ld/ldwrite.c

   1 /* ldwrite.c -- write out the linked file
   2    Copyright 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 2000, 2002,
   3    2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 Free Software Foundation, Inc.
   4    Written by Steve Chamberlain sac@cygnus.com
   5
   6    This file is part of the GNU Binutils.
   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 #include "sysdep.h"
  24 #include "bfd.h"
  25 #include "bfdlink.h"
  26 #include "libiberty.h"
  27 #include "safe-ctype.h"
  28
  29 #include "ld.h"
  30 #include "ldexp.h"
  31 #include "ldlang.h"
  32 #include "ldwrite.h"
  33 #include "ldmisc.h"
  34 #include <ldgram.h>
  35 #include "ldmain.h"
  36
  37 /* Build link_order structures for the BFD linker.  */
  38
  39 static void
  40 build_link_order (lang_statement_union_type *statement)
  41 {
  42   switch (statement->header.type)
  43     {
  44     case lang_data_statement_enum:
  45       {
  46         asection *output_section;
  47         struct bfd_link_order *link_order;
  48         bfd_vma value;
  49         bfd_boolean big_endian = FALSE;
  50
  51         output_section = statement->data_statement.output_section;
  52         ASSERT (output_section->owner == link_info.output_bfd);
  53
  54         link_order = bfd_new_link_order (link_info.output_bfd, output_section);
  55         if (link_order == NULL)
  56           einfo (_("%P%F: bfd_new_link_order failed\n"));
  57
  58         link_order->type = bfd_data_link_order;
  59         link_order->offset = statement->data_statement.output_offset;
  60         link_order->u.data.contents = (bfd_byte *) xmalloc (QUAD_SIZE);
  61
  62         value = statement->data_statement.value;
  63
  64         /* If the endianness of the output BFD is not known, then we
  65            base the endianness of the data on the first input file.
  66            By convention, the bfd_put routines for an unknown
  67            endianness are big endian, so we must swap here if the
  68            input file is little endian.  */
  69         if (bfd_big_endian (link_info.output_bfd))
  70           big_endian = TRUE;
  71         else if (bfd_little_endian (link_info.output_bfd))
  72           big_endian = FALSE;
  73         else
  74           {
  75             bfd_boolean swap;
  76
  77             swap = FALSE;
  78             if (command_line.endian == ENDIAN_BIG)
  79               big_endian = TRUE;
  80             else if (command_line.endian == ENDIAN_LITTLE)
  81               {
  82                 big_endian = FALSE;
  83                 swap = TRUE;
  84               }
  85             else if (command_line.endian == ENDIAN_UNSET)
  86               {
  87                 big_endian = TRUE;
  88                 {
  89                   LANG_FOR_EACH_INPUT_STATEMENT (s)
  90                     {
  91                       if (s->the_bfd != NULL)
  92                         {
  93                           if (bfd_little_endian (s->the_bfd))
  94                             {
  95                               big_endian = FALSE;
  96                               swap = TRUE;
  97                             }
  98                           break;
  99                         }
 100                     }
 101                 }
 102               }
 103
 104             if (swap)
 105               {
 106                 bfd_byte buffer[8];
 107
 108                 switch (statement->data_statement.type)
 109                   {
 110                   case QUAD:
 111                   case SQUAD:
 112                     if (sizeof (bfd_vma) >= QUAD_SIZE)
 113                       {
 114                         bfd_putl64 (value, buffer);
 115                         value = bfd_getb64 (buffer);
 116                         break;
 117                       }
 118                     /* Fall through.  */
 119                   case LONG:
 120                     bfd_putl32 (value, buffer);
 121                     value = bfd_getb32 (buffer);
 122                     break;
 123                   case SHORT:
 124                     bfd_putl16 (value, buffer);
 125                     value = bfd_getb16 (buffer);
 126                     break;
