Upgrade GDB from 7.3 to 7.4.1 on the vendor branch
[dragonfly.git] / contrib / gdb-7 / gdb / doc / stabs.texinfo
1 \input texinfo
2 @setfilename stabs.info
3 @setchapternewpage odd
4 @settitle STABS
5
6 @c @finalout
7
8 @c This is a dir.info fragment to support semi-automated addition of
9 @c manuals to an info tree.
10 @dircategory Software development
11 @direntry
12 * Stabs: (stabs).                 The "stabs" debugging information format.   
13 @end direntry
14
15 @copying
16 Copyright @copyright{} 1992-1995, 1997-1998, 2000-2007, 2009-2012 Free
17 Software Foundation, Inc.
18 Contributed by Cygnus Support.  Written by Julia Menapace, Jim Kingdon,
19 and David MacKenzie.
20
21 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
22 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
23 any later version published by the Free Software Foundation; with no
24 Invariant Sections, with no Front-Cover Texts, and with no Back-Cover
25 Texts.  A copy of the license is included in the section entitled ``GNU
26 Free Documentation License''.
27 @end copying
28
29 @ifnottex
30 This document describes the stabs debugging symbol tables.
31
32 @insertcopying
33 @end ifnottex
34
35 @titlepage
36 @title The ``stabs'' debug format
37 @author Julia Menapace, Jim Kingdon, David MacKenzie
38 @author Cygnus Support
39 @page
40 @tex
41 \def\$#1${{#1}}  % Kluge: collect RCS revision info without $...$
42 \xdef\manvers{\$Revision: 2.130 $}  % For use in headers, footers too
43 {\parskip=0pt
44 \hfill Cygnus Support\par
45 \hfill \manvers\par
46 \hfill \TeX{}info \texinfoversion\par
47 }
48 @end tex
49
50 @vskip 0pt plus 1filll
51 @insertcopying
52 @end titlepage
53
54 @ifnottex
55 @node Top
56 @top The "stabs" representation of debugging information
57
58 This document describes the stabs debugging format.
59
60 @menu
61 * Overview::                    Overview of stabs
62 * Program Structure::           Encoding of the structure of the program
63 * Constants::                   Constants
64 * Variables::
65 * Types::                       Type definitions
66 * Macro define and undefine::   Representation of #define and #undef
67 * Symbol Tables::               Symbol information in symbol tables
68 * Cplusplus::                   Stabs specific to C++
69 * Stab Types::                  Symbol types in a.out files
70 * Symbol Descriptors::          Table of symbol descriptors
71 * Type Descriptors::            Table of type descriptors
72 * Expanded Reference::          Reference information by stab type
73 * Questions::                   Questions and anomalies
74 * Stab Sections::               In some object file formats, stabs are
75                                 in sections.
76 * Symbol Types Index::          Index of symbolic stab symbol type names.
77 * GNU Free Documentation License::  The license for this documentation
78 @end menu
79 @end ifnottex
80
81 @contents
82
83 @node Overview
84 @chapter Overview of Stabs
85
86 @dfn{Stabs} refers to a format for information that describes a program
87 to a debugger.  This format was apparently invented by
88 Peter Kessler at
89 the University of California at Berkeley, for the @code{pdx} Pascal
90 debugger; the format has spread widely since then.
91
92 This document is one of the few published sources of documentation on
93 stabs.  It is believed to be comprehensive for stabs used by C.  The
94 lists of symbol descriptors (@pxref{Symbol Descriptors}) and type
95 descriptors (@pxref{Type Descriptors}) are believed to be completely
96 comprehensive.  Stabs for COBOL-specific features and for variant
97 records (used by Pascal and Modula-2) are poorly documented here.
98
99 @c FIXME: Need to document all OS9000 stuff in GDB; see all references
100 @c to os9k_stabs in stabsread.c.
101
102 Other sources of information on stabs are @cite{Dbx and Dbxtool
103 Interfaces}, 2nd edition, by Sun, 1988, and @cite{AIX Version 3.2 Files
104 Reference}, Fourth Edition, September 1992, "dbx Stabstring Grammar" in
105 the a.out section, page 2-31.  This document is believed to incorporate
106 the information from those two sources except where it explicitly directs
107 you to them for more information.
108
109 @menu
110 * Flow::                        Overview of debugging information flow
111 * Stabs Format::                Overview of stab format
112 * String Field::                The string field
113 * C Example::                   A simple example in C source
114 * Assembly Code::               The simple example at the assembly level
115 @end menu
116
117 @node Flow
118 @section Overview of Debugging Information Flow
119
120 The GNU C compiler compiles C source in a @file{.c} file into assembly
121 language in a @file{.s} file, which the assembler translates into
122 a @file{.o} file, which the linker combines with other @file{.o} files and
123 libraries to produce an executable file.
124
125 With the @samp{-g} option, GCC puts in the @file{.s} file additional
126 debugging information, which is slightly transformed by the assembler
127 and linker, and carried through into the final executable.  This
128 debugging information describes features of the source file like line
129 numbers, the types and scopes of variables, and function names,
130 parameters, and scopes.
131
132 For some object file formats, the debugging information is encapsulated
133 in assembler directives known collectively as @dfn{stab} (symbol table)
134 directives, which are interspersed with the generated code.  Stabs are
135 the native format for debugging information in the a.out and XCOFF
136 object file formats.  The GNU tools can also emit stabs in the COFF and
137 ECOFF object file formats.
138
139 The assembler adds the information from stabs to the symbol information
140 it places by default in the symbol table and the string table of the
141 @file{.o} file it is building.  The linker consolidates the @file{.o}
142 files into one executable file, with one symbol table and one string
143 table.  Debuggers use the symbol and string tables in the executable as
144 a source of debugging information about the program.
145
146 @node Stabs Format
147 @section Overview of Stab Format
148
149 There are three overall formats for stab assembler directives,
150 differentiated by the first word of the stab.  The name of the directive
151 describes which combination of four possible data fields follows.  It is
152 either @code{.stabs} (string), @code{.stabn} (number), or @code{.stabd}
153 (dot).  IBM's XCOFF assembler uses @code{.stabx} (and some other
154 directives such as @code{.file} and @code{.bi}) instead of
155 @code{.stabs}, @code{.stabn} or @code{.stabd}.
156
157 The overall format of each class of stab is:
158
159 @example
160 .stabs "@var{string}",@var{type},@var{other},@var{desc},@var{value}
161 .stabn @var{type},@var{other},@var{desc},@var{value}
162 .stabd @var{type},@var{other},@var{desc}
163 .stabx "@var{string}",@var{value},@var{type},@var{sdb-type}
164 @end example
165
166 @c what is the correct term for "current file location"?  My AIX
167 @c assembler manual calls it "the value of the current location counter".
168 For @code{.stabn} and @code{.stabd}, there is no @var{string} (the
169 @code{n_strx} field is zero; see @ref{Symbol Tables}).  For
170 @code{.stabd}, the @var{value} field is implicit and has the value of
171 the current file location.  For @code{.stabx}, the @var{sdb-type} field
172 is unused for stabs and can always be set to zero.  The @var{other}
173 field is almost always unused and can be set to zero.
174
175 The number in the @var{type} field gives some basic information about
176 which type of stab this is (or whether it @emph{is} a stab, as opposed
177 to an ordinary symbol).  Each valid type number defines a different stab
178 type; further, the stab type defines the exact interpretation of, and
179 possible values for, any remaining @var{string}, @var{desc}, or
180 @var{value} fields present in the stab.  @xref{Stab Types}, for a list
181 in numeric order of the valid @var{type} field values for stab directives.
182
183 @node String Field
184 @section The String Field
185
186 For most stabs the string field holds the meat of the
187 debugging information.  The flexible nature of this field
188 is what makes stabs extensible.  For some stab types the string field
189 contains only a name.  For other stab types the contents can be a great
190 deal more complex.
191
192 The overall format of the string field for most stab types is:
193
194 @example
195 "@var{name}:@var{symbol-descriptor} @var{type-information}"
196 @end example
197
198 @var{name} is the name of the symbol represented by the stab; it can
199 contain a pair of colons (@pxref{Nested Symbols}).  @var{name} can be
200 omitted, which means the stab represents an unnamed object.  For
201 example, @samp{:t10=*2} defines type 10 as a pointer to type 2, but does
202 not give the type a name.  Omitting the @var{name} field is supported by
203 AIX dbx and GDB after about version 4.8, but not other debuggers.  GCC
204 sometimes uses a single space as the name instead of omitting the name
205 altogether; apparently that is supported by most debuggers.
206
207 The @var{symbol-descriptor} following the @samp{:} is an alphabetic
208 character that tells more specifically what kind of symbol the stab
209 represents. If the @var{symbol-descriptor} is omitted, but type
210 information follows, then the stab represents a local variable.  For a
211 list of symbol descriptors, see @ref{Symbol Descriptors}.  The @samp{c}
212 symbol descriptor is an exception in that it is not followed by type
213 information.  @xref{Constants}.
214
215 @var{type-information} is either a @var{type-number}, or
216 @samp{@var{type-number}=}.  A @var{type-number} alone is a type
217 reference, referring directly to a type that has already been defined.
218
219 The @samp{@var{type-number}=} form is a type definition, where the
220 number represents a new type which is about to be defined.  The type
221 definition may refer to other types by number, and those type numbers
222 may be followed by @samp{=} and nested definitions.  Also, the Lucid
223 compiler will repeat @samp{@var{type-number}=} more than once if it
224 wants to define several type numbers at once.
225
226 In a type definition, if the character that follows the equals sign is
227 non-numeric then it is a @var{type-descriptor}, and tells what kind of
228 type is about to be defined.  Any other values following the
229 @var{type-descriptor} vary, depending on the @var{type-descriptor}.
230 @xref{Type Descriptors}, for a list of @var{type-descriptor} values.  If
231 a number follows the @samp{=} then the number is a @var{type-reference}.
232 For a full description of types, @ref{Types}.
233
234 A @var{type-number} is often a single number.  The GNU and Sun tools
235 additionally permit a @var{type-number} to be a pair
236 (@var{file-number},@var{filetype-number}) (the parentheses appear in the
237 string, and serve to distinguish the two cases).  The @var{file-number}
238 is 0 for the base source file, 1 for the first included file, 2 for the
239 next, and so on.  The @var{filetype-number} is a number starting with
240 1 which is incremented for each new type defined in the file.
241 (Separating the file number and the type number permits the
242 @code{N_BINCL} optimization to succeed more often; see @ref{Include
243 Files}).
244
245 There is an AIX extension for type attributes.  Following the @samp{=}
246 are any number of type attributes.  Each one starts with @samp{@@} and
247 ends with @samp{;}.  Debuggers, including AIX's dbx and GDB 4.10, skip
248 any type attributes they do not recognize.  GDB 4.9 and other versions
249 of dbx may not do this.  Because of a conflict with C@t{++}
250 (@pxref{Cplusplus}), new attributes should not be defined which begin
251 with a digit, @samp{(}, or @samp{-}; GDB may be unable to distinguish
252 those from the C@t{++} type descriptor @samp{@@}.  The attributes are:
253
254 @table @code
255 @item a@var{boundary}
256 @var{boundary} is an integer specifying the alignment.  I assume it
257 applies to all variables of this type.
258
259 @item p@var{integer}
260 Pointer class (for checking).  Not sure what this means, or how
261 @var{integer} is interpreted.
262
263 @item P
264 Indicate this is a packed type, meaning that structure fields or array
265 elements are placed more closely in memory, to save memory at the
266 expense of speed.
267
268 @item s@var{size}
269 Size in bits of a variable of this type.  This is fully supported by GDB
270 4.11 and later.
271
272 @item S
273 Indicate that this type is a string instead of an array of characters,
274 or a bitstring instead of a set.  It doesn't change the layout of the
275 data being represented, but does enable the debugger to know which type
276 it is.
277
278 @item V
279 Indicate that this type is a vector instead of an array.  The only 
280 major difference between vectors and arrays is that vectors are
281 passed by value instead of by reference (vector coprocessor extension).
282
283 @end table
284
285 All of this can make the string field quite long.  All versions of GDB,
286 and some versions of dbx, can handle arbitrarily long strings.  But many
287 versions of dbx (or assemblers or linkers, I'm not sure which)
288 cretinously limit the strings to about 80 characters, so compilers which
289 must work with such systems need to split the @code{.stabs} directive
290 into several @code{.stabs} directives.  Each stab duplicates every field
291 except the string field.  The string field of every stab except the last
292 is marked as continued with a backslash at the end (in the assembly code
293 this may be written as a double backslash, depending on the assembler).
294 Removing the backslashes and concatenating the string fields of each
295 stab produces the original, long string.  Just to be incompatible (or so
296 they don't have to worry about what the assembler does with
297 backslashes), AIX can use @samp{?} instead of backslash.
298
299 @node C Example
300 @section A Simple Example in C Source
301
302 To get the flavor of how stabs describe source information for a C
303 program, let's look at the simple program:
304
305 @example
306 main()
307 @{
308         printf("Hello world");
309 @}
310 @end example
311
312 When compiled with @samp{-g}, the program above yields the following
313 @file{.s} file.  Line numbers have been added to make it easier to refer
314 to parts of the @file{.s} file in the description of the stabs that
315 follows.
316
317 @node Assembly Code
318 @section The Simple Example at the Assembly Level
319
320 This simple ``hello world'' example demonstrates several of the stab
321 types used to describe C language source files.
322
323 @example
324 1  gcc2_compiled.:
325 2  .stabs "/cygint/s1/users/jcm/play/",100,0,0,Ltext0
326 3  .stabs "hello.c",100,0,0,Ltext0
327 4  .text
328 5  Ltext0:
329 6  .stabs "int:t1=r1;-2147483648;2147483647;",128,0,0,0
330 7  .stabs "char:t2=r2;0;127;",128,0,0,0
331 8  .stabs "long int:t3=r1;-2147483648;2147483647;",128,0,0,0
332 9  .stabs "unsigned int:t4=r1;0;-1;",128,0,0,0
333 10 .stabs "long unsigned int:t5=r1;0;-1;",128,0,0,0
334 11 .stabs "short int:t6=r1;-32768;32767;",128,0,0,0
335 12 .stabs "long long int:t7=r1;0;-1;",128,0,0,0
336 13 .stabs "short unsigned int:t8=r1;0;65535;",128,0,0,0
337 14 .stabs "long long unsigned int:t9=r1;0;-1;",128,0,0,0
338 15 .stabs "signed char:t10=r1;-128;127;",128,0,0,0
339 16 .stabs "unsigned char:t11=r1;0;255;",128,0,0,0
340 17 .stabs "float:t12=r1;4;0;",128,0,0,0
341 18 .stabs "double:t13=r1;8;0;",128,0,0,0
342 19 .stabs "long double:t14=r1;8;0;",128,0,0,0
343 20 .stabs "void:t15=15",128,0,0,0
344 21      .align 4
345 22 LC0:
346 23      .ascii "Hello, world!\12\0"
347 24      .align 4
348 25      .global _main
349 26      .proc 1
350 27 _main:
351 28 .stabn 68,0,4,LM1
352 29 LM1:
353 30      !#PROLOGUE# 0
354 31      save %sp,-136,%sp
355 32      !#PROLOGUE# 1
356 33      call ___main,0
357 34      nop
358 35 .stabn 68,0,5,LM2
359 36 LM2:
360 37 LBB2:
361 38      sethi %hi(LC0),%o1
362 39      or %o1,%lo(LC0),%o0
363 40      call _printf,0
364 41      nop
365 42 .stabn 68,0,6,LM3
366 43 LM3:
367 44 LBE2:
368 45 .stabn 68,0,6,LM4
369 46 LM4:
370 47 L1:
371 48      ret
372 49      restore
373 50 .stabs "main:F1",36,0,0,_main
374 51 .stabn 192,0,0,LBB2
375 52 .stabn 224,0,0,LBE2
376 @end example
377
378 @node Program Structure
379 @chapter Encoding the Structure of the Program
380
381 The elements of the program structure that stabs encode include the name
382 of the main function, the names of the source and include files, the
383 line numbers, procedure names and types, and the beginnings and ends of
384 blocks of code.
385
386 @menu
387 * Main Program::                Indicate what the main program is
388 * Source Files::                The path and name of the source file
389 * Include Files::               Names of include files
390 * Line Numbers::
391 * Procedures::
392 * Nested Procedures::
393 * Block Structure::
394 * Alternate Entry Points::      Entering procedures except at the beginning.
395 @end menu
396
397 @node Main Program
398 @section Main Program
399
400 @findex N_MAIN
401 Most languages allow the main program to have any name.  The
402 @code{N_MAIN} stab type tells the debugger the name that is used in this
403 program.  Only the string field is significant; it is the name of
404 a function which is the main program.  Most C compilers do not use this
405 stab (they expect the debugger to assume that the name is @code{main}),
406 but some C compilers emit an @code{N_MAIN} stab for the @code{main}
407 function.  I'm not sure how XCOFF handles this.
408
409 @node Source Files
410 @section Paths and Names of the Source Files
411
412 @findex N_SO
413 Before any other stabs occur, there must be a stab specifying the source
414 file.  This information is contained in a symbol of stab type
415 @code{N_SO}; the string field contains the name of the file.  The
416 value of the symbol is the start address of the portion of the
417 text section corresponding to that file.
418
419 Some compilers use the desc field to indicate the language of the
420 source file.  Sun's compilers started this usage, and the first
421 constants are derived from their documentation.  Languages added
422 by gcc/gdb start at 0x32 to avoid conflict with languages Sun may
423 add in the future.  A desc field with a value 0 indicates that no
424 language has been specified via this mechanism.
425
426 @table @asis
427 @item @code{N_SO_AS} (0x1)
428 Assembly language
429 @item @code{N_SO_C}  (0x2)
430 K&R traditional C
431 @item @code{N_SO_ANSI_C} (0x3)
432 ANSI C
433 @item @code{N_SO_CC}  (0x4)
434 C++
435 @item @code{N_SO_FORTRAN} (0x5)
436 Fortran
437 @item @code{N_SO_PASCAL} (0x6)
438 Pascal
439 @item @code{N_SO_FORTRAN90} (0x7)
440 Fortran90
441 @item @code{N_SO_OBJC} (0x32)
442 Objective-C
443 @item @code{N_SO_OBJCPLUS} (0x33)
444 Objective-C++
445 @end table
446
447 Some compilers (for example, GCC2 and SunOS4 @file{/bin/cc}) also
448 include the directory in which the source was compiled, in a second
449 @code{N_SO} symbol preceding the one containing the file name.  This
450 symbol can be distinguished by the fact that it ends in a slash.  Code
451 from the @code{cfront} C@t{++} compiler can have additional @code{N_SO} symbols for
452 nonexistent source files after the @code{N_SO} for the real source file;
453 these are believed to contain no useful information.
454
455 For example:
456
457 @example
458 .stabs "/cygint/s1/users/jcm/play/",100,0,0,Ltext0     # @r{100 is N_SO}
459 .stabs "hello.c",100,0,0,Ltext0
460         .text
461 Ltext0:
462 @end example
463
464 @findex C_FILE
465 Instead of @code{N_SO} symbols, XCOFF uses a @code{.file} assembler
466 directive which assembles to a @code{C_FILE} symbol; explaining this in
467 detail is outside the scope of this document.
468
469 @c FIXME: Exactly when should the empty N_SO be used?  Why?
470 If it is useful to indicate the end of a source file, this is done with
471 an @code{N_SO} symbol with an empty string for the name.  The value is
472 the address of the end of the text section for the file.  For some
473 systems, there is no indication of the end of a source file, and you
474 just need to figure it ended when you see an @code{N_SO} for a different
475 source file, or a symbol ending in @code{.o} (which at least some
476 linkers insert to mark the start of a new @code{.o} file).
477
478 @node Include Files
479 @section Names of Include Files
480
481 There are several schemes for dealing with include files: the
482 traditional @code{N_SOL} approach, Sun's @code{N_BINCL} approach, and the
483 XCOFF @code{C_BINCL} approach (which despite the similar name has little in
484 common with @code{N_BINCL}).
485
486 @findex N_SOL
487 An @code{N_SOL} symbol specifies which include file subsequent symbols
488 refer to.  The string field is the name of the file and the value is the
489 text address corresponding to the end of the previous include file and
490 the start of this one.  To specify the main source file again, use an
491 @code{N_SOL} symbol with the name of the main source file.
492
493 @findex N_BINCL
494 @findex N_EINCL
495 @findex N_EXCL
496 The @code{N_BINCL} approach works as follows.  An @code{N_BINCL} symbol
497 specifies the start of an include file.  In an object file, only the
498 string is significant; the linker puts data into some of the other
499 fields.  The end of the include file is marked by an @code{N_EINCL}
500 symbol (which has no string field).  In an object file, there is no
501 significant data in the @code{N_EINCL} symbol.  @code{N_BINCL} and
502 @code{N_EINCL} can be nested.
