Initial import of binutils 2.22 on the new vendor branch
[dragonfly.git] / contrib / binutils-2.20 / gold / layout.h
1 // layout.h -- lay out output file sections for gold  -*- C++ -*-
2
3 // Copyright 2006, 2007, 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
4 // Written by Ian Lance Taylor <iant@google.com>.
5
6 // This file is part of gold.
7
8 // This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9 // it under the terms of the GNU General Public License as published by
10 // the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
11 // (at your option) any later version.
12
13 // This program is distributed in the hope that it will be useful,
14 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16 // GNU General Public License for more details.
17
18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
19 // along with this program; if not, write to the Free Software
20 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
21 // MA 02110-1301, USA.
22
23 #ifndef GOLD_LAYOUT_H
24 #define GOLD_LAYOUT_H
25
26 #include <cstring>
27 #include <list>
28 #include <map>
29 #include <string>
30 #include <utility>
31 #include <vector>
32
33 #include "script.h"
34 #include "workqueue.h"
35 #include "object.h"
36 #include "dynobj.h"
37 #include "stringpool.h"
38
39 namespace gold
40 {
41
42 class General_options;
43 class Incremental_inputs;
44 class Input_objects;
45 class Mapfile;
46 class Symbol_table;
47 class Output_section_data;
48 class Output_section;
49 class Output_section_headers;
50 class Output_segment_headers;
51 class Output_file_header;
52 class Output_segment;
53 class Output_data;
54 class Output_data_dynamic;
55 class Output_symtab_xindex;
56 class Output_reduced_debug_abbrev_section;
57 class Output_reduced_debug_info_section;
58 class Eh_frame;
59 class Target;
60
61 // This task function handles mapping the input sections to output
62 // sections and laying them out in memory.
63
64 class Layout_task_runner : public Task_function_runner
65 {
66  public:
67   // OPTIONS is the command line options, INPUT_OBJECTS is the list of
68   // input objects, SYMTAB is the symbol table, LAYOUT is the layout
69   // object.
70   Layout_task_runner(const General_options& options,
71                      const Input_objects* input_objects,
72                      Symbol_table* symtab,
73                      Target* target,
74                      Layout* layout,
75                      Mapfile* mapfile)
76     : options_(options), input_objects_(input_objects), symtab_(symtab),
77       target_(target), layout_(layout), mapfile_(mapfile)
78   { }
79
80   // Run the operation.
81   void
82   run(Workqueue*, const Task*);
83
84  private:
85   Layout_task_runner(const Layout_task_runner&);
86   Layout_task_runner& operator=(const Layout_task_runner&);
87
88   const General_options& options_;
89   const Input_objects* input_objects_;
90   Symbol_table* symtab_;
91   Target* target_;
92   Layout* layout_;
93   Mapfile* mapfile_;
94 };
95
96 // This class holds information about the comdat group or
97 // .gnu.linkonce section that will be kept for a given signature.
98
99 class Kept_section
100 {
101  private:
102   // For a comdat group, we build a mapping from the name of each
103   // section in the group to the section index and the size in object.
104   // When we discard a group in some other object file, we use this
105   // map to figure out which kept section the discarded section is
106   // associated with.  We then use that mapping when processing relocs
107   // against discarded sections.
108   struct Comdat_section_info
109   {
110     // The section index.
111     unsigned int shndx;
112     // The section size.
113     uint64_t size;
114
115     Comdat_section_info(unsigned int a_shndx, uint64_t a_size)
116       : shndx(a_shndx), size(a_size)
117     { }
118   };
119
120   // Most comdat groups have only one or two sections, so we use a
121   // std::map rather than an Unordered_map to optimize for that case
122   // without paying too heavily for groups with more sections.
123   typedef std::map<std::string, Comdat_section_info> Comdat_group;
124
125  public:
126   Kept_section()
127     : object_(NULL), shndx_(0), is_comdat_(false), is_group_name_(false)
128   { this->u_.linkonce_size = 0; }
129
130   // We need to support copies for the signature map in the Layout
131   // object, but we should never copy an object after it has been
132   // marked as a comdat section.
133   Kept_section(const Kept_section& k)
134     : object_(k.object_), shndx_(k.shndx_), is_comdat_(false),
135       is_group_name_(k.is_group_name_)
136   {
137     gold_assert(!k.is_comdat_);
138     this->u_.linkonce_size = 0;
139   }
140
141   ~Kept_section()
142   {
143     if (this->is_comdat_)
144       delete this->u_.group_sections;
145   }
146
147   // The object where this section lives.
