is
137   // associated, if the symbol was specially defined with respect to
138   // an output data section.
139   Output_data*
140   output_data() const
141   {
142     gold_assert(this->source_ == IN_OUTPUT_DATA);
143     return this->u_.in_output_data.output_data;
144   }
145
146   // If this symbol was defined with respect to an output data
147   // section, return whether the value is an offset from end.
148   bool
149   offset_is_from_end() const
150   {
151     gold_assert(this->source_ == IN_OUTPUT_DATA);
152     return this->u_.in_output_data.offset_is_from_end;
153   }
154
155   // Return the output segment with which this symbol is associated,
156   // if the symbol was specially defined with respect to an output
157   // segment.
158   Output_segment*
159   output_segment() const
160   {
161     gold_assert(this->source_ == IN_OUTPUT_SEGMENT);
162     return this->u_.in_output_segment.output_segment;
163   }
164
165   // If this symbol was defined with respect to an output segment,
166   // return the offset base.
167   Segment_offset_base
168   offset_base() const
169   {
170     gold_assert(this->source_ == IN_OUTPUT_SEGMENT);
171     return this->u_.in_output_segment.offset_base;
172   }
173
174   // Return the symbol binding.
175   elfcpp::STB
176   binding() const
177   { return this->binding_; }
178
179   // Return the symbol type.
180   elfcpp::STT
181   type() const
182   { return this->type_; }
183
184   // Return the symbol visibility.
185   elfcpp::STV
186   visibility() const
187   { return this->visibility_; }
188
189   // Return the non-visibility part of the st_other field.
190   unsigned char
191   nonvis() const
192   { return this->nonvis_; }
193
194   // Return whether this symbol is a forwarder.  This will never be
195   // true of a symbol found in the hash table, but may be true of
196   // symbol pointers attached to object files.
197   bool
198   is_forwarder() const
199   { return this->is_forwarder_; }
200
201   // Mark this symbol as a forwarder.
202   void
203   set_forwarder()
204   { this->is_forwarder_ = true; }
205
206   // Return whether this symbol has an alias in the weak aliases table
207   // in Symbol_table.
208   bool
209   has_alias() const
210   { return this->has_alias_; }
211
212   // Mark this symbol as having an alias.
213   void
214   set_has_alias()
215   { this->has_alias_ = true; }
216
217   // Return whether this symbol needs an entry in the dynamic symbol
218   // table.
219   bool
220   needs_dynsym_entry() const
221   {
222     return (this->needs_dynsym_entry_
223             || (this->in_reg() && this->in_dyn()));
224   }
225
226   // Mark this symbol as needing an entry in the dynamic symbol table.
227   void
228   set_needs_dynsym_entry()
229   { this->needs_dynsym_entry_ = true; }
230
231   // Return whether this symbol should be added to the dynamic symbol
232   // table.
233   bool
234   should_add_dynsym_entry() const;
235
236   // Return whether this symbol has been seen in a regular object.
237   bool
238   in_reg() const
239   { return this->in_reg_; }
240
241   // Mark this symbol as having been seen in a regular object.
242   void
243   set_in_reg()
244   { this->in_reg_ = true; }
245
246   // Return whether this symbol has been seen in a dynamic object.
247   bool
248   in_dyn() const
249   { return this->in_dyn_; }
250
251   // Mark this symbol as having been seen in a dynamic object.
252   void
253   set_in_dyn()
254   { this->in_dyn_ = true; }
255
256   // Return the index of this symbol in the output file symbol table.
257   // A value of -1U means that this symbol is not going into the
258   // output file.  This starts out as zero, and is set to a non-zero
259   // value by Symbol_table::finalize.  It is an error to ask for the
260   // symbol table index before it has been set.
261   unsigned int
262   symtab_index() const
263   {
264     gold_assert(this->symtab_index_ != 0);
265     return this->symtab_index_;
266   }
267
268   // Set the index of the symbol in the output file symbol table.
269   void
270   set_symtab_index(unsigned int index)
271   {
272     gold_assert(index != 0);
273     this->symtab_index_ = index;
274   }
275
276   // Return whether this symbol already has an index in the output
277   // file symbol table.
278   bool
279   has_symtab_index() const
280   { return this->symtab_index_ != 0; }
281
282   // Return the index of this symbol in the dynamic symbol table.  A
283   // value of -1U means that this symbol is not going into the dynamic
284   // symbol table.  This starts out as zero, and is set to a non-zero
285   // during Layout::finalize.  It is an error to ask for the dynamic
286   // symbol table index before it has been set.
287   unsigned int
288   dynsym_index() const
289   {
290     gold_assert(this->dynsym_index_ != 0);
291     return this->dynsym_index_;
292   }
293
294   // Set the index of the symbol in the dynamic symbol table.
295   void
296   set_dynsym_index(unsigned int index)
297   {
298     gold_assert(index != 0);
299     this->dynsym_index_ = index;
300   }
301
302   // Return whether this symbol already has an index in the dynamic
303   // symbol table.
304   bool
305   has_dynsym_index() const
306   { return this->dynsym_index_ != 0; }
307
308   // Return whether this symbol has an entry in the GOT section.
309   // For a TLS symbol, this GOT entry will hold its tp-relative offset.
310   bool
311   has_got_offset() const
312   { return this->has_got_offset_; }
313
314   // Return the offset into the GOT section of this symbol.
315   unsigned int
316   got_offset() const
317   {
318     gold_assert(this->has_got_offset());
319     return this->got_offset_;
320   }
321
322   // Set the GOT offset of this symbol.