503
504 If the linker detects that two source files have identical stabs between
505 an @code{N_BINCL} and @code{N_EINCL} pair (as will generally be the case
506 for a header file), then it only puts out the stabs once.  Each
507 additional occurrence is replaced by an @code{N_EXCL} symbol.  I believe
508 the GNU linker and the Sun (both SunOS4 and Solaris) linker are the only
509 ones which supports this feature.
510
511 A linker which supports this feature will set the value of a
512 @code{N_BINCL} symbol to the total of all the characters in the stabs
513 strings included in the header file, omitting any file numbers.  The
514 value of an @code{N_EXCL} symbol is the same as the value of the
515 @code{N_BINCL} symbol it replaces.  This information can be used to
516 match up @code{N_EXCL} and @code{N_BINCL} symbols which have the same
517 filename.  The @code{N_EINCL} value, and the values of the other and
518 description fields for all three, appear to always be zero.
519
520 @findex C_BINCL
521 @findex C_EINCL
522 For the start of an include file in XCOFF, use the @file{.bi} assembler
523 directive, which generates a @code{C_BINCL} symbol.  A @file{.ei}
524 directive, which generates a @code{C_EINCL} symbol, denotes the end of
525 the include file.  Both directives are followed by the name of the
526 source file in quotes, which becomes the string for the symbol.
527 The value of each symbol, produced automatically by the assembler
528 and linker, is the offset into the executable of the beginning
529 (inclusive, as you'd expect) or end (inclusive, as you would not expect)
530 of the portion of the COFF line table that corresponds to this include
531 file.  @code{C_BINCL} and @code{C_EINCL} do not nest.
532
533 @node Line Numbers
534 @section Line Numbers
535
536 @findex N_SLINE
537 An @code{N_SLINE} symbol represents the start of a source line.  The
538 desc field contains the line number and the value contains the code
539 address for the start of that source line.  On most machines the address
540 is absolute; for stabs in sections (@pxref{Stab Sections}), it is
541 relative to the function in which the @code{N_SLINE} symbol occurs.
542
543 @findex N_DSLINE
544 @findex N_BSLINE
545 GNU documents @code{N_DSLINE} and @code{N_BSLINE} symbols for line
546 numbers in the data or bss segments, respectively.  They are identical
547 to @code{N_SLINE} but are relocated differently by the linker.  They
548 were intended to be used to describe the source location of a variable
549 declaration, but I believe that GCC2 actually puts the line number in
550 the desc field of the stab for the variable itself.  GDB has been
551 ignoring these symbols (unless they contain a string field) since
552 at least GDB 3.5.
553
554 For single source lines that generate discontiguous code, such as flow
555 of control statements, there may be more than one line number entry for
556 the same source line.  In this case there is a line number entry at the
557 start of each code range, each with the same line number.
558
559 XCOFF does not use stabs for line numbers.  Instead, it uses COFF line
560 numbers (which are outside the scope of this document).  Standard COFF
561 line numbers cannot deal with include files, but in XCOFF this is fixed
562 with the @code{C_BINCL} method of marking include files (@pxref{Include
563 Files}).
564
565 @node Procedures
566 @section Procedures
567
568 @findex N_FUN, for functions
569 @findex N_FNAME
570 @findex N_STSYM, for functions (Sun acc)
571 @findex N_GSYM, for functions (Sun acc)
572 All of the following stabs normally use the @code{N_FUN} symbol type.
573 However, Sun's @code{acc} compiler on SunOS4 uses @code{N_GSYM} and
574 @code{N_STSYM}, which means that the value of the stab for the function
575 is useless and the debugger must get the address of the function from
576 the non-stab symbols instead.  On systems where non-stab symbols have
577 leading underscores, the stabs will lack underscores and the debugger
578 needs to know about the leading underscore to match up the stab and the
579 non-stab symbol.  BSD Fortran is said to use @code{N_FNAME} with the
580 same restriction; the value of the symbol is not useful (I'm not sure it
581 really does use this, because GDB doesn't handle this and no one has
582 complained).
583
584 @findex C_FUN
585 A function is represented by an @samp{F} symbol descriptor for a global
586 (extern) function, and @samp{f} for a static (local) function.  For
587 a.out, the value of the symbol is the address of the start of the
588 function; it is already relocated.  For stabs in ELF, the SunPRO
589 compiler version 2.0.1 and GCC put out an address which gets relocated
590 by the linker.  In a future release SunPRO is planning to put out zero,
591 in which case the address can be found from the ELF (non-stab) symbol.
592 Because looking things up in the ELF symbols would probably be slow, I'm
593 not sure how to find which symbol of that name is the right one, and
594 this doesn't provide any way to deal with nested functions, it would
595 probably be better to make the value of the stab an address relative to
596 the start of the file, or just absolute.  See @ref{ELF Linker
597 Relocation} for more information on linker relocation of stabs in ELF
598 files.  For XCOFF, the stab uses the @code{C_FUN} storage class and the
599 value of the stab is meaningless; the address of the function can be
600 found from the csect symbol (XTY_LD/XMC_PR).
601
602 The type information of the stab represents the return type of the
603 function; thus @samp{foo:f5} means that foo is a function returning type
604 5.  There is no need to try to get the line number of the start of the
605 function from the stab for the function; it is in the next
606 @code{N_SLINE} symbol.
607
608 @c FIXME: verify whether the "I suspect" below is true or not.
609 Some compilers (such as Sun's Solaris compiler) support an extension for
610 specifying the types of the arguments.  I suspect this extension is not
611 used for old (non-prototyped) function definitions in C.  If the
612 extension is in use, the type information of the stab for the function
613 is followed by type information for each argument, with each argument
614 preceded by @samp{;}.  An argument type of 0 means that additional
615 arguments are being passed, whose types and number may vary (@samp{...}
616 in ANSI C).  GDB has tolerated this extension (parsed the syntax, if not
617 necessarily used the information) since at least version 4.8; I don't
618 know whether all versions of dbx tolerate it.  The argument types given
619 here are not redundant with the symbols for the formal parameters
620 (@pxref{Parameters}); they are the types of the arguments as they are
621 passed, before any conversions might take place.  For example, if a C
622 function which is declared without a prototype takes a @code{float}
623 argument, the value is passed as a @code{double} but then converted to a
624 @code{float}.  Debuggers need to use the types given in the arguments
625 when printing values, but when calling the function they need to use the
626 types given in the symbol defining the function.
627
628 If the return type and types of arguments of a function which is defined
629 in another source file are specified (i.e., a function prototype in ANSI
630 C), traditionally compilers emit no stab; the only way for the debugger
631 to find the information is if the source file where the function is
632 defined was also compiled with debugging symbols.  As an extension the
633 Solaris compiler uses symbol descriptor @samp{P} followed by the return
634 type of the function, followed by the arguments, each preceded by
635 @samp{;}, as in a stab with symbol descriptor @samp{f} or @samp{F}.
636 This use of symbol descriptor @samp{P} can be distinguished from its use
637 for register parameters (@pxref{Register Parameters}) by the fact that it has
638 symbol type @code{N_FUN}.
639
640 The AIX documentation also defines symbol descriptor @samp{J} as an
641 internal function.  I assume this means a function nested within another
642 function.  It also says symbol descriptor @samp{m} is a module in
643 Modula-2 or extended Pascal.
644
645 Procedures (functions which do not return values) are represented as
646 functions returning the @code{void} type in C.  I don't see why this couldn't
647 be used for all languages (inventing a @code{void} type for this purpose if
648 necessary), but the AIX documentation defines @samp{I}, @samp{P}, and
649 @samp{Q} for internal, global, and static procedures, respectively.
650 These symbol descriptors are unusual in that they are not followed by
651 type information.
652
653 The following example shows a stab for a function @code{main} which
654 returns type number @code{1}.  The @code{_main} specified for the value
655 is a reference to an assembler label which is used to fill in the start
656 address of the function.
657
658 @example
659 .stabs "main:F1",36,0,0,_main      # @r{36 is N_FUN}
660 @end example
661
662 The stab representing a procedure is located immediately following the
663 code of the procedure.  This stab is in turn directly followed by a
664 group of other stabs describing elements of the procedure.  These other
665 stabs describe the procedure's parameters, its block local variables, and
666 its block structure.
667
668 If functions can appear in different sections, then the debugger may not
669 be able to find the end of a function.  Recent versions of GCC will mark
670 the end of a function with an @code{N_FUN} symbol with an empty string
671 for the name.  The value is the address of the end of the current
672 function.  Without such a symbol, there is no indication of the address
673 of the end of a function, and you must assume that it ended at the
674 starting address of the next function or at the end of the text section
675 for the program.
676
677 @node Nested Procedures
678 @section Nested Procedures
679
680 For any of the symbol descriptors representing procedures, after the
681 symbol descriptor and the type information is optionally a scope
682 specifier.  This consists of a comma, the name of the procedure, another
683 comma, and the name of the enclosing procedure.  The first name is local
684 to the scope specified, and seems to be redundant with the name of the
685 symbol (before the @samp{:}).  This feature is used by GCC, and
686 presumably Pascal, Modula-2, etc., compilers, for nested functions.
687
688 If procedures are nested more than one level deep, only the immediately
689 containing scope is specified.  For example, this code:
690
691 @example
692 int
693 foo (int x)
694 @{
695   int bar (int y)
696     @{
697       int baz (int z)
698         @{
699           return x + y + z;
700         @}
701       return baz (x + 2 * y);
702     @}
703   return x + bar (3 * x);
704 @}
705 @end example
706
707 @noindent
708 produces the stabs:
709
710 @example
711 .stabs "baz:f1,baz,bar",36,0,0,_baz.15         # @r{36 is N_FUN}
712 .stabs "bar:f1,bar,foo",36,0,0,_bar.12
713 .stabs "foo:F1",36,0,0,_foo
714 @end example
715
716 @node Block Structure
717 @section Block Structure
718
719 @findex N_LBRAC
720 @findex N_RBRAC
721 @c For GCC 2.5.8 or so stabs-in-coff, these are absolute instead of
722 @c function relative (as documented below).  But GDB has never been able
723 @c to deal with that (it had wanted them to be relative to the file, but
724 @c I just fixed that (between GDB 4.12 and 4.13)), so it is function
725 @c relative just like ELF and SOM and the below documentation.
726 The program's block structure is represented by the @code{N_LBRAC} (left
727 brace) and the @code{N_RBRAC} (right brace) stab types.  The variables
728 defined inside a block precede the @code{N_LBRAC} symbol for most
729 compilers, including GCC.  Other compilers, such as the Convex, Acorn
730 RISC machine, and Sun @code{acc} compilers, put the variables after the
731 @code{N_LBRAC} symbol.  The values of the @code{N_LBRAC} and
732 @code{N_RBRAC} symbols are the start and end addresses of the code of
733 the block, respectively.  For most machines, they are relative to the
734 starting address of this source file.  For the Gould NP1, they are
735 absolute.  For stabs in sections (@pxref{Stab Sections}), they are
736 relative to the function in which they occur.
737
738 The @code{N_LBRAC} and @code{N_RBRAC} stabs that describe the block
739 scope of a procedure are located after the @code{N_FUN} stab that
740 represents the procedure itself.
741
742 Sun documents the desc field of @code{N_LBRAC} and
743 @code{N_RBRAC} symbols as containing the nesting level of the block.
744 However, dbx seems to not care, and GCC always sets desc to
745 zero.
746
747 @findex .bb
748 @findex .be
749 @findex C_BLOCK
750 For XCOFF, block scope is indicated with @code{C_BLOCK} symbols.  If the
751 name of the symbol is @samp{.bb}, then it is the beginning of the block;
752 if the name of the symbol is @samp{.be}; it is the end of the block.
753
754 @node Alternate Entry Points
755 @section Alternate Entry Points
756
757 @findex N_ENTRY
758 @findex C_ENTRY
759 Some languages, like Fortran, have the ability to enter procedures at
760 some place other than the beginning.  One can declare an alternate entry
761 point.  The @code{N_ENTRY} stab is for this; however, the Sun FORTRAN
762 compiler doesn't use it.  According to AIX documentation, only the name
763 of a @code{C_ENTRY} stab is significant; the address of the alternate
764 entry point comes from the corresponding external symbol.  A previous
765 revision of this document said that the value of an @code{N_ENTRY} stab
766 was the address of the alternate entry point, but I don't know the
767 source for that information.
768
769 @node Constants
770 @chapter Constants
771
772 The @samp{c} symbol descriptor indicates that this stab represents a
773 constant.  This symbol descriptor is an exception to the general rule
774 that symbol descriptors are followed by type information.  Instead, it
775 is followed by @samp{=} and one of the following:
776
777 @table @code
778 @item b @var{value}
779 Boolean constant.  @var{value} is a numeric value; I assume it is 0 for
780 false or 1 for true.
781
782 @item c @var{value}
783 Character constant.  @var{value} is the numeric value of the constant.
784
785 @item e @var{type-information} , @var{value}
786 Constant whose value can be represented as integral.
787 @var{type-information} is the type of the constant, as it would appear
788 after a symbol descriptor (@pxref{String Field}).  @var{value} is the
789 numeric value of the constant.  GDB 4.9 does not actually get the right
790 value if @var{value} does not fit in a host @code{int}, but it does not
791 do anything violent, and future debuggers could be extended to accept
792 integers of any size (whether unsigned or not).  This constant type is
793 usually documented as being only for enumeration constants, but GDB has
794 never imposed that restriction; I don't know about other debuggers.
795
796 @item i @var{value}
797 Integer constant.  @var{value} is the numeric value.  The type is some
798 sort of generic integer type (for GDB, a host @code{int}); to specify
799 the type explicitly, use @samp{e} instead.
800
801 @item r @var{value}
802 Real constant.  @var{value} is the real value, which can be @samp{INF}
803 (optionally preceded by a sign) for infinity, @samp{QNAN} for a quiet
804 NaN (not-a-number), or @samp{SNAN} for a signalling NaN.  If it is a
805 normal number the format is that accepted by the C library function
806 @code{atof}.
807
808 @item s @var{string}
809 String constant.  @var{string} is a string enclosed in either @samp{'}
810 (in which case @samp{'} characters within the string are represented as
811 @samp{\'} or @samp{"} (in which case @samp{"} characters within the
812 string are represented as @samp{\"}).
813
814 @item S @var{type-information} , @var{elements} , @var{bits} , @var{pattern}
815 Set constant.  @var{type-information} is the type of the constant, as it
816 would appear after a symbol descriptor (@pxref{String Field}).
817 @var{elements} is the number of elements in the set (does this means
818 how many bits of @var{pattern} are actually used, which would be
819 redundant with the type, or perhaps the number of bits set in
820 @var{pattern}?  I don't get it), @var{bits} is the number of bits in the
821 constant (meaning it specifies the length of @var{pattern}, I think),
822 and @var{pattern} is a hexadecimal representation of the set.  AIX
823 documentation refers to a limit of 32 bytes, but I see no reason why
824 this limit should exist.  This form could probably be used for arbitrary
825 constants, not just sets; the only catch is that @var{pattern} should be
826 understood to be target, not host, byte order and format.
827 @end table
828
829 The boolean, character, string, and set constants are not supported by
830 GDB 4.9, but it ignores them.  GDB 4.8 and earlier gave an error
831 message and refused to read symbols from the file containing the
832 constants.
833
834 The above information is followed by @samp{;}.
835
836 @node Variables
837 @chapter Variables
838
839 Different types of stabs describe the various ways that variables can be
840 allocated: on the stack, globally, in registers, in common blocks,
841 statically, or as arguments to a function.
842
843 @menu
844 * Stack Variables::             Variables allocated on the stack.
845 * Global Variables::            Variables used by more than one source file.
846 * Register Variables::          Variables in registers.
847 * Common Blocks::               Variables statically allocated together.
848 * Statics::                     Variables local to one source file.
849 * Based Variables::             Fortran pointer based variables.
850 * Parameters::                  Variables for arguments to functions.
851 @end menu
852
853 @node Stack Variables
854 @section Automatic Variables Allocated on the Stack
855
856 If a variable's scope is local to a function and its lifetime is only as
857 long as that function executes (C calls such variables
858 @dfn{automatic}), it can be allocated in a register (@pxref{Register
859 Variables}) or on the stack.
860
861 @findex N_LSYM, for stack variables
862 @findex C_LSYM
863 Each variable allocated on the stack has a stab with the symbol
864 descriptor omitted.  Since type information should begin with a digit,
865 @samp{-}, or @samp{(}, only those characters precluded from being used
866 for symbol descriptors.  However, the Acorn RISC machine (ARM) is said
867 to get this wrong: it puts out a mere type definition here, without the
868 preceding @samp{@var{type-number}=}.  This is a bad idea; there is no
869 guarantee that type descriptors are distinct from symbol descriptors.
870 Stabs for stack variables use the @code{N_LSYM} stab type, or
871 @code{C_LSYM} for XCOFF.
872
873 The value of the stab is the offset of the variable within the
874 local variables.  On most machines this is an offset from the frame
875 pointer and is negative.  The location of the stab specifies which block
876 it is defined in; see @ref{Block Structure}.
877
878 For example, the following C code:
879
880 @example
881 int
882 main ()
883 @{
884   int x;
885 @}
886 @end example
887
888 produces the following stabs:
889
890 @example
891 .stabs "main:F1",36,0,0,_main   # @r{36 is N_FUN}
892 .stabs "x:1",128,0,0,-12        # @r{128 is N_LSYM}
893 .stabn 192,0,0,LBB2             # @r{192 is N_LBRAC}
894 .stabn 224,0,0,LBE2             # @r{224 is N_RBRAC}
895 @end example
896
897 See @ref{Procedures} for more information on the @code{N_FUN} stab, and
898 @ref{Block Structure} for more information on the @code{N_LBRAC} and
899 @code{N_RBRAC} stabs.
900
901 @node Global Variables
902 @section Global Variables
903
904 @findex N_GSYM
905 @findex C_GSYM
906 @c FIXME: verify for sure that it really is C_GSYM on XCOFF
907 A variable whose scope is not specific to just one source file is
908 represented by the @samp{G} symbol descriptor.  These stabs use the
909 @code{N_GSYM} stab type (C_GSYM for XCOFF).  The type information for
910 the stab (@pxref{String Field}) gives the type of the variable.
911
912 For example, the following source code:
913
914 @example
915 char g_foo = 'c';
916 @end example
917
918 @noindent
919 yields the following assembly code:
920
921 @example
922 .stabs "g_foo:G2",32,0,0,0     # @r{32 is N_GSYM}
923      .global _g_foo
924      .data
925 _g_foo:
926      .byte 99
927 @end example
928
929 The address of the variable represented by the @code{N_GSYM} is not
930 contained in the @code{N_GSYM} stab.  The debugger gets this information
931 from the external symbol for the global variable.  In the example above,
932 the @code{.global _g_foo} and @code{_g_foo:} lines tell the assembler to
933 produce an external symbol.
934
935 Some compilers, like GCC, output @code{N_GSYM} stabs only once, where
936 the variable is defined.  Other compilers, like SunOS4 /bin/cc, output a
937 @code{N_GSYM} stab for each compilation unit which references the
938 variable.
939
940 @node Register Variables
941 @section Register Variables
942
943 @findex N_RSYM
944 @findex C_RSYM
945 @c According to an old version of this manual, AIX uses C_RPSYM instead
946 @c of C_RSYM.  I am skeptical; this should be verified.
947 Register variables have their own stab type, @code{N_RSYM}
948 (@code{C_RSYM} for XCOFF), and their own symbol descriptor, @samp{r}.
949 The stab's value is the number of the register where the variable data
950 will be stored.
951 @c .stabs "name:type",N_RSYM,0,RegSize,RegNumber (Sun doc)
952
953 AIX defines a separate symbol descriptor @samp{d} for floating point
954 registers.  This seems unnecessary; why not just just give floating
955 point registers different register numbers?  I have not verified whether
956 the compiler actually uses @samp{d}.
957
958 If the register is explicitly allocated to a global variable, but not
959 initialized, as in:
960
961 @example
962 register int g_bar asm ("%g5");
963 @end example
964
965 @noindent
966 then the stab may be emitted at the end of the object file, with
967 the other bss symbols.
968
969 @node Common Blocks
970 @section Common Blocks
971
972 A common block is a statically allocated section of memory which can be
973 referred to by several source files.  It may contain several variables.
974 I believe Fortran is the only language with this feature.
975
976 @findex N_BCOMM
977 @findex N_ECOMM
978 @findex C_BCOMM
979 @findex C_ECOMM
980 A @code{N_BCOMM} stab begins a common block and an @code{N_ECOMM} stab
981 ends it.  The only field that is significant in these two stabs is the
982 string, which names a normal (non-debugging) symbol that gives the
983 address of the common block.  According to IBM documentation, only the
984 @code{N_BCOMM} has the name of the common block (even though their
985 compiler actually puts it both places).