148   Relobj*
149   object() const
150   { return this->object_; }
151
152   // Set the object.
153   void
154   set_object(Relobj* object)
155   {
156     gold_assert(this->object_ == NULL);
157     this->object_ = object;
158   }
159
160   // The section index.
161   unsigned int
162   shndx() const
163   { return this->shndx_; }
164
165   // Set the section index.
166   void
167   set_shndx(unsigned int shndx)
168   {
169     gold_assert(this->shndx_ == 0);
170     this->shndx_ = shndx;
171   }
172
173   // Whether this is a comdat group.
174   bool
175   is_comdat() const
176   { return this->is_comdat_; }
177
178   // Set that this is a comdat group.
179   void
180   set_is_comdat()
181   {
182     gold_assert(!this->is_comdat_);
183     this->is_comdat_ = true;
184     this->u_.group_sections = new Comdat_group();
185   }
186
187   // Whether this is associated with the name of a group or section
188   // rather than the symbol name derived from a linkonce section.
189   bool
190   is_group_name() const
191   { return this->is_group_name_; }
192
193   // Note that this represents a comdat group rather than a single
194   // linkonce section.
195   void
196   set_is_group_name()
197   { this->is_group_name_ = true; }
198
199   // Add a section to the group list.
200   void
201   add_comdat_section(const std::string& name, unsigned int shndx,
202                      uint64_t size)
203   {
204     gold_assert(this->is_comdat_);
205     Comdat_section_info sinfo(shndx, size);
206     this->u_.group_sections->insert(std::make_pair(name, sinfo));
207   }
208
209   // Look for a section name in the group list, and return whether it
210   // was found.  If found, returns the section index and size.
211   bool
212   find_comdat_section(const std::string& name, unsigned int *pshndx,
213                       uint64_t *psize) const
214   {
215     gold_assert(this->is_comdat_);
216     Comdat_group::const_iterator p = this->u_.group_sections->find(name);
217     if (p == this->u_.group_sections->end())
218       return false;
219     *pshndx = p->second.shndx;
220     *psize = p->second.size;
221     return true;
222   }
223
224   // If there is only one section in the group list, return true, and
225   // return the section index and size.
226   bool
227   find_single_comdat_section(unsigned int *pshndx, uint64_t *psize) const
228   {
229     gold_assert(this->is_comdat_);
230     if (this->u_.group_sections->size() != 1)
231       return false;
232     Comdat_group::const_iterator p = this->u_.group_sections->begin();
233     *pshndx = p->second.shndx;
234     *psize = p->second.size;
235     return true;
236   }
237
238   // Return the size of a linkonce section.
239   uint64_t
240   linkonce_size() const
241   {
242     gold_assert(!this->is_comdat_);
243     return this->u_.linkonce_size;
244   }
245
246   // Set the size of a linkonce section.
247   void
248   set_linkonce_size(uint64_t size)
249   {
250     gold_assert(!this->is_comdat_);
251     this->u_.linkonce_size = size;
252   }
253
254  private:
255   // No assignment.
256   Kept_section& operator=(const Kept_section&);
257
258   // The object containing the comdat group or .gnu.linkonce section.
259   Relobj* object_;
260   // Index of the group section for comdats and the section itself for
261   // .gnu.linkonce.
262   unsigned int shndx_;
263   // True if this is for a comdat group rather than a .gnu.linkonce
264   // section.
265   bool is_comdat_;
266   // The Kept_sections are values of a mapping, that maps names to
267   // them.  This field is true if this struct is associated with the
268   // name of a comdat or .gnu.linkonce, false if it is associated with
269   // the name of a symbol obtained from the .gnu.linkonce.* name
270   // through some heuristics.
271   bool is_group_name_;
272   union
273   {
274     // If the is_comdat_ field is true, this holds a map from names of
275     // the sections in the group to section indexes in object_ and to
276     // section sizes.
277     Comdat_group* group_sections;
278     // If the is_comdat_ field is false, this holds the size of the
279     // single section.
280     uint64_t linkonce_size;
281   } u_;
282 };
283
284 // This class handles the details of laying out input sections.
