Revert "binutils 2.22: Add READMEs and local modifications"
[dragonfly.git] / contrib / binutils-2.22 / gold / layout.h
1 // layout.h -- lay out output file sections 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 #ifndef GOLD_LAYOUT_H
24 #define GOLD_LAYOUT_H
25
26 #include <cstring>
27 #include <list>
28 #include <map>
29 #include <string>
30 #include <utility>
31 #include <vector>
32
33 #include "script.h"
34 #include "workqueue.h"
35 #include "object.h"
36 #include "dynobj.h"
37 #include "stringpool.h"
38
39 namespace gold
40 {
41
42 class General_options;
43 class Incremental_inputs;
44 class Incremental_binary;
45 class Input_objects;
46 class Mapfile;
47 class Symbol_table;
48 class Output_section_data;
49 class Output_section;
50 class Output_section_headers;
51 class Output_segment_headers;
52 class Output_file_header;
53 class Output_segment;
54 class Output_data;
55 class Output_data_reloc_generic;
56 class Output_data_dynamic;
57 class Output_symtab_xindex;
58 class Output_reduced_debug_abbrev_section;
59 class Output_reduced_debug_info_section;
60 class Eh_frame;
61 class Target;
62 struct Timespec;
63
64 // Return TRUE if SECNAME is the name of a compressed debug section.
65 extern bool
66 is_compressed_debug_section(const char* secname);
67
68 // Maintain a list of free space within a section, segment, or file.
69 // Used for incremental update links.
70
71 class Free_list
72 {
73  public:
74   struct Free_list_node
75   {
76     Free_list_node(off_t start, off_t end)
77       : start_(start), end_(end)
78     { }
79     off_t start_;
80     off_t end_;
81   };
82   typedef std::list<Free_list_node>::const_iterator Const_iterator;
83
84   Free_list()
85     : list_(), last_remove_(list_.begin()), extend_(false), length_(0),
86       min_hole_(0)
87   { }
88
89   // Initialize the free list for a section of length LEN.
90   // If EXTEND is true, free space may be allocated past the end.
91   void
92   init(off_t len, bool extend);
93
94   // Set the minimum hole size that is allowed when allocating
95   // from the free list.
96   void
97   set_min_hole_size(off_t min_hole)
98   { this->min_hole_ = min_hole; }
99
100   // Remove a chunk from the free list.
101   void
102   remove(off_t start, off_t end);
103
104   // Allocate a chunk of space from the free list of length LEN,
105   // with alignment ALIGN, and minimum offset MINOFF.
106   off_t
107   allocate(off_t len, uint64_t align, off_t minoff);
108
109   // Return an iterator for the beginning of the free list.
110   Const_iterator
111   begin() const
112   { return this->list_.begin(); }
113
114   // Return an iterator for the end of the free list.
115   Const_iterator
116   end() const
117   { return this->list_.end(); }
118
119   // Dump the free list (for debugging).
120   void
121   dump();
122
123   // Print usage statistics.
124   static void
125   print_stats();
126
127  private:
128   typedef std::list<Free_list_node>::iterator Iterator;
129
130   // The free list.
131   std::list<Free_list_node> list_;
132
133   // The last node visited during a remove operation.
134   Iterator last_remove_;
135
136   // Whether we can extend past the original length.
137   bool extend_;
138
139   // The total length of the section, segment, or file.
140   off_t length_;
141
142   // The minimum hole size allowed.  When allocating from the free list,
143   // we must not leave a hole smaller than this.
144   off_t min_hole_;
145
146   // Statistics:
147   // The total number of free lists used.
148   static unsigned int num_lists;
149   // The total number of free list nodes used.
150   static unsigned int num_nodes;
151   // The total number of calls to Free_list::remove.
152   static unsigned int num_removes;
153   // The total number of nodes visited during calls to Free_list::remove.
154   static unsigned int num_remove_visits;
155   // The total number of calls to Free_list::allocate.
156   static unsigned int num_allocates;
157   // The total number of nodes visited during calls to Free_list::allocate.
158   static unsigned int num_allocate_visits;
159 };
160
161 // This task function handles mapping the input sections to output
162 // sections and laying them out in memory.
163
164 class Layout_task_runner : public Task_function_runner
165 {
166  public:
167   // OPTIONS is the command line options, INPUT_OBJECTS is the list of
168   // input objects, SYMTAB is the symbol table, LAYOUT is the layout
169   // object.
170   Layout_task_runner(const General_options& options,
171                      const Input_objects* input_objects,
172                      Symbol_table* symtab,
173                      Target* target,
174                      Layout* layout,
175                      Mapfile* mapfile)
176     : options_(options), input_objects_(input_objects), symtab_(symtab),
177       target_(target), layout_(layout), mapfile_(mapfile)
178   { }
179
180   // Run the operation.
181   void
182   run(Workqueue*, const Task*);
183
184  private:
185   Layout_task_runner(const Layout_task_runner&);
186   Layout_task_runner& operator=(const Layout_task_runner&);
187
188   const General_options& options_;
189   const Input_objects* input_objects_;
190   Symbol_table* symtab_;
191   Target* target_;
192   Layout* layout_;
193   Mapfile* mapfile_;
194 };
195
196 // This class holds information about the comdat group or
197 // .gnu.linkonce section that will be kept for a given signature.
198
199 class Kept_section
200 {
201  private:
202   // For a comdat group, we build a mapping from the name of each
203   // section in the group to the section index and the size in object.
204   // When we discard a group in some other object file, we use this
205   // map to figure out which kept section the discarded section is
206   // associated with.  We then use that mapping when processing relocs
207   // against discarded sections.
208   struct Comdat_section_info
209   {
210     // The section index.
211     unsigned int shndx;
212     // The section size.
213     uint64_t size;
214
215     Comdat_section_info(unsigned int a_shndx, uint64_t a_size)
216       : shndx(a_shndx), size(a_size)
217     { }
218   };
219
220   // Most comdat groups have only one or two sections, so we use a
221   // std::map rather than an Unordered_map to optimize for that case
222   // without paying too heavily for groups with more sections.