323   void
324   set_got_offset(unsigned int got_offset)
325   {
326     this->has_got_offset_ = true;
327     this->got_offset_ = got_offset;
328   }
329
330   // Return whether this TLS symbol has an entry in the GOT section for
331   // its module index or, if NEED_PAIR is true, has a pair of entries
332   // for its module index and dtv-relative offset.
333   bool
334   has_tls_got_offset(bool need_pair) const
335   {
336     return (this->has_tls_mod_got_offset_
337             && (!need_pair || this->has_tls_pair_got_offset_));
338   }
339
340   // Return the offset into the GOT section for this symbol's TLS module
341   // index or, if NEED_PAIR is true, for the pair of entries for the
342   // module index and dtv-relative offset.
343   unsigned int
344   tls_got_offset(bool need_pair) const
345   {
346     gold_assert(this->has_tls_got_offset(need_pair));
347     return this->tls_mod_got_offset_;
348   }
349
350   // Set the GOT offset of this symbol.
351   void
352   set_tls_got_offset(unsigned int got_offset, bool have_pair)
353   {
354     this->has_tls_mod_got_offset_ = true;
355     this->has_tls_pair_got_offset_ = have_pair;
356     this->tls_mod_got_offset_ = got_offset;
357   }
358
359   // Return whether this symbol has an entry in the PLT section.
360   bool
361   has_plt_offset() const
362   { return this->has_plt_offset_; }
363
364   // Return the offset into the PLT section of this symbol.
365   unsigned int
366   plt_offset() const
367   {
368     gold_assert(this->has_plt_offset());
369     return this->plt_offset_;
370   }
371
372   // Set the PLT offset of this symbol.
373   void
374   set_plt_offset(unsigned int plt_offset)
375   {
376     this->has_plt_offset_ = true;
377     this->plt_offset_ = plt_offset;
378   }
379
380   // Return whether this dynamic symbol needs a special value in the
381   // dynamic symbol table.
382   bool
383   needs_dynsym_value() const
384   { return this->needs_dynsym_value_; }
385
386   // Set that this dynamic symbol needs a special value in the dynamic
387   // symbol table.
388   void
389   set_needs_dynsym_value()
390   {
391     gold_assert(this->object()->is_dynamic());
392     this->needs_dynsym_value_ = true;
393   }
394
395   // Return true if the final value of this symbol is known at link
396   // time.
397   bool
398   final_value_is_known() const;
399
400   // Return whether this is a defined symbol (not undefined or
401   // common).
402   bool
403   is_defined() const
404   {
405     return (this->source_ != FROM_OBJECT
406             || (this->shndx() != elfcpp::SHN_UNDEF
407                 && this->shndx() != elfcpp::SHN_COMMON));
408   }
409
410   // Return true if this symbol is from a dynamic object.
411   bool
412   is_from_dynobj() const
413   {
414     return this->source_ == FROM_OBJECT && this->object()->is_dynamic();
415   }
416
417   // Return whether this is an undefined symbol.
418   bool
419   is_undefined() const
420   {
421     return this->source_ == FROM_OBJECT && this->shndx() == elfcpp::SHN_UNDEF;
422   }
423
424   // Return whether this is a common symbol.
425   bool
426   is_common() const
427   {
428     return (this->source_ == FROM_OBJECT
429             && (this->shndx() == elfcpp::SHN_COMMON
430                 || this->type_ == elfcpp::STT_COMMON));
431   }
432
433   // Return whether this symbol can be seen outside this object.
434   bool
435   is_externally_visible() const
436   {
437     return (this->visibility_ == elfcpp::STV_DEFAULT
438             || this->visibility_ == elfcpp::STV_PROTECTED);
439   }
440
441   // Return true if this symbol can be preempted by a definition in
442   // another link unit.
443   bool
444   is_preemptible() const
445   {
446     // It doesn't make sense to ask whether a symbol defined in
447     // another object is preemptible.
448     gold_assert(!this->is_from_dynobj());
449
450     return (this->visibility_ != elfcpp::STV_INTERNAL
451             && this->visibility_ != elfcpp::STV_HIDDEN
452             && this->visibility_ != elfcpp::STV_PROTECTED
453             && parameters->output_is_shared()
454             && !parameters->symbolic());
455   }
456
457   // Return true if this symbol is a function that needs a PLT entry.
458   // If the symbol is defined in a dynamic object or if it is subject
459   // to pre-emption, we need to make a PLT entry.
460   bool
461   needs_plt_entry() const
462   {
463     return (this->type() == elfcpp::STT_FUNC
464             && (this->is_from_dynobj() || this->is_preemptible()));
465   }
466
467   // Given a direct absolute or pc-relative static relocation against
468   // the global symbol, this function returns whether a dynamic relocation
469   // is needed.
470
471   bool
472   needs_dynamic_reloc(bool is_absolute_ref, bool is_function_call) const
473   {
474     // An absolute reference within a position-independent output file
475     // will need a dynamic relocaion.
476     if (is_absolute_ref && parameters->output_is_position_independent())
477       return true;
478
479     // A function call that can branch to a local PLT entry does not need
480     // a dynamic relocation.
481     if (is_function_call && this->has_plt_offset())
482       return false;
483
484     // A reference to any PLT entry in a non-position-independent executable
485     // does not need a dynamic relocation.
486     if (!parameters->output_is_position_independent()
487         && this->has_plt_offset())
488       return false;
489
490     // A reference to a symbol defined in a dynamic object or to a
491     // symbol that is preemptible will need a dynamic relocation.