285
286 class Layout
287 {
288  public:
289   Layout(int number_of_input_files, Script_options*);
290
291   ~Layout()
292   {
293     delete this->relaxation_debug_check_;
294     delete this->segment_states_;
295   }
296
297   // Given an input section SHNDX, named NAME, with data in SHDR, from
298   // the object file OBJECT, return the output section where this
299   // input section should go.  RELOC_SHNDX is the index of a
300   // relocation section which applies to this section, or 0 if none,
301   // or -1U if more than one.  RELOC_TYPE is the type of the
302   // relocation section if there is one.  Set *OFFSET to the offset
303   // within the output section.
304   template<int size, bool big_endian>
305   Output_section*
306   layout(Sized_relobj<size, big_endian> *object, unsigned int shndx,
307          const char* name, const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
308          unsigned int reloc_shndx, unsigned int reloc_type, off_t* offset);
309
310   // Layout an input reloc section when doing a relocatable link.  The
311   // section is RELOC_SHNDX in OBJECT, with data in SHDR.
312   // DATA_SECTION is the reloc section to which it refers.  RR is the
313   // relocatable information.
314   template<int size, bool big_endian>
315   Output_section*
316   layout_reloc(Sized_relobj<size, big_endian>* object,
317                unsigned int reloc_shndx,
318                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
319                Output_section* data_section,
320                Relocatable_relocs* rr);
321
322   // Layout a group section when doing a relocatable link.
323   template<int size, bool big_endian>
324   void
325   layout_group(Symbol_table* symtab,
326                Sized_relobj<size, big_endian>* object,
327                unsigned int group_shndx,
328                const char* group_section_name,
329                const char* signature,
330                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
331                elfcpp::Elf_Word flags,
332                std::vector<unsigned int>* shndxes);
333
334   // Like layout, only for exception frame sections.  OBJECT is an
335   // object file.  SYMBOLS is the contents of the symbol table
336   // section, with size SYMBOLS_SIZE.  SYMBOL_NAMES is the contents of
337   // the symbol name section, with size SYMBOL_NAMES_SIZE.  SHNDX is a
338   // .eh_frame section in OBJECT.  SHDR is the section header.
339   // RELOC_SHNDX is the index of a relocation section which applies to
340   // this section, or 0 if none, or -1U if more than one.  RELOC_TYPE
341   // is the type of the relocation section if there is one.  This
342   // returns the output section, and sets *OFFSET to the offset.
343   template<int size, bool big_endian>
344   Output_section*
345   layout_eh_frame(Sized_relobj<size, big_endian>* object,
346                   const unsigned char* symbols,
347                   off_t symbols_size,
348                   const unsigned char* symbol_names,
349                   off_t symbol_names_size,
350                   unsigned int shndx,
351                   const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr,
352                   unsigned int reloc_shndx, unsigned int reloc_type,
353                   off_t* offset);
354
355   // Handle a GNU stack note.  This is called once per input object
356   // file.  SEEN_GNU_STACK is true if the object file has a
357   // .note.GNU-stack section.  GNU_STACK_FLAGS is the section flags
358   // from that section if there was one.
359   void
360   layout_gnu_stack(bool seen_gnu_stack, uint64_t gnu_stack_flags);
361
362   // Add an Output_section_data to the layout.  This is used for
363   // special sections like the GOT section.  IS_DYNAMIC_LINKER_SECTION
364   // is true for sections which are used by the dynamic linker, such
365   // as dynamic reloc sections.
366   Output_section*
367   add_output_section_data(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
368                           elfcpp::Elf_Xword flags,
369                           Output_section_data*, bool is_dynamic_linker_section);
370
371   // Create dynamic sections if necessary.
372   void
373   create_initial_dynamic_sections(Symbol_table*);
374
375   // Define __start and __stop symbols for output sections.
376   void
377   define_section_symbols(Symbol_table*);
378
379   // Create automatic note sections.
380   void
381   create_notes();
382
383   // Create sections for linker scripts.
384   void
385   create_script_sections()
386   { this->script_options_->create_script_sections(this); }
387
388   // Define symbols from any linker script.
389   void
390   define_script_symbols(Symbol_table* symtab)
391   { this->script_options_->add_symbols_to_table(symtab); }
392
393   // Define symbols for group signatures.
394   void
395   define_group_signatures(Symbol_table*);
396
397   // Return the Stringpool used for symbol names.
398   const Stringpool*
399   sympool() const
400   { return &this->sympool_; }
401
402   // Return the Stringpool used for dynamic symbol names and dynamic
403   // tags.