223   typedef std::map<std::string, Comdat_section_info> Comdat_group;
224
225  public:
226   Kept_section()
227     : object_(NULL), shndx_(0), is_comdat_(false), is_group_name_(false)
228   { this->u_.linkonce_size = 0; }
229
230   // We need to support copies for the signature map in the Layout
231   // object, but we should never copy an object after it has been
232   // marked as a comdat section.
233   Kept_section(const Kept_section& k)
234     : object_(k.object_), shndx_(k.shndx_), is_comdat_(false),
235       is_group_name_(k.is_group_name_)
236   {
237     gold_assert(!k.is_comdat_);
238     this->u_.linkonce_size = 0;
239   }
240
241   ~Kept_section()
242   {
243     if (this->is_comdat_)
244       delete this->u_.group_sections;
245   }
246
247   // The object where this section lives.
248   Relobj*
249   object() const
250   { return this->object_; }
251
252   // Set the object.
253   void
254   set_object(Relobj* object)
255   {
256     gold_assert(this->object_ == NULL);
257     this->object_ = object;
258   }
259
260   // The section index.
261   unsigned int
262   shndx() const
263   { return this->shndx_; }
264
265   // Set the section index.
266   void
267   set_shndx(unsigned int shndx)
268   {
269     gold_assert(this->shndx_ == 0);
270     this->shndx_ = shndx;
271   }
272
273   // Whether this is a comdat group.
274   bool
275   is_comdat() const
276   { return this->is_comdat_; }
277
278   // Set that this is a comdat group.
279   void
280   set_is_comdat()
281   {
282     gold_assert(!this->is_comdat_);
283     this->is_comdat_ = true;
284     this->u_.group_sections = new Comdat_group();
285   }
286
287   // Whether this is associated with the name of a group or section
288   // rather than the symbol name derived from a linkonce section.
289   bool
290   is_group_name() const
291   { return this->is_group_name_; }
292
293   // Note that this represents a comdat group rather than a single
294   // linkonce section.
295   void
296   set_is_group_name()
297   { this->is_group_name_ = true; }
298
299   // Add a section to the group list.
300   void
301   add_comdat_section(const std::string& name, unsigned int shndx,
302                      uint64_t size)
303   {
304     gold_assert(this->is_comdat_);
305     Comdat_section_info sinfo(shndx, size);
306     this->u_.group_sections->insert(std::make_pair(name, sinfo));
307   }
308
309   // Look for a section name in the group list, and return whether it
310   // was found.  If found, returns the section index and size.
311   bool
312   find_comdat_section(const std::string& name, unsigned int* pshndx,
313                       uint64_t* psize) const
314   {
315     gold_assert(this->is_comdat_);
316     Comdat_group::const_iterator p = this->u_.group_sections->find(name);
317     if (p == this->u_.group_sections->end())
318       return false;
319     *pshndx = p->second.shndx;
320     *psize = p->second.size;
321     return true;
322   }
323
324   // If there is only one section in the group list, return true, and
325   // return the section index and size.
326   bool
327   find_single_comdat_section(unsigned int* pshndx, uint64_t* psize) const
328   {
329     gold_assert(this->is_comdat_);
330     if (this->u_.group_sections->size() != 1)
331       return false;
332     Comdat_group::const_iterator p = this->u_.group_sections->begin();
333     *pshndx = p->second.shndx;
334     *psize = p->second.size;
335     return true;
336   }
337
338   // Return the size of a linkonce section.
339   uint64_t
340   linkonce_size() const
341   {
342     gold_assert(!this->is_comdat_);
343     return this->u_.linkonce_size;
344   }
345
346   // Set the size of a linkonce section.
347   void
348   set_linkonce_size(uint64_t size)
349   {
350     gold_assert(!this->is_comdat_);
351     this->u_.linkonce_size = size;
352   }
353
354  private:
355   // No assignment.
356   Kept_section& operator=(const Kept_section&);
357
358   // The object containing the comdat group or .gnu.linkonce section.
359   Relobj* object_;
360   // Index of the group section for comdats and the section itself for
361   // .gnu.linkonce.
362   unsigned int shndx_;
363   // True if this is for a comdat group rather than a .gnu.linkonce
364   // section.
365   bool is_comdat_;
366   // The Kept_sections are values of a mapping, that maps names to
367   // them.  This field is true if this struct is associated with the
368   // name of a comdat or .gnu.linkonce, false if it is associated with
369   // the name of a symbol obtained from the .gnu.linkonce.* name
370   // through some heuristics.
371   bool is_group_name_;
372   union
373   {
374     // If the is_comdat_ field is true, this holds a map from names of
375     // the sections in the group to section indexes in object_ and to
376     // section sizes.
377     Comdat_group* group_sections;
378     // If the is_comdat_ field is false, this holds the size of the
379     // single section.
380     uint64_t linkonce_size;
381   } u_;
382 };
383
384 // The ordering for output sections.  This controls how output
385 // sections are ordered within a PT_LOAD output segment.
386
387 enum Output_section_order
388 {
389   // Unspecified.  Used for non-load segments.  Also used for the file
390   // and segment headers.
391   ORDER_INVALID,
392
393   // The PT_INTERP section should come first, so that the dynamic
394   // linker can pick it up quickly.
395   ORDER_INTERP,
396
397   // Loadable read-only note sections come next so that the PT_NOTE
398   // segment is on the first page of the executable.
399   ORDER_RO_NOTE,
400
401   // Put read-only sections used by the dynamic linker early in the
402   // executable to minimize paging.
403   ORDER_DYNAMIC_LINKER,
404
405   // Put reloc sections used by the dynamic linker after other
406   // sections used by the dynamic linker; otherwise, objcopy and strip
407   // get confused.
408   ORDER_DYNAMIC_RELOCS,
409
410   // Put the PLT reloc section after the other dynamic relocs;
411   // otherwise, prelink gets confused.
412   ORDER_DYNAMIC_PLT_RELOCS,
413
414   // The .init section.
415   ORDER_INIT,
416
417   // The PLT.
418   ORDER_PLT,
419
420   // The regular text sections.
421   ORDER_TEXT,
422
423   // The .fini section.