986
987 @findex N_ECOML
988 @findex C_ECOML
989 The stabs for the members of the common block are between the
990 @code{N_BCOMM} and the @code{N_ECOMM}; the value of each stab is the
991 offset within the common block of that variable.  IBM uses the
992 @code{C_ECOML} stab type, and there is a corresponding @code{N_ECOML}
993 stab type, but Sun's Fortran compiler uses @code{N_GSYM} instead.  The
994 variables within a common block use the @samp{V} symbol descriptor (I
995 believe this is true of all Fortran variables).  Other stabs (at least
996 type declarations using @code{C_DECL}) can also be between the
997 @code{N_BCOMM} and the @code{N_ECOMM}.
998
999 @node Statics
1000 @section Static Variables
1001
1002 Initialized static variables are represented by the @samp{S} and
1003 @samp{V} symbol descriptors.  @samp{S} means file scope static, and
1004 @samp{V} means procedure scope static.  One exception: in XCOFF, IBM's
1005 xlc compiler always uses @samp{V}, and whether it is file scope or not
1006 is distinguished by whether the stab is located within a function.
1007
1008 @c This is probably not worth mentioning; it is only true on the sparc
1009 @c for `double' variables which although declared const are actually in
1010 @c the data segment (the text segment can't guarantee 8 byte alignment).
1011 @c (although GCC
1012 @c 2.4.5 has a bug in that it uses @code{N_FUN}, so neither dbx nor GDB can
1013 @c find the variables)
1014 @findex N_STSYM
1015 @findex N_LCSYM
1016 @findex N_FUN, for variables
1017 @findex N_ROSYM
1018 In a.out files, @code{N_STSYM} means the data section, @code{N_FUN}
1019 means the text section, and @code{N_LCSYM} means the bss section.  For
1020 those systems with a read-only data section separate from the text
1021 section (Solaris), @code{N_ROSYM} means the read-only data section.
1022
1023 For example, the source lines:
1024
1025 @example
1026 static const int var_const = 5;
1027 static int var_init = 2;
1028 static int var_noinit;
1029 @end example
1030
1031 @noindent
1032 yield the following stabs:
1033
1034 @example
1035 .stabs "var_const:S1",36,0,0,_var_const      # @r{36 is N_FUN}
1036 @dots{}
1037 .stabs "var_init:S1",38,0,0,_var_init        # @r{38 is N_STSYM}
1038 @dots{}
1039 .stabs "var_noinit:S1",40,0,0,_var_noinit    # @r{40 is N_LCSYM}
1040 @end example
1041
1042 @findex C_STSYM
1043 @findex C_BSTAT
1044 @findex C_ESTAT
1045 In XCOFF files, the stab type need not indicate the section;
1046 @code{C_STSYM} can be used for all statics.  Also, each static variable
1047 is enclosed in a static block.  A @code{C_BSTAT} (emitted with a
1048 @samp{.bs} assembler directive) symbol begins the static block; its
1049 value is the symbol number of the csect symbol whose value is the
1050 address of the static block, its section is the section of the variables
1051 in that static block, and its name is @samp{.bs}.  A @code{C_ESTAT}
1052 (emitted with a @samp{.es} assembler directive) symbol ends the static
1053 block; its name is @samp{.es} and its value and section are ignored.
1054
1055 In ECOFF files, the storage class is used to specify the section, so the
1056 stab type need not indicate the section.
1057
1058 In ELF files, for the SunPRO compiler version 2.0.1, symbol descriptor
1059 @samp{S} means that the address is absolute (the linker relocates it)
1060 and symbol descriptor @samp{V} means that the address is relative to the
1061 start of the relevant section for that compilation unit.  SunPRO has
1062 plans to have the linker stop relocating stabs; I suspect that their the
1063 debugger gets the address from the corresponding ELF (not stab) symbol.
1064 I'm not sure how to find which symbol of that name is the right one.
1065 The clean way to do all this would be to have the value of a symbol
1066 descriptor @samp{S} symbol be an offset relative to the start of the
1067 file, just like everything else, but that introduces obvious
1068 compatibility problems.  For more information on linker stab relocation,
1069 @xref{ELF Linker Relocation}.
1070
1071 @node Based Variables
1072 @section Fortran Based Variables
1073
1074 Fortran (at least, the Sun and SGI dialects of FORTRAN-77) has a feature
1075 which allows allocating arrays with @code{malloc}, but which avoids
1076 blurring the line between arrays and pointers the way that C does.  In
1077 stabs such a variable uses the @samp{b} symbol descriptor.
1078
1079 For example, the Fortran declarations
1080
1081 @example
1082 real foo, foo10(10), foo10_5(10,5)
1083 pointer (foop, foo)
1084 pointer (foo10p, foo10)
1085 pointer (foo105p, foo10_5)
1086 @end example
1087
1088 produce the stabs
1089
1090 @example
1091 foo:b6
1092 foo10:bar3;1;10;6
1093 foo10_5:bar3;1;5;ar3;1;10;6
1094 @end example
1095
1096 In this example, @code{real} is type 6 and type 3 is an integral type
1097 which is the type of the subscripts of the array (probably
1098 @code{integer}).
1099
1100 The @samp{b} symbol descriptor is like @samp{V} in that it denotes a
1101 statically allocated symbol whose scope is local to a function; see
1102 @xref{Statics}.  The value of the symbol, instead of being the address
1103 of the variable itself, is the address of a pointer to that variable.
1104 So in the above example, the value of the @code{foo} stab is the address
1105 of a pointer to a real, the value of the @code{foo10} stab is the
1106 address of a pointer to a 10-element array of reals, and the value of
1107 the @code{foo10_5} stab is the address of a pointer to a 5-element array
1108 of 10-element arrays of reals.
1109
1110 @node Parameters
1111 @section Parameters
1112
1113 Formal parameters to a function are represented by a stab (or sometimes
1114 two; see below) for each parameter.  The stabs are in the order in which
1115 the debugger should print the parameters (i.e., the order in which the
1116 parameters are declared in the source file).  The exact form of the stab
1117 depends on how the parameter is being passed.
1118
1119 @findex N_PSYM
1120 @findex C_PSYM
1121 Parameters passed on the stack use the symbol descriptor @samp{p} and
1122 the @code{N_PSYM} symbol type (or @code{C_PSYM} for XCOFF).  The value
1123 of the symbol is an offset used to locate the parameter on the stack;
1124 its exact meaning is machine-dependent, but on most machines it is an
1125 offset from the frame pointer.
1126
1127 As a simple example, the code:
1128
1129 @example
1130 main (argc, argv)
1131      int argc;
1132      char **argv;
1133 @end example
1134
1135 produces the stabs:
1136
1137 @example
1138 .stabs "main:F1",36,0,0,_main                 # @r{36 is N_FUN}
1139 .stabs "argc:p1",160,0,0,68                   # @r{160 is N_PSYM}
1140 .stabs "argv:p20=*21=*2",160,0,0,72
1141 @end example
1142
1143 The type definition of @code{argv} is interesting because it contains
1144 several type definitions.  Type 21 is pointer to type 2 (char) and
1145 @code{argv} (type 20) is pointer to type 21.
1146
1147 @c FIXME: figure out what these mean and describe them coherently.
1148 The following symbol descriptors are also said to go with @code{N_PSYM}.
1149 The value of the symbol is said to be an offset from the argument
1150 pointer (I'm not sure whether this is true or not).
1151
1152 @example
1153 pP (<<??>>)
1154 pF Fortran function parameter
1155 X  (function result variable)
1156 @end example
1157
1158 @menu
1159 * Register Parameters::
1160 * Local Variable Parameters::
1161 * Reference Parameters::
1162 * Conformant Arrays::
1163 @end menu
1164
1165 @node Register Parameters
1166 @subsection Passing Parameters in Registers
1167
1168 If the parameter is passed in a register, then traditionally there are
1169 two symbols for each argument:
1170
1171 @example
1172 .stabs "arg:p1" . . .       ; N_PSYM
1173 .stabs "arg:r1" . . .       ; N_RSYM
1174 @end example
1175
1176 Debuggers use the second one to find the value, and the first one to
1177 know that it is an argument.
1178
1179 @findex C_RPSYM
1180 @findex N_RSYM, for parameters
1181 Because that approach is kind of ugly, some compilers use symbol
1182 descriptor @samp{P} or @samp{R} to indicate an argument which is in a
1183 register.  Symbol type @code{C_RPSYM} is used in XCOFF and @code{N_RSYM}
1184 is used otherwise.  The symbol's value is the register number.  @samp{P}
1185 and @samp{R} mean the same thing; the difference is that @samp{P} is a
1186 GNU invention and @samp{R} is an IBM (XCOFF) invention.  As of version
1187 4.9, GDB should handle either one.
1188
1189 There is at least one case where GCC uses a @samp{p} and @samp{r} pair
1190 rather than @samp{P}; this is where the argument is passed in the
1191 argument list and then loaded into a register.
1192
1193 According to the AIX documentation, symbol descriptor @samp{D} is for a
1194 parameter passed in a floating point register.  This seems
1195 unnecessary---why not just use @samp{R} with a register number which
1196 indicates that it's a floating point register?  I haven't verified
1197 whether the system actually does what the documentation indicates.
1198
1199 @c FIXME: On the hppa this is for any type > 8 bytes, I think, and not
1200 @c for small structures (investigate).
1201 On the sparc and hppa, for a @samp{P} symbol whose type is a structure
1202 or union, the register contains the address of the structure.  On the
1203 sparc, this is also true of a @samp{p} and @samp{r} pair (using Sun
1204 @code{cc}) or a @samp{p} symbol.  However, if a (small) structure is
1205 really in a register, @samp{r} is used.  And, to top it all off, on the
1206 hppa it might be a structure which was passed on the stack and loaded
1207 into a register and for which there is a @samp{p} and @samp{r} pair!  I
1208 believe that symbol descriptor @samp{i} is supposed to deal with this
1209 case (it is said to mean "value parameter by reference, indirect
1210 access"; I don't know the source for this information), but I don't know
1211 details or what compilers or debuggers use it, if any (not GDB or GCC).
1212 It is not clear to me whether this case needs to be dealt with
1213 differently than parameters passed by reference (@pxref{Reference Parameters}).
1214
1215 @node Local Variable Parameters
1216 @subsection Storing Parameters as Local Variables
1217
1218 There is a case similar to an argument in a register, which is an
1219 argument that is actually stored as a local variable.  Sometimes this
1220 happens when the argument was passed in a register and then the compiler
1221 stores it as a local variable.  If possible, the compiler should claim
1222 that it's in a register, but this isn't always done.
1223
1224 If a parameter is passed as one type and converted to a smaller type by
1225 the prologue (for example, the parameter is declared as a @code{float},
1226 but the calling conventions specify that it is passed as a
1227 @code{double}), then GCC2 (sometimes) uses a pair of symbols.  The first
1228 symbol uses symbol descriptor @samp{p} and the type which is passed.
1229 The second symbol has the type and location which the parameter actually
1230 has after the prologue.  For example, suppose the following C code
1231 appears with no prototypes involved:
1232
1233 @example
1234 void
1235 subr (f)
1236      float f;
1237 @{
1238 @end example
1239
1240 if @code{f} is passed as a double at stack offset 8, and the prologue
1241 converts it to a float in register number 0, then the stabs look like:
1242
1243 @example
1244 .stabs "f:p13",160,0,3,8   # @r{160 is @code{N_PSYM}, here 13 is @code{double}}
1245 .stabs "f:r12",64,0,3,0    # @r{64 is @code{N_RSYM}, here 12 is @code{float}}
1246 @end example
1247
1248 In both stabs 3 is the line number where @code{f} is declared
1249 (@pxref{Line Numbers}).
1250
1251 @findex N_LSYM, for parameter
1252 GCC, at least on the 960, has another solution to the same problem.  It
1253 uses a single @samp{p} symbol descriptor for an argument which is stored
1254 as a local variable but uses @code{N_LSYM} instead of @code{N_PSYM}.  In
1255 this case, the value of the symbol is an offset relative to the local
1256 variables for that function, not relative to the arguments; on some
1257 machines those are the same thing, but not on all.
1258
1259 @c This is mostly just background info; the part that logically belongs
1260 @c here is the last sentence.  
1261 On the VAX or on other machines in which the calling convention includes
1262 the number of words of arguments actually passed, the debugger (GDB at
1263 least) uses the parameter symbols to keep track of whether it needs to
1264 print nameless arguments in addition to the formal parameters which it
1265 has printed because each one has a stab.  For example, in 
1266
1267 @example
1268 extern int fprintf (FILE *stream, char *format, @dots{});
1269 @dots{}
1270 fprintf (stdout, "%d\n", x);
1271 @end example
1272
1273 there are stabs for @code{stream} and @code{format}.  On most machines,
1274 the debugger can only print those two arguments (because it has no way
1275 of knowing that additional arguments were passed), but on the VAX or
1276 other machines with a calling convention which indicates the number of
1277 words of arguments, the debugger can print all three arguments.  To do
1278 so, the parameter symbol (symbol descriptor @samp{p}) (not necessarily
1279 @samp{r} or symbol descriptor omitted symbols) needs to contain the
1280 actual type as passed (for example, @code{double} not @code{float} if it
1281 is passed as a double and converted to a float).
1282
1283 @node Reference Parameters
1284 @subsection Passing Parameters by Reference
1285
1286 If the parameter is passed by reference (e.g., Pascal @code{VAR}
1287 parameters), then the symbol descriptor is @samp{v} if it is in the
1288 argument list, or @samp{a} if it in a register.  Other than the fact
1289 that these contain the address of the parameter rather than the
1290 parameter itself, they are identical to @samp{p} and @samp{R},
1291 respectively.  I believe @samp{a} is an AIX invention; @samp{v} is
1292 supported by all stabs-using systems as far as I know.
1293
1294 @node Conformant Arrays
1295 @subsection Passing Conformant Array Parameters
1296
1297 @c Is this paragraph correct?  It is based on piecing together patchy
1298 @c information and some guesswork
1299 Conformant arrays are a feature of Modula-2, and perhaps other
1300 languages, in which the size of an array parameter is not known to the
1301 called function until run-time.  Such parameters have two stabs: a
1302 @samp{x} for the array itself, and a @samp{C}, which represents the size
1303 of the array.  The value of the @samp{x} stab is the offset in the
1304 argument list where the address of the array is stored (it this right?
1305 it is a guess); the value of the @samp{C} stab is the offset in the
1306 argument list where the size of the array (in elements? in bytes?) is
1307 stored.
1308
1309 @node Types
1310 @chapter Defining Types
1311
1312 The examples so far have described types as references to previously
1313 defined types, or defined in terms of subranges of or pointers to
1314 previously defined types.  This chapter describes the other type
1315 descriptors that may follow the @samp{=} in a type definition.
1316
1317 @menu
1318 * Builtin Types::               Integers, floating point, void, etc.
1319 * Miscellaneous Types::         Pointers, sets, files, etc.
1320 * Cross-References::            Referring to a type not yet defined.
1321 * Subranges::                   A type with a specific range.
1322 * Arrays::                      An aggregate type of same-typed elements.
1323 * Strings::                     Like an array but also has a length.
1324 * Enumerations::                Like an integer but the values have names.
1325 * Structures::                  An aggregate type of different-typed elements.
1326 * Typedefs::                    Giving a type a name.
1327 * Unions::                      Different types sharing storage.
1328 * Function Types::
1329 @end menu
1330
1331 @node Builtin Types
1332 @section Builtin Types
1333
1334 Certain types are built in (@code{int}, @code{short}, @code{void},
1335 @code{float}, etc.); the debugger recognizes these types and knows how
1336 to handle them.  Thus, don't be surprised if some of the following ways
1337 of specifying builtin types do not specify everything that a debugger
1338 would need to know about the type---in some cases they merely specify
1339 enough information to distinguish the type from other types.
1340
1341 The traditional way to define builtin types is convoluted, so new ways
1342 have been invented to describe them.  Sun's @code{acc} uses special
1343 builtin type descriptors (@samp{b} and @samp{R}), and IBM uses negative
1344 type numbers.  GDB accepts all three ways, as of version 4.8; dbx just
1345 accepts the traditional builtin types and perhaps one of the other two
1346 formats.  The following sections describe each of these formats.
1347
1348 @menu
1349 * Traditional Builtin Types::   Put on your seat belts and prepare for kludgery
1350 * Builtin Type Descriptors::    Builtin types with special type descriptors
1351 * Negative Type Numbers::       Builtin types using negative type numbers
1352 @end menu
1353
1354 @node Traditional Builtin Types
1355 @subsection Traditional Builtin Types
1356
1357 This is the traditional, convoluted method for defining builtin types.
1358 There are several classes of such type definitions: integer, floating
1359 point, and @code{void}.
1360
1361 @menu
1362 * Traditional Integer Types::
1363 * Traditional Other Types::
1364 @end menu
1365
1366 @node Traditional Integer Types
1367 @subsubsection Traditional Integer Types
1368
1369 Often types are defined as subranges of themselves.  If the bounding values
1370 fit within an @code{int}, then they are given normally.  For example:
1371
1372 @example
1373 .stabs "int:t1=r1;-2147483648;2147483647;",128,0,0,0    # @r{128 is N_LSYM}
1374 .stabs "char:t2=r2;0;127;",128,0,0,0
1375 @end example
1376
1377 Builtin types can also be described as subranges of @code{int}:
1378
1379 @example
1380 .stabs "unsigned short:t6=r1;0;65535;",128,0,0,0
1381 @end example
1382
1383 If the lower bound of a subrange is 0 and the upper bound is -1,
1384 the type is an unsigned integral type whose bounds are too
1385 big to describe in an @code{int}.  Traditionally this is only used for
1386 @code{unsigned int} and @code{unsigned long}:
1387
1388 @example
1389 .stabs "unsigned int:t4=r1;0;-1;",128,0,0,0
1390 @end example
1391
1392 For larger types, GCC 2.4.5 puts out bounds in octal, with one or more
1393 leading zeroes.  In this case a negative bound consists of a number
1394 which is a 1 bit (for the sign bit) followed by a 0 bit for each bit in
1395 the number (except the sign bit), and a positive bound is one which is a
1396 1 bit for each bit in the number (except possibly the sign bit).  All
1397 known versions of dbx and GDB version 4 accept this (at least in the
1398 sense of not refusing to process the file), but GDB 3.5 refuses to read
1399 the whole file containing such symbols.  So GCC 2.3.3 did not output the
1400 proper size for these types.  As an example of octal bounds, the string
1401 fields of the stabs for 64 bit integer types look like:
1402
1403 @c .stabs directives, etc., omitted to make it fit on the page.
1404 @example
1405 long int:t3=r1;001000000000000000000000;000777777777777777777777;
1406 long unsigned int:t5=r1;000000000000000000000000;001777777777777777777777;
1407 @end example
1408
1409 If the lower bound of a subrange is 0 and the upper bound is negative,
1410 the type is an unsigned integral type whose size in bytes is the
1411 absolute value of the upper bound.  I believe this is a Convex
1412 convention for @code{unsigned long long}.
1413
1414 If the lower bound of a subrange is negative and the upper bound is 0,
1415 the type is a signed integral type whose size in bytes is
1416 the absolute value of the lower bound.  I believe this is a Convex
1417 convention for @code{long long}.  To distinguish this from a legitimate
1418 subrange, the type should be a subrange of itself.  I'm not sure whether
1419 this is the case for Convex.
1420
1421 @node Traditional Other Types
1422 @subsubsection Traditional Other Types
1423
1424 If the upper bound of a subrange is 0 and the lower bound is positive,
1425 the type is a floating point type, and the lower bound of the subrange
1426 indicates the number of bytes in the type:
1427
1428 @example
1429 .stabs "float:t12=r1;4;0;",128,0,0,0
1430 .stabs "double:t13=r1;8;0;",128,0,0,0
1431 @end example
1432
1433 However, GCC writes @code{long double} the same way it writes
1434 @code{double}, so there is no way to distinguish.
1435
1436 @example
1437 .stabs "long double:t14=r1;8;0;",128,0,0,0
1438 @end example
1439
1440 Complex types are defined the same way as floating-point types; there is
1441 no way to distinguish a single-precision complex from a double-precision
1442 floating-point type.