492     if (this->is_from_dynobj() || this->is_preemptible())
493       return true;
494
495     // For all other cases, return FALSE.
496     return false;
497   }
498
499   // Given a direct absolute static relocation against
500   // the global symbol, where a dynamic relocation is needed, this
501   // function returns whether a relative dynamic relocation can be used.
502   // The caller must determine separately whether the static relocation
503   // is compatible with a relative relocation.
504
505   bool
506   can_use_relative_reloc(bool is_function_call) const
507   {
508     // A function call that can branch to a local PLT entry can
509     // use a RELATIVE relocation.
510     if (is_function_call && this->has_plt_offset())
511       return true;
512
513     // A reference to a symbol defined in a dynamic object or to a
514     // symbol that is preemptible can not use a RELATIVE relocaiton.
515     if (this->is_from_dynobj() || this->is_preemptible())
516       return false;
517
518     // For all other cases, return TRUE.
519     return true;
520   }
521
522   // Return whether there should be a warning for references to this
523   // symbol.
524   bool
525   has_warning() const
526   { return this->has_warning_; }
527
528   // Mark this symbol as having a warning.
529   void
530   set_has_warning()
531   { this->has_warning_ = true; }
532
533   // Return whether this symbol is defined by a COPY reloc from a
534   // dynamic object.
535   bool
536   is_copied_from_dynobj() const
537   { return this->is_copied_from_dynobj_; }
538
539   // Mark this symbol as defined by a COPY reloc.
540   void
541   set_is_copied_from_dynobj()
542   { this->is_copied_from_dynobj_ = true; }
543
544  protected:
545   // Instances of this class should always be created at a specific
546   // size.
547   Symbol()
548   { memset(this, 0, sizeof *this); }
549
550   // Initialize the general fields.
551   void
552   init_fields(const char* name, const char* version,
553               elfcpp::STT type, elfcpp::STB binding,
554               elfcpp::STV visibility, unsigned char nonvis);
555
556   // Initialize fields from an ELF symbol in OBJECT.
557   template<int size, bool big_endian>
558   void
559   init_base(const char *name, const char* version, Object* object,
560             const elfcpp::Sym<size, big_endian>&);
561
562   // Initialize fields for an Output_data.
563   void
564   init_base(const char* name, Output_data*, elfcpp::STT, elfcpp::STB,
565             elfcpp::STV, unsigned char nonvis, bool offset_is_from_end);
566
567   // Initialize fields for an Output_segment.
568   void
569   init_base(const char* name, Output_segment* os, elfcpp::STT type,
570             elfcpp::STB binding, elfcpp::STV visibility,
571             unsigned char nonvis, Segment_offset_base offset_base);
572
573   // Initialize fields for a constant.
574   void
575   init_base(const char* name, elfcpp::STT type, elfcpp::STB binding,
576             elfcpp::STV visibility, unsigned char nonvis);
577
578   // Override existing symbol.
579   template<int size, bool big_endian>
580   void
581   override_base(const elfcpp::Sym<size, big_endian>&, Object* object,
582                 const char* version);
583
584   // Override existing symbol with a special symbol.
585   void
586   override_base_with_special(const Symbol* from);
587
588   // Allocate a common symbol by giving it a location in the output
589   // file.
590   void
591   allocate_base_common(Output_data*);
592
593  private:
594   Symbol(const Symbol&);
595   Symbol& operator=(const Symbol&);
596
597   // Symbol name (expected to point into a Stringpool).
598   const char* name_;
599   // Symbol version (expected to point into a Stringpool).  This may
600   // be NULL.
601   const char* version_;
602
603   union
604   {
605     // This struct is used if SOURCE_ == FROM_OBJECT.
606     struct
607     {
608       // Object in which symbol is defined, or in which it was first
609       // seen.
610       Object* object;
611       // Section number in object_ in which symbol is defined.
612       unsigned int shndx;
613     } from_object;
614
615     // This struct is used if SOURCE_ == IN_OUTPUT_DATA.
616     struct
617     {
618       // Output_data in which symbol is defined.  Before
619       // Layout::finalize the symbol's value is an offset within the
620       // Output_data.
621       Output_data* output_data;
622       // True if the offset is from the end, false if the offset is
623       // from the beginning.
624       bool offset_is_from_end;
625     } in_output_data;
626
627     // This struct is used if SOURCE_ == IN_OUTPUT_SEGMENT.
628     struct
629     {
630       // Output_segment in which the symbol is defined.  Before
631       // Layout::finalize the symbol's value is an offset.
632       Output_segment* output_segment;
633       // The base to use for the offset before Layout::finalize.
634       Segment_offset_base offset_base;
635     } in_output_segment;
636   } u_;
637
638   // The index of this symbol in the output file.  If the symbol is
639   // not going into the output file, this value is -1U.  This field
640   // starts as always holding zero.  It is set to a non-zero value by
641   // Symbol_table::finalize.
642   unsigned int symtab_index_;
643
644   // The index of this symbol in the dynamic symbol table.  If the
645   // symbol is not going into the dynamic symbol table, this value is
646   // -1U.  This field starts as always holding zero.  It is set to a
647   // non-zero value during Layout::finalize.
648   unsigned int dynsym_index_;
649
650   // If this symbol has an entry in the GOT section (has_got_offset_
651   // is true), this is the offset from the start of the GOT section.
652   // For a TLS symbol, if has_tls_tpoff_got_offset_ is true, this
653   // serves as the GOT offset for the GOT entry that holds its
654   // TP-relative offset.