 127                   case BYTE:
 128                     break;
 129                   default:
 130                     abort ();
 131                   }
 132               }
 133           }
 134
 135         ASSERT (output_section->owner == link_info.output_bfd);
 136         switch (statement->data_statement.type)
 137           {
 138           case QUAD:
 139           case SQUAD:
 140             if (sizeof (bfd_vma) >= QUAD_SIZE)
 141               bfd_put_64 (link_info.output_bfd, value,
 142                           link_order->u.data.contents);
 143             else
 144               {
 145                 bfd_vma high;
 146
 147                 if (statement->data_statement.type == QUAD)
 148                   high = 0;
 149                 else if ((value & 0x80000000) == 0)
 150                   high = 0;
 151                 else
 152                   high = (bfd_vma) -1;
 153                 bfd_put_32 (link_info.output_bfd, high,
 154                             (link_order->u.data.contents
 155                              + (big_endian ? 0 : 4)));
 156                 bfd_put_32 (link_info.output_bfd, value,
 157                             (link_order->u.data.contents
 158                              + (big_endian ? 4 : 0)));
 159               }
 160             link_order->size = QUAD_SIZE;
 161             break;
 162           case LONG:
 163             bfd_put_32 (link_info.output_bfd, value,
 164                         link_order->u.data.contents);
 165             link_order->size = LONG_SIZE;
 166             break;
 167           case SHORT:
 168             bfd_put_16 (link_info.output_bfd, value,
 169                         link_order->u.data.contents);
 170             link_order->size = SHORT_SIZE;
 171             break;
 172           case BYTE:
 173             bfd_put_8 (link_info.output_bfd, value,
 174                        link_order->u.data.contents);
 175             link_order->size = BYTE_SIZE;
 176             break;
 177           default:
 178             abort ();
 179           }
 180       }
 181       break;
 182
 183     case lang_reloc_statement_enum:
 184       {
 185         lang_reloc_statement_type *rs;
 186         asection *output_section;
 187         struct bfd_link_order *link_order;
 188
 189         rs = &statement->reloc_statement;
 190
 191         output_section = rs->output_section;
 192         ASSERT (output_section->owner == link_info.output_bfd);
 193
 194         link_order = bfd_new_link_order (link_info.output_bfd, output_section);
 195         if (link_order == NULL)
 196           einfo (_("%P%F: bfd_new_link_order failed\n"));
 197
 198         link_order->offset = rs->output_offset;
 199         link_order->size = bfd_get_reloc_size (rs->howto);
 200
 201         link_order->u.reloc.p = (struct bfd_link_order_reloc *)
 202             xmalloc (sizeof (struct bfd_link_order_reloc));
 203
 204         link_order->u.reloc.p->reloc = rs->reloc;
 205         link_order->u.reloc.p->addend = rs->addend_value;
 206
 207         if (rs->name == NULL)
 208           {
 209             link_order->type = bfd_section_reloc_link_order;
 210             if (rs->section->owner == link_info.output_bfd)
 211               link_order->u.reloc.p->u.section = rs->section;
 212             else
 213               {
 214                 link_order->u.reloc.p->u.section = rs->section->output_section;
 215                 link_order->u.reloc.p->addend += rs->section->output_offset;
 216               }
 217           }
 218         else
 219           {
 220             link_order->type = bfd_symbol_reloc_link_order;
 221             link_order->u.reloc.p->u.name = rs->name;
 222           }
 223       }
 224       break;
 225
 226     case lang_input_section_enum:
 227       {
 228         /* Create a new link_order in the output section with this
 229            attached */
 230         asection *i = statement->input_section.section;
 231
 232         if (!((lang_input_statement_type *) i->owner->usrdata)->just_syms_flag
 233             && (i->flags & SEC_EXCLUDE) == 0)
 234           {
 235             asection *output_section = i->output_section;
 236