1443
1444 The C @code{void} type is defined as itself:
1445
1446 @example
1447 .stabs "void:t15=15",128,0,0,0
1448 @end example
1449
1450 I'm not sure how a boolean type is represented.
1451
1452 @node Builtin Type Descriptors
1453 @subsection Defining Builtin Types Using Builtin Type Descriptors
1454
1455 This is the method used by Sun's @code{acc} for defining builtin types.
1456 These are the type descriptors to define builtin types:
1457
1458 @table @code
1459 @c FIXME: clean up description of width and offset, once we figure out
1460 @c what they mean
1461 @item b @var{signed} @var{char-flag} @var{width} ; @var{offset} ; @var{nbits} ;
1462 Define an integral type.  @var{signed} is @samp{u} for unsigned or
1463 @samp{s} for signed.  @var{char-flag} is @samp{c} which indicates this
1464 is a character type, or is omitted.  I assume this is to distinguish an
1465 integral type from a character type of the same size, for example it
1466 might make sense to set it for the C type @code{wchar_t} so the debugger
1467 can print such variables differently (Solaris does not do this).  Sun
1468 sets it on the C types @code{signed char} and @code{unsigned char} which
1469 arguably is wrong.  @var{width} and @var{offset} appear to be for small
1470 objects stored in larger ones, for example a @code{short} in an
1471 @code{int} register.  @var{width} is normally the number of bytes in the
1472 type.  @var{offset} seems to always be zero.  @var{nbits} is the number
1473 of bits in the type.
1474
1475 Note that type descriptor @samp{b} used for builtin types conflicts with
1476 its use for Pascal space types (@pxref{Miscellaneous Types}); they can
1477 be distinguished because the character following the type descriptor
1478 will be a digit, @samp{(}, or @samp{-} for a Pascal space type, or
1479 @samp{u} or @samp{s} for a builtin type.
1480
1481 @item w
1482 Documented by AIX to define a wide character type, but their compiler
1483 actually uses negative type numbers (@pxref{Negative Type Numbers}).
1484
1485 @item R @var{fp-type} ; @var{bytes} ;
1486 Define a floating point type.  @var{fp-type} has one of the following values:
1487
1488 @table @code
1489 @item 1 (NF_SINGLE)
1490 IEEE 32-bit (single precision) floating point format.
1491
1492 @item 2 (NF_DOUBLE)
1493 IEEE 64-bit (double precision) floating point format.
1494
1495 @item 3 (NF_COMPLEX)
1496 @item 4 (NF_COMPLEX16)
1497 @item 5 (NF_COMPLEX32)
1498 @c "GDB source" really means @file{include/aout/stab_gnu.h}, but trying
1499 @c to put that here got an overfull hbox.
1500 These are for complex numbers.  A comment in the GDB source describes
1501 them as Fortran @code{complex}, @code{double complex}, and
1502 @code{complex*16}, respectively, but what does that mean?  (i.e., Single
1503 precision?  Double precision?).
1504
1505 @item 6 (NF_LDOUBLE)
1506 Long double.  This should probably only be used for Sun format
1507 @code{long double}, and new codes should be used for other floating
1508 point formats (@code{NF_DOUBLE} can be used if a @code{long double} is
1509 really just an IEEE double, of course).
1510 @end table
1511
1512 @var{bytes} is the number of bytes occupied by the type.  This allows a
1513 debugger to perform some operations with the type even if it doesn't
1514 understand @var{fp-type}.
1515
1516 @item g @var{type-information} ; @var{nbits}
1517 Documented by AIX to define a floating type, but their compiler actually
1518 uses negative type numbers (@pxref{Negative Type Numbers}).
1519
1520 @item c @var{type-information} ; @var{nbits}
1521 Documented by AIX to define a complex type, but their compiler actually
1522 uses negative type numbers (@pxref{Negative Type Numbers}).
1523 @end table
1524
1525 The C @code{void} type is defined as a signed integral type 0 bits long:
1526 @example
1527 .stabs "void:t19=bs0;0;0",128,0,0,0
1528 @end example
1529 The Solaris compiler seems to omit the trailing semicolon in this case.
1530 Getting sloppy in this way is not a swift move because if a type is
1531 embedded in a more complex expression it is necessary to be able to tell
1532 where it ends.
1533
1534 I'm not sure how a boolean type is represented.
1535
1536 @node Negative Type Numbers
1537 @subsection Negative Type Numbers
1538
1539 This is the method used in XCOFF for defining builtin types.
1540 Since the debugger knows about the builtin types anyway, the idea of
1541 negative type numbers is simply to give a special type number which
1542 indicates the builtin type.  There is no stab defining these types.
1543
1544 There are several subtle issues with negative type numbers.
1545
1546 One is the size of the type.  A builtin type (for example the C types
1547 @code{int} or @code{long}) might have different sizes depending on
1548 compiler options, the target architecture, the ABI, etc.  This issue
1549 doesn't come up for IBM tools since (so far) they just target the
1550 RS/6000; the sizes indicated below for each size are what the IBM
1551 RS/6000 tools use.  To deal with differing sizes, either define separate
1552 negative type numbers for each size (which works but requires changing
1553 the debugger, and, unless you get both AIX dbx and GDB to accept the
1554 change, introduces an incompatibility), or use a type attribute
1555 (@pxref{String Field}) to define a new type with the appropriate size
1556 (which merely requires a debugger which understands type attributes,
1557 like AIX dbx or GDB).  For example,
1558
1559 @example
1560 .stabs "boolean:t10=@@s8;-16",128,0,0,0
1561 @end example
1562
1563 defines an 8-bit boolean type, and
1564
1565 @example
1566 .stabs "boolean:t10=@@s64;-16",128,0,0,0
1567 @end example
1568
1569 defines a 64-bit boolean type.
1570
1571 A similar issue is the format of the type.  This comes up most often for
1572 floating-point types, which could have various formats (particularly
1573 extended doubles, which vary quite a bit even among IEEE systems).
1574 Again, it is best to define a new negative type number for each
1575 different format; changing the format based on the target system has
1576 various problems.  One such problem is that the Alpha has both VAX and
1577 IEEE floating types.  One can easily imagine one library using the VAX
1578 types and another library in the same executable using the IEEE types.
1579 Another example is that the interpretation of whether a boolean is true
1580 or false can be based on the least significant bit, most significant
1581 bit, whether it is zero, etc., and different compilers (or different
1582 options to the same compiler) might provide different kinds of boolean.
1583
1584 The last major issue is the names of the types.  The name of a given
1585 type depends @emph{only} on the negative type number given; these do not
1586 vary depending on the language, the target system, or anything else.
1587 One can always define separate type numbers---in the following list you
1588 will see for example separate @code{int} and @code{integer*4} types
1589 which are identical except for the name.  But compatibility can be
1590 maintained by not inventing new negative type numbers and instead just
1591 defining a new type with a new name.  For example:
1592
1593 @example
1594 .stabs "CARDINAL:t10=-8",128,0,0,0
1595 @end example
1596
1597 Here is the list of negative type numbers.  The phrase @dfn{integral
1598 type} is used to mean twos-complement (I strongly suspect that all
1599 machines which use stabs use twos-complement; most machines use
1600 twos-complement these days).
1601
1602 @table @code
1603 @item -1
1604 @code{int}, 32 bit signed integral type.
1605
1606 @item -2
1607 @code{char}, 8 bit type holding a character.   Both GDB and dbx on AIX
1608 treat this as signed.  GCC uses this type whether @code{char} is signed
1609 or not, which seems like a bad idea.  The AIX compiler (@code{xlc}) seems to
1610 avoid this type; it uses -5 instead for @code{char}.
1611
1612 @item -3
1613 @code{short}, 16 bit signed integral type.
1614
1615 @item -4
1616 @code{long}, 32 bit signed integral type.
1617
1618 @item -5
1619 @code{unsigned char}, 8 bit unsigned integral type.
1620
1621 @item -6
1622 @code{signed char}, 8 bit signed integral type.
1623
1624 @item -7
1625 @code{unsigned short}, 16 bit unsigned integral type.
1626
1627 @item -8
1628 @code{unsigned int}, 32 bit unsigned integral type.
1629
1630 @item -9
1631 @code{unsigned}, 32 bit unsigned integral type.
1632
1633 @item -10
1634 @code{unsigned long}, 32 bit unsigned integral type.
1635
1636 @item -11
1637 @code{void}, type indicating the lack of a value.
1638
1639 @item -12
1640 @code{float}, IEEE single precision.
1641
1642 @item -13
1643 @code{double}, IEEE double precision.
1644
1645 @item -14
1646 @code{long double}, IEEE double precision.  The compiler claims the size
1647 will increase in a future release, and for binary compatibility you have
1648 to avoid using @code{long double}.  I hope when they increase it they
1649 use a new negative type number.
1650
1651 @item -15
1652 @code{integer}.  32 bit signed integral type.
1653
1654 @item -16
1655 @code{boolean}.  32 bit type.  GDB and GCC assume that zero is false,
1656 one is true, and other values have unspecified meaning.  I hope this
1657 agrees with how the IBM tools use the type.
1658
1659 @item -17
1660 @code{short real}.  IEEE single precision.
1661
1662 @item -18
1663 @code{real}.  IEEE double precision.
1664
1665 @item -19
1666 @code{stringptr}.  @xref{Strings}.
1667
1668 @item -20
1669 @code{character}, 8 bit unsigned character type.
1670
1671 @item -21
1672 @code{logical*1}, 8 bit type.  This Fortran type has a split
1673 personality in that it is used for boolean variables, but can also be
1674 used for unsigned integers.  0 is false, 1 is true, and other values are
1675 non-boolean.
1676
1677 @item -22
1678 @code{logical*2}, 16 bit type.  This Fortran type has a split
1679 personality in that it is used for boolean variables, but can also be
1680 used for unsigned integers.  0 is false, 1 is true, and other values are
1681 non-boolean.
1682
1683 @item -23
1684 @code{logical*4}, 32 bit type.  This Fortran type has a split
1685 personality in that it is used for boolean variables, but can also be
1686 used for unsigned integers.  0 is false, 1 is true, and other values are
1687 non-boolean.
1688
1689 @item -24
1690 @code{logical}, 32 bit type.  This Fortran type has a split
1691 personality in that it is used for boolean variables, but can also be
1692 used for unsigned integers.  0 is false, 1 is true, and other values are
1693 non-boolean.
1694
1695 @item -25
1696 @code{complex}.  A complex type consisting of two IEEE single-precision
1697 floating point values.
1698
1699 @item -26
1700 @code{complex}.  A complex type consisting of two IEEE double-precision
1701 floating point values.
1702
1703 @item -27
1704 @code{integer*1}, 8 bit signed integral type.
1705
1706 @item -28
1707 @code{integer*2}, 16 bit signed integral type.
1708
1709 @item -29
1710 @code{integer*4}, 32 bit signed integral type.
1711
1712 @item -30
1713 @code{wchar}.  Wide character, 16 bits wide, unsigned (what format?
1714 Unicode?).
1715
1716 @item -31
1717 @code{long long}, 64 bit signed integral type.
1718
1719 @item -32
1720 @code{unsigned long long}, 64 bit unsigned integral type.
1721
1722 @item -33
1723 @code{logical*8}, 64 bit unsigned integral type.
1724
1725 @item -34
1726 @code{integer*8}, 64 bit signed integral type.
1727 @end table
1728
1729 @node Miscellaneous Types
1730 @section Miscellaneous Types
1731
1732 @table @code
1733 @item b @var{type-information} ; @var{bytes}
1734 Pascal space type.  This is documented by IBM; what does it mean?
1735
1736 This use of the @samp{b} type descriptor can be distinguished
1737 from its use for builtin integral types (@pxref{Builtin Type
1738 Descriptors}) because the character following the type descriptor is
1739 always a digit, @samp{(}, or @samp{-}.
1740
1741 @item B @var{type-information}
1742 A volatile-qualified version of @var{type-information}.  This is
1743 a Sun extension.  References and stores to a variable with a
1744 volatile-qualified type must not be optimized or cached; they
1745 must occur as the user specifies them.
1746
1747 @item d @var{type-information}
1748 File of type @var{type-information}.  As far as I know this is only used
1749 by Pascal.
1750
1751 @item k @var{type-information}
1752 A const-qualified version of @var{type-information}.  This is a Sun
1753 extension.  A variable with a const-qualified type cannot be modified.
1754
1755 @item M @var{type-information} ; @var{length}
1756 Multiple instance type.  The type seems to composed of @var{length}
1757 repetitions of @var{type-information}, for example @code{character*3} is
1758 represented by @samp{M-2;3}, where @samp{-2} is a reference to a
1759 character type (@pxref{Negative Type Numbers}).  I'm not sure how this
1760 differs from an array.  This appears to be a Fortran feature.
1761 @var{length} is a bound, like those in range types; see @ref{Subranges}.
1762
1763 @item S @var{type-information}
1764 Pascal set type.  @var{type-information} must be a small type such as an
1765 enumeration or a subrange, and the type is a bitmask whose length is
1766 specified by the number of elements in @var{type-information}.
1767
1768 In CHILL, if it is a bitstring instead of a set, also use the @samp{S}
1769 type attribute (@pxref{String Field}).
1770
1771 @item * @var{type-information}
1772 Pointer to @var{type-information}.
1773 @end table
1774
1775 @node Cross-References
1776 @section Cross-References to Other Types
1777
1778 A type can be used before it is defined; one common way to deal with
1779 that situation is just to use a type reference to a type which has not
1780 yet been defined.
1781
1782 Another way is with the @samp{x} type descriptor, which is followed by
1783 @samp{s} for a structure tag, @samp{u} for a union tag, or @samp{e} for
1784 a enumerator tag, followed by the name of the tag, followed by @samp{:}.
1785 If the name contains @samp{::} between a @samp{<} and @samp{>} pair (for
1786 C@t{++} templates), such a @samp{::} does not end the name---only a single
1787 @samp{:} ends the name; see @ref{Nested Symbols}.
1788
1789 For example, the following C declarations:
1790
1791 @example
1792 struct foo;
1793 struct foo *bar;
1794 @end example
1795
1796 @noindent
1797 produce:
1798
1799 @example
1800 .stabs "bar:G16=*17=xsfoo:",32,0,0,0
1801 @end example
1802
1803 Not all debuggers support the @samp{x} type descriptor, so on some
1804 machines GCC does not use it.  I believe that for the above example it
1805 would just emit a reference to type 17 and never define it, but I
1806 haven't verified that.
1807
1808 Modula-2 imported types, at least on AIX, use the @samp{i} type
1809 descriptor, which is followed by the name of the module from which the
1810 type is imported, followed by @samp{:}, followed by the name of the
1811 type.  There is then optionally a comma followed by type information for
1812 the type.  This differs from merely naming the type (@pxref{Typedefs}) in
1813 that it identifies the module; I don't understand whether the name of
1814 the type given here is always just the same as the name we are giving
1815 it, or whether this type descriptor is used with a nameless stab
1816 (@pxref{String Field}), or what.  The symbol ends with @samp{;}.
1817
1818 @node Subranges
1819 @section Subrange Types
1820
1821 The @samp{r} type descriptor defines a type as a subrange of another
1822 type.  It is followed by type information for the type of which it is a
1823 subrange, a semicolon, an integral lower bound, a semicolon, an
1824 integral upper bound, and a semicolon.  The AIX documentation does not
1825 specify the trailing semicolon, in an effort to specify array indexes
1826 more cleanly, but a subrange which is not an array index has always
1827 included a trailing semicolon (@pxref{Arrays}).
1828
1829 Instead of an integer, either bound can be one of the following:
1830
1831 @table @code
1832 @item A @var{offset}
1833 The bound is passed by reference on the stack at offset @var{offset}
1834 from the argument list.  @xref{Parameters}, for more information on such
1835 offsets.
1836
1837 @item T @var{offset}
1838 The bound is passed by value on the stack at offset @var{offset} from
1839 the argument list.
1840
1841 @item a @var{register-number}
1842 The bound is passed by reference in register number
1843 @var{register-number}.
1844
1845 @item t @var{register-number}
1846 The bound is passed by value in register number @var{register-number}.
1847
1848 @item J
1849 There is no bound.
1850 @end table
1851
1852 Subranges are also used for builtin types; see @ref{Traditional Builtin Types}.
1853
1854 @node Arrays
1855 @section Array Types
1856
1857 Arrays use the @samp{a} type descriptor.  Following the type descriptor
1858 is the type of the index and the type of the array elements.  If the
1859 index type is a range type, it ends in a semicolon; otherwise
1860 (for example, if it is a type reference), there does not
1861 appear to be any way to tell where the types are separated.  In an
1862 effort to clean up this mess, IBM documents the two types as being
1863 separated by a semicolon, and a range type as not ending in a semicolon
1864 (but this is not right for range types which are not array indexes,
1865 @pxref{Subranges}).  I think probably the best solution is to specify
1866 that a semicolon ends a range type, and that the index type and element
1867 type of an array are separated by a semicolon, but that if the index
1868 type is a range type, the extra semicolon can be omitted.  GDB (at least
1869 through version 4.9) doesn't support any kind of index type other than a
1870 range anyway; I'm not sure about dbx.
1871
1872 It is well established, and widely used, that the type of the index,
1873 unlike most types found in the stabs, is merely a type definition, not
1874 type information (@pxref{String Field}) (that is, it need not start with
1875 @samp{@var{type-number}=} if it is defining a new type).  According to a
1876 comment in GDB, this is also true of the type of the array elements; it
1877 gives @samp{ar1;1;10;ar1;1;10;4} as a legitimate way to express a two
1878 dimensional array.  According to AIX documentation, the element type
1879 must be type information.  GDB accepts either.
1880
1881 The type of the index is often a range type, expressed as the type
1882 descriptor @samp{r} and some parameters.  It defines the size of the
1883 array.  In the example below, the range @samp{r1;0;2;} defines an index
1884 type which is a subrange of type 1 (integer), with a lower bound of 0
1885 and an upper bound of 2.  This defines the valid range of subscripts of
1886 a three-element C array.
1887
1888 For example, the definition:
1889
1890 @example
1891 char char_vec[3] = @{'a','b','c'@};
1892 @end example
1893
1894 @noindent
1895 produces the output:
1896
1897 @example
1898 .stabs "char_vec:G19=ar1;0;2;2",32,0,0,0
1899      .global _char_vec
1900      .align 4
1901 _char_vec:
1902      .byte 97
1903      .byte 98
1904      .byte 99
1905 @end example
1906
1907 If an array is @dfn{packed}, the elements are spaced more
1908 closely than normal, saving memory at the expense of speed.  For
1909 example, an array of 3-byte objects might, if unpacked, have each
1910 element aligned on a 4-byte boundary, but if packed, have no padding.
1911 One way to specify that something is packed is with type attributes
1912 (@pxref{String Field}).  In the case of arrays, another is to use the
1913 @samp{P} type descriptor instead of @samp{a}.  Other than specifying a
1914 packed array, @samp{P} is identical to @samp{a}.
1915
1916 @c FIXME-what is it?  A pointer?
1917 An open array is represented by the @samp{A} type descriptor followed by
1918 type information specifying the type of the array elements.
1919
1920 @c FIXME: what is the format of this type?  A pointer to a vector of pointers?
1921 An N-dimensional dynamic array is represented by
1922
1923 @example
1924 D @var{dimensions} ; @var{type-information}
1925 @end example
1926
1927 @c Does dimensions really have this meaning?  The AIX documentation
1928 @c doesn't say.
1929 @var{dimensions} is the number of dimensions; @var{type-information}
1930 specifies the type of the array elements.
1931
1932 @c FIXME: what is the format of this type?  A pointer to some offsets in
1933 @c another array?
1934 A subarray of an N-dimensional array is represented by
1935
1936 @example
1937 E @var{dimensions} ; @var{type-information}
1938 @end example
1939
1940 @c Does dimensions really have this meaning?  The AIX documentation
1941 @c doesn't say.
1942 @var{dimensions} is the number of dimensions; @var{type-information}
1943 specifies the type of the array elements.
1944
1945 @node Strings
1946 @section Strings
1947
1948 Some languages, like C or the original Pascal, do not have string types,
1949 they just have related things like arrays of characters.  But most
1950 Pascals and various other languages have string types, which are
1951 indicated as follows:
1952
1953 @table @code
1954 @item n @var{type-information} ; @var{bytes}
1955 @var{bytes} is the maximum length.  I'm not sure what
1956 @var{type-information} is; I suspect that it means that this is a string
1957 of @var{type-information} (thus allowing a string of integers, a string
1958 of wide characters, etc., as well as a string of characters).  Not sure
1959 what the format of this type is.  This is an AIX feature.
1960
1961 @item z @var{type-information} ; @var{bytes}
1962 Just like @samp{n} except that this is a gstring, not an ordinary
1963 string.  I don't know the difference.
1964
1965 @item N
1966 Pascal Stringptr.  What is this?  This is an AIX feature.
1967 @end table
1968
1969 Languages, such as CHILL which have a string type which is basically
1970 just an array of characters use the @samp{S} type attribute
1971 (@pxref{String Field}).
1972
1973 @node Enumerations
1974 @section Enumerations
1975
1976 Enumerations are defined with the @samp{e} type descriptor.
1977
1978 @c FIXME: Where does this information properly go?  Perhaps it is
1979 @c redundant with something we already explain.
1980 The source line below declares an enumeration type at file scope.
1981 The type definition is located after the @code{N_RBRAC} that marks the end of
1982 the previous procedure's block scope, and before the @code{N_FUN} that marks
1983 the beginning of the next procedure's block scope.  Therefore it does not
1984 describe a block local symbol, but a file local one.