404   const Stringpool*
405   dynpool() const
406   { return &this->dynpool_; }
407
408   // Return the symtab_xindex section used to hold large section
409   // indexes for the normal symbol table.
410   Output_symtab_xindex*
411   symtab_xindex() const
412   { return this->symtab_xindex_; }
413
414   // Return the dynsym_xindex section used to hold large section
415   // indexes for the dynamic symbol table.
416   Output_symtab_xindex*
417   dynsym_xindex() const
418   { return this->dynsym_xindex_; }
419
420   // Return whether a section is a .gnu.linkonce section, given the
421   // section name.
422   static inline bool
423   is_linkonce(const char* name)
424   { return strncmp(name, ".gnu.linkonce", sizeof(".gnu.linkonce") - 1) == 0; }
425
426   // Return true if a section is a debugging section.
427   static inline bool
428   is_debug_info_section(const char* name)
429   {
430     // Debugging sections can only be recognized by name.
431     return (strncmp(name, ".debug", sizeof(".debug") - 1) == 0
432             || strncmp(name, ".gnu.linkonce.wi.",
433                        sizeof(".gnu.linkonce.wi.") - 1) == 0
434             || strncmp(name, ".line", sizeof(".line") - 1) == 0
435             || strncmp(name, ".stab", sizeof(".stab") - 1) == 0);
436   }
437
438   // Check if a comdat group or .gnu.linkonce section with the given
439   // NAME is selected for the link.  If there is already a section,
440   // *KEPT_SECTION is set to point to the signature and the function
441   // returns false.  Otherwise, OBJECT, SHNDX,IS_COMDAT, and
442   // IS_GROUP_NAME are recorded for this NAME in the layout object,
443   // *KEPT_SECTION is set to the internal copy and the function return
444   // false.
445   bool
446   find_or_add_kept_section(const std::string& name, Relobj* object, 
447                            unsigned int shndx, bool is_comdat,
448                            bool is_group_name, Kept_section** kept_section);
449
450   // Finalize the layout after all the input sections have been added.
451   off_t
452   finalize(const Input_objects*, Symbol_table*, Target*, const Task*);
453
454   // Return whether any sections require postprocessing.
455   bool
456   any_postprocessing_sections() const
457   { return this->any_postprocessing_sections_; }
458
459   // Return the size of the output file.
460   off_t
461   output_file_size() const
462   { return this->output_file_size_; }
463
464   // Return the TLS segment.  This will return NULL if there isn't
465   // one.
466   Output_segment*
467   tls_segment() const
468   { return this->tls_segment_; }
469
470   // Return the normal symbol table.
471   Output_section*
472   symtab_section() const
473   {
474     gold_assert(this->symtab_section_ != NULL);
475     return this->symtab_section_;
476   }
477
478   // Return the dynamic symbol table.
479   Output_section*
480   dynsym_section() const
481   {
482     gold_assert(this->dynsym_section_ != NULL);
483     return this->dynsym_section_;
484   }
485
486   // Return the dynamic tags.
487   Output_data_dynamic*
488   dynamic_data() const
489   { return this->dynamic_data_; }
490
491   // Write out the output sections.
492   void
493   write_output_sections(Output_file* of) const;
494
495   // Write out data not associated with an input file or the symbol
496   // table.
497   void
498   write_data(const Symbol_table*, Output_file*) const;
499
500   // Write out output sections which can not be written until all the
501   // input sections are complete.
502   void
503   write_sections_after_input_sections(Output_file* of);
504
505   // Return an output section named NAME, or NULL if there is none.
506   Output_section*
507   find_output_section(const char* name) const;
508
509   // Return an output segment of type TYPE, with segment flags SET set
510   // and segment flags CLEAR clear.  Return NULL if there is none.
511   Output_segment*
512   find_output_segment(elfcpp::PT type, elfcpp::Elf_Word set,
513                       elfcpp::Elf_Word clear) const;
514
515   // Return the number of segments we expect to produce.
516   size_t
517   expected_segment_count() const;
518
519   // Set a flag to indicate that an object file uses the static TLS model.
520   void
521   set_has_static_tls()
522   { this->has_static_tls_ = true; }
523
524   // Return true if any object file uses the static TLS model.
525   bool
526   has_static_tls() const
527   { return this->has_static_tls_; }
528
529   // Return the options which may be set by a linker script.