424   ORDER_FINI,
425
426   // The read-only sections.
427   ORDER_READONLY,
428
429   // The exception frame sections.
430   ORDER_EHFRAME,
431
432   // The TLS sections come first in the data section.
433   ORDER_TLS_DATA,
434   ORDER_TLS_BSS,
435
436   // Local RELRO (read-only after relocation) sections come before
437   // non-local RELRO sections.  This data will be fully resolved by
438   // the prelinker.
439   ORDER_RELRO_LOCAL,
440
441   // Non-local RELRO sections are grouped together after local RELRO
442   // sections.  All RELRO sections must be adjacent so that they can
443   // all be put into a PT_GNU_RELRO segment.
444   ORDER_RELRO,
445
446   // We permit marking exactly one output section as the last RELRO
447   // section.  We do this so that the read-only GOT can be adjacent to
448   // the writable GOT.
449   ORDER_RELRO_LAST,
450
451   // Similarly, we permit marking exactly one output section as the
452   // first non-RELRO section.
453   ORDER_NON_RELRO_FIRST,
454
455   // The regular data sections come after the RELRO sections.
456   ORDER_DATA,
457
458   // Large data sections normally go in large data segments.
459   ORDER_LARGE_DATA,
460
461   // Group writable notes so that we can have a single PT_NOTE
462   // segment.
463   ORDER_RW_NOTE,
464
465   // The small data sections must be at the end of the data sections,
466   // so that they can be adjacent to the small BSS sections.
467   ORDER_SMALL_DATA,
468
469   // The BSS sections start here.
470
471   // The small BSS sections must be at the start of the BSS sections,
472   // so that they can be adjacent to the small data sections.
473   ORDER_SMALL_BSS,
474
475   // The regular BSS sections.
476   ORDER_BSS,
477
478   // The large BSS sections come after the other BSS sections.
479   ORDER_LARGE_BSS,
480
481   // Maximum value.
482   ORDER_MAX
483 };
484
485 // This class handles the details of laying out input sections.
486
487 class Layout
488 {
489  public:
490   Layout(int number_of_input_files, Script_options*);
491
492   ~Layout()
493   {
494     delete this->relaxation_debug_check_;
495     delete this->segment_states_;
496   }
497
498   // For incremental links, record the base file to be modified.
499   void
500   set_incremental_base(Incremental_binary* base);
501
502   Incremental_binary*
503   incremental_base()
504   { return this->incremental_base_; }
505
506   // For incremental links, record the initial fixed layout of a section
507   // from the base file, and return a pointer to the Output_section.
508   template<int size, bool big_endian>
509   Output_section*
510   init_fixed_output_section(const char*, elfcpp::Shdr<size, big_endian>&);
511
512   // Given an input section SHNDX, named NAME, with data in SHDR, from
513   // the object file OBJECT, return the output section where this
514   // input section should go.  RELOC_SHNDX is the index of a
515   // relocation section which applies to this section, or 0 if none,
516   // or -1U if more than one.  RELOC_TYPE is the type of the
517   // relocation section if there is one.  Set *OFFSET to the offset
518   // within the output section.
519   template<int size, bool big_endian>
520   Output_section*
521   layout(Sized_relobj_file<size, big_endian> *object, unsigned int shndx,
522          const char* name, const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
523          unsigned int reloc_shndx, unsigned int reloc_type, off_t* offset);
524
525   bool
526   is_section_ordering_specified()
527   { return this->section_ordering_specified_; }
528
529   void
530   set_section_ordering_specified()
531   { this->section_ordering_specified_ = true; }
532
533   // For incremental updates, allocate a block of memory from the
534   // free list.  Find a block starting at or after MINOFF.
535   off_t
536   allocate(off_t len, uint64_t align, off_t minoff)
537   { return this->free_list_.allocate(len, align, minoff); }
538
539   unsigned int
540   find_section_order_index(const std::string&);
541
542   // Read the sequence of input sections from the file specified with
543   // linker option --section-ordering-file.
544   void
545   read_layout_from_file();
546
547   // Layout an input reloc section when doing a relocatable link.  The
548   // section is RELOC_SHNDX in OBJECT, with data in SHDR.
549   // DATA_SECTION is the reloc section to which it refers.  RR is the
550   // relocatable information.
551   template<int size, bool big_endian>
552   Output_section*
553   layout_reloc(Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
554                unsigned int reloc_shndx,
555                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
556                Output_section* data_section,
557                Relocatable_relocs* rr);
558
559   // Layout a group section when doing a relocatable link.
560   template<int size, bool big_endian>
561   void
562   layout_group(Symbol_table* symtab,
563                Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
564                unsigned int group_shndx,
565                const char* group_section_name,
566                const char* signature,
567                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
568                elfcpp::Elf_Word flags,
569                std::vector<unsigned int>* shndxes);
570
571   // Like layout, only for exception frame sections.  OBJECT is an
572   // object file.  SYMBOLS is the contents of the symbol table
573   // section, with size SYMBOLS_SIZE.  SYMBOL_NAMES is the contents of
574   // the symbol name section, with size SYMBOL_NAMES_SIZE.  SHNDX is a
575   // .eh_frame section in OBJECT.  SHDR is the section header.
576   // RELOC_SHNDX is the index of a relocation section which applies to
577   // this section, or 0 if none, or -1U if more than one.  RELOC_TYPE
578   // is the type of the relocation section if there is one.  This
579   // returns the output section, and sets *OFFSET to the offset.
580   template<int size, bool big_endian>
581   Output_section*
582   layout_eh_frame(Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
583                   const unsigned char* symbols,
584                   off_t symbols_size,
585                   const unsigned char* symbol_names,
586                   off_t symbol_names_size,
587                   unsigned int shndx,
588                   const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
589                   unsigned int reloc_shndx, unsigned int reloc_type,
590                   off_t* offset);
591
592   // Add .eh_frame information for a PLT.  The FDE must start with a
593   // 4-byte PC-relative reference to the start of the PLT, followed by
594   // a 4-byte size of PLT.