655   unsigned int got_offset_;
656
657   // If this is a TLS symbol and has an entry in the GOT section
658   // for a module index or a pair of entries (module index,
659   // dtv-relative offset), these are the offsets from the start
660   // of the GOT section.
661   unsigned int tls_mod_got_offset_;
662   unsigned int tls_pair_got_offset_;
663
664   // If this symbol has an entry in the PLT section (has_plt_offset_
665   // is true), then this is the offset from the start of the PLT
666   // section.
667   unsigned int plt_offset_;
668
669   // Symbol type.
670   elfcpp::STT type_ : 4;
671   // Symbol binding.
672   elfcpp::STB binding_ : 4;
673   // Symbol visibility.
674   elfcpp::STV visibility_ : 2;
675   // Rest of symbol st_other field.
676   unsigned int nonvis_ : 6;
677   // The type of symbol.
678   Source source_ : 3;
679   // True if this symbol always requires special target-specific
680   // handling.
681   bool is_target_special_ : 1;
682   // True if this is the default version of the symbol.
683   bool is_def_ : 1;
684   // True if this symbol really forwards to another symbol.  This is
685   // used when we discover after the fact that two different entries
686   // in the hash table really refer to the same symbol.  This will
687   // never be set for a symbol found in the hash table, but may be set
688   // for a symbol found in the list of symbols attached to an Object.
689   // It forwards to the symbol found in the forwarders_ map of
690   // Symbol_table.
691   bool is_forwarder_ : 1;
692   // True if the symbol has an alias in the weak_aliases table in
693   // Symbol_table.
694   bool has_alias_ : 1;
695   // True if this symbol needs to be in the dynamic symbol table.
696   bool needs_dynsym_entry_ : 1;
697   // True if we've seen this symbol in a regular object.
698   bool in_reg_ : 1;
699   // True if we've seen this symbol in a dynamic object.
700   bool in_dyn_ : 1;
701   // True if the symbol has an entry in the GOT section.
702   // For a TLS symbol, this GOT entry will hold its tp-relative offset.
703   bool has_got_offset_ : 1;
704   // True if the symbol has an entry in the GOT section for its
705   // module index.
706   bool has_tls_mod_got_offset_ : 1;
707   // True if the symbol has a pair of entries in the GOT section for its
708   // module index and dtv-relative offset.
709   bool has_tls_pair_got_offset_ : 1;
710   // True if the symbol has an entry in the PLT section.
711   bool has_plt_offset_ : 1;
712   // True if this is a dynamic symbol which needs a special value in
713   // the dynamic symbol table.
714   bool needs_dynsym_value_ : 1;
715   // True if there is a warning for this symbol.
716   bool has_warning_ : 1;
717   // True if we are using a COPY reloc for this symbol, so that the
718   // real definition lives in a dynamic object.
719   bool is_copied_from_dynobj_ : 1;
720 };
721
722 // The parts of a symbol which are size specific.  Using a template
723 // derived class like this helps us use less space on a 32-bit system.
724
725 template<int size>
726 class Sized_symbol : public Symbol
727 {
728  public:
729   typedef typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr Value_type;
730   typedef typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_WXword Size_type;
731
732   Sized_symbol()
733   { }
734
735   // Initialize fields from an ELF symbol in OBJECT.
736   template<bool big_endian>
737   void
738   init(const char *name, const char* version, Object* object,
739        const elfcpp::Sym<size, big_endian>&);
740
741   // Initialize fields for an Output_data.
742   void
743   init(const char* name, Output_data*, Value_type value, Size_type symsize,
744        elfcpp::STT, elfcpp::STB, elfcpp::STV, unsigned char nonvis,
745        bool offset_is_from_end);
746
747   // Initialize fields for an Output_segment.
748   void
749   init(const char* name, Output_segment*, Value_type value, Size_type symsize,
750        elfcpp::STT, elfcpp::STB, elfcpp::STV, unsigned char nonvis,
751        Segment_offset_base offset_base);
752
753   // Initialize fields for a constant.
754   void
755   init(const char* name, Value_type value, Size_type symsize,
756        elfcpp::STT, elfcpp::STB, elfcpp::STV, unsigned char nonvis);
757
758   // Override existing symbol.
759   template<bool big_endian>
760   void
761   override(const elfcpp::Sym<size, big_endian>&, Object* object,
762            const char* version);
763
764   // Override existing symbol with a special symbol.
765   void
766   override_with_special(const Sized_symbol<size>*);
767
768   // Return the symbol's value.
769   Value_type
770   value() const
771   { return this->value_; }
772
773   // Return the symbol's size (we can't call this 'size' because that
774   // is a template parameter).
775   Size_type
776   symsize() const
777   { return this->symsize_; }
778
779   // Set the symbol size.  This is used when resolving common symbols.
780   void
781   set_symsize(Size_type symsize)
782   { this->symsize_ = symsize; }
783
784   // Set the symbol value.  This is called when we store the final
785   // values of the symbols into the symbol table.
786   void
787   set_value(Value_type value)
788   { this->value_ = value; }
789
790   // Allocate a common symbol by giving it a location in the output
791   // file.
792   void
793   allocate_common(Output_data*, Value_type value);
794
795  private:
796   Sized_symbol(const Sized_symbol&);
797   Sized_symbol& operator=(const Sized_symbol&);
798
799   // Symbol value.  Before Layout::finalize this is the offset in the
800   // input section.  This is set to the final value during
801   // Layout::finalize.
802   Value_type value_;
803   // Symbol size.
804   Size_type symsize_;
805 };
806
807 // A struct describing a symbol defined by the linker, where the value
808 // of the symbol is defined based on an output section.  This is used
809 // for symbols defined by the linker, like "_init_array_start".