1985
1986 The source line:
1987
1988 @example
1989 enum e_places @{first,second=3,last@};
1990 @end example
1991
1992 @noindent
1993 generates the following stab:
1994
1995 @example
1996 .stabs "e_places:T22=efirst:0,second:3,last:4,;",128,0,0,0
1997 @end example
1998
1999 The symbol descriptor (@samp{T}) says that the stab describes a
2000 structure, enumeration, or union tag.  The type descriptor @samp{e},
2001 following the @samp{22=} of the type definition narrows it down to an
2002 enumeration type.  Following the @samp{e} is a list of the elements of
2003 the enumeration.  The format is @samp{@var{name}:@var{value},}.  The
2004 list of elements ends with @samp{;}.  The fact that @var{value} is
2005 specified as an integer can cause problems if the value is large.  GCC
2006 2.5.2 tries to output it in octal in that case with a leading zero,
2007 which is probably a good thing, although GDB 4.11 supports octal only in
2008 cases where decimal is perfectly good.  Negative decimal values are
2009 supported by both GDB and dbx.
2010
2011 There is no standard way to specify the size of an enumeration type; it
2012 is determined by the architecture (normally all enumerations types are
2013 32 bits).  Type attributes can be used to specify an enumeration type of
2014 another size for debuggers which support them; see @ref{String Field}.
2015
2016 Enumeration types are unusual in that they define symbols for the
2017 enumeration values (@code{first}, @code{second}, and @code{third} in the
2018 above example), and even though these symbols are visible in the file as
2019 a whole (rather than being in a more local namespace like structure
2020 member names), they are defined in the type definition for the
2021 enumeration type rather than each having their own symbol.  In order to
2022 be fast, GDB will only get symbols from such types (in its initial scan
2023 of the stabs) if the type is the first thing defined after a @samp{T} or
2024 @samp{t} symbol descriptor (the above example fulfills this
2025 requirement).  If the type does not have a name, the compiler should
2026 emit it in a nameless stab (@pxref{String Field}); GCC does this.
2027
2028 @node Structures
2029 @section Structures
2030
2031 The encoding of structures in stabs can be shown with an example.
2032
2033 The following source code declares a structure tag and defines an
2034 instance of the structure in global scope. Then a @code{typedef} equates the
2035 structure tag with a new type.  Separate stabs are generated for the
2036 structure tag, the structure @code{typedef}, and the structure instance.  The
2037 stabs for the tag and the @code{typedef} are emitted when the definitions are
2038 encountered.  Since the structure elements are not initialized, the
2039 stab and code for the structure variable itself is located at the end
2040 of the program in the bss section.
2041
2042 @example
2043 struct s_tag @{
2044   int   s_int;
2045   float s_float;
2046   char  s_char_vec[8];
2047   struct s_tag* s_next;
2048 @} g_an_s;
2049
2050 typedef struct s_tag s_typedef;
2051 @end example
2052
2053 The structure tag has an @code{N_LSYM} stab type because, like the
2054 enumeration, the symbol has file scope.  Like the enumeration, the
2055 symbol descriptor is @samp{T}, for enumeration, structure, or tag type.
2056 The type descriptor @samp{s} following the @samp{16=} of the type
2057 definition narrows the symbol type to structure.
2058
2059 Following the @samp{s} type descriptor is the number of bytes the
2060 structure occupies, followed by a description of each structure element.
2061 The structure element descriptions are of the form
2062 @samp{@var{name}:@var{type}, @var{bit offset from the start of the
2063 struct}, @var{number of bits in the element}}.
2064
2065 @c FIXME: phony line break.  Can probably be fixed by using an example
2066 @c with fewer fields.
2067 @example
2068 # @r{128 is N_LSYM}
2069 .stabs "s_tag:T16=s20s_int:1,0,32;s_float:12,32,32;
2070         s_char_vec:17=ar1;0;7;2,64,64;s_next:18=*16,128,32;;",128,0,0,0
2071 @end example
2072
2073 In this example, the first two structure elements are previously defined
2074 types.  For these, the type following the @samp{@var{name}:} part of the
2075 element description is a simple type reference.  The other two structure
2076 elements are new types.  In this case there is a type definition
2077 embedded after the @samp{@var{name}:}.  The type definition for the
2078 array element looks just like a type definition for a stand-alone array.
2079 The @code{s_next} field is a pointer to the same kind of structure that
2080 the field is an element of.  So the definition of structure type 16
2081 contains a type definition for an element which is a pointer to type 16.
2082
2083 If a field is a static member (this is a C@t{++} feature in which a single
2084 variable appears to be a field of every structure of a given type) it
2085 still starts out with the field name, a colon, and the type, but then
2086 instead of a comma, bit position, comma, and bit size, there is a colon
2087 followed by the name of the variable which each such field refers to.
2088
2089 If the structure has methods (a C@t{++} feature), they follow the non-method
2090 fields; see @ref{Cplusplus}.
2091
2092 @node Typedefs
2093 @section Giving a Type a Name
2094
2095 @findex N_LSYM, for types
2096 @findex C_DECL, for types
2097 To give a type a name, use the @samp{t} symbol descriptor.  The type
2098 is specified by the type information (@pxref{String Field}) for the stab.
2099 For example,
2100
2101 @example
2102 .stabs "s_typedef:t16",128,0,0,0     # @r{128 is N_LSYM}
2103 @end example
2104
2105 specifies that @code{s_typedef} refers to type number 16.  Such stabs
2106 have symbol type @code{N_LSYM} (or @code{C_DECL} for XCOFF).  (The Sun
2107 documentation mentions using @code{N_GSYM} in some cases).
2108
2109 If you are specifying the tag name for a structure, union, or
2110 enumeration, use the @samp{T} symbol descriptor instead.  I believe C is
2111 the only language with this feature.
2112
2113 If the type is an opaque type (I believe this is a Modula-2 feature),
2114 AIX provides a type descriptor to specify it.  The type descriptor is
2115 @samp{o} and is followed by a name.  I don't know what the name
2116 means---is it always the same as the name of the type, or is this type
2117 descriptor used with a nameless stab (@pxref{String Field})?  There
2118 optionally follows a comma followed by type information which defines
2119 the type of this type.  If omitted, a semicolon is used in place of the
2120 comma and the type information, and the type is much like a generic
2121 pointer type---it has a known size but little else about it is
2122 specified.
2123
2124 @node Unions
2125 @section Unions
2126
2127 @example
2128 union u_tag @{
2129   int  u_int;
2130   float u_float;
2131   char* u_char;
2132 @} an_u;
2133 @end example
2134
2135 This code generates a stab for a union tag and a stab for a union
2136 variable.  Both use the @code{N_LSYM} stab type.  If a union variable is
2137 scoped locally to the procedure in which it is defined, its stab is
2138 located immediately preceding the @code{N_LBRAC} for the procedure's block
2139 start.
2140
2141 The stab for the union tag, however, is located preceding the code for
2142 the procedure in which it is defined.  The stab type is @code{N_LSYM}.  This
2143 would seem to imply that the union type is file scope, like the struct
2144 type @code{s_tag}.  This is not true.  The contents and position of the stab
2145 for @code{u_type} do not convey any information about its procedure local
2146 scope.
2147
2148 @c FIXME: phony line break.  Can probably be fixed by using an example
2149 @c with fewer fields.
2150 @smallexample
2151 # @r{128 is N_LSYM}
2152 .stabs "u_tag:T23=u4u_int:1,0,32;u_float:12,0,32;u_char:21,0,32;;",
2153        128,0,0,0
2154 @end smallexample
2155
2156 The symbol descriptor @samp{T}, following the @samp{name:} means that
2157 the stab describes an enumeration, structure, or union tag.  The type
2158 descriptor @samp{u}, following the @samp{23=} of the type definition,
2159 narrows it down to a union type definition.  Following the @samp{u} is
2160 the number of bytes in the union.  After that is a list of union element
2161 descriptions.  Their format is @samp{@var{name}:@var{type}, @var{bit
2162 offset into the union}, @var{number of bytes for the element};}.
2163
2164 The stab for the union variable is:
2165
2166 @example
2167 .stabs "an_u:23",128,0,0,-20     # @r{128 is N_LSYM}
2168 @end example
2169
2170 @samp{-20} specifies where the variable is stored (@pxref{Stack
2171 Variables}).
2172
2173 @node Function Types
2174 @section Function Types
2175
2176 Various types can be defined for function variables.  These types are
2177 not used in defining functions (@pxref{Procedures}); they are used for
2178 things like pointers to functions.
2179
2180 The simple, traditional, type is type descriptor @samp{f} is followed by
2181 type information for the return type of the function, followed by a
2182 semicolon.
2183
2184 This does not deal with functions for which the number and types of the
2185 parameters are part of the type, as in Modula-2 or ANSI C.  AIX provides
2186 extensions to specify these, using the @samp{f}, @samp{F}, @samp{p}, and
2187 @samp{R} type descriptors.
2188
2189 First comes the type descriptor.  If it is @samp{f} or @samp{F}, this
2190 type involves a function rather than a procedure, and the type
2191 information for the return type of the function follows, followed by a
2192 comma.  Then comes the number of parameters to the function and a
2193 semicolon.  Then, for each parameter, there is the name of the parameter
2194 followed by a colon (this is only present for type descriptors @samp{R}
2195 and @samp{F} which represent Pascal function or procedure parameters),
2196 type information for the parameter, a comma, 0 if passed by reference or
2197 1 if passed by value, and a semicolon.  The type definition ends with a
2198 semicolon.
2199
2200 For example, this variable definition:
2201
2202 @example
2203 int (*g_pf)();
2204 @end example
2205
2206 @noindent
2207 generates the following code:
2208
2209 @example
2210 .stabs "g_pf:G24=*25=f1",32,0,0,0
2211     .common _g_pf,4,"bss"
2212 @end example
2213
2214 The variable defines a new type, 24, which is a pointer to another new
2215 type, 25, which is a function returning @code{int}.
2216
2217 @node Macro define and undefine
2218 @chapter Representation of #define and #undef
2219
2220 This section describes the stabs support for macro define and undefine
2221 information, supported on some systems.  (e.g., with @option{-g3}
2222 @option{-gstabs} when using GCC).
2223
2224 A @code{#define @var{macro-name} @var{macro-body}} is represented with
2225 an @code{N_MAC_DEFINE} stab with a string field of
2226 @code{@var{macro-name} @var{macro-body}}.
2227 @findex N_MAC_DEFINE
2228
2229 An @code{#undef @var{macro-name}} is represented with an
2230 @code{N_MAC_UNDEF} stabs with a string field of simply
2231 @code{@var{macro-name}}.
2232 @findex N_MAC_UNDEF
2233
2234 For both @code{N_MAC_DEFINE} and @code{N_MAC_UNDEF}, the desc field is
2235 the line number within the file where the corresponding @code{#define}
2236 or @code{#undef} occurred.
2237
2238 For example, the following C code:
2239
2240 @example
2241     #define NONE        42
2242     #define TWO(a, b)   (a + (a) + 2 * b)
2243     #define ONE(c)      (c + 19)
2244
2245     main(int argc, char *argv[])
2246     @{
2247       func(NONE, TWO(10, 11));
2248       func(NONE, ONE(23));
2249
2250     #undef ONE
2251     #define ONE(c)      (c + 23)
2252
2253       func(NONE, ONE(-23));
2254
2255       return (0);
2256     @}
2257
2258     int global;
2259
2260     func(int arg1, int arg2)
2261     @{
2262       global = arg1 + arg2;
2263     @}
2264 @end example
2265
2266 @noindent
2267 produces the following stabs (as well as many others):
2268
2269 @example
2270     .stabs      "NONE 42",54,0,1,0
2271     .stabs      "TWO(a,b) (a + (a) + 2 * b)",54,0,2,0
2272     .stabs      "ONE(c) (c + 19)",54,0,3,0
2273     .stabs      "ONE",58,0,10,0
2274     .stabs      "ONE(c) (c + 23)",54,0,11,0
2275 @end example
2276
2277 @noindent
2278 NOTE: In the above example, @code{54} is @code{N_MAC_DEFINE} and
2279 @code{58} is @code{N_MAC_UNDEF}.
2280
2281 @node Symbol Tables
2282 @chapter Symbol Information in Symbol Tables
2283
2284 This chapter describes the format of symbol table entries
2285 and how stab assembler directives map to them.  It also describes the
2286 transformations that the assembler and linker make on data from stabs.
2287
2288 @menu
2289 * Symbol Table Format::
2290 * Transformations On Symbol Tables::
2291 @end menu
2292
2293 @node Symbol Table Format
2294 @section Symbol Table Format
2295
2296 Each time the assembler encounters a stab directive, it puts
2297 each field of the stab into a corresponding field in a symbol table
2298 entry of its output file.  If the stab contains a string field, the
2299 symbol table entry for that stab points to a string table entry
2300 containing the string data from the stab.  Assembler labels become
2301 relocatable addresses.  Symbol table entries in a.out have the format:
2302
2303 @c FIXME: should refer to external, not internal.
2304 @example
2305 struct internal_nlist @{
2306   unsigned long n_strx;         /* index into string table of name */
2307   unsigned char n_type;         /* type of symbol */
2308   unsigned char n_other;        /* misc info (usually empty) */
2309   unsigned short n_desc;        /* description field */
2310   bfd_vma n_value;              /* value of symbol */
2311 @};
2312 @end example
2313
2314 If the stab has a string, the @code{n_strx} field holds the offset in
2315 bytes of the string within the string table.  The string is terminated
2316 by a NUL character.  If the stab lacks a string (for example, it was
2317 produced by a @code{.stabn} or @code{.stabd} directive), the
2318 @code{n_strx} field is zero.
2319
2320 Symbol table entries with @code{n_type} field values greater than 0x1f
2321 originated as stabs generated by the compiler (with one random
2322 exception).  The other entries were placed in the symbol table of the
2323 executable by the assembler or the linker.
2324
2325 @node Transformations On Symbol Tables
2326 @section Transformations on Symbol Tables
2327
2328 The linker concatenates object files and does fixups of externally
2329 defined symbols.
2330
2331 You can see the transformations made on stab data by the assembler and
2332 linker by examining the symbol table after each pass of the build.  To
2333 do this, use @samp{nm -ap}, which dumps the symbol table, including
2334 debugging information, unsorted.  For stab entries the columns are:
2335 @var{value}, @var{other}, @var{desc}, @var{type}, @var{string}.  For
2336 assembler and linker symbols, the columns are: @var{value}, @var{type},
2337 @var{string}.
2338
2339 The low 5 bits of the stab type tell the linker how to relocate the
2340 value of the stab.  Thus for stab types like @code{N_RSYM} and
2341 @code{N_LSYM}, where the value is an offset or a register number, the
2342 low 5 bits are @code{N_ABS}, which tells the linker not to relocate the
2343 value.
2344
2345 Where the value of a stab contains an assembly language label,
2346 it is transformed by each build step.  The assembler turns it into a
2347 relocatable address and the linker turns it into an absolute address.
2348
2349 @menu
2350 * Transformations On Static Variables::
2351 * Transformations On Global Variables::
2352 * Stab Section Transformations::           For some object file formats,
2353                                            things are a bit different.
2354 @end menu
2355
2356 @node Transformations On Static Variables
2357 @subsection Transformations on Static Variables
2358
2359 This source line defines a static variable at file scope:
2360
2361 @example
2362 static int s_g_repeat
2363 @end example
2364
2365 @noindent
2366 The following stab describes the symbol:
2367
2368 @example
2369 .stabs "s_g_repeat:S1",38,0,0,_s_g_repeat
2370 @end example
2371
2372 @noindent
2373 The assembler transforms the stab into this symbol table entry in the
2374 @file{.o} file.  The location is expressed as a data segment offset.
2375
2376 @example
2377 00000084 - 00 0000 STSYM s_g_repeat:S1
2378 @end example
2379
2380 @noindent
2381 In the symbol table entry from the executable, the linker has made the
2382 relocatable address absolute.
2383
2384 @example
2385 0000e00c - 00 0000 STSYM s_g_repeat:S1
2386 @end example
2387
2388 @node Transformations On Global Variables
2389 @subsection Transformations on Global Variables
2390
2391 Stabs for global variables do not contain location information. In
2392 this case, the debugger finds location information in the assembler or
2393 linker symbol table entry describing the variable.  The source line:
2394
2395 @example
2396 char g_foo = 'c';
2397 @end example
2398
2399 @noindent
2400 generates the stab:
2401
2402 @example
2403 .stabs "g_foo:G2",32,0,0,0
2404 @end example
2405
2406 The variable is represented by two symbol table entries in the object
2407 file (see below).  The first one originated as a stab.  The second one
2408 is an external symbol.  The upper case @samp{D} signifies that the
2409 @code{n_type} field of the symbol table contains 7, @code{N_DATA} with
2410 local linkage.  The stab's value is zero since the value is not used for
2411 @code{N_GSYM} stabs.  The value of the linker symbol is the relocatable
2412 address corresponding to the variable.
2413
2414 @example
2415 00000000 - 00 0000  GSYM g_foo:G2
2416 00000080 D _g_foo
2417 @end example
2418
2419 @noindent
2420 These entries as transformed by the linker.  The linker symbol table
2421 entry now holds an absolute address:
2422
2423 @example
2424 00000000 - 00 0000  GSYM g_foo:G2
2425 @dots{}
2426 0000e008 D _g_foo
2427 @end example
2428
2429 @node Stab Section Transformations
2430 @subsection Transformations of Stabs in separate sections
2431
2432 For object file formats using stabs in separate sections (@pxref{Stab
2433 Sections}), use @code{objdump --stabs} instead of @code{nm} to show the
2434 stabs in an object or executable file.  @code{objdump} is a GNU utility;
2435 Sun does not provide any equivalent.
2436
2437 The following example is for a stab whose value is an address is
2438 relative to the compilation unit (@pxref{ELF Linker Relocation}).  For
2439 example, if the source line
2440
2441 @example
2442 static int ld = 5;
2443 @end example
2444
2445 appears within a function, then the assembly language output from the
2446 compiler contains:
2447
2448 @example
2449 .Ddata.data:
2450 @dots{}
2451         .stabs "ld:V(0,3)",0x26,0,4,.L18-Ddata.data    # @r{0x26 is N_STSYM}
2452 @dots{}
2453 .L18:
2454         .align 4
2455         .word 0x5
2456 @end example
2457
2458 Because the value is formed by subtracting one symbol from another, the
2459 value is absolute, not relocatable, and so the object file contains
2460
2461 @example
2462 Symnum n_type n_othr n_desc n_value  n_strx String
2463 31     STSYM  0      4      00000004 680    ld:V(0,3)
2464 @end example
2465
2466 without any relocations, and the executable file also contains
2467
2468 @example
2469 Symnum n_type n_othr n_desc n_value  n_strx String
2470 31     STSYM  0      4      00000004 680    ld:V(0,3)
2471 @end example
2472
2473 @node Cplusplus
2474 @chapter GNU C@t{++} Stabs
2475
2476 @menu
2477 * Class Names::                 C++ class names are both tags and typedefs.
2478 * Nested Symbols::              C++ symbol names can be within other types.
2479 * Basic Cplusplus Types::
2480 * Simple Classes::
2481 * Class Instance::
2482 * Methods::                     Method definition
2483 * Method Type Descriptor::      The @samp{#} type descriptor
2484 * Member Type Descriptor::      The @samp{@@} type descriptor
2485 * Protections::
2486 * Method Modifiers::
2487 * Virtual Methods::
2488 * Inheritance::
2489 * Virtual Base Classes::
2490 * Static Members::
2491 @end menu
2492
2493 @node Class Names
2494 @section C@t{++} Class Names
2495
2496 In C@t{++}, a class name which is declared with @code{class}, @code{struct},
2497 or @code{union}, is not only a tag, as in C, but also a type name.  Thus
2498 there should be stabs with both @samp{t} and @samp{T} symbol descriptors
2499 (@pxref{Typedefs}).
2500
2501 To save space, there is a special abbreviation for this case.  If the
2502 @samp{T} symbol descriptor is followed by @samp{t}, then the stab
2503 defines both a type name and a tag.
2504
2505 For example, the C@t{++} code
2506
2507 @example
2508 struct foo @{int x;@};
2509 @end example
2510
2511 can be represented as either
2512
2513 @example
2514 .stabs "foo:T19=s4x:1,0,32;;",128,0,0,0       # @r{128 is N_LSYM}
2515 .stabs "foo:t19",128,0,0,0
2516 @end example
2517
2518 or
2519
2520 @example
2521 .stabs "foo:Tt19=s4x:1,0,32;;",128,0,0,0
2522 @end example
2523
2524 @node Nested Symbols
2525 @section Defining a Symbol Within Another Type
2526
2527 In C@t{++}, a symbol (such as a type name) can be defined within another type.
2528 @c FIXME: Needs example.