595   void
596   add_eh_frame_for_plt(Output_data* plt, const unsigned char* cie_data,
597                        size_t cie_length, const unsigned char* fde_data,
598                        size_t fde_length);
599
600   // Handle a GNU stack note.  This is called once per input object
601   // file.  SEEN_GNU_STACK is true if the object file has a
602   // .note.GNU-stack section.  GNU_STACK_FLAGS is the section flags
603   // from that section if there was one.
604   void
605   layout_gnu_stack(bool seen_gnu_stack, uint64_t gnu_stack_flags,
606                    const Object*);
607
608   // Add an Output_section_data to the layout.  This is used for
609   // special sections like the GOT section.  ORDER is where the
610   // section should wind up in the output segment.  IS_RELRO is true
611   // for relro sections.
612   Output_section*
613   add_output_section_data(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
614                           elfcpp::Elf_Xword flags,
615                           Output_section_data*, Output_section_order order,
616                           bool is_relro);
617
618   // Increase the size of the relro segment by this much.
619   void
620   increase_relro(unsigned int s)
621   { this->increase_relro_ += s; }
622
623   // Create dynamic sections if necessary.
624   void
625   create_initial_dynamic_sections(Symbol_table*);
626
627   // Define __start and __stop symbols for output sections.
628   void
629   define_section_symbols(Symbol_table*);
630
631   // Create automatic note sections.
632   void
633   create_notes();
634
635   // Create sections for linker scripts.
636   void
637   create_script_sections()
638   { this->script_options_->create_script_sections(this); }
639
640   // Define symbols from any linker script.
641   void
642   define_script_symbols(Symbol_table* symtab)
643   { this->script_options_->add_symbols_to_table(symtab); }
644
645   // Define symbols for group signatures.
646   void
647   define_group_signatures(Symbol_table*);
648
649   // Return the Stringpool used for symbol names.
650   const Stringpool*
651   sympool() const
652   { return &this->sympool_; }
653
654   // Return the Stringpool used for dynamic symbol names and dynamic
655   // tags.
656   const Stringpool*
657   dynpool() const
658   { return &this->dynpool_; }
659
660   // Return the .dynamic output section.  This is only valid after the
661   // layout has been finalized.
662   Output_section*
663   dynamic_section() const
664   { return this->dynamic_section_; }
665
666   // Return the symtab_xindex section used to hold large section
667   // indexes for the normal symbol table.
668   Output_symtab_xindex*
669   symtab_xindex() const
670   { return this->symtab_xindex_; }
671
672   // Return the dynsym_xindex section used to hold large section
673   // indexes for the dynamic symbol table.
674   Output_symtab_xindex*
675   dynsym_xindex() const
676   { return this->dynsym_xindex_; }
677
678   // Return whether a section is a .gnu.linkonce section, given the
679   // section name.
680   static inline bool
681   is_linkonce(const char* name)
682   { return strncmp(name, ".gnu.linkonce", sizeof(".gnu.linkonce") - 1) == 0; }
683
684   // Whether we have added an input section.
685   bool
686   have_added_input_section() const
687   { return this->have_added_input_section_; }
688
689   // Return true if a section is a debugging section.
690   static inline bool
691   is_debug_info_section(const char* name)
692   {
693     // Debugging sections can only be recognized by name.
694     return (strncmp(name, ".debug", sizeof(".debug") - 1) == 0
695             || strncmp(name, ".zdebug", sizeof(".zdebug") - 1) == 0
696             || strncmp(name, ".gnu.linkonce.wi.",
697                        sizeof(".gnu.linkonce.wi.") - 1) == 0
698             || strncmp(name, ".line", sizeof(".line") - 1) == 0
699             || strncmp(name, ".stab", sizeof(".stab") - 1) == 0);
700   }
701
702   // Return true if RELOBJ is an input file whose base name matches
703   // FILE_NAME.  The base name must have an extension of ".o", and
704   // must be exactly FILE_NAME.o or FILE_NAME, one character, ".o".
705   static bool
706   match_file_name(const Relobj* relobj, const char* file_name);
707
708   // Return whether section SHNDX in RELOBJ is a .ctors/.dtors section
709   // with more than one word being mapped to a .init_array/.fini_array
710   // section.
711   bool
712   is_ctors_in_init_array(Relobj* relobj, unsigned int shndx) const;
713
714   // Check if a comdat group or .gnu.linkonce section with the given
715   // NAME is selected for the link.  If there is already a section,
716   // *KEPT_SECTION is set to point to the signature and the function
717   // returns false.  Otherwise, OBJECT, SHNDX,IS_COMDAT, and
718   // IS_GROUP_NAME are recorded for this NAME in the layout object,
719   // *KEPT_SECTION is set to the internal copy and the function return
720   // false.
721   bool
722   find_or_add_kept_section(const std::string& name, Relobj* object, 
723                            unsigned int shndx, bool is_comdat,
724                            bool is_group_name, Kept_section** kept_section);
725
726   // Finalize the layout after all the input sections have been added.
727   off_t
728   finalize(const Input_objects*, Symbol_table*, Target*, const Task*);
729
730   // Return whether any sections require postprocessing.
731   bool
732   any_postprocessing_sections() const
733   { return this->any_postprocessing_sections_; }
734
735   // Return the size of the output file.
736   off_t
737   output_file_size() const
738   { return this->output_file_size_; }
739
740   // Return the TLS segment.  This will return NULL if there isn't
741   // one.
742   Output_segment*
743   tls_segment() const
744   { return this->tls_segment_; }
745
746   // Return the normal symbol table.
747   Output_section*
748   symtab_section() const
749   {
750     gold_assert(this->symtab_section_ != NULL);
751     return this->symtab_section_;
752   }
753
754   // Return the file offset of the normal symbol table.
755   off_t
756   symtab_section_offset() const;
757
758   // Return the section index of the normal symbol tabl.e
759   unsigned int
760   symtab_section_shndx() const;
761
762   // Return the dynamic symbol table.
763   Output_section*
764   dynsym_section() const
765   {
766     gold_assert(this->dynsym_section_ != NULL);
767     return this->dynsym_section_;
768   }
769
770   // Return the dynamic tags.
771   Output_data_dynamic*
772   dynamic_data() const
773   { return this->dynamic_data_; }
774
775   // Write out the output sections.