 237             ASSERT (output_section->owner == link_info.output_bfd);
 238
 239             if ((output_section->flags & SEC_HAS_CONTENTS) != 0
 240                 || ((output_section->flags & SEC_LOAD) != 0
 241                     && (output_section->flags & SEC_THREAD_LOCAL)))
 242               {
 243                 struct bfd_link_order *link_order;
 244
 245                 link_order = bfd_new_link_order (link_info.output_bfd,
 246                                                  output_section);
 247
 248                 if (i->flags & SEC_NEVER_LOAD)
 249                   {
 250                     /* We've got a never load section inside one which
 251                        is going to be output, we'll change it into a
 252                        fill.  */
 253                     link_order->type = bfd_data_link_order;
 254                     link_order->u.data.contents = (unsigned char *) "";
 255                     link_order->u.data.size = 1;
 256                   }
 257                 else
 258                   {
 259                     link_order->type = bfd_indirect_link_order;
 260                     link_order->u.indirect.section = i;
 261                     ASSERT (i->output_section == output_section);
 262                   }
 263                 link_order->size = i->size;
 264                 link_order->offset = i->output_offset;
 265               }
 266           }
 267       }
 268       break;
 269
 270     case lang_padding_statement_enum:
 271       /* Make a new link_order with the right filler */
 272       {
 273         asection *output_section;
 274         struct bfd_link_order *link_order;
 275
 276         output_section = statement->padding_statement.output_section;
 277         ASSERT (statement->padding_statement.output_section->owner
 278                 == link_info.output_bfd);
 279         if ((output_section->flags & SEC_HAS_CONTENTS) != 0
 280             || ((output_section->flags & SEC_LOAD) != 0
 281                 && (output_section->flags & SEC_THREAD_LOCAL)))
 282           {
 283             link_order = bfd_new_link_order (link_info.output_bfd,
 284                                              output_section);
 285             link_order->type = bfd_data_link_order;
 286             link_order->size = statement->padding_statement.size;
 287             link_order->offset = statement->padding_statement.output_offset;
 288             link_order->u.data.contents = statement->padding_statement.fill->data;
 289             link_order->u.data.size = statement->padding_statement.fill->size;
 290           }
 291       }
 292       break;
 293
 294     default:
 295       /* All the other ones fall through */
 296       break;
 297     }
 298 }
 299
 300 /* Return true if NAME is the name of an unsplittable section. These
 301    are the stabs strings, dwarf strings.  */
 302
 303 static bfd_boolean
 304 unsplittable_name (const char *name)
 305 {
 306   if (CONST_STRNEQ (name, ".stab"))
 307     {
 308       /* There are several stab like string sections. We pattern match on
 309          ".stab...str"  */
 310       unsigned len = strlen (name);
 311       if (strcmp (&name[len-3], "str") == 0)
 312         return TRUE;
 313     }
 314   else if (strcmp (name, "$GDB_STRINGS$") == 0)
 315     return TRUE;
 316   return FALSE;
 317 }
 318
 319 /* Wander around the input sections, make sure that
 320    we'll never try and create an output section with more relocs
 321    than will fit.. Do this by always assuming the worst case, and
 322    creating new output sections with all the right bits.  */
 323 #define TESTIT 1
 324 static asection *
 325 clone_section (bfd *abfd, asection *s, const char *name, int *count)
 326 {
 327   char *tname;
 328   char *sname;
 329   unsigned int len;
 330   asection *n;
 331   struct bfd_link_hash_entry *h;
 332
 333   /* Invent a section name from the section name and a dotted numeric
 334      suffix.   */
 335   len = strlen (name);
 336   tname = (char *) xmalloc (len + 1);
 337   memcpy (tname, name, len + 1);
 338   /* Remove a dotted number suffix, from a previous split link. */
 339   while (len && ISDIGIT (tname[len-1]))
 340     len--;
 341   if (len > 1 && tname[len-1] == '.')