2529
2530 In stabs, this is sometimes represented by making the name of a symbol
2531 which contains @samp{::}.  Such a pair of colons does not end the name
2532 of the symbol, the way a single colon would (@pxref{String Field}).  I'm
2533 not sure how consistently used or well thought out this mechanism is.
2534 So that a pair of colons in this position always has this meaning,
2535 @samp{:} cannot be used as a symbol descriptor.
2536
2537 For example, if the string for a stab is @samp{foo::bar::baz:t5=*6},
2538 then @code{foo::bar::baz} is the name of the symbol, @samp{t} is the
2539 symbol descriptor, and @samp{5=*6} is the type information.
2540
2541 @node Basic Cplusplus Types
2542 @section Basic Types For C@t{++}
2543
2544 << the examples that follow are based on a01.C >>
2545
2546
2547 C@t{++} adds two more builtin types to the set defined for C.  These are
2548 the unknown type and the vtable record type.  The unknown type, type
2549 16, is defined in terms of itself like the void type.
2550
2551 The vtable record type, type 17, is defined as a structure type and
2552 then as a structure tag.  The structure has four fields: delta, index,
2553 pfn, and delta2.  pfn is the function pointer.
2554
2555 << In boilerplate $vtbl_ptr_type, what are the fields delta,
2556 index, and delta2 used for? >>
2557
2558 This basic type is present in all C@t{++} programs even if there are no
2559 virtual methods defined.
2560
2561 @display
2562 .stabs "struct_name:sym_desc(type)type_def(17)=type_desc(struct)struct_bytes(8)
2563         elem_name(delta):type_ref(short int),bit_offset(0),field_bits(16);
2564         elem_name(index):type_ref(short int),bit_offset(16),field_bits(16);
2565         elem_name(pfn):type_def(18)=type_desc(ptr to)type_ref(void),
2566                                     bit_offset(32),field_bits(32);
2567         elem_name(delta2):type_def(short int);bit_offset(32),field_bits(16);;"
2568         N_LSYM, NIL, NIL
2569 @end display
2570
2571 @smallexample
2572 .stabs "$vtbl_ptr_type:t17=s8
2573         delta:6,0,16;index:6,16,16;pfn:18=*15,32,32;delta2:6,32,16;;"
2574         ,128,0,0,0
2575 @end smallexample
2576
2577 @display
2578 .stabs "name:sym_dec(struct tag)type_ref($vtbl_ptr_type)",N_LSYM,NIL,NIL,NIL
2579 @end display
2580
2581 @example
2582 .stabs "$vtbl_ptr_type:T17",128,0,0,0
2583 @end example
2584
2585 @node Simple Classes
2586 @section Simple Class Definition
2587
2588 The stabs describing C@t{++} language features are an extension of the
2589 stabs describing C.  Stabs representing C@t{++} class types elaborate
2590 extensively on the stab format used to describe structure types in C.
2591 Stabs representing class type variables look just like stabs
2592 representing C language variables.
2593
2594 Consider the following very simple class definition.
2595
2596 @example
2597 class baseA @{
2598 public:
2599         int Adat;
2600         int Ameth(int in, char other);
2601 @};
2602 @end example
2603
2604 The class @code{baseA} is represented by two stabs.  The first stab describes
2605 the class as a structure type.  The second stab describes a structure
2606 tag of the class type.  Both stabs are of stab type @code{N_LSYM}.  Since the
2607 stab is not located between an @code{N_FUN} and an @code{N_LBRAC} stab this indicates
2608 that the class is defined at file scope.  If it were, then the @code{N_LSYM}
2609 would signify a local variable.
2610
2611 A stab describing a C@t{++} class type is similar in format to a stab
2612 describing a C struct, with each class member shown as a field in the
2613 structure.  The part of the struct format describing fields is
2614 expanded to include extra information relevant to C@t{++} class members.
2615 In addition, if the class has multiple base classes or virtual
2616 functions the struct format outside of the field parts is also
2617 augmented.
2618
2619 In this simple example the field part of the C@t{++} class stab
2620 representing member data looks just like the field part of a C struct
2621 stab.  The section on protections describes how its format is
2622 sometimes extended for member data.
2623
2624 The field part of a C@t{++} class stab representing a member function
2625 differs substantially from the field part of a C struct stab.  It
2626 still begins with @samp{name:} but then goes on to define a new type number
2627 for the member function, describe its return type, its argument types,
2628 its protection level, any qualifiers applied to the method definition,
2629 and whether the method is virtual or not.  If the method is virtual
2630 then the method description goes on to give the vtable index of the
2631 method, and the type number of the first base class defining the
2632 method.
2633
2634 When the field name is a method name it is followed by two colons rather
2635 than one.  This is followed by a new type definition for the method.
2636 This is a number followed by an equal sign and the type of the method.
2637 Normally this will be a type declared using the @samp{#} type
2638 descriptor; see @ref{Method Type Descriptor}; static member functions
2639 are declared using the @samp{f} type descriptor instead; see
2640 @ref{Function Types}.
2641
2642 The format of an overloaded operator method name differs from that of
2643 other methods.  It is @samp{op$::@var{operator-name}.} where
2644 @var{operator-name} is the operator name such as @samp{+} or @samp{+=}.
2645 The name ends with a period, and any characters except the period can
2646 occur in the @var{operator-name} string.
2647
2648 The next part of the method description represents the arguments to the
2649 method, preceded by a colon and ending with a semi-colon.  The types of
2650 the arguments are expressed in the same way argument types are expressed
2651 in C@t{++} name mangling.  In this example an @code{int} and a @code{char}
2652 map to @samp{ic}.
2653
2654 This is followed by a number, a letter, and an asterisk or period,
2655 followed by another semicolon.  The number indicates the protections
2656 that apply to the member function.  Here the 2 means public.  The
2657 letter encodes any qualifier applied to the method definition.  In
2658 this case, @samp{A} means that it is a normal function definition.  The dot
2659 shows that the method is not virtual.  The sections that follow
2660 elaborate further on these fields and describe the additional
2661 information present for virtual methods.
2662
2663
2664 @display
2665 .stabs "class_name:sym_desc(type)type_def(20)=type_desc(struct)struct_bytes(4)
2666         field_name(Adat):type(int),bit_offset(0),field_bits(32);
2667
2668         method_name(Ameth)::type_def(21)=type_desc(method)return_type(int);
2669         :arg_types(int char);
2670         protection(public)qualifier(normal)virtual(no);;"
2671         N_LSYM,NIL,NIL,NIL
2672 @end display
2673
2674 @smallexample
2675 .stabs "baseA:t20=s4Adat:1,0,32;Ameth::21=##1;:ic;2A.;;",128,0,0,0
2676
2677 .stabs "class_name:sym_desc(struct tag)",N_LSYM,NIL,NIL,NIL
2678
2679 .stabs "baseA:T20",128,0,0,0
2680 @end smallexample
2681
2682 @node Class Instance
2683 @section Class Instance
2684
2685 As shown above, describing even a simple C@t{++} class definition is
2686 accomplished by massively extending the stab format used in C to
2687 describe structure types.  However, once the class is defined, C stabs
2688 with no modifications can be used to describe class instances.  The
2689 following source:
2690
2691 @example
2692 main () @{
2693         baseA AbaseA;
2694 @}
2695 @end example
2696
2697 @noindent
2698 yields the following stab describing the class instance.  It looks no
2699 different from a standard C stab describing a local variable.
2700
2701 @display
2702 .stabs "name:type_ref(baseA)", N_LSYM, NIL, NIL, frame_ptr_offset
2703 @end display
2704
2705 @example
2706 .stabs "AbaseA:20",128,0,0,-20
2707 @end example
2708
2709 @node Methods
2710 @section Method Definition
2711
2712 The class definition shown above declares Ameth.  The C@t{++} source below
2713 defines Ameth:
2714
2715 @example
2716 int
2717 baseA::Ameth(int in, char other)
2718 @{
2719         return in;
2720 @};
2721 @end example
2722
2723
2724 This method definition yields three stabs following the code of the
2725 method.  One stab describes the method itself and following two describe
2726 its parameters.  Although there is only one formal argument all methods
2727 have an implicit argument which is the @code{this} pointer.  The @code{this}
2728 pointer is a pointer to the object on which the method was called.  Note
2729 that the method name is mangled to encode the class name and argument
2730 types.  Name mangling is described in the @sc{arm} (@cite{The Annotated
2731 C++ Reference Manual}, by Ellis and Stroustrup, @sc{isbn}
2732 0-201-51459-1); @file{gpcompare.texi} in Cygnus GCC distributions
2733 describes the differences between GNU mangling and @sc{arm}
2734 mangling.
2735 @c FIXME: Use @xref, especially if this is generally installed in the
2736 @c info tree.
2737 @c FIXME: This information should be in a net release, either of GCC or
2738 @c GDB.  But gpcompare.texi doesn't seem to be in the FSF GCC.
2739
2740 @example
2741 .stabs "name:symbol_descriptor(global function)return_type(int)",
2742         N_FUN, NIL, NIL, code_addr_of_method_start
2743
2744 .stabs "Ameth__5baseAic:F1",36,0,0,_Ameth__5baseAic
2745 @end example
2746
2747 Here is the stab for the @code{this} pointer implicit argument.  The
2748 name of the @code{this} pointer is always @code{this}.  Type 19, the
2749 @code{this} pointer is defined as a pointer to type 20, @code{baseA},
2750 but a stab defining @code{baseA} has not yet been emitted.  Since the
2751 compiler knows it will be emitted shortly, here it just outputs a cross
2752 reference to the undefined symbol, by prefixing the symbol name with
2753 @samp{xs}.
2754
2755 @example
2756 .stabs "name:sym_desc(register param)type_def(19)=
2757         type_desc(ptr to)type_ref(baseA)=
2758         type_desc(cross-reference to)baseA:",N_RSYM,NIL,NIL,register_number
2759
2760 .stabs "this:P19=*20=xsbaseA:",64,0,0,8
2761 @end example
2762
2763 The stab for the explicit integer argument looks just like a parameter
2764 to a C function.  The last field of the stab is the offset from the
2765 argument pointer, which in most systems is the same as the frame
2766 pointer.
2767
2768 @example
2769 .stabs "name:sym_desc(value parameter)type_ref(int)",
2770         N_PSYM,NIL,NIL,offset_from_arg_ptr
2771
2772 .stabs "in:p1",160,0,0,72
2773 @end example
2774
2775 << The examples that follow are based on A1.C >>
2776
2777 @node Method Type Descriptor
2778 @section The @samp{#} Type Descriptor
2779
2780 This is used to describe a class method.  This is a function which takes
2781 an extra argument as its first argument, for the @code{this} pointer.
2782
2783 If the @samp{#} is immediately followed by another @samp{#}, the second
2784 one will be followed by the return type and a semicolon.  The class and
2785 argument types are not specified, and must be determined by demangling
2786 the name of the method if it is available.
2787
2788 Otherwise, the single @samp{#} is followed by the class type, a comma,
2789 the return type, a comma, and zero or more parameter types separated by
2790 commas.  The list of arguments is terminated by a semicolon.  In the
2791 debugging output generated by gcc, a final argument type of @code{void}
2792 indicates a method which does not take a variable number of arguments.
2793 If the final argument type of @code{void} does not appear, the method
2794 was declared with an ellipsis.
2795
2796 Note that although such a type will normally be used to describe fields
2797 in structures, unions, or classes, for at least some versions of the
2798 compiler it can also be used in other contexts.
2799
2800 @node Member Type Descriptor
2801 @section The @samp{@@} Type Descriptor
2802
2803 The @samp{@@} type descriptor is used for a
2804 pointer-to-non-static-member-data type.  It is followed
2805 by type information for the class (or union), a comma, and type
2806 information for the member data.
2807
2808 The following C@t{++} source:
2809
2810 @smallexample
2811 typedef int A::*int_in_a;
2812 @end smallexample
2813
2814 generates the following stab:
2815
2816 @smallexample
2817 .stabs "int_in_a:t20=21=@@19,1",128,0,0,0
2818 @end smallexample
2819
2820 Note that there is a conflict between this and type attributes
2821 (@pxref{String Field}); both use type descriptor @samp{@@}.
2822 Fortunately, the @samp{@@} type descriptor used in this C@t{++} sense always
2823 will be followed by a digit, @samp{(}, or @samp{-}, and type attributes
2824 never start with those things.
2825
2826 @node Protections
2827 @section Protections
2828
2829 In the simple class definition shown above all member data and
2830 functions were publicly accessible.  The example that follows
2831 contrasts public, protected and privately accessible fields and shows
2832 how these protections are encoded in C@t{++} stabs.
2833
2834 If the character following the @samp{@var{field-name}:} part of the
2835 string is @samp{/}, then the next character is the visibility.  @samp{0}
2836 means private, @samp{1} means protected, and @samp{2} means public.
2837 Debuggers should ignore visibility characters they do not recognize, and
2838 assume a reasonable default (such as public) (GDB 4.11 does not, but
2839 this should be fixed in the next GDB release).  If no visibility is
2840 specified the field is public.  The visibility @samp{9} means that the
2841 field has been optimized out and is public (there is no way to specify
2842 an optimized out field with a private or protected visibility).
2843 Visibility @samp{9} is not supported by GDB 4.11; this should be fixed
2844 in the next GDB release.
2845
2846 The following C@t{++} source:
2847
2848 @example
2849 class vis @{
2850 private:
2851         int   priv;
2852 protected:
2853         char  prot;
2854 public:
2855         float pub;
2856 @};
2857 @end example
2858
2859 @noindent
2860 generates the following stab:
2861
2862 @example
2863 # @r{128 is N_LSYM}
2864 .stabs "vis:T19=s12priv:/01,0,32;prot:/12,32,8;pub:12,64,32;;",128,0,0,0
2865 @end example
2866
2867 @samp{vis:T19=s12} indicates that type number 19 is a 12 byte structure
2868 named @code{vis} The @code{priv} field has public visibility
2869 (@samp{/0}), type int (@samp{1}), and offset and size @samp{,0,32;}.
2870 The @code{prot} field has protected visibility (@samp{/1}), type char
2871 (@samp{2}) and offset and size @samp{,32,8;}.  The @code{pub} field has
2872 type float (@samp{12}), and offset and size @samp{,64,32;}.
2873
2874 Protections for member functions are signified by one digit embedded in
2875 the field part of the stab describing the method.  The digit is 0 if
2876 private, 1 if protected and 2 if public.  Consider the C@t{++} class
2877 definition below:
2878
2879 @example
2880 class all_methods @{
2881 private:
2882         int   priv_meth(int in)@{return in;@};
2883 protected:
2884         char  protMeth(char in)@{return in;@};
2885 public:
2886         float pubMeth(float in)@{return in;@};
2887 @};
2888 @end example
2889
2890 It generates the following stab.  The digit in question is to the left
2891 of an @samp{A} in each case.  Notice also that in this case two symbol
2892 descriptors apply to the class name struct tag and struct type.
2893
2894 @display
2895 .stabs "class_name:sym_desc(struct tag&type)type_def(21)=
2896         sym_desc(struct)struct_bytes(1)
2897         meth_name::type_def(22)=sym_desc(method)returning(int);
2898         :args(int);protection(private)modifier(normal)virtual(no);
2899         meth_name::type_def(23)=sym_desc(method)returning(char);
2900         :args(char);protection(protected)modifier(normal)virtual(no);
2901         meth_name::type_def(24)=sym_desc(method)returning(float);
2902         :args(float);protection(public)modifier(normal)virtual(no);;",
2903         N_LSYM,NIL,NIL,NIL
2904 @end display
2905
2906 @smallexample
2907 .stabs "all_methods:Tt21=s1priv_meth::22=##1;:i;0A.;protMeth::23=##2;:c;1A.;
2908         pubMeth::24=##12;:f;2A.;;",128,0,0,0
2909 @end smallexample
2910
2911 @node Method Modifiers
2912 @section Method Modifiers (@code{const}, @code{volatile}, @code{const volatile})
2913
2914 << based on a6.C >>
2915
2916 In the class example described above all the methods have the normal
2917 modifier.  This method modifier information is located just after the
2918 protection information for the method.  This field has four possible
2919 character values.  Normal methods use @samp{A}, const methods use
2920 @samp{B}, volatile methods use @samp{C}, and const volatile methods use
2921 @samp{D}.  Consider the class definition below:
2922
2923 @example
2924 class A @{
2925 public:
2926         int ConstMeth (int arg) const @{ return arg; @};
2927         char VolatileMeth (char arg) volatile @{ return arg; @};
2928         float ConstVolMeth (float arg) const volatile @{return arg; @};
2929 @};
2930 @end example
2931
2932 This class is described by the following stab:
2933
2934 @display
2935 .stabs "class(A):sym_desc(struct)type_def(20)=type_desc(struct)struct_bytes(1)
2936         meth_name(ConstMeth)::type_def(21)sym_desc(method)
2937         returning(int);:arg(int);protection(public)modifier(const)virtual(no);
2938         meth_name(VolatileMeth)::type_def(22)=sym_desc(method)
2939         returning(char);:arg(char);protection(public)modifier(volatile)virt(no)
2940         meth_name(ConstVolMeth)::type_def(23)=sym_desc(method)
2941         returning(float);:arg(float);protection(public)modifier(const volatile)
2942         virtual(no);;", @dots{}
2943 @end display
2944
2945 @example
2946 .stabs "A:T20=s1ConstMeth::21=##1;:i;2B.;VolatileMeth::22=##2;:c;2C.;
2947              ConstVolMeth::23=##12;:f;2D.;;",128,0,0,0
2948 @end example
2949
2950 @node Virtual Methods
2951 @section Virtual Methods
2952
2953 << The following examples are based on a4.C >>
2954
2955 The presence of virtual methods in a class definition adds additional
2956 data to the class description.  The extra data is appended to the
2957 description of the virtual method and to the end of the class
2958 description.  Consider the class definition below:
2959
2960 @example
2961 class A @{
2962 public:
2963         int Adat;
2964         virtual int A_virt (int arg) @{ return arg; @};
2965 @};
2966 @end example
2967
2968 This results in the stab below describing class A.  It defines a new
2969 type (20) which is an 8 byte structure.  The first field of the class
2970 struct is @samp{Adat}, an integer, starting at structure offset 0 and
2971 occupying 32 bits.
2972
2973 The second field in the class struct is not explicitly defined by the
2974 C@t{++} class definition but is implied by the fact that the class
2975 contains a virtual method.  This field is the vtable pointer.  The
2976 name of the vtable pointer field starts with @samp{$vf} and continues with a
2977 type reference to the class it is part of.  In this example the type
2978 reference for class A is 20 so the name of its vtable pointer field is
2979 @samp{$vf20}, followed by the usual colon.
2980
2981 Next there is a type definition for the vtable pointer type (21).
2982 This is in turn defined as a pointer to another new type (22).
2983
2984 Type 22 is the vtable itself, which is defined as an array, indexed by
2985 a range of integers between 0 and 1, and whose elements are of type
2986 17.  Type 17 was the vtable record type defined by the boilerplate C@t{++}
2987 type definitions, as shown earlier.
2988
2989 The bit offset of the vtable pointer field is 32.  The number of bits
2990 in the field are not specified when the field is a vtable pointer.
2991
2992 Next is the method definition for the virtual member function @code{A_virt}.
2993 Its description starts out using the same format as the non-virtual
2994 member functions described above, except instead of a dot after the
2995 @samp{A} there is an asterisk, indicating that the function is virtual.
2996 Since is is virtual some addition information is appended to the end
2997 of the method description.
2998
2999 The first number represents the vtable index of the method.  This is a
3000 32 bit unsigned number with the high bit set, followed by a
3001 semi-colon.
3002
3003 The second number is a type reference to the first base class in the
3004 inheritance hierarchy defining the virtual member function.  In this
3005 case the class stab describes a base class so the virtual function is
3006 not overriding any other definition of the method.  Therefore the
3007 reference is to the type number of the class that the stab is
3008 describing (20).
3009
3010 This is followed by three semi-colons.  One marks the end of the
3011 current sub-section, one marks the end of the method field, and the
3012 third marks the end of the struct definition.
3013
3014 For classes containing virtual functions the very last section of the
3015 string part of the stab holds a type reference to the first base
3016 class.  This is preceded by @samp{~%} and followed by a final semi-colon.
3017
3018 @display
3019 .stabs "class_name(A):type_def(20)=sym_desc(struct)struct_bytes(8)
3020         field_name(Adat):type_ref(int),bit_offset(0),field_bits(32);
3021         field_name(A virt func ptr):type_def(21)=type_desc(ptr to)type_def(22)=
3022         sym_desc(array)index_type_ref(range of int from 0 to 1);
3023         elem_type_ref(vtbl elem type),
3024         bit_offset(32);
3025         meth_name(A_virt)::typedef(23)=sym_desc(method)returning(int);
3026         :arg_type(int),protection(public)normal(yes)virtual(yes)
3027         vtable_index(1);class_first_defining(A);;;~%first_base(A);",
3028         N_LSYM,NIL,NIL,NIL
3029 @end display
3030
3031 @c FIXME: bogus line break.