776   void
777   write_output_sections(Output_file* of) const;
778
779   // Write out data not associated with an input file or the symbol
780   // table.
781   void
782   write_data(const Symbol_table*, Output_file*) const;
783
784   // Write out output sections which can not be written until all the
785   // input sections are complete.
786   void
787   write_sections_after_input_sections(Output_file* of);
788
789   // Return an output section named NAME, or NULL if there is none.
790   Output_section*
791   find_output_section(const char* name) const;
792
793   // Return an output segment of type TYPE, with segment flags SET set
794   // and segment flags CLEAR clear.  Return NULL if there is none.
795   Output_segment*
796   find_output_segment(elfcpp::PT type, elfcpp::Elf_Word set,
797                       elfcpp::Elf_Word clear) const;
798
799   // Return the number of segments we expect to produce.
800   size_t
801   expected_segment_count() const;
802
803   // Set a flag to indicate that an object file uses the static TLS model.
804   void
805   set_has_static_tls()
806   { this->has_static_tls_ = true; }
807
808   // Return true if any object file uses the static TLS model.
809   bool
810   has_static_tls() const
811   { return this->has_static_tls_; }
812
813   // Return the options which may be set by a linker script.
814   Script_options*
815   script_options()
816   { return this->script_options_; }
817
818   const Script_options*
819   script_options() const
820   { return this->script_options_; }
821
822   // Return the object managing inputs in incremental build. NULL in
823   // non-incremental builds.
824   Incremental_inputs*
825   incremental_inputs() const
826   { return this->incremental_inputs_; }
827
828   // For the target-specific code to add dynamic tags which are common
829   // to most targets.
830   void
831   add_target_dynamic_tags(bool use_rel, const Output_data* plt_got,
832                           const Output_data* plt_rel,
833                           const Output_data_reloc_generic* dyn_rel,
834                           bool add_debug, bool dynrel_includes_plt);
835
836   // Compute and write out the build ID if needed.
837   void
838   write_build_id(Output_file*) const;
839
840   // Rewrite output file in binary format.
841   void
842   write_binary(Output_file* in) const;
843
844   // Print output sections to the map file.
845   void
846   print_to_mapfile(Mapfile*) const;
847
848   // Dump statistical information to stderr.
849   void
850   print_stats() const;
851
852   // A list of segments.
853
854   typedef std::vector<Output_segment*> Segment_list;
855
856   // A list of sections.
857
858   typedef std::vector<Output_section*> Section_list;
859
860   // The list of information to write out which is not attached to
861   // either a section or a segment.
862   typedef std::vector<Output_data*> Data_list;
863
864   // Store the allocated sections into the section list.  This is used
865   // by the linker script code.
866   void
867   get_allocated_sections(Section_list*) const;
868
869   // Make a section for a linker script to hold data.
870   Output_section*
871   make_output_section_for_script(const char* name,
872                                  Script_sections::Section_type section_type);
873
874   // Make a segment.  This is used by the linker script code.
875   Output_segment*
876   make_output_segment(elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Word flags);
877
878   // Return the number of segments.
879   size_t
880   segment_count() const
881   { return this->segment_list_.size(); }
882
883   // Map from section flags to segment flags.
884   static elfcpp::Elf_Word
885   section_flags_to_segment(elfcpp::Elf_Xword flags);
886
887   // Attach sections to segments.
888   void
889   attach_sections_to_segments();
890
891   // For relaxation clean up, we need to know output section data created
892   // from a linker script.
893   void
894   new_output_section_data_from_script(Output_section_data* posd)
895   {
896     if (this->record_output_section_data_from_script_)
897       this->script_output_section_data_list_.push_back(posd);
898   }
899
900   // Return section list.
901   const Section_list&
902   section_list() const
903   { return this->section_list_; }
904
905  private:
906   Layout(const Layout&);
907   Layout& operator=(const Layout&);
908
909   // Mapping from input section names to output section names.
910   struct Section_name_mapping
911   {
912     const char* from;
913     int fromlen;
914     const char* to;
915     int tolen;
916   };
917   static const Section_name_mapping section_name_mapping[];
918   static const int section_name_mapping_count;
919
920   // During a relocatable link, a list of group sections and
921   // signatures.
922   struct Group_signature
923   {
924     // The group section.
925     Output_section* section;
926     // The signature.
927     const char* signature;
928
929     Group_signature()
930       : section(NULL), signature(NULL)
931     { }
932
933     Group_signature(Output_section* sectiona, const char* signaturea)
934       : section(sectiona), signature(signaturea)
935     { }
936   };
937   typedef std::vector<Group_signature> Group_signatures;
938
939   // Create a note section, filling in the header.
940   Output_section*
941   create_note(const char* name, int note_type, const char* section_name,
942               size_t descsz, bool allocate, size_t* trailing_padding);
943
944   // Create a note section for gold version.
945   void
946   create_gold_note();
947
948   // Record whether the stack must be executable.
949   void
950   create_executable_stack_info();
951
952   // Create a build ID note if needed.
953   void
954   create_build_id();
955
956   // Link .stab and .stabstr sections.
957   void
958   link_stabs_sections();
959
960   // Create .gnu_incremental_inputs and .gnu_incremental_strtab sections needed
961   // for the next run of incremental linking to check what has changed.
962   void
963   create_incremental_info_sections(Symbol_table*);
964
965   // Find the first read-only PT_LOAD segment, creating one if
966   // necessary.
967   Output_segment*
968   find_first_load_seg();
969
970   // Count the local symbols in the regular symbol table and the dynamic
971   // symbol table, and build the respective string pools.
972   void
973   count_local_symbols(const Task*, const Input_objects*);
974
975   // Create the output sections for the symbol table.
976   void
977   create_symtab_sections(const Input_objects*, Symbol_table*,
978                          unsigned int, off_t*);
979
980   // Create the .shstrtab section.
981   Output_section*
982   create_shstrtab();
983
984   // Create the section header table.
985   void
986   create_shdrs(const Output_section* shstrtab_section, off_t*);
987
988   // Create the dynamic symbol table.