530   Script_options*
531   script_options()
532   { return this->script_options_; }
533
534   const Script_options*
535   script_options() const
536   { return this->script_options_; }
537
538   // Return the object managing inputs in incremental build. NULL in
539   // non-incremental builds.
540   Incremental_inputs*
541   incremental_inputs()
542   { return this->incremental_inputs_; }
543
544   // Compute and write out the build ID if needed.
545   void
546   write_build_id(Output_file*) const;
547
548   // Rewrite output file in binary format.
549   void
550   write_binary(Output_file* in) const;
551
552   // Print output sections to the map file.
553   void
554   print_to_mapfile(Mapfile*) const;
555
556   // Dump statistical information to stderr.
557   void
558   print_stats() const;
559
560   // A list of segments.
561
562   typedef std::vector<Output_segment*> Segment_list;
563
564   // A list of sections.
565
566   typedef std::vector<Output_section*> Section_list;
567
568   // The list of information to write out which is not attached to
569   // either a section or a segment.
570   typedef std::vector<Output_data*> Data_list;
571
572   // Store the allocated sections into the section list.  This is used
573   // by the linker script code.
574   void
575   get_allocated_sections(Section_list*) const;
576
577   // Make a section for a linker script to hold data.
578   Output_section*
579   make_output_section_for_script(const char* name);
580
581   // Make a segment.  This is used by the linker script code.
582   Output_segment*
583   make_output_segment(elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Word flags);
584
585   // Return the number of segments.
586   size_t
587   segment_count() const
588   { return this->segment_list_.size(); }
589
590   // Map from section flags to segment flags.
591   static elfcpp::Elf_Word
592   section_flags_to_segment(elfcpp::Elf_Xword flags);
593
594   // Attach sections to segments.
595   void
596   attach_sections_to_segments();
597
598   // For relaxation clean up, we need to know output section data created
599   // from a linker script.
600   void
601   new_output_section_data_from_script(Output_section_data* posd)
602   {
603     if (this->record_output_section_data_from_script_)
604       this->script_output_section_data_list_.push_back(posd);
605   }
606
607   // Return section list.
608   const Section_list&
609   section_list() const
610   { return this->section_list_; }
611
612  private:
613   Layout(const Layout&);
614   Layout& operator=(const Layout&);
615
616   // Mapping from input section names to output section names.
617   struct Section_name_mapping
618   {
619     const char* from;
620     int fromlen;
621     const char* to;
622     int tolen;
623   };
624   static const Section_name_mapping section_name_mapping[];
625   static const int section_name_mapping_count;
626
627   // During a relocatable link, a list of group sections and
628   // signatures.
629   struct Group_signature
630   {
631     // The group section.
632     Output_section* section;
633     // The signature.
634     const char* signature;
635
636     Group_signature()
637       : section(NULL), signature(NULL)
638     { }
639
640     Group_signature(Output_section* sectiona, const char* signaturea)
641       : section(sectiona), signature(signaturea)
642     { }
643   };
644   typedef std::vector<Group_signature> Group_signatures;
645
646   // Create a note section, filling in the header.
647   Output_section*
648   create_note(const char* name, int note_type, const char *section_name,
649               size_t descsz, bool allocate, size_t* trailing_padding);
650
651   // Create a note section for gold version.
652   void
653   create_gold_note();
654
655   // Record whether the stack must be executable.
656   void
657   create_executable_stack_info();
658
659   // Create a build ID note if needed.
660   void
661   create_build_id();
662
663   // Link .stab and .stabstr sections.
664   void
665   link_stabs_sections();
666
667   // Create .gnu_incremental_inputs and .gnu_incremental_strtab sections needed
668   // for the next run of incremental linking to check what has changed.
669   void
670   create_incremental_info_sections();
671
672   // Find the first read-only PT_LOAD segment, creating one if
673   // necessary.
674   Output_segment*
675   find_first_load_seg();
676
677   // Count the local symbols in the regular symbol table and the dynamic
678   // symbol table, and build the respective string pools.
679   void
680   count_local_symbols(const Task*, const Input_objects*);
681
682   // Create the output sections for the symbol table.
683   void
684   create_symtab_sections(const Input_objects*, Symbol_table*,
685                          unsigned int, off_t*);
686
687   // Create the .shstrtab section.
688   Output_section*
689   create_shstrtab();
690
691   // Create the section header table.
692   void
693   create_shdrs(const Output_section* shstrtab_section, off_t*);
694
695   // Create the dynamic symbol table.