 342     /* It was a dotted number. */
 343     tname[len-1] = 0;
 344
 345   /* We want to use the whole of the original section name for the
 346      split name, but coff can be restricted to 8 character names.  */
 347   if (bfd_family_coff (abfd) && strlen (tname) > 5)
 348     {
 349       /* Some section names cannot be truncated, as the name is
 350          used to locate some other section.  */
 351       if (CONST_STRNEQ (name, ".stab")
 352           || strcmp (name, "$GDB_SYMBOLS$") == 0)
 353         {
 354           einfo (_ ("%F%P: cannot create split section name for %s\n"), name);
 355           /* Silence gcc warnings.  einfo exits, so we never reach here.  */
 356           return NULL;
 357         }
 358       tname[5] = 0;
 359     }
 360
 361   if ((sname = bfd_get_unique_section_name (abfd, tname, count)) == NULL
 362       || (n = bfd_make_section_anyway (abfd, sname)) == NULL
 363       || (h = bfd_link_hash_lookup (link_info.hash,
 364                                     sname, TRUE, TRUE, FALSE)) == NULL)
 365     {
 366       einfo (_("%F%P: clone section failed: %E\n"));
 367       /* Silence gcc warnings.  einfo exits, so we never reach here.  */
 368       return NULL;
 369     }
 370   free (tname);
 371
 372   /* Set up section symbol.  */
 373   h->type = bfd_link_hash_defined;
 374   h->u.def.value = 0;
 375   h->u.def.section = n;
 376
 377   n->flags = s->flags;
 378   n->vma = s->vma;
 379   n->user_set_vma = s->user_set_vma;
 380   n->lma = s->lma;
 381   n->size = 0;
 382   n->output_offset = s->output_offset;
 383   n->output_section = n;
 384   n->orelocation = 0;
 385   n->reloc_count = 0;
 386   n->alignment_power = s->alignment_power;
 387
 388   bfd_copy_private_section_data (abfd, s, abfd, n);
 389
 390   return n;
 391 }
 392
 393 #if TESTING
 394 static void
 395 ds (asection *s)
 396 {
 397   struct bfd_link_order *l = s->map_head.link_order;
 398   printf ("vma %x size %x\n", s->vma, s->size);
 399   while (l)
 400     {
 401       if (l->type == bfd_indirect_link_order)
 402         {
 403           printf ("%8x %s\n", l->offset, l->u.indirect.section->owner->filename);
 404         }
 405       else
 406         {
 407           printf (_("%8x something else\n"), l->offset);
 408         }
 409       l = l->next;
 410     }
 411   printf ("\n");
 412 }
 413
 414 dump (char *s, asection *a1, asection *a2)
 415 {
 416   printf ("%s\n", s);
 417   ds (a1);
 418   ds (a2);
 419 }
 420
 421 static void
 422 sanity_check (bfd *abfd)
 423 {
 424   asection *s;
 425   for (s = abfd->sections; s; s = s->next)
 426     {
 427       struct bfd_link_order *p;
 428       bfd_vma prev = 0;
 429       for (p = s->map_head.link_order; p; p = p->next)
 430         {
 431           if (p->offset > 100000)
 432             abort ();
 433           if (p->offset < prev)
 434             abort ();
 435           prev = p->offset;
 436         }
 437     }
 438 }
 439 #else
 440 #define sanity_check(a)
 441 #define dump(a, b, c)
 442 #endif
 443
 444 static void
 445 split_sections (bfd *abfd, struct bfd_link_info *info)
 446 {
 447   asection *original_sec;
 448   int nsecs = abfd->section_count;
 449   sanity_check (abfd);
 450   /* Look through all the original sections.  */
 451   for (original_sec = abfd->sections;
 452        original_sec && nsecs;
 453        original_sec = original_sec->next, nsecs--)
 454     {
 455       int count = 0;
 456       unsigned int lines = 0;
 457       unsigned int relocs = 0;
 458       bfd_size_type sec_size = 0;
 459       struct bfd_link_order *l;
 460       struct bfd_link_order *p;
 461       bfd_vma vma = original_sec->vma;
 462       asection *cursor = original_sec;
 463
 464       /* Count up the relocations and line entries to see if anything
 465          would be too big to fit.  Accumulate section size too.  */
 466       for (l = NULL, p = cursor->map_head.link_order; p != NULL; p = l->next)
 467         {
 468           unsigned int thislines = 0;
 469           unsigned int thisrelocs = 0;
 470           bfd_size_type thissize = 0;