810
811 struct Define_symbol_in_section
812 {
813   // The symbol name.
814   const char* name;
815   // The name of the output section with which this symbol should be
816   // associated.  If there is no output section with that name, the
817   // symbol will be defined as zero.
818   const char* output_section;
819   // The offset of the symbol within the output section.  This is an
820   // offset from the start of the output section, unless start_at_end
821   // is true, in which case this is an offset from the end of the
822   // output section.
823   uint64_t value;
824   // The size of the symbol.
825   uint64_t size;
826   // The symbol type.
827   elfcpp::STT type;
828   // The symbol binding.
829   elfcpp::STB binding;
830   // The symbol visibility.
831   elfcpp::STV visibility;
832   // The rest of the st_other field.
833   unsigned char nonvis;
834   // If true, the value field is an offset from the end of the output
835   // section.
836   bool offset_is_from_end;
837   // If true, this symbol is defined only if we see a reference to it.
838   bool only_if_ref;
839 };
840
841 // A struct describing a symbol defined by the linker, where the value
842 // of the symbol is defined based on a segment.  This is used for
843 // symbols defined by the linker, like "_end".  We describe the
844 // segment with which the symbol should be associated by its
845 // characteristics.  If no segment meets these characteristics, the
846 // symbol will be defined as zero.  If there is more than one segment
847 // which meets these characteristics, we will use the first one.
848
849 struct Define_symbol_in_segment
850 {
851   // The symbol name.
852   const char* name;
853   // The segment type where the symbol should be defined, typically
854   // PT_LOAD.
855   elfcpp::PT segment_type;
856   // Bitmask of segment flags which must be set.
857   elfcpp::PF segment_flags_set;
858   // Bitmask of segment flags which must be clear.
859   elfcpp::PF segment_flags_clear;
860   // The offset of the symbol within the segment.  The offset is
861   // calculated from the position set by offset_base.
862   uint64_t value;
863   // The size of the symbol.
864   uint64_t size;
865   // The symbol type.
866   elfcpp::STT type;
867   // The symbol binding.
868   elfcpp::STB binding;
869   // The symbol visibility.
870   elfcpp::STV visibility;
871   // The rest of the st_other field.
872   unsigned char nonvis;
873   // The base from which we compute the offset.
874   Symbol::Segment_offset_base offset_base;
875   // If true, this symbol is defined only if we see a reference to it.
876   bool only_if_ref;
877 };
878
879 // This class manages warnings.  Warnings are a GNU extension.  When
880 // we see a section named .gnu.warning.SYM in an object file, and if
881 // we wind using the definition of SYM from that object file, then we
882 // will issue a warning for any relocation against SYM from a
883 // different object file.  The text of the warning is the contents of
884 // the section.  This is not precisely the definition used by the old
885 // GNU linker; the old GNU linker treated an occurrence of
886 // .gnu.warning.SYM as defining a warning symbol.  A warning symbol
887 // would trigger a warning on any reference.  However, it was
888 // inconsistent in that a warning in a dynamic object only triggered
889 // if there was no definition in a regular object.  This linker is
890 // different in that we only issue a warning if we use the symbol
891 // definition from the same object file as the warning section.
892
893 class Warnings
894 {
895  public:
896   Warnings()
897     : warnings_()
898   { }
899
900   // Add a warning for symbol NAME in object OBJ.  WARNING is the text
901   // of the warning.
902   void
903   add_warning(Symbol_table* symtab, const char* name, Object* obj,
904               const std::string& warning);
905
906   // For each symbol for which we should give a warning, make a note
907   // on the symbol.
908   void
909   note_warnings(Symbol_table* symtab);
910
911   // Issue a warning for a reference to SYM at RELINFO's location.
912   template<int size, bool big_endian>
913   void
914   issue_warning(const Symbol* sym, const Relocate_info<size, big_endian>*,
915                 size_t relnum, off_t reloffset) const;
916
917  private:
918   Warnings(const Warnings&);
919   Warnings& operator=(const Warnings&);
920
921   // What we need to know to get the warning text.
922   struct Warning_location
923   {
924     // The object the warning is in.
925     Object* object;
926     // The warning text.
927     std::string text;
928
929     Warning_location()
930       : object(NULL), text()
931     { }
932
933     void
934     set(Object* o, const std::string& t)
935     {
936       this->object = o;
937       this->text = t;
938     }
939   };
940
941   // A mapping from warning symbol names (canonicalized in
942   // Symbol_table's namepool_ field) to warning information.
943   typedef Unordered_map<const char*, Warning_location> Warning_table;
944
945   Warning_table warnings_;
946 };
947
948 // The main linker symbol table.
949
950 class Symbol_table
951 {
952  public:
953   // COUNT is an estimate of how many symbosl will be inserted in the
954   // symbol table.  It's ok to put 0 if you don't know; a correct
955   // guess will just save some CPU by reducing hashtable resizes.
956   Symbol_table(unsigned int count);
957
958   ~Symbol_table();
959
960   // Add COUNT external symbols from the relocatable object RELOBJ to
961   // the symbol table.  SYMS is the symbols, SYM_NAMES is their names,
962   // SYM_NAME_SIZE is the size of SYM_NAMES.  This sets SYMPOINTERS to
963   // point to the symbols in the symbol table.
