Merge branch 'vendor/TNFTP'
[dragonfly.git] / contrib / binutils-2.21 / gold / fileread.h
1 // fileread.h -- read files for gold   -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 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 // Classes used to read data from binary input files.
24
25 #ifndef GOLD_FILEREAD_H
26 #define GOLD_FILEREAD_H
27
28 #include <list>
29 #include <map>
30 #include <string>
31 #include <vector>
32
33 #include "token.h"
34
35 namespace gold
36 {
37
38 // Since not all system supports stat.st_mtim and struct timespec,
39 // we define our own structure and fill the nanoseconds if we can.
40
41 struct Timespec
42 {
43   Timespec()
44     : seconds(0), nanoseconds(0)
45   { }
46
47   Timespec(time_t a_seconds, int a_nanoseconds)
48     : seconds(a_seconds), nanoseconds(a_nanoseconds)
49   { }
50
51   time_t seconds;
52   int nanoseconds;
53 };
54
55 class Position_dependent_options;
56 class Input_file_argument;
57 class Dirsearch;
58 class File_view;
59
60 // File_read manages a file descriptor and mappings for a file we are
61 // reading.
62
63 class File_read
64 {
65  public:
66   File_read()
67     : name_(), descriptor_(-1), is_descriptor_opened_(false), object_count_(0),
68       size_(0), token_(false), views_(), saved_views_(), mapped_bytes_(0),
69       released_(true), whole_file_view_(NULL)
70   { }
71
72   ~File_read();
73
74   // Open a file.
75   bool
76   open(const Task*, const std::string& name);
77
78   // Pretend to open the file, but provide the file contents.  No
79   // actual file system activity will occur.  This is used for
80   // testing.
81   bool
82   open(const Task*, const std::string& name, const unsigned char* contents,
83        off_t size);
84
85   // Return the file name.
86   const std::string&
87   filename() const
88   { return this->name_; }
89
90   // Add an object associated with a file.
91   void
92   add_object()
93   { ++this->object_count_; }
94
95   // Remove an object associated with a file.
96   void
97   remove_object()
98   { --this->object_count_; }
99
100   // Lock the file for exclusive access within a particular Task::run
101   // execution.  This routine may only be called when the workqueue
102   // lock is held.
103   void
104   lock(const Task* t);
105
106   // Unlock the file.
107   void
108   unlock(const Task* t);
109
110   // Test whether the object is locked.
111   bool
112   is_locked() const;
113
114   // Return the token, so that the task can be queued.
115   Task_token*
116   token()
117   { return &this->token_; }
118
119   // Release the file.  This indicates that we aren't going to do
120   // anything further with it until it is unlocked.  This is used
121   // because a Task which locks the file never calls either lock or
122   // unlock; it just locks the token.  The basic rule is that a Task
123   // which locks a file via the Task::locks interface must explicitly
124   // call release() when it is done.  This is not necessary for code
125   // which calls unlock() on the file.
126   void
127   release();
128
129   // Return the size of the file.
130   off_t
131   filesize() const
132   { return this->size_; }
133
134   // Return a view into the file starting at file offset START for
135   // SIZE bytes.  OFFSET is the offset into the input file for the
136   // file we are reading; this is zero for a normal object file,
137   // non-zero for an object file in an archive.  ALIGNED is true if
138   // the data must be naturally aligned; this only matters when OFFSET
139   // is not zero.  The pointer will remain valid until the File_read
140   // is unlocked.  It is an error if we can not read enough data from
141   // the file.  The CACHE parameter is a hint as to whether it will be
142   // useful to cache this data for later accesses--i.e., later calls
143   // to get_view, read, or get_lasting_view which retrieve the same
144   // data.
145   const unsigned char*
146   get_view(off_t offset, off_t start, section_size_type size, bool aligned,
147            bool cache);
148
149   // Read data from the file into the buffer P starting at file offset
150   // START for SIZE bytes.
151   void
152   read(off_t start, section_size_type size, void* p);
153
154   // Return a lasting view into the file starting at file offset START
155   // for SIZE bytes.  This is allocated with new, and the caller is
156   // responsible for deleting it when done.  The data associated with
157   // this view will remain valid until the view is deleted.  It is an
158   // error if we can not read enough data from the file.  The OFFSET,
159   // ALIGNED and CACHE parameters are as in get_view.