3032 @example
3033 .stabs "A:t20=s8Adat:1,0,32;$vf20:21=*22=ar1;0;1;17,32;
3034         A_virt::23=##1;:i;2A*-2147483647;20;;;~%20;",128,0,0,0
3035 @end example
3036
3037 @node Inheritance
3038 @section Inheritance
3039
3040 Stabs describing C@t{++} derived classes include additional sections that
3041 describe the inheritance hierarchy of the class.  A derived class stab
3042 also encodes the number of base classes.  For each base class it tells
3043 if the base class is virtual or not, and if the inheritance is private
3044 or public.  It also gives the offset into the object of the portion of
3045 the object corresponding to each base class.
3046
3047 This additional information is embedded in the class stab following the
3048 number of bytes in the struct.  First the number of base classes
3049 appears bracketed by an exclamation point and a comma.
3050
3051 Then for each base type there repeats a series: a virtual character, a
3052 visibility character, a number, a comma, another number, and a
3053 semi-colon.
3054
3055 The virtual character is @samp{1} if the base class is virtual and
3056 @samp{0} if not.  The visibility character is @samp{2} if the derivation
3057 is public, @samp{1} if it is protected, and @samp{0} if it is private.
3058 Debuggers should ignore virtual or visibility characters they do not
3059 recognize, and assume a reasonable default (such as public and
3060 non-virtual) (GDB 4.11 does not, but this should be fixed in the next
3061 GDB release).
3062
3063 The number following the virtual and visibility characters is the offset
3064 from the start of the object to the part of the object pertaining to the
3065 base class.
3066
3067 After the comma, the second number is a type_descriptor for the base
3068 type.  Finally a semi-colon ends the series, which repeats for each
3069 base class.
3070
3071 The source below defines three base classes @code{A}, @code{B}, and
3072 @code{C} and the derived class @code{D}.
3073
3074
3075 @example
3076 class A @{
3077 public:
3078         int Adat;
3079         virtual int A_virt (int arg) @{ return arg; @};
3080 @};
3081
3082 class B @{
3083 public:
3084         int B_dat;
3085         virtual int B_virt (int arg) @{return arg; @};
3086 @};
3087
3088 class C @{
3089 public:
3090         int Cdat;
3091         virtual int C_virt (int arg) @{return arg; @};
3092 @};
3093
3094 class D : A, virtual B, public C @{
3095 public:
3096         int Ddat;
3097         virtual int A_virt (int arg ) @{ return arg+1; @};
3098         virtual int B_virt (int arg)  @{ return arg+2; @};
3099         virtual int C_virt (int arg)  @{ return arg+3; @};
3100         virtual int D_virt (int arg)  @{ return arg; @};
3101 @};
3102 @end example
3103
3104 Class stabs similar to the ones described earlier are generated for
3105 each base class.
3106
3107 @c FIXME!!! the linebreaks in the following example probably make the
3108 @c examples literally unusable, but I don't know any other way to get
3109 @c them on the page.
3110 @c One solution would be to put some of the type definitions into
3111 @c separate stabs, even if that's not exactly what the compiler actually
3112 @c emits.
3113 @smallexample
3114 .stabs "A:T20=s8Adat:1,0,32;$vf20:21=*22=ar1;0;1;17,32;
3115         A_virt::23=##1;:i;2A*-2147483647;20;;;~%20;",128,0,0,0
3116
3117 .stabs "B:Tt25=s8Bdat:1,0,32;$vf25:21,32;B_virt::26=##1;
3118         :i;2A*-2147483647;25;;;~%25;",128,0,0,0
3119
3120 .stabs "C:Tt28=s8Cdat:1,0,32;$vf28:21,32;C_virt::29=##1;
3121         :i;2A*-2147483647;28;;;~%28;",128,0,0,0
3122 @end smallexample
3123
3124 In the stab describing derived class @code{D} below, the information about
3125 the derivation of this class is encoded as follows.
3126
3127 @display
3128 .stabs "derived_class_name:symbol_descriptors(struct tag&type)=
3129         type_descriptor(struct)struct_bytes(32)!num_bases(3),
3130         base_virtual(no)inheritance_public(no)base_offset(0),
3131         base_class_type_ref(A);
3132         base_virtual(yes)inheritance_public(no)base_offset(NIL),
3133         base_class_type_ref(B);
3134         base_virtual(no)inheritance_public(yes)base_offset(64),
3135         base_class_type_ref(C); @dots{}
3136 @end display
3137
3138 @c FIXME! fake linebreaks.
3139 @smallexample
3140 .stabs "D:Tt31=s32!3,000,20;100,25;0264,28;$vb25:24,128;Ddat:
3141         1,160,32;A_virt::32=##1;:i;2A*-2147483647;20;;B_virt:
3142         :32:i;2A*-2147483647;25;;C_virt::32:i;2A*-2147483647;
3143         28;;D_virt::32:i;2A*-2147483646;31;;;~%20;",128,0,0,0
3144 @end smallexample
3145
3146 @node Virtual Base Classes
3147 @section Virtual Base Classes
3148
3149 A derived class object consists of a concatenation in memory of the data
3150 areas defined by each base class, starting with the leftmost and ending
3151 with the rightmost in the list of base classes.  The exception to this
3152 rule is for virtual inheritance.  In the example above, class @code{D}
3153 inherits virtually from base class @code{B}.  This means that an
3154 instance of a @code{D} object will not contain its own @code{B} part but
3155 merely a pointer to a @code{B} part, known as a virtual base pointer.
3156
3157 In a derived class stab, the base offset part of the derivation
3158 information, described above, shows how the base class parts are
3159 ordered.  The base offset for a virtual base class is always given as 0.
3160 Notice that the base offset for @code{B} is given as 0 even though
3161 @code{B} is not the first base class.  The first base class @code{A}
3162 starts at offset 0.
3163
3164 The field information part of the stab for class @code{D} describes the field
3165 which is the pointer to the virtual base class @code{B}. The vbase pointer
3166 name is @samp{$vb} followed by a type reference to the virtual base class.
3167 Since the type id for @code{B} in this example is 25, the vbase pointer name
3168 is @samp{$vb25}.
3169
3170 @c FIXME!! fake linebreaks below
3171 @smallexample
3172 .stabs "D:Tt31=s32!3,000,20;100,25;0264,28;$vb25:24,128;Ddat:1,
3173        160,32;A_virt::32=##1;:i;2A*-2147483647;20;;B_virt::32:i;
3174        2A*-2147483647;25;;C_virt::32:i;2A*-2147483647;28;;D_virt:
3175        :32:i;2A*-2147483646;31;;;~%20;",128,0,0,0
3176 @end smallexample
3177
3178 Following the name and a semicolon is a type reference describing the
3179 type of the virtual base class pointer, in this case 24.  Type 24 was
3180 defined earlier as the type of the @code{B} class @code{this} pointer.  The
3181 @code{this} pointer for a class is a pointer to the class type.
3182
3183 @example
3184 .stabs "this:P24=*25=xsB:",64,0,0,8
3185 @end example
3186
3187 Finally the field offset part of the vbase pointer field description
3188 shows that the vbase pointer is the first field in the @code{D} object,
3189 before any data fields defined by the class.  The layout of a @code{D}
3190 class object is a follows, @code{Adat} at 0, the vtable pointer for
3191 @code{A} at 32, @code{Cdat} at 64, the vtable pointer for C at 96, the
3192 virtual base pointer for @code{B} at 128, and @code{Ddat} at 160.
3193
3194
3195 @node Static Members
3196 @section Static Members
3197
3198 The data area for a class is a concatenation of the space used by the
3199 data members of the class.  If the class has virtual methods, a vtable
3200 pointer follows the class data.  The field offset part of each field
3201 description in the class stab shows this ordering.
3202
3203 << How is this reflected in stabs?  See Cygnus bug #677 for some info.  >>
3204
3205 @node Stab Types
3206 @appendix Table of Stab Types
3207
3208 The following are all the possible values for the stab type field, for
3209 a.out files, in numeric order.  This does not apply to XCOFF, but
3210 it does apply to stabs in sections (@pxref{Stab Sections}).  Stabs in
3211 ECOFF use these values but add 0x8f300 to distinguish them from non-stab
3212 symbols.
3213
3214 The symbolic names are defined in the file @file{include/aout/stabs.def}.
3215
3216 @menu
3217 * Non-Stab Symbol Types::       Types from 0 to 0x1f
3218 * Stab Symbol Types::           Types from 0x20 to 0xff
3219 @end menu
3220
3221 @node Non-Stab Symbol Types
3222 @appendixsec Non-Stab Symbol Types
3223
3224 The following types are used by the linker and assembler, not by stab
3225 directives.  Since this document does not attempt to describe aspects of
3226 object file format other than the debugging format, no details are
3227 given.
3228
3229 @c Try to get most of these to fit on a single line.
3230 @iftex
3231 @tableindent=1.5in
3232 @end iftex
3233
3234 @table @code
3235 @item 0x0     N_UNDF
3236 Undefined symbol
3237
3238 @item 0x2     N_ABS
3239 File scope absolute symbol
3240
3241 @item 0x3     N_ABS | N_EXT
3242 External absolute symbol
3243
3244 @item 0x4     N_TEXT
3245 File scope text symbol
3246
3247 @item 0x5     N_TEXT | N_EXT
3248 External text symbol
3249
3250 @item 0x6     N_DATA
3251 File scope data symbol
3252
3253 @item 0x7     N_DATA | N_EXT
3254 External data symbol
3255
3256 @item 0x8     N_BSS
3257 File scope BSS symbol
3258
3259 @item 0x9     N_BSS | N_EXT
3260 External BSS symbol
3261
3262 @item 0x0c    N_FN_SEQ
3263 Same as @code{N_FN}, for Sequent compilers
3264
3265 @item 0x0a    N_INDR
3266 Symbol is indirected to another symbol
3267
3268 @item 0x12    N_COMM
3269 Common---visible after shared library dynamic link
3270
3271 @item 0x14 N_SETA
3272 @itemx 0x15 N_SETA | N_EXT
3273 Absolute set element
3274
3275 @item 0x16 N_SETT
3276 @itemx 0x17 N_SETT | N_EXT
3277 Text segment set element
3278
3279 @item 0x18 N_SETD
3280 @itemx 0x19 N_SETD | N_EXT
3281 Data segment set element
3282
3283 @item 0x1a N_SETB
3284 @itemx 0x1b N_SETB | N_EXT
3285 BSS segment set element
3286
3287 @item 0x1c N_SETV
3288 @itemx 0x1d N_SETV | N_EXT
3289 Pointer to set vector
3290
3291 @item 0x1e N_WARNING
3292 Print a warning message during linking
3293
3294 @item 0x1f    N_FN
3295 File name of a @file{.o} file
3296 @end table
3297
3298 @node Stab Symbol Types
3299 @appendixsec Stab Symbol Types
3300
3301 The following symbol types indicate that this is a stab.  This is the
3302 full list of stab numbers, including stab types that are used in
3303 languages other than C.
3304
3305 @table @code
3306 @item 0x20     N_GSYM
3307 Global symbol; see @ref{Global Variables}.
3308
3309 @item 0x22     N_FNAME
3310 Function name (for BSD Fortran); see @ref{Procedures}.
3311
3312 @item 0x24     N_FUN
3313 Function name (@pxref{Procedures}) or text segment variable
3314 (@pxref{Statics}).
3315
3316 @item 0x26 N_STSYM
3317 Data segment file-scope variable; see @ref{Statics}.
3318
3319 @item 0x28 N_LCSYM
3320 BSS segment file-scope variable; see @ref{Statics}.
3321
3322 @item 0x2a N_MAIN
3323 Name of main routine; see @ref{Main Program}.
3324
3325 @item 0x2c N_ROSYM
3326 Variable in @code{.rodata} section; see @ref{Statics}.
3327
3328 @item 0x30     N_PC
3329 Global symbol (for Pascal); see @ref{N_PC}.
3330
3331 @item 0x32     N_NSYMS
3332 Number of symbols (according to Ultrix V4.0); see @ref{N_NSYMS}.
3333
3334 @item 0x34     N_NOMAP
3335 No DST map; see @ref{N_NOMAP}.
3336
3337 @item 0x36     N_MAC_DEFINE
3338 Name and body of a @code{#define}d macro; see @ref{Macro define and undefine}.
3339
3340 @c FIXME: describe this solaris feature in the body of the text (see
3341 @c comments in include/aout/stab.def).
3342 @item 0x38 N_OBJ
3343 Object file (Solaris2).
3344
3345 @item 0x3a     N_MAC_UNDEF
3346 Name of an @code{#undef}ed macro; see @ref{Macro define and undefine}.
3347
3348 @c See include/aout/stab.def for (a little) more info.
3349 @item 0x3c N_OPT
3350 Debugger options (Solaris2).
3351
3352 @item 0x40     N_RSYM
3353 Register variable; see @ref{Register Variables}.
3354
3355 @item 0x42     N_M2C
3356 Modula-2 compilation unit; see @ref{N_M2C}.
3357
3358 @item 0x44     N_SLINE
3359 Line number in text segment; see @ref{Line Numbers}.
3360
3361 @item 0x46     N_DSLINE
3362 Line number in data segment; see @ref{Line Numbers}.
3363
3364 @item 0x48     N_BSLINE
3365 Line number in bss segment; see @ref{Line Numbers}.
3366
3367 @item 0x48     N_BROWS
3368 Sun source code browser, path to @file{.cb} file; see @ref{N_BROWS}.
3369
3370 @item 0x4a     N_DEFD
3371 GNU Modula2 definition module dependency; see @ref{N_DEFD}.
3372
3373 @item 0x4c N_FLINE
3374 Function start/body/end line numbers (Solaris2).
3375
3376 @item 0x50     N_EHDECL
3377 GNU C@t{++} exception variable; see @ref{N_EHDECL}.
3378
3379 @item 0x50     N_MOD2
3380 Modula2 info "for imc" (according to Ultrix V4.0); see @ref{N_MOD2}.
3381
3382 @item 0x54     N_CATCH
3383 GNU C@t{++} @code{catch} clause; see @ref{N_CATCH}.
3384
3385 @item 0x60     N_SSYM
3386 Structure of union element; see @ref{N_SSYM}.
3387
3388 @item 0x62 N_ENDM
3389 Last stab for module (Solaris2).
3390
3391 @item 0x64     N_SO
3392 Path and name of source file; see @ref{Source Files}.
3393
3394 @item 0x80 N_LSYM
3395 Stack variable (@pxref{Stack Variables}) or type (@pxref{Typedefs}).
3396
3397 @item 0x82     N_BINCL
3398 Beginning of an include file (Sun only); see @ref{Include Files}.
3399
3400 @item 0x84     N_SOL
3401 Name of include file; see @ref{Include Files}.
3402
3403 @item 0xa0     N_PSYM
3404 Parameter variable; see @ref{Parameters}.
3405
3406 @item 0xa2     N_EINCL
3407 End of an include file; see @ref{Include Files}.
3408
3409 @item 0xa4     N_ENTRY
3410 Alternate entry point; see @ref{Alternate Entry Points}.
3411
3412 @item 0xc0     N_LBRAC
3413 Beginning of a lexical block; see @ref{Block Structure}.
3414
3415 @item 0xc2     N_EXCL
3416 Place holder for a deleted include file; see @ref{Include Files}.
3417
3418 @item 0xc4     N_SCOPE
3419 Modula2 scope information (Sun linker); see @ref{N_SCOPE}.
3420
3421 @item 0xe0     N_RBRAC
3422 End of a lexical block; see @ref{Block Structure}.
3423
3424 @item 0xe2     N_BCOMM
3425 Begin named common block; see @ref{Common Blocks}.
3426
3427 @item 0xe4     N_ECOMM
3428 End named common block; see @ref{Common Blocks}.
3429
3430 @item 0xe8     N_ECOML
3431 Member of a common block; see @ref{Common Blocks}.
3432
3433 @c FIXME: How does this really work?  Move it to main body of document.
3434 @item 0xea N_WITH
3435 Pascal @code{with} statement: type,,0,0,offset (Solaris2).
3436
3437 @item 0xf0     N_NBTEXT
3438 Gould non-base registers; see @ref{Gould}.
3439
3440 @item 0xf2     N_NBDATA
3441 Gould non-base registers; see @ref{Gould}.
3442
3443 @item 0xf4     N_NBBSS
3444 Gould non-base registers; see @ref{Gould}.
3445
3446 @item 0xf6     N_NBSTS
3447 Gould non-base registers; see @ref{Gould}.
3448
3449 @item 0xf8     N_NBLCS
3450 Gould non-base registers; see @ref{Gould}.
3451 @end table
3452
3453 @c Restore the default table indent
3454 @iftex
3455 @tableindent=.8in
3456 @end iftex
3457
3458 @node Symbol Descriptors
3459 @appendix Table of Symbol Descriptors
3460
3461 The symbol descriptor is the character which follows the colon in many
3462 stabs, and which tells what kind of stab it is.  @xref{String Field},
3463 for more information about their use.
3464
3465 @c Please keep this alphabetical
3466 @table @code
3467 @c In TeX, this looks great, digit is in italics.  But makeinfo insists
3468 @c on putting it in `', not realizing that @var should override @code.
3469 @c I don't know of any way to make makeinfo do the right thing.  Seems
3470 @c like a makeinfo bug to me.
3471 @item @var{digit}
3472 @itemx (
3473 @itemx -
3474 Variable on the stack; see @ref{Stack Variables}.
3475
3476 @item :
3477 C@t{++} nested symbol; see @xref{Nested Symbols}.
3478
3479 @item a
3480 Parameter passed by reference in register; see @ref{Reference Parameters}.
3481
3482 @item b
3483 Based variable; see @ref{Based Variables}.
3484
3485 @item c
3486 Constant; see @ref{Constants}.
3487
3488 @item C
3489 Conformant array bound (Pascal, maybe other languages); @ref{Conformant
3490 Arrays}.  Name of a caught exception (GNU C@t{++}).  These can be
3491 distinguished because the latter uses @code{N_CATCH} and the former uses
3492 another symbol type.
3493
3494 @item d
3495 Floating point register variable; see @ref{Register Variables}.
3496
3497 @item D
3498 Parameter in floating point register; see @ref{Register Parameters}.
3499
3500 @item f
3501 File scope function; see @ref{Procedures}.
3502
3503 @item F
3504 Global function; see @ref{Procedures}.
3505
3506 @item G
3507 Global variable; see @ref{Global Variables}.
3508
3509 @item i
3510 @xref{Register Parameters}.
3511
3512 @item I
3513 Internal (nested) procedure; see @ref{Nested Procedures}.
3514
3515 @item J
3516 Internal (nested) function; see @ref{Nested Procedures}.
3517
3518 @item L
3519 Label name (documented by AIX, no further information known).
3520
3521 @item m
3522 Module; see @ref{Procedures}.
3523
3524 @item p
3525 Argument list parameter; see @ref{Parameters}.
3526
3527 @item pP
3528 @xref{Parameters}.
3529
3530 @item pF
3531 Fortran Function parameter; see @ref{Parameters}.
3532
3533 @item P
3534 Unfortunately, three separate meanings have been independently invented
3535 for this symbol descriptor.  At least the GNU and Sun uses can be
3536 distinguished by the symbol type.  Global Procedure (AIX) (symbol type
3537 used unknown); see @ref{Procedures}.  Register parameter (GNU) (symbol
3538 type @code{N_PSYM}); see @ref{Parameters}.  Prototype of function
3539 referenced by this file (Sun @code{acc}) (symbol type @code{N_FUN}).
3540
3541 @item Q
3542 Static Procedure; see @ref{Procedures}.
3543
3544 @item R
3545 Register parameter; see @ref{Register Parameters}.
3546
3547 @item r
3548 Register variable; see @ref{Register Variables}.
3549
3550 @item S
3551 File scope variable; see @ref{Statics}.
3552
3553 @item s
3554 Local variable (OS9000).
3555
3556 @item t
3557 Type name; see @ref{Typedefs}.
3558
3559 @item T
3560 Enumeration, structure, or union tag; see @ref{Typedefs}.
3561
3562 @item v
3563 Parameter passed by reference; see @ref{Reference Parameters}.
3564
3565 @item V
3566 Procedure scope static variable; see @ref{Statics}.
3567
3568 @item x
3569 Conformant array; see @ref{Conformant Arrays}.
3570
3571 @item X
3572 Function return variable; see @ref{Parameters}.
3573 @end table
3574
3575 @node Type Descriptors
3576 @appendix Table of Type Descriptors
3577
3578 The type descriptor is the character which follows the type number and
3579 an equals sign.  It specifies what kind of type is being defined.
3580 @xref{String Field}, for more information about their use.