964   template<int size, bool big_endian>
965   void
966   add_from_relobj(Sized_relobj<size, big_endian>* relobj,
967                   const unsigned char* syms, size_t count,
968                   const char* sym_names, size_t sym_name_size,
969                   typename Sized_relobj<size, big_endian>::Symbols*);
970
971   // Add COUNT dynamic symbols from the dynamic object DYNOBJ to the
972   // symbol table.  SYMS is the symbols.  SYM_NAMES is their names.
973   // SYM_NAME_SIZE is the size of SYM_NAMES.  The other parameters are
974   // symbol version data.
975   template<int size, bool big_endian>
976   void
977   add_from_dynobj(Sized_dynobj<size, big_endian>* dynobj,
978                   const unsigned char* syms, size_t count,
979                   const char* sym_names, size_t sym_name_size,
980                   const unsigned char* versym, size_t versym_size,
981                   const std::vector<const char*>*);
982
983   // Define a special symbol based on an Output_data.  It is a
984   // multiple definition error if this symbol is already defined.
985   Symbol*
986   define_in_output_data(const Target*, const char* name, const char* version,
987                         Output_data*, uint64_t value, uint64_t symsize,
988                         elfcpp::STT type, elfcpp::STB binding,
989                         elfcpp::STV visibility, unsigned char nonvis,
990                         bool offset_is_from_end, bool only_if_ref);
991
992   // Define a special symbol based on an Output_segment.  It is a
993   // multiple definition error if this symbol is already defined.
994   Symbol*
995   define_in_output_segment(const Target*, const char* name,
996                            const char* version, Output_segment*,
997                            uint64_t value, uint64_t symsize,
998                            elfcpp::STT type, elfcpp::STB binding,
999                            elfcpp::STV visibility, unsigned char nonvis,
1000                            Symbol::Segment_offset_base, bool only_if_ref);
1001
1002   // Define a special symbol with a constant value.  It is a multiple
1003   // definition error if this symbol is already defined.
1004   Symbol*
1005   define_as_constant(const Target*, const char* name, const char* version,
1006                      uint64_t value, uint64_t symsize, elfcpp::STT type,
1007                      elfcpp::STB binding, elfcpp::STV visibility,
1008                      unsigned char nonvis, bool only_if_ref);
1009
1010   // Define a set of symbols in output sections.
1011   void
1012   define_symbols(const Layout*, const Target*, int count,
1013                  const Define_symbol_in_section*);
1014
1015   // Define a set of symbols in output segments.
1016   void
1017   define_symbols(const Layout*, const Target*, int count,
1018                  const Define_symbol_in_segment*);
1019
1020   // Define SYM using a COPY reloc.  POSD is the Output_data where the
1021   // symbol should be defined--typically a .dyn.bss section.  VALUE is
1022   // the offset within POSD.
1023   template<int size>
1024   void
1025   define_with_copy_reloc(const Target*, Sized_symbol<size>* sym,
1026                          Output_data* posd,
1027                          typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr);
1028
1029   // Look up a symbol.
1030   Symbol*
1031   lookup(const char*, const char* version = NULL) const;
1032
1033   // Return the real symbol associated with the forwarder symbol FROM.
1034   Symbol*
1035   resolve_forwards(const Symbol* from) const;
1036
1037   // Return the sized version of a symbol in this table.
1038   template<int size>
1039   Sized_symbol<size>*
1040   get_sized_symbol(Symbol* ACCEPT_SIZE) const;
1041
1042   template<int size>
1043   const Sized_symbol<size>*
1044   get_sized_symbol(const Symbol* ACCEPT_SIZE) const;
1045
1046   // Return the count of undefined symbols seen.
1047   int
1048   saw_undefined() const
1049   { return this->saw_undefined_; }
1050
1051   // Allocate the common symbols
1052   void
1053   allocate_commons(const General_options&, Layout*);
1054
1055   // Add a warning for symbol NAME in object OBJ.  WARNING is the text
1056   // of the warning.
1057   void
1058   add_warning(const char* name, Object* obj, const std::string& warning)
1059   { this->warnings_.add_warning(this, name, obj, warning); }
1060
1061   // Canonicalize a symbol name for use in the hash table.
1062   const char*
1063   canonicalize_name(const char* name)
1064   { return this->namepool_.add(name, true, NULL); }
1065
1066   // Possibly issue a warning for a reference to SYM at LOCATION which
1067   // is in OBJ.
1068   template<int size, bool big_endian>
1069   void
1070   issue_warning(const Symbol* sym,
1071                 const Relocate_info<size, big_endian>* relinfo,
1072                 size_t relnum, off_t reloffset) const
1073   { this->warnings_.issue_warning(sym, relinfo, relnum, reloffset); }
1074
1075   // Check candidate_odr_violations_ to find symbols with the same name
1076   // but apparently different definitions (different source-file/line-no).
1077   void
1078   detect_odr_violations(const Task*, const char* output_file_name) const;
1079
1080   // SYM is defined using a COPY reloc.  Return the dynamic object
1081   // where the original definition was found.
1082   Dynobj*
1083   get_copy_source(const Symbol* sym) const;
1084
1085   // Set the dynamic symbol indexes.  INDEX is the index of the first
1086   // global dynamic symbol.  Pointers to the symbols are stored into
1087   // the vector.  The names are stored into the Stringpool.  This
1088   // returns an updated dynamic symbol index.
1089   unsigned int
1090   set_dynsym_indexes(const Target*, unsigned int index,
1091                      std::vector<Symbol*>*, Stringpool*, Versions*);
1092
1093   // Finalize the symbol table after we have set the final addresses
1094   // of all the input sections.  This sets the final symbol indexes,
1095   // values and adds the names to *POOL.  INDEX is the index of the
1096   // first global symbol.  OFF is the file offset of the global symbol
1097   // table, DYNOFF is the offset of the globals in the dynamic symbol
1098   // table, DYN_GLOBAL_INDEX is the index of the first global dynamic
1099   // symbol, and DYNCOUNT is the number of global dynamic symbols.