696   void
697   create_dynamic_symtab(const Input_objects*, Symbol_table*,
698                         Output_section** pdynstr,
699                         unsigned int* plocal_dynamic_count,
700                         std::vector<Symbol*>* pdynamic_symbols,
701                         Versions* versions);
702
703   // Assign offsets to each local portion of the dynamic symbol table.
704   void
705   assign_local_dynsym_offsets(const Input_objects*);
706
707   // Finish the .dynamic section and PT_DYNAMIC segment.
708   void
709   finish_dynamic_section(const Input_objects*, const Symbol_table*);
710
711   // Create the .interp section and PT_INTERP segment.
712   void
713   create_interp(const Target* target);
714
715   // Create the version sections.
716   void
717   create_version_sections(const Versions*,
718                           const Symbol_table*,
719                           unsigned int local_symcount,
720                           const std::vector<Symbol*>& dynamic_symbols,
721                           const Output_section* dynstr);
722
723   template<int size, bool big_endian>
724   void
725   sized_create_version_sections(const Versions* versions,
726                                 const Symbol_table*,
727                                 unsigned int local_symcount,
728                                 const std::vector<Symbol*>& dynamic_symbols,
729                                 const Output_section* dynstr);
730
731   // Return whether to include this section in the link.
732   template<int size, bool big_endian>
733   bool
734   include_section(Sized_relobj<size, big_endian>* object, const char* name,
735                   const elfcpp::Shdr<size, big_endian>&);
736
737   // Return the output section name to use given an input section
738   // name.  Set *PLEN to the length of the name.  *PLEN must be
739   // initialized to the length of NAME.
740   static const char*
741   output_section_name(const char* name, size_t* plen);
742
743   // Return the number of allocated output sections.
744   size_t
745   allocated_output_section_count() const;
746
747   // Return the output section for NAME, TYPE and FLAGS.
748   Output_section*
749   get_output_section(const char* name, Stringpool::Key name_key,
750                      elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags,
751                      bool is_interp, bool is_dynamic_linker_section);
752
753   // Choose the output section for NAME in RELOBJ.
754   Output_section*
755   choose_output_section(const Relobj* relobj, const char* name,
756                         elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags,
757                         bool is_input_section, bool is_interp,
758                         bool is_dynamic_linker_section);
759
760   // Create a new Output_section.
761   Output_section*
762   make_output_section(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
763                       elfcpp::Elf_Xword flags, bool is_interp,
764                       bool is_dynamic_linker_section);
765
766   // Attach a section to a segment.
767   void
768   attach_section_to_segment(Output_section*);
769
770   // Attach an allocated section to a segment.
771   void
772   attach_allocated_section_to_segment(Output_section*);
773
774   // Set the final file offsets of all the segments.
775   off_t
776   set_segment_offsets(const Target*, Output_segment*, unsigned int* pshndx);
777
778   // Set the file offsets of the sections when doing a relocatable
779   // link.
780   off_t
781   set_relocatable_section_offsets(Output_data*, unsigned int* pshndx);
782
783   // Set the final file offsets of all the sections not associated
784   // with a segment.  We set section offsets in three passes: the
785   // first handles all allocated sections, the second sections that
786   // require postprocessing, and the last the late-bound STRTAB
787   // sections (probably only shstrtab, which is the one we care about
788   // because it holds section names).
789   enum Section_offset_pass
790   {
791     BEFORE_INPUT_SECTIONS_PASS,
792     POSTPROCESSING_SECTIONS_PASS,
793     STRTAB_AFTER_POSTPROCESSING_SECTIONS_PASS
794   };
795   off_t
796   set_section_offsets(off_t, Section_offset_pass pass);
797
798   // Set the final section indexes of all the sections not associated
799   // with a segment.  Returns the next unused index.
800   unsigned int
801   set_section_indexes(unsigned int pshndx);
802
803   // Set the section addresses when using a script.
804   Output_segment*
805   set_section_addresses_from_script(Symbol_table*);
806
807   // Find appropriate places or orphan sections in a script.
808   void
809   place_orphan_sections_in_script();
810
811   // Return whether SEG1 comes before SEG2 in the output file.
812   static bool
813   segment_precedes(const Output_segment* seg1, const Output_segment* seg2);
814
815   // Use to save and restore segments during relaxation. 
816   typedef Unordered_map<const Output_segment*, const Output_segment*>
817     Segment_states;
818
819   // Save states of current output