989   void
990   create_dynamic_symtab(const Input_objects*, Symbol_table*,
991                         Output_section** pdynstr,
992                         unsigned int* plocal_dynamic_count,
993                         std::vector<Symbol*>* pdynamic_symbols,
994                         Versions* versions);
995
996   // Assign offsets to each local portion of the dynamic symbol table.
997   void
998   assign_local_dynsym_offsets(const Input_objects*);
999
1000   // Finish the .dynamic section and PT_DYNAMIC segment.
1001   void
1002   finish_dynamic_section(const Input_objects*, const Symbol_table*);
1003
1004   // Set the size of the _DYNAMIC symbol.
1005   void
1006   set_dynamic_symbol_size(const Symbol_table*);
1007
1008   // Create the .interp section and PT_INTERP segment.
1009   void
1010   create_interp(const Target* target);
1011
1012   // Create the version sections.
1013   void
1014   create_version_sections(const Versions*,
1015                           const Symbol_table*,
1016                           unsigned int local_symcount,
1017                           const std::vector<Symbol*>& dynamic_symbols,
1018                           const Output_section* dynstr);
1019
1020   template<int size, bool big_endian>
1021   void
1022   sized_create_version_sections(const Versions* versions,
1023                                 const Symbol_table*,
1024                                 unsigned int local_symcount,
1025                                 const std::vector<Symbol*>& dynamic_symbols,
1026                                 const Output_section* dynstr);
1027
1028   // Return whether to include this section in the link.
1029   template<int size, bool big_endian>
1030   bool
1031   include_section(Sized_relobj_file<size, big_endian>* object, const char* name,
1032                   const elfcpp::Shdr<size, big_endian>&);
1033
1034   // Return the output section name to use given an input section
1035   // name.  Set *PLEN to the length of the name.  *PLEN must be
1036   // initialized to the length of NAME.
1037   static const char*
1038   output_section_name(const Relobj*, const char* name, size_t* plen);
1039
1040   // Return the number of allocated output sections.
1041   size_t
1042   allocated_output_section_count() const;
1043
1044   // Return the output section for NAME, TYPE and FLAGS.
1045   Output_section*
1046   get_output_section(const char* name, Stringpool::Key name_key,
1047                      elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags,
1048                      Output_section_order order, bool is_relro);
1049
1050   // Choose the output section for NAME in RELOBJ.
1051   Output_section*
1052   choose_output_section(const Relobj* relobj, const char* name,
1053                         elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags,
1054                         bool is_input_section, Output_section_order order,
1055                         bool is_relro);
1056
1057   // Create a new Output_section.
1058   Output_section*
1059   make_output_section(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
1060                       elfcpp::Elf_Xword flags, Output_section_order order,
1061                       bool is_relro);
1062
1063   // Attach a section to a segment.
1064   void
1065   attach_section_to_segment(Output_section*);
1066
1067   // Get section order.
1068   Output_section_order
1069   default_section_order(Output_section*, bool is_relro_local);
1070
1071   // Attach an allocated section to a segment.
1072   void
1073   attach_allocated_section_to_segment(Output_section*);
1074
1075   // Make the .eh_frame section.
1076   Output_section*
1077   make_eh_frame_section(const Relobj*);
1078
1079   // Set the final file offsets of all the segments.
1080   off_t
1081   set_segment_offsets(const Target*, Output_segment*, unsigned int* pshndx);
1082
1083   // Set the file offsets of the sections when doing a relocatable
1084   // link.
1085   off_t
1086   set_relocatable_section_offsets(Output_data*, unsigned int* pshndx);
1087
1088   // Set the final file offsets of all the sections not associated
1089   // with a segment.  We set section offsets in three passes: the
1090   // first handles all allocated sections, the second sections that
1091   // require postprocessing, and the last the late-bound STRTAB
1092   // sections (probably only shstrtab, which is the one we care about
1093   // because it holds section names).
1094   enum Section_offset_pass
1095   {
1096     BEFORE_INPUT_SECTIONS_PASS,
1097     POSTPROCESSING_SECTIONS_PASS,
1098     STRTAB_AFTER_POSTPROCESSING_SECTIONS_PASS
1099   };
1100   off_t
1101   set_section_offsets(off_t, Section_offset_pass pass);
1102
1103   // Set the final section indexes of all the sections not associated
1104   // with a segment.  Returns the next unused index.
1105   unsigned int
1106   set_section_indexes(unsigned int pshndx);
1107
1108   // Set the section addresses when using a script.
1109   Output_segment*
1110   set_section_addresses_from_script(Symbol_table*);
1111
1112   // Find appropriate places or orphan sections in a script.
1113   void
1114   place_orphan_sections_in_script();
1115
1116   // Return whether SEG1 comes before SEG2 in the output file.
1117   bool
1118   segment_precedes(const Output_segment* seg1, const Output_segment* seg2);
1119
1120   // Use to save and restore segments during relaxation. 
1121   typedef Unordered_map<const Output_segment*, const Output_segment*>
1122     Segment_states;
1123
1124   // Save states of current output segments.
1125   void
1126   save_segments(Segment_states*);
1127
1128   // Restore output segment states.
1129   void
1130   restore_segments(const Segment_states*);
1131
1132   // Clean up after relaxation so that it is possible to lay out the
1133   // sections and segments again.
1134   void
1135   clean_up_after_relaxation();
1136
1137   // Doing preparation work for relaxation.  This is factored out to make
1138   // Layout::finalized a bit smaller and easier to read.
1139   void
1140   prepare_for_relaxation();
1141
1142   // Main body of the relaxation loop, which lays out the section.
1143   off_t
1144   relaxation_loop_body(int, Target*, Symbol_table*, Output_segment**,
1145                        Output_segment*, Output_segment_headers*,
1146                        Output_file_header*, unsigned int*);
1147
1148   // A mapping used for kept comdats/.gnu.linkonce group signatures.
1149   typedef Unordered_map<std::string, Kept_section> Signatures;
1150
1151   // Mapping from input section name/type/flags to output section.  We
1152   // use canonicalized strings here.