1100   // This records the parameters, and returns the new file offset.
1101   off_t
1102   finalize(unsigned int index, off_t off, off_t dynoff,
1103            size_t dyn_global_index, size_t dyncount, Stringpool* pool);
1104
1105   // Write out the global symbols.
1106   void
1107   write_globals(const Input_objects*, const Stringpool*, const Stringpool*,
1108                 Output_file*) const;
1109
1110   // Write out a section symbol.  Return the updated offset.
1111   void
1112   write_section_symbol(const Output_section*, Output_file*, off_t) const;
1113
1114   // Dump statistical information to stderr.
1115   void
1116   print_stats() const;
1117
1118  private:
1119   Symbol_table(const Symbol_table&);
1120   Symbol_table& operator=(const Symbol_table&);
1121
1122   // Make FROM a forwarder symbol to TO.
1123   void
1124   make_forwarder(Symbol* from, Symbol* to);
1125
1126   // Add a symbol.
1127   template<int size, bool big_endian>
1128   Sized_symbol<size>*
1129   add_from_object(Object*, const char *name, Stringpool::Key name_key,
1130                   const char *version, Stringpool::Key version_key,
1131                   bool def, const elfcpp::Sym<size, big_endian>& sym,
1132                   const elfcpp::Sym<size, big_endian>& orig_sym);
1133
1134   // Resolve symbols.
1135   template<int size, bool big_endian>
1136   void
1137   resolve(Sized_symbol<size>* to,
1138           const elfcpp::Sym<size, big_endian>& sym,
1139           const elfcpp::Sym<size, big_endian>& orig_sym,
1140           Object*, const char* version);
1141
1142   template<int size, bool big_endian>
1143   void
1144   resolve(Sized_symbol<size>* to, const Sized_symbol<size>* from,
1145           const char* version ACCEPT_SIZE_ENDIAN);
1146
1147   // Whether we should override a symbol, based on flags in
1148   // resolve.cc.
1149   static bool
1150   should_override(const Symbol*, unsigned int, Object*, bool*);
1151
1152   // Override a symbol.
1153   template<int size, bool big_endian>
1154   void
1155   override(Sized_symbol<size>* tosym,
1156            const elfcpp::Sym<size, big_endian>& fromsym,
1157            Object* object, const char* version);
1158
1159   // Whether we should override a symbol with a special symbol which
1160   // is automatically defined by the linker.
1161   static bool
1162   should_override_with_special(const Symbol*);
1163
1164   // Override a symbol with a special symbol.
1165   template<int size>
1166   void
1167   override_with_special(Sized_symbol<size>* tosym,
1168                         const Sized_symbol<size>* fromsym);
1169
1170   // Record all weak alias sets for a dynamic object.
1171   template<int size>
1172   void
1173   record_weak_aliases(std::vector<Sized_symbol<size>*>*);
1174
1175   // Define a special symbol.
1176   template<int size, bool big_endian>
1177   Sized_symbol<size>*
1178   define_special_symbol(const Target* target, const char** pname,
1179                         const char** pversion, bool only_if_ref,
1180                         Sized_symbol<size>** poldsym ACCEPT_SIZE_ENDIAN);
1181
1182   // Define a symbol in an Output_data, sized version.
1183   template<int size>
1184   Sized_symbol<size>*
1185   do_define_in_output_data(const Target*, const char* name,
1186                            const char* version, Output_data*,
1187                            typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr value,
1188                            typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_WXword ssize,
1189                            elfcpp::STT type, elfcpp::STB binding,
1190                            elfcpp::STV visibility, unsigned char nonvis,
1191                            bool offset_is_from_end, bool only_if_ref);
1192
1193   // Define a symbol in an Output_segment, sized version.
1194   template<int size>
1195   Sized_symbol<size>*
1196   do_define_in_output_segment(
1197     const Target*, const char* name, const char* version, Output_segment* os,
1198     typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr value,
1199     typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_WXword ssize,
1200     elfcpp::STT type, elfcpp::STB binding,
1201     elfcpp::STV visibility, unsigned char nonvis,
1202     Symbol::Segment_offset_base offset_base, bool only_if_ref);
1203
1204   // Define a symbol as a constant, sized version.
1205   template<int size>
1206   Sized_symbol<size>*
1207   do_define_as_constant(
1208     const Target*, const char* name, const char* version,
1209     typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr value,
1210     typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_WXword ssize,
1211     elfcpp::STT type, elfcpp::STB binding,
1212     elfcpp::STV visibility, unsigned char nonvis,
1213     bool only_if_ref);
1214
1215   // Allocate the common symbols, sized version.
1216   template<int size>
1217   void
1218   do_allocate_commons(const General_options&, Layout*);
1219
1220   // Implement detect_odr_violations.
1221   template<int size, bool big_endian>
1222   void
1223   sized_detect_odr_violations() const;
1224
1225   // Finalize symbols specialized for size.
1226   template<int size>
1227   off_t
1228   sized_finalize(unsigned int, off_t, Stringpool*);
1229
1230   // Write globals specialized for size and endianness.
1231   template<int size, bool big_endian>
1232   void
1233   sized_write_globals(const Input_objects*, const Stringpool*,
1234                       const Stringpool*, Output_file*) const;
1235
1236   // Write out a symbol to P.