160   File_view*
161   get_lasting_view(off_t offset, off_t start, section_size_type size,
162                    bool aligned, bool cache);
163
164   // Mark all views as no longer cached.
165   void
166   clear_view_cache_marks();
167
168   // Discard all uncached views.  This is normally done by release(),
169   // but not for objects in archives.  FIXME: This is a complicated
170   // interface, and it would be nice to have something more automatic.
171   void
172   clear_uncached_views()
173   { this->clear_views(CLEAR_VIEWS_ARCHIVE); }
174
175   // A struct used to do a multiple read.
176   struct Read_multiple_entry
177   {
178     // The file offset of the data to read.
179     off_t file_offset;
180     // The amount of data to read.
181     section_size_type size;
182     // The buffer where the data should be placed.
183     unsigned char* buffer;
184
185     Read_multiple_entry(off_t o, section_size_type s, unsigned char* b)
186       : file_offset(o), size(s), buffer(b)
187     { }
188   };
189
190   typedef std::vector<Read_multiple_entry> Read_multiple;
191
192   // Read a bunch of data from the file into various different
193   // locations.  The vector must be sorted by ascending file_offset.
194   // BASE is a base offset to be added to all the offsets in the
195   // vector.
196   void
197   read_multiple(off_t base, const Read_multiple&);
198
199   // Dump statistical information to stderr.
200   static void
201   print_stats();
202
203   // Return the open file descriptor (for plugins).
204   int
205   descriptor()
206   {
207     this->reopen_descriptor();
208     return this->descriptor_;
209   }
210   
211   // Return the file last modification time.  Calls gold_fatal if the stat
212   // system call failed.
213   Timespec
214   get_mtime();
215
216  private:
217   // Control for what views to clear.
218   enum Clear_views_mode
219   {
220     // Clear uncached views not used by an archive.
221     CLEAR_VIEWS_NORMAL,
222     // Clear all uncached views (including in an archive).
223     CLEAR_VIEWS_ARCHIVE,
224     // Clear all views (i.e., we're destroying the file).
225     CLEAR_VIEWS_ALL
226   };
227
228   // This class may not be copied.
229   File_read(const File_read&);
230   File_read& operator=(const File_read&);
231
232   // Total bytes mapped into memory during the link if --stats.
233   static unsigned long long total_mapped_bytes;
234
235   // Current number of bytes mapped into memory during the link if
236   // --stats.
237   static unsigned long long current_mapped_bytes;
238
239   // High water mark of bytes mapped into memory during the link if
240   // --stats.
241   static unsigned long long maximum_mapped_bytes;
242
243   // A view into the file.
244   class View
245   {
246    public:
247     // Specifies how to dispose the data on destruction of the view.
248     enum Data_ownership
249     {
250       // Data owned by File object - nothing done in destructor.
251       DATA_NOT_OWNED,
252       // Data alocated with new[] and owned by this object - should
253       // use delete[].
254       DATA_ALLOCATED_ARRAY,
255       // Data mmapped and owned by this object - should munmap.
256       DATA_MMAPPED
257     };
258
259     View(off_t start, section_size_type size, const unsigned char* data,
260          unsigned int byteshift, bool cache, Data_ownership data_ownership)
261       : start_(start), size_(size), data_(data), lock_count_(0),
262         byteshift_(byteshift), cache_(cache), data_ownership_(data_ownership),
263         accessed_(true)
264     { }
265
266     ~View();
267
268     off_t
269     start() const
270     { return this->start_; }
271
272     section_size_type
273     size() const
274     { return this->size_; }
275
276     const unsigned char*
277     data() const
278     { return this->data_; }
279
280     void
281     lock();
282
283     void
284     unlock();
285
286     bool
287     is_locked();
288
289     unsigned int
290     byteshift() const
291     { return this->byteshift_; }
292
293     void
294     set_cache()
295     { this->cache_ = true; }
296
297     void
298     clear_cache()
299     { this->cache_ = false; }
300
301     bool
302     should_cache() const
303     { return this->cache_; }
304
305     void
306     set_accessed()
307     { this->accessed_ = true; }
308
309     void
310     clear_accessed()
311     { this->accessed_= false; }
312
313     bool
314     accessed() const
315     { return this->accessed_; }
316
317     // Returns TRUE if this view contains permanent data -- e.g., data that
318     // was supplied by the owner of the File object.
319     bool
320     is_permanent_view() const
321     { return this->data_ownership_ == DATA_NOT_OWNED; }
322
323    private:
324     View(const View&);
325     View& operator=(const View&);
326
327     // The file offset of the start of the view.
328     off_t start_;
329     // The size of the view.
330     section_size_type size_;
331     // A pointer to the actual bytes.
332     const unsigned char* data_;
333     // The number of locks on this view.
334     int lock_count_;
335     // The number of bytes that the view is shifted relative to the
336     // underlying file.  This is used to align data.  This is normally
337     // zero, except possibly for an object in an archive.
338     unsigned int byteshift_;
339     // Whether the view is cached.
340     bool cache_;
341     // Whether the view is mapped into memory.  If not, data_ points
342     // to memory allocated using new[].
343     Data_ownership data_ownership_;
344     // Whether the view has been accessed recently.
345     bool accessed_;
346   };
347
348   friend class View;
349   friend class File_view;
350
351   // The type of a mapping from page start and byte shift to views.
352   typedef std::map<std::pair<off_t, unsigned int>, View*> Views;
353
354   // A simple list of Views.
355   typedef std::list<View*> Saved_views;
356
357   // Open the descriptor if necessary.
358   void
359   reopen_descriptor();
360
361   // Find a view into the file.
362   View*
363   find_view(off_t start, section_size_type size, unsigned int byteshift,
364             View** vshifted) const;
365
366   // Read data from the file into a buffer.
367   void
368   do_read(off_t start, section_size_type size, void* p);
369
370   // Add a view.
371   void
372   add_view(View*);
373
374   // Make a view into the file.
375   View*
376   make_view(off_t start, section_size_type size, unsigned int byteshift,
377             bool cache);
378
379   // Find or make a view into the file.
380   View*
381   find_or_make_view(off_t offset, off_t start, section_size_type size,
382                     bool aligned, bool cache);
383
384   // Clear the file views.
385   void
386   clear_views(Clear_views_mode);
387
388   // The size of a file page for buffering data.
389   static const off_t page_size = 8192;
390
391   // Given a file offset, return the page offset.
392   static off_t
393   page_offset(off_t file_offset)
394   { return file_offset & ~ (page_size - 1); }
395
396   // Given a file size, return the size to read integral pages.
397   static off_t
398   pages(off_t file_size)
399   { return (file_size + (page_size - 1)) & ~ (page_size - 1); }
400
401   // The maximum number of entries we will pass to ::readv.
402   static const size_t max_readv_entries = 128;
403
404   // Use readv to read data.
405   void
406   do_readv(off_t base, const Read_multiple&, size_t start, size_t count);
407
408   // File name.
409   std::string name_;
410   // File descriptor.
411   int descriptor_;
412   // Whether we have regained the descriptor after releasing the file.
413   bool is_descriptor_opened_;
414   // The number of objects associated with this file.  This will be
415   // more than 1 in the case of an archive.
416   int object_count_;
417   // File size.
418   off_t size_;
419   // A token used to lock the file.
420   Task_token token_;
421   // Buffered views into the file.
422   Views views_;
423   // List of views which were locked but had to be removed from views_
424   // because they were not large enough.
425   Saved_views saved_views_;
426   // Total amount of space mapped into memory.  This is only changed
427   // while the file is locked.  When we unlock the file, we transfer
428   // the total to total_mapped_bytes, and reset this to zero.
429   size_t mapped_bytes_;
430   // Whether the file was released.
431   bool released_;
432   // A view containing the whole file.  May be NULL if we mmap only
433   // the relevant parts of the file.  Not NULL if:
434   // - Flag --mmap_whole_files is set (default on 64-bit hosts).
435   // - The contents was specified in the constructor.  Used only for
436   //   testing purposes).
437   View* whole_file_view_;
438 };
439
440 // A view of file data that persists even when the file is unlocked.
441 // Callers should destroy these when no longer required.  These are
442 // obtained form File_read::get_lasting_view.  They may only be
443 // destroyed when the underlying File_read is locked.
444
445 class File_view
446 {
447  public:
448   // This may only be called when the underlying File_read is locked.
449   ~File_view();
450
451   // Return a pointer to the data associated with this view.
452   const unsigned char*
453   data() const
454   { return this->data_; }
455
456  private:
457   File_view(const File_view&);
458   File_view& operator=(const File_view&);
459
460   friend class File_read;
461
462   // Callers have to get these via File_read::get_lasting_view.
463   File_view(File_read& file, File_read::View* view, const unsigned char* data)
464     : file_(file), view_(view), data_(data)
465   { }
466
467   File_read& file_;
468   File_read::View* view_;
469   const unsigned char* data_;
470 };
471
472 // All the information we hold for a single input file.  This can be
473 // an object file, a shared library, or an archive.
474
475 class Input_file
476 {
477  public:
478   enum Format
479   {
480     FORMAT_NONE,
481     FORMAT_ELF,
482     FORMAT_BINARY
483   };
484
485   Input_file(const Input_file_argument* input_argument)
486     : input_argument_(input_argument), found_name_(), file_(),
487       is_in_sysroot_(false), format_(FORMAT_NONE)
488   { }
489
490   // Create an input file with the contents already provided.  This is
491   // only used for testing.  With this path, don't call the open
492   // method.
493   Input_file(const Task*, const char* name, const unsigned char* contents,
494              off_t size);
495
496   // Return the command line argument.
497   const Input_file_argument*
498   input_file_argument() const
499   { return this->input_argument_; }
500
501   // Return whether this is a file that we will search for in the list
502   // of directories.
503   bool
504   will_search_for() const;
505
506   // Open the file.  If the open fails, this will report an error and
507   // return false.  If there is a search, it starts at directory
508   // *PINDEX.  *PINDEX should be initialized to zero.  It may be
509   // restarted to find the next file with a matching name by
510   // incrementing the result and calling this again.
511   bool
512   open(const Dirsearch&, const Task*, int* pindex);
513
514   // Return the name given by the user.  For -lc this will return "c".
515   const char*
516   name() const;
517
518   // Return the file name.  For -lc this will return something like
519   // "/usr/lib/libc.so".
520   const std::string&
521   filename() const
522   { return this->file_.filename(); }
523
524   // Return the name under which we found the file, corresponding to
525   // the command line.  For -lc this will return something like
526   // "libc.so".
527   const std::string&
528   found_name() const
529   { return this->found_name_; }
530
531   // Return the position dependent options.
532   const Position_dependent_options&
533   options() const;
534
535   // Return the file.
536   File_read&
537   file()
538   { return this->file_; }
539
540   const File_read&
541   file() const
542   { return this->file_; }
543
544   // Whether we found the file in a directory in the system root.
545   bool
546   is_in_sysroot() const
547   { return this->is_in_sysroot_; }
548
549   // Whether this file is in a system directory.
550   bool
551   is_in_system_directory() const;
552
553   // Return whether this file is to be read only for its symbols.
554   bool
555   just_symbols() const;
556
557   // Return the format of the unconverted input file.
558   Format
559   format() const
560   { return this->format_; }
561
562   // Try to find a file in the extra search dirs.  Returns true on success.
563   static bool
564   try_extra_search_path(int* pindex,
565                         const Input_file_argument* input_argument,
566                         std::string filename, std::string* found_name,
567                         std::string* namep);
568
569   // Find the actual file.
570   static bool
571   find_file(const Dirsearch& dirpath, int* pindex,
572             const Input_file_argument* input_argument,
573             bool* is_in_sysroot,
574             std::string* found_name, std::string* namep);
575
576  private:
577   Input_file(const Input_file&);
578   Input_file& operator=(const Input_file&);
579
580   // Open a binary file.
581   bool
582   open_binary(const Task* task, const std::string& name);
583
584   // The argument from the command line.
585   const Input_file_argument* input_argument_;
586   // The name under which we opened the file.  This is like the name
587   // on the command line, but -lc turns into libc.so (or whatever).
588   // It only includes the full path if the path was on the command
589   // line.
590   std::string found_name_;
591   // The file after we open it.
592   File_read file_;
593   // Whether we found the file in a directory in the system root.
594   bool is_in_sysroot_;
595   // Format of unconverted input file.
596   Format format_;
597 };
598
599 } // end namespace gold
600
601 #endif // !defined(GOLD_FILEREAD_H)