1153
1154   typedef std::pair<Stringpool::Key,
1155                     std::pair<elfcpp::Elf_Word, elfcpp::Elf_Xword> > Key;
1156
1157   struct Hash_key
1158   {
1159     size_t
1160     operator()(const Key& k) const;
1161   };
1162
1163   typedef Unordered_map<Key, Output_section*, Hash_key> Section_name_map;
1164
1165   // A comparison class for segments.
1166
1167   class Compare_segments
1168   {
1169    public:
1170     Compare_segments(Layout* layout)
1171       : layout_(layout)
1172     { }
1173
1174     bool
1175     operator()(const Output_segment* seg1, const Output_segment* seg2)
1176     { return this->layout_->segment_precedes(seg1, seg2); }
1177
1178    private:
1179     Layout* layout_;
1180   };
1181
1182   typedef std::vector<Output_section_data*> Output_section_data_list;
1183
1184   // Debug checker class.
1185   class Relaxation_debug_check
1186   {
1187    public:
1188     Relaxation_debug_check()
1189       : section_infos_()
1190     { }
1191  
1192     // Check that sections and special data are in reset states.
1193     void
1194     check_output_data_for_reset_values(const Layout::Section_list&,
1195                                        const Layout::Data_list&);
1196   
1197     // Record information of a section list.
1198     void
1199     read_sections(const Layout::Section_list&);
1200
1201     // Verify a section list with recorded information.
1202     void
1203     verify_sections(const Layout::Section_list&);
1204  
1205    private:
1206     // Information we care about a section.
1207     struct Section_info
1208     {
1209       // Output section described by this.
1210       Output_section* output_section;
1211       // Load address.
1212       uint64_t address;
1213       // Data size.
1214       off_t data_size;
1215       // File offset.
1216       off_t offset;
1217     };
1218
1219     // Section information.
1220     std::vector<Section_info> section_infos_;
1221   };
1222
1223   // The number of input files, for sizing tables.
1224   int number_of_input_files_;
1225   // Information set by scripts or by command line options.
1226   Script_options* script_options_;
1227   // The output section names.
1228   Stringpool namepool_;
1229   // The output symbol names.
1230   Stringpool sympool_;
1231   // The dynamic strings, if needed.
1232   Stringpool dynpool_;
1233   // The list of group sections and linkonce sections which we have seen.
1234   Signatures signatures_;
1235   // The mapping from input section name/type/flags to output sections.
1236   Section_name_map section_name_map_;
1237   // The list of output segments.
1238   Segment_list segment_list_;
1239   // The list of output sections.
1240   Section_list section_list_;
1241   // The list of output sections which are not attached to any output
1242   // segment.
1243   Section_list unattached_section_list_;
1244   // The list of unattached Output_data objects which require special
1245   // handling because they are not Output_sections.
1246   Data_list special_output_list_;
1247   // The section headers.
1248   Output_section_headers* section_headers_;
1249   // A pointer to the PT_TLS segment if there is one.
1250   Output_segment* tls_segment_;
1251   // A pointer to the PT_GNU_RELRO segment if there is one.
1252   Output_segment* relro_segment_;
1253   // A pointer to the PT_INTERP segment if there is one.
1254   Output_segment* interp_segment_;
1255   // A backend may increase the size of the PT_GNU_RELRO segment if
1256   // there is one.  This is the amount to increase it by.
1257   unsigned int increase_relro_;
1258   // The SHT_SYMTAB output section.
1259   Output_section* symtab_section_;
1260   // The SHT_SYMTAB_SHNDX for the regular symbol table if there is one.
1261   Output_symtab_xindex* symtab_xindex_;
1262   // The SHT_DYNSYM output section if there is one.
1263   Output_section* dynsym_section_;
1264   // The SHT_SYMTAB_SHNDX for the dynamic symbol table if there is one.
1265   Output_symtab_xindex* dynsym_xindex_;
1266   // The SHT_DYNAMIC output section if there is one.
1267   Output_section* dynamic_section_;
1268   // The _DYNAMIC symbol if there is one.
1269   Symbol* dynamic_symbol_;
1270   // The dynamic data which goes into dynamic_section_.
1271   Output_data_dynamic* dynamic_data_;
1272   // The exception frame output section if there is one.
1273   Output_section* eh_frame_section_;
1274   // The exception frame data for eh_frame_section_.
1275   Eh_frame* eh_frame_data_;
1276   // Whether we have added eh_frame_data_ to the .eh_frame section.
1277   bool added_eh_frame_data_;
1278   // The exception frame header output section if there is one.
1279   Output_section* eh_frame_hdr_section_;
1280   // The space for the build ID checksum if there is one.
1281   Output_section_data* build_id_note_;
1282   // The output section containing dwarf abbreviations
1283   Output_reduced_debug_abbrev_section* debug_abbrev_;
1284   // The output section containing the dwarf debug info tree
1285   Output_reduced_debug_info_section* debug_info_;
1286   // A list of group sections and their signatures.
1287   Group_signatures group_signatures_;
1288   // The size of the output file.
1289   off_t output_file_size_;
1290   // Whether we have added an input section to an output section.
1291   bool have_added_input_section_;
1292   // Whether we have attached the sections to the segments.
1293   bool sections_are_attached_;
1294   // Whether we have seen an object file marked to require an
1295   // executable stack.
1296   bool input_requires_executable_stack_;
1297   // Whether we have seen at least one object file with an executable
1298   // stack marker.
1299   bool input_with_gnu_stack_note_;
1300   // Whether we have seen at least one object file without an
1301   // executable stack marker.
1302   bool input_without_gnu_stack_note_;
1303   // Whether we have seen an object file that uses the static TLS model.
1304   bool has_static_tls_;
1305   // Whether any sections require postprocessing.
1306   bool any_postprocessing_sections_;
1307   // Whether we have resized the signatures_ hash table.
1308   bool resized_signatures_;
1309   // Whether we have created a .stab*str output section.
1310   bool have_stabstr_section_;
1311   // True if the input sections in the output sections should be sorted
1312   // as specified in a section ordering file.
1313   bool section_ordering_specified_;
1314   // In incremental build, holds information check the inputs and build the
1315   // .gnu_incremental_inputs section.