1237   template<int size, bool big_endian>
1238   void
1239   sized_write_symbol(Sized_symbol<size>*,
1240                      typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr value,
1241                      unsigned int shndx,
1242                      const Stringpool*, unsigned char* p
1243                      ACCEPT_SIZE_ENDIAN) const;
1244
1245   // Possibly warn about an undefined symbol from a dynamic object.
1246   void
1247   warn_about_undefined_dynobj_symbol(const Input_objects*, Symbol*) const;
1248
1249   // Write out a section symbol, specialized for size and endianness.
1250   template<int size, bool big_endian>
1251   void
1252   sized_write_section_symbol(const Output_section*, Output_file*, off_t) const;
1253
1254   // The type of the symbol hash table.
1255
1256   typedef std::pair<Stringpool::Key, Stringpool::Key> Symbol_table_key;
1257
1258   struct Symbol_table_hash
1259   {
1260     size_t
1261     operator()(const Symbol_table_key&) const;
1262   };
1263
1264   struct Symbol_table_eq
1265   {
1266     bool
1267     operator()(const Symbol_table_key&, const Symbol_table_key&) const;
1268   };
1269
1270   typedef Unordered_map<Symbol_table_key, Symbol*, Symbol_table_hash,
1271                         Symbol_table_eq> Symbol_table_type;
1272
1273   // The type of the list of common symbols.
1274   typedef std::vector<Symbol*> Commons_type;
1275
1276   // A map from symbols with COPY relocs to the dynamic objects where
1277   // they are defined.
1278   typedef Unordered_map<const Symbol*, Dynobj*> Copied_symbol_dynobjs;
1279
1280   // A map from symbol name (as a pointer into the namepool) to all
1281   // the locations the symbols is (weakly) defined (and certain other
1282   // conditions are met).  This map will be used later to detect
1283   // possible One Definition Rule (ODR) violations.
1284   struct Symbol_location
1285   {
1286     Object* object;         // Object where the symbol is defined.
1287     unsigned int shndx;     // Section-in-object where the symbol is defined.
1288     off_t offset;           // Offset-in-section where the symbol is defined.
1289     bool operator==(const Symbol_location& that) const
1290     {
1291       return (this->object == that.object
1292               && this->shndx == that.shndx
1293               && this->offset == that.offset);
1294     }
1295   };
1296
1297   struct Symbol_location_hash
1298   {
1299     size_t operator()(const Symbol_location& loc) const
1300     { return reinterpret_cast<uintptr_t>(loc.object) ^ loc.offset ^ loc.shndx; }
1301   };
1302
1303   typedef Unordered_map<const char*,
1304                         Unordered_set<Symbol_location, Symbol_location_hash> >
1305   Odr_map;
1306
1307   // We increment this every time we see a new undefined symbol, for
1308   // use in archive groups.
1309   int saw_undefined_;
1310   // The index of the first global symbol in the output file.
1311   unsigned int first_global_index_;
1312   // The file offset within the output symtab section where we should
1313   // write the table.
1314   off_t offset_;
1315   // The number of global symbols we want to write out.
1316   size_t output_count_;
1317   // The file offset of the global dynamic symbols, or 0 if none.
1318   off_t dynamic_offset_;
1319   // The index of the first global dynamic symbol.
1320   unsigned int first_dynamic_global_index_;
1321   // The number of global dynamic symbols, or 0 if none.
1322   off_t dynamic_count_;
1323   // The symbol hash table.
1324   Symbol_table_type table_;
1325   // A pool of symbol names.  This is used for all global symbols.
1326   // Entries in the hash table point into this pool.
1327   Stringpool namepool_;
1328   // Forwarding symbols.
1329   Unordered_map<const Symbol*, Symbol*> forwarders_;
1330   // Weak aliases.  A symbol in this list points to the next alias.
1331   // The aliases point to each other in a circular list.
1332   Unordered_map<Symbol*, Symbol*> weak_aliases_;
1333   // We don't expect there to be very many common symbols, so we keep
1334   // a list of them.  When we find a common symbol we add it to this
1335   // list.  It is possible that by the time we process the list the
1336   // symbol is no longer a common symbol.  It may also have become a
1337   // forwarder.
1338   Commons_type commons_;
1339   // Manage symbol warnings.
1340   Warnings warnings_;
1341   // Manage potential One Definition Rule (ODR) violations.
1342   Odr_map candidate_odr_violations_;
1343
1344   // When we emit a COPY reloc for a symbol, we define it in an
1345   // Output_data.  When it's time to emit version information for it,
1346   // we need to know the dynamic object in which we found the original
1347   // definition.  This maps symbols with COPY relocs to the dynamic
1348   // object where they were defined.
1349   Copied_symbol_dynobjs copied_symbol_dynobjs_;
1350 };
1351
1352 // We inline get_sized_symbol for efficiency.
1353
1354 template<int size>
1355 Sized_symbol<size>*
1356 Symbol_table::get_sized_symbol(Symbol* sym ACCEPT_SIZE) const
1357 {
1358   gold_assert(size == parameters->get_size());
1359   return static_cast<Sized_symbol<size>*>(sym);
1360 }
1361
1362 template<int size>
1363 const Sized_symbol<size>*
1364 Symbol_table::get_sized_symbol(const Symbol* sym ACCEPT_SIZE) const
1365 {
1366   gold_assert(size == parameters->get_size());
1367   return static_cast<const Sized_symbol<size>*>(sym);
1368 }
1369
1370 } // End namespace gold.
1371
1372 #endif // !defined(GOLD_SYMTAB_H)