3581
3582 @table @code
3583 @item @var{digit}
3584 @itemx (
3585 Type reference; see @ref{String Field}.
3586
3587 @item -
3588 Reference to builtin type; see @ref{Negative Type Numbers}.
3589
3590 @item #
3591 Method (C@t{++}); see @ref{Method Type Descriptor}.
3592
3593 @item *
3594 Pointer; see @ref{Miscellaneous Types}.
3595
3596 @item &
3597 Reference (C@t{++}).
3598
3599 @item @@
3600 Type Attributes (AIX); see @ref{String Field}.  Member (class and variable)
3601 type (GNU C@t{++}); see @ref{Member Type Descriptor}.
3602
3603 @item a
3604 Array; see @ref{Arrays}.
3605
3606 @item A
3607 Open array; see @ref{Arrays}.
3608
3609 @item b
3610 Pascal space type (AIX); see @ref{Miscellaneous Types}.  Builtin integer
3611 type (Sun); see @ref{Builtin Type Descriptors}.  Const and volatile
3612 qualified type (OS9000).
3613
3614 @item B
3615 Volatile-qualified type; see @ref{Miscellaneous Types}.
3616
3617 @item c
3618 Complex builtin type (AIX); see @ref{Builtin Type Descriptors}.
3619 Const-qualified type (OS9000).
3620
3621 @item C
3622 COBOL Picture type.  See AIX documentation for details.
3623
3624 @item d
3625 File type; see @ref{Miscellaneous Types}.
3626
3627 @item D
3628 N-dimensional dynamic array; see @ref{Arrays}.
3629
3630 @item e
3631 Enumeration type; see @ref{Enumerations}.
3632
3633 @item E
3634 N-dimensional subarray; see @ref{Arrays}.
3635
3636 @item f
3637 Function type; see @ref{Function Types}.
3638
3639 @item F
3640 Pascal function parameter; see @ref{Function Types}
3641
3642 @item g
3643 Builtin floating point type; see @ref{Builtin Type Descriptors}.
3644
3645 @item G
3646 COBOL Group.  See AIX documentation for details.
3647
3648 @item i
3649 Imported type (AIX); see @ref{Cross-References}.  Volatile-qualified
3650 type (OS9000).
3651
3652 @item k
3653 Const-qualified type; see @ref{Miscellaneous Types}.
3654
3655 @item K
3656 COBOL File Descriptor.  See AIX documentation for details.
3657
3658 @item M
3659 Multiple instance type; see @ref{Miscellaneous Types}.
3660
3661 @item n
3662 String type; see @ref{Strings}.
3663
3664 @item N
3665 Stringptr; see @ref{Strings}.
3666
3667 @item o
3668 Opaque type; see @ref{Typedefs}.
3669
3670 @item p
3671 Procedure; see @ref{Function Types}.
3672
3673 @item P
3674 Packed array; see @ref{Arrays}.
3675
3676 @item r
3677 Range type; see @ref{Subranges}.
3678
3679 @item R
3680 Builtin floating type; see @ref{Builtin Type Descriptors} (Sun).  Pascal
3681 subroutine parameter; see @ref{Function Types} (AIX).  Detecting this
3682 conflict is possible with careful parsing (hint: a Pascal subroutine
3683 parameter type will always contain a comma, and a builtin type
3684 descriptor never will).
3685
3686 @item s
3687 Structure type; see @ref{Structures}.
3688
3689 @item S
3690 Set type; see @ref{Miscellaneous Types}.
3691
3692 @item u
3693 Union; see @ref{Unions}.
3694
3695 @item v
3696 Variant record.  This is a Pascal and Modula-2 feature which is like a
3697 union within a struct in C.  See AIX documentation for details.
3698
3699 @item w
3700 Wide character; see @ref{Builtin Type Descriptors}.
3701
3702 @item x
3703 Cross-reference; see @ref{Cross-References}.
3704
3705 @item Y
3706 Used by IBM's xlC C@t{++} compiler (for structures, I think).
3707
3708 @item z
3709 gstring; see @ref{Strings}.
3710 @end table
3711
3712 @node Expanded Reference
3713 @appendix Expanded Reference by Stab Type
3714
3715 @c FIXME: This appendix should go away; see N_PSYM or N_SO for an example.
3716
3717 For a full list of stab types, and cross-references to where they are
3718 described, see @ref{Stab Types}.  This appendix just covers certain
3719 stabs which are not yet described in the main body of this document;
3720 eventually the information will all be in one place.
3721
3722 Format of an entry:
3723
3724 The first line is the symbol type (see @file{include/aout/stab.def}).
3725
3726 The second line describes the language constructs the symbol type
3727 represents.
3728
3729 The third line is the stab format with the significant stab fields
3730 named and the rest NIL.
3731
3732 Subsequent lines expand upon the meaning and possible values for each
3733 significant stab field.
3734
3735 Finally, any further information.
3736
3737 @menu
3738 * N_PC::                        Pascal global symbol
3739 * N_NSYMS::                     Number of symbols
3740 * N_NOMAP::                     No DST map
3741 * N_M2C::                       Modula-2 compilation unit
3742 * N_BROWS::                     Path to .cb file for Sun source code browser
3743 * N_DEFD::                      GNU Modula2 definition module dependency
3744 * N_EHDECL::                    GNU C++ exception variable
3745 * N_MOD2::                      Modula2 information "for imc"
3746 * N_CATCH::                     GNU C++ "catch" clause
3747 * N_SSYM::                      Structure or union element
3748 * N_SCOPE::                     Modula2 scope information (Sun only)
3749 * Gould::                       non-base register symbols used on Gould systems
3750 * N_LENG::                      Length of preceding entry
3751 @end menu
3752
3753 @node N_PC
3754 @section N_PC
3755
3756 @deffn @code{.stabs} N_PC
3757 @findex N_PC
3758 Global symbol (for Pascal).
3759
3760 @example
3761 "name" -> "symbol_name"  <<?>>
3762 value  -> supposedly the line number (stab.def is skeptical)
3763 @end example
3764
3765 @display
3766 @file{stabdump.c} says:
3767
3768 global pascal symbol: name,,0,subtype,line
3769 << subtype? >>
3770 @end display
3771 @end deffn
3772
3773 @node N_NSYMS
3774 @section N_NSYMS
3775
3776 @deffn @code{.stabn} N_NSYMS
3777 @findex N_NSYMS
3778 Number of symbols (according to Ultrix V4.0).
3779
3780 @display
3781         0, files,,funcs,lines (stab.def)
3782 @end display
3783 @end deffn
3784
3785 @node N_NOMAP
3786 @section N_NOMAP
3787
3788 @deffn @code{.stabs} N_NOMAP
3789 @findex N_NOMAP
3790 No DST map for symbol (according to Ultrix V4.0).  I think this means a
3791 variable has been optimized out.
3792
3793 @display
3794         name, ,0,type,ignored (stab.def)
3795 @end display
3796 @end deffn
3797
3798 @node N_M2C
3799 @section N_M2C
3800
3801 @deffn @code{.stabs} N_M2C
3802 @findex N_M2C
3803 Modula-2 compilation unit.
3804
3805 @example
3806 "string" -> "unit_name,unit_time_stamp[,code_time_stamp]"
3807 desc   -> unit_number
3808 value  -> 0 (main unit)
3809           1 (any other unit)
3810 @end example
3811
3812 See @cite{Dbx and Dbxtool Interfaces}, 2nd edition, by Sun, 1988, for
3813 more information.
3814
3815 @end deffn
3816
3817 @node N_BROWS
3818 @section N_BROWS
3819
3820 @deffn @code{.stabs} N_BROWS
3821 @findex N_BROWS
3822 Sun source code browser, path to @file{.cb} file
3823
3824 <<?>>
3825 "path to associated @file{.cb} file"
3826
3827 Note: N_BROWS has the same value as N_BSLINE.
3828 @end deffn
3829
3830 @node N_DEFD
3831 @section N_DEFD
3832
3833 @deffn @code{.stabn} N_DEFD
3834 @findex N_DEFD
3835 GNU Modula2 definition module dependency.
3836
3837 GNU Modula-2 definition module dependency.  The value is the
3838 modification time of the definition file.  The other field is non-zero
3839 if it is imported with the GNU M2 keyword @code{%INITIALIZE}.  Perhaps
3840 @code{N_M2C} can be used if there are enough empty fields?
3841 @end deffn
3842
3843 @node N_EHDECL
3844 @section N_EHDECL
3845
3846 @deffn @code{.stabs} N_EHDECL
3847 @findex N_EHDECL
3848 GNU C@t{++} exception variable <<?>>.
3849
3850 "@var{string} is variable name"
3851
3852 Note: conflicts with @code{N_MOD2}.
3853 @end deffn
3854
3855 @node N_MOD2
3856 @section N_MOD2
3857
3858 @deffn @code{.stab?} N_MOD2
3859 @findex N_MOD2
3860 Modula2 info "for imc" (according to Ultrix V4.0)
3861
3862 Note: conflicts with @code{N_EHDECL}  <<?>>
3863 @end deffn
3864
3865 @node N_CATCH
3866 @section N_CATCH
3867
3868 @deffn @code{.stabn} N_CATCH
3869 @findex N_CATCH
3870 GNU C@t{++} @code{catch} clause
3871
3872 GNU C@t{++} @code{catch} clause.  The value is its address.  The desc field
3873 is nonzero if this entry is immediately followed by a @code{CAUGHT} stab
3874 saying what exception was caught.  Multiple @code{CAUGHT} stabs means
3875 that multiple exceptions can be caught here.  If desc is 0, it means all
3876 exceptions are caught here.
3877 @end deffn
3878
3879 @node N_SSYM
3880 @section N_SSYM
3881
3882 @deffn @code{.stabn} N_SSYM
3883 @findex N_SSYM
3884 Structure or union element.
3885
3886 The value is the offset in the structure.
3887
3888 <<?looking at structs and unions in C I didn't see these>>
3889 @end deffn
3890
3891 @node N_SCOPE
3892 @section N_SCOPE
3893
3894 @deffn @code{.stab?} N_SCOPE
3895 @findex N_SCOPE
3896 Modula2 scope information (Sun linker)
3897 <<?>>
3898 @end deffn
3899
3900 @node Gould
3901 @section Non-base registers on Gould systems
3902
3903 @deffn @code{.stab?} N_NBTEXT
3904 @deffnx @code{.stab?} N_NBDATA
3905 @deffnx @code{.stab?} N_NBBSS
3906 @deffnx @code{.stab?} N_NBSTS
3907 @deffnx @code{.stab?} N_NBLCS
3908 @findex N_NBTEXT
3909 @findex N_NBDATA
3910 @findex N_NBBSS
3911 @findex N_NBSTS
3912 @findex N_NBLCS
3913 These are used on Gould systems for non-base registers syms.
3914
3915 However, the following values are not the values used by Gould; they are
3916 the values which GNU has been documenting for these values for a long
3917 time, without actually checking what Gould uses.  I include these values
3918 only because perhaps some someone actually did something with the GNU
3919 information (I hope not, why GNU knowingly assigned wrong values to
3920 these in the header file is a complete mystery to me).
3921
3922 @example
3923 240    0xf0     N_NBTEXT  ??
3924 242    0xf2     N_NBDATA  ??
3925 244    0xf4     N_NBBSS   ??
3926 246    0xf6     N_NBSTS   ??
3927 248    0xf8     N_NBLCS   ??
3928 @end example
3929 @end deffn
3930
3931 @node N_LENG
3932 @section N_LENG
3933
3934 @deffn @code{.stabn} N_LENG
3935 @findex N_LENG
3936 Second symbol entry containing a length-value for the preceding entry.
3937 The value is the length.
3938 @end deffn
3939
3940 @node Questions
3941 @appendix Questions and Anomalies
3942
3943 @itemize @bullet
3944 @item
3945 @c I think this is changed in GCC 2.4.5 to put the line number there.
3946 For GNU C stabs defining local and global variables (@code{N_LSYM} and
3947 @code{N_GSYM}), the desc field is supposed to contain the source
3948 line number on which the variable is defined.  In reality the desc
3949 field is always 0.  (This behavior is defined in @file{dbxout.c} and
3950 putting a line number in desc is controlled by @samp{#ifdef
3951 WINNING_GDB}, which defaults to false). GDB supposedly uses this
3952 information if you say @samp{list @var{var}}.  In reality, @var{var} can
3953 be a variable defined in the program and GDB says @samp{function
3954 @var{var} not defined}.
3955
3956 @item
3957 In GNU C stabs, there seems to be no way to differentiate tag types:
3958 structures, unions, and enums (symbol descriptor @samp{T}) and typedefs
3959 (symbol descriptor @samp{t}) defined at file scope from types defined locally
3960 to a procedure or other more local scope.  They all use the @code{N_LSYM}
3961 stab type.  Types defined at procedure scope are emitted after the
3962 @code{N_RBRAC} of the preceding function and before the code of the
3963 procedure in which they are defined.  This is exactly the same as
3964 types defined in the source file between the two procedure bodies.
3965 GDB over-compensates by placing all types in block #1, the block for
3966 symbols of file scope.  This is true for default, @samp{-ansi} and
3967 @samp{-traditional} compiler options. (Bugs gcc/1063, gdb/1066.)
3968
3969 @item
3970 What ends the procedure scope?  Is it the proc block's @code{N_RBRAC} or the
3971 next @code{N_FUN}?  (I believe its the first.)
3972 @end itemize
3973
3974 @node Stab Sections
3975 @appendix Using Stabs in Their Own Sections
3976
3977 Many object file formats allow tools to create object files with custom
3978 sections containing any arbitrary data.  For any such object file
3979 format, stabs can be embedded in special sections.  This is how stabs
3980 are used with ELF and SOM, and aside from ECOFF and XCOFF, is how stabs
3981 are used with COFF.
3982
3983 @menu
3984 * Stab Section Basics::    How to embed stabs in sections
3985 * ELF Linker Relocation::  Sun ELF hacks
3986 @end menu
3987
3988 @node Stab Section Basics
3989 @appendixsec How to Embed Stabs in Sections
3990
3991 The assembler creates two custom sections, a section named @code{.stab}
3992 which contains an array of fixed length structures, one struct per stab,
3993 and a section named @code{.stabstr} containing all the variable length
3994 strings that are referenced by stabs in the @code{.stab} section.  The
3995 byte order of the stabs binary data depends on the object file format.
3996 For ELF, it matches the byte order of the ELF file itself, as determined
3997 from the @code{EI_DATA} field in the @code{e_ident} member of the ELF
3998 header.  For SOM, it is always big-endian (is this true??? FIXME).  For
3999 COFF, it matches the byte order of the COFF headers.  The meaning of the
4000 fields is the same as for a.out (@pxref{Symbol Table Format}), except
4001 that the @code{n_strx} field is relative to the strings for the current
4002 compilation unit (which can be found using the synthetic N_UNDF stab
4003 described below), rather than the entire string table.
4004
4005 The first stab in the @code{.stab} section for each compilation unit is
4006 synthetic, generated entirely by the assembler, with no corresponding
4007 @code{.stab} directive as input to the assembler.  This stab contains
4008 the following fields:
4009
4010 @table @code
4011 @item n_strx
4012 Offset in the @code{.stabstr} section to the source filename.
4013
4014 @item n_type
4015 @code{N_UNDF}.
4016
4017 @item n_other
4018 Unused field, always zero.
4019 This may eventually be used to hold overflows from the count in
4020 the @code{n_desc} field.
4021
4022 @item n_desc
4023 Count of upcoming symbols, i.e., the number of remaining stabs for this
4024 source file.
4025
4026 @item n_value
4027 Size of the string table fragment associated with this source file, in
4028 bytes.
4029 @end table
4030
4031 The @code{.stabstr} section always starts with a null byte (so that string
4032 offsets of zero reference a null string), followed by random length strings,
4033 each of which is null byte terminated.
4034
4035 The ELF section header for the @code{.stab} section has its
4036 @code{sh_link} member set to the section number of the @code{.stabstr}
4037 section, and the @code{.stabstr} section has its ELF section
4038 header @code{sh_type} member set to @code{SHT_STRTAB} to mark it as a
4039 string table.  SOM and COFF have no way of linking the sections together
4040 or marking them as string tables.
4041
4042 For COFF, the @code{.stab} and @code{.stabstr} sections may be simply
4043 concatenated by the linker.  GDB then uses the @code{n_desc} fields to
4044 figure out the extent of the original sections.  Similarly, the
4045 @code{n_value} fields of the header symbols are added together in order
4046 to get the actual position of the strings in a desired @code{.stabstr}
4047 section.  Although this design obviates any need for the linker to
4048 relocate or otherwise manipulate @code{.stab} and @code{.stabstr}
4049 sections, it also requires some care to ensure that the offsets are
4050 calculated correctly.  For instance, if the linker were to pad in
4051 between the @code{.stabstr} sections before concatenating, then the
4052 offsets to strings in the middle of the executable's @code{.stabstr}
4053 section would be wrong.
4054
4055 The GNU linker is able to optimize stabs information by merging
4056 duplicate strings and removing duplicate header file information
4057 (@pxref{Include Files}).  When some versions of the GNU linker optimize
4058 stabs in sections, they remove the leading @code{N_UNDF} symbol and
4059 arranges for all the @code{n_strx} fields to be relative to the start of
4060 the @code{.stabstr} section.
4061
4062 @node ELF Linker Relocation
4063 @appendixsec Having the Linker Relocate Stabs in ELF 
4064
4065 This section describes some Sun hacks for Stabs in ELF; it does not
4066 apply to COFF or SOM.
4067
4068 To keep linking fast, you don't want the linker to have to relocate very
4069 many stabs.  Making sure this is done for @code{N_SLINE},
4070 @code{N_RBRAC}, and @code{N_LBRAC} stabs is the most important thing
4071 (see the descriptions of those stabs for more information).  But Sun's
4072 stabs in ELF has taken this further, to make all addresses in the
4073 @code{n_value} field (functions and static variables) relative to the
4074 source file.  For the @code{N_SO} symbol itself, Sun simply omits the
4075 address.  To find the address of each section corresponding to a given
4076 source file, the compiler puts out symbols giving the address of each
4077 section for a given source file.  Since these are ELF (not stab)
4078 symbols, the linker relocates them correctly without having to touch the
4079 stabs section.  They are named @code{Bbss.bss} for the bss section,
4080 @code{Ddata.data} for the data section, and @code{Drodata.rodata} for
4081 the rodata section.  For the text section, there is no such symbol (but
4082 there should be, see below).  For an example of how these symbols work,
4083 @xref{Stab Section Transformations}.  GCC does not provide these symbols;
4084 it instead relies on the stabs getting relocated.  Thus addresses which
4085 would normally be relative to @code{Bbss.bss}, etc., are already
4086 relocated.  The Sun linker provided with Solaris 2.2 and earlier
4087 relocates stabs using normal ELF relocation information, as it would do
4088 for any section.  Sun has been threatening to kludge their linker to not
4089 do this (to speed up linking), even though the correct way to avoid
4090 having the linker do these relocations is to have the compiler no longer
4091 output relocatable values.  Last I heard they had been talked out of the
4092 linker kludge.  See Sun point patch 101052-01 and Sun bug 1142109.  With
4093 the Sun compiler this affects @samp{S} symbol descriptor stabs
4094 (@pxref{Statics}) and functions (@pxref{Procedures}).  In the latter
4095 case, to adopt the clean solution (making the value of the stab relative
4096 to the start of the compilation unit), it would be necessary to invent a
4097 @code{Ttext.text} symbol, analogous to the @code{Bbss.bss}, etc.,
4098 symbols.  I recommend this rather than using a zero value and getting
4099 the address from the ELF symbols.
4100
4101 Finding the correct @code{Bbss.bss}, etc., symbol is difficult, because
4102 the linker simply concatenates the @code{.stab} sections from each
4103 @file{.o} file without including any information about which part of a
4104 @code{.stab} section comes from which @file{.o} file.  The way GDB does
4105 this is to look for an ELF @code{STT_FILE} symbol which has the same
4106 name as the last component of the file name from the @code{N_SO} symbol
4107 in the stabs (for example, if the file name is @file{../../gdb/main.c},
4108 it looks for an ELF @code{STT_FILE} symbol named @code{main.c}).  This
4109 loses if different files have the same name (they could be in different
4110 directories, a library could have been copied from one system to
4111 another, etc.).  It would be much cleaner to have the @code{Bbss.bss}
4112 symbols in the stabs themselves.  Having the linker relocate them there
4113 is no more work than having the linker relocate ELF symbols, and it
4114 solves the problem of having to associate the ELF and stab symbols.
4115 However, no one has yet designed or implemented such a scheme.
4116
4117 @node GNU Free Documentation License
4118 @appendix GNU Free Documentation License
4119 @include fdl.texi
4120
4121 @node Symbol Types Index
4122 @unnumbered Symbol Types Index
4123
4124 @printindex fn
4125
4126 @bye