1316   Incremental_inputs* incremental_inputs_;
1317   // Whether we record output section data created in script
1318   bool record_output_section_data_from_script_;
1319   // List of output data that needs to be removed at relaxation clean up.
1320   Output_section_data_list script_output_section_data_list_;
1321   // Structure to save segment states before entering the relaxation loop.
1322   Segment_states* segment_states_;
1323   // A relaxation debug checker.  We only create one when in debugging mode.
1324   Relaxation_debug_check* relaxation_debug_check_;
1325   // Hash a pattern to its position in the section ordering file.
1326   Unordered_map<std::string, unsigned int> input_section_position_;
1327   // Vector of glob only patterns in the section_ordering file.
1328   std::vector<std::string> input_section_glob_;
1329   // For incremental links, the base file to be modified.
1330   Incremental_binary* incremental_base_;
1331   // For incremental links, a list of free space within the file.
1332   Free_list free_list_;
1333 };
1334
1335 // This task handles writing out data in output sections which is not
1336 // part of an input section, or which requires special handling.  When
1337 // this is done, it unblocks both output_sections_blocker and
1338 // final_blocker.
1339
1340 class Write_sections_task : public Task
1341 {
1342  public:
1343   Write_sections_task(const Layout* layout, Output_file* of,
1344                       Task_token* output_sections_blocker,
1345                       Task_token* final_blocker)
1346     : layout_(layout), of_(of),
1347       output_sections_blocker_(output_sections_blocker),
1348       final_blocker_(final_blocker)
1349   { }
1350
1351   // The standard Task methods.
1352
1353   Task_token*
1354   is_runnable();
1355
1356   void
1357   locks(Task_locker*);
1358
1359   void
1360   run(Workqueue*);
1361
1362   std::string
1363   get_name() const
1364   { return "Write_sections_task"; }
1365
1366  private:
1367   class Write_sections_locker;
1368
1369   const Layout* layout_;
1370   Output_file* of_;
1371   Task_token* output_sections_blocker_;
1372   Task_token* final_blocker_;
1373 };
1374
1375 // This task handles writing out data which is not part of a section
1376 // or segment.
1377
1378 class Write_data_task : public Task
1379 {
1380  public:
1381   Write_data_task(const Layout* layout, const Symbol_table* symtab,
1382                   Output_file* of, Task_token* final_blocker)
1383     : layout_(layout), symtab_(symtab), of_(of), final_blocker_(final_blocker)
1384   { }
1385
1386   // The standard Task methods.
1387
1388   Task_token*
1389   is_runnable();
1390
1391   void
1392   locks(Task_locker*);
1393
1394   void
1395   run(Workqueue*);
1396
1397   std::string
1398   get_name() const
1399   { return "Write_data_task"; }
1400
1401  private:
1402   const Layout* layout_;
1403   const Symbol_table* symtab_;
1404   Output_file* of_;
1405   Task_token* final_blocker_;
1406 };
1407
1408 // This task handles writing out the global symbols.
1409
1410 class Write_symbols_task : public Task
1411 {
1412  public:
1413   Write_symbols_task(const Layout* layout, const Symbol_table* symtab,
1414                      const Input_objects* input_objects,
1415                      const Stringpool* sympool, const Stringpool* dynpool,
1416                      Output_file* of, Task_token* final_blocker)
1417     : layout_(layout), symtab_(symtab), input_objects_(input_objects),
1418       sympool_(sympool), dynpool_(dynpool), of_(of),
1419       final_blocker_(final_blocker)
1420   { }
1421
1422   // The standard Task methods.
1423
1424   Task_token*
1425   is_runnable();
1426
1427   void
1428   locks(Task_locker*);
1429
1430   void
1431   run(Workqueue*);
1432
1433   std::string
1434   get_name() const
1435   { return "Write_symbols_task"; }
1436
1437  private:
1438   const Layout* layout_;
1439   const Symbol_table* symtab_;
1440   const Input_objects* input_objects_;
1441   const Stringpool* sympool_;
1442   const Stringpool* dynpool_;
1443   Output_file* of_;
1444   Task_token* final_blocker_;
1445 };
1446
1447 // This task handles writing out data in output sections which can't
1448 // be written out until all the input sections have been handled.
1449 // This is for sections whose contents is based on the contents of
1450 // other output sections.
1451
1452 class Write_after_input_sections_task : public Task
1453 {
1454  public:
1455   Write_after_input_sections_task(Layout* layout, Output_file* of,
1456                                   Task_token* input_sections_blocker,
1457                                   Task_token* final_blocker)
1458     : layout_(layout), of_(of),
1459       input_sections_blocker_(input_sections_blocker),
1460       final_blocker_(final_blocker)
1461   { }
1462
1463   // The standard Task methods.
1464
1465   Task_token*
1466   is_runnable();
1467
1468   void
1469   locks(Task_locker*);
1470
1471   void
1472   run(Workqueue*);
1473
1474   std::string
1475   get_name() const
1476   { return "Write_after_input_sections_task"; }
1477
1478  private:
1479   Layout* layout_;
1480   Output_file* of_;
1481   Task_token* input_sections_blocker_;
1482   Task_token* final_blocker_;
1483 };
1484
1485 // This task function handles closing the file.
1486
1487 class Close_task_runner : public Task_function_runner
1488 {
1489  public:
1490   Close_task_runner(const General_options* options, const Layout* layout,
1491                     Output_file* of)
1492     : options_(options), layout_(layout), of_(of)
1493   { }
1494
1495   // Run the operation.
1496   void
1497   run(Workqueue*, const Task*);
1498
1499  private:
1500   const General_options* options_;
1501   const Layout* layout_;
1502   Output_file* of_;
1503 };
1504
1505 // A small helper function to align an address.
1506
1507 inline uint64_t
1508 align_address(uint64_t address, uint64_t addralign)
1509 {
1510   if (addralign != 0)
1511     address = (address + addralign - 1) &~ (addralign - 1);
1512   return address;
1513 }
1514
1515 } // End namespace gold.
1516
1517 #endif // !defined(GOLD_LAYOUT_H)