 471           if (p->type == bfd_indirect_link_order)
 472             {
 473               asection *sec;
 474
 475               sec = p->u.indirect.section;
 476
 477               if (info->strip == strip_none
 478                   || info->strip == strip_some)
 479                 thislines = sec->lineno_count;
 480
 481               if (info->relocatable)
 482                 thisrelocs = sec->reloc_count;
 483
 484               thissize = sec->size;
 485
 486             }
 487           else if (info->relocatable
 488                    && (p->type == bfd_section_reloc_link_order
 489                        || p->type == bfd_symbol_reloc_link_order))
 490             thisrelocs++;
 491
 492           if (l != NULL
 493               && (thisrelocs + relocs >= config.split_by_reloc
 494                   || thislines + lines >= config.split_by_reloc
 495                   || (thissize + sec_size >= config.split_by_file))
 496               && !unsplittable_name (cursor->name))
 497             {
 498               /* Create a new section and put this link order and the
 499                  following link orders into it.  */
 500               bfd_vma shift_offset;
 501               asection *n;
 502
 503               n = clone_section (abfd, cursor, original_sec->name, &count);
 504
 505               /* Attach the link orders to the new section and snip
 506                  them off from the old section.  */
 507               n->map_head.link_order = p;
 508               n->map_tail.link_order = cursor->map_tail.link_order;
 509               cursor->map_tail.link_order = l;
 510               l->next = NULL;
 511               l = p;
 512
 513               /* Change the size of the original section and
 514                  update the vma of the new one.  */
 515
 516               dump ("before snip", cursor, n);
 517
 518               shift_offset = p->offset;
 519               n->size = cursor->size - shift_offset;
 520               cursor->size = shift_offset;
 521
 522               vma += shift_offset;
 523               n->lma = n->vma = vma;
 524
 525               /* Run down the chain and change the output section to
 526                  the right one, update the offsets too.  */
 527               do
 528                 {
 529                   p->offset -= shift_offset;
 530                   if (p->type == bfd_indirect_link_order)
 531                     {
 532                       p->u.indirect.section->output_section = n;
 533                       p->u.indirect.section->output_offset = p->offset;
 534                     }
 535                   p = p->next;
 536                 }
 537               while (p);
 538
 539               dump ("after snip", cursor, n);
 540               cursor = n;
 541               relocs = thisrelocs;
 542               lines = thislines;
 543               sec_size = thissize;
 544             }
 545           else
 546             {
 547               l = p;
 548               relocs += thisrelocs;
 549               lines += thislines;
 550               sec_size += thissize;
 551             }
 552         }
 553     }
 554   sanity_check (abfd);
 555 }
 556
 557 /* Call BFD to write out the linked file.  */
 558
 559 void
 560 ldwrite (void)
 561 {
 562   /* Reset error indicator, which can typically something like invalid
 563      format from opening up the .o files.  */
 564   bfd_set_error (bfd_error_no_error);
 565   lang_for_each_statement (build_link_order);
 566
 567   if (config.split_by_reloc != (unsigned) -1
 568       || config.split_by_file != (bfd_size_type) -1)
 569     split_sections (link_info.output_bfd, &link_info);
 570   if (!bfd_final_link (link_info.output_bfd, &link_info))
 571     {
 572       /* If there was an error recorded, print it out.  Otherwise assume
 573          an appropriate error message like unknown symbol was printed
 574          out.  */
 575
 576       if (bfd_get_error () != bfd_error_no_error)
 577         einfo (_("%F%P: final link failed: %E\n"));
 578       else
 579         xexit (1);
 580     }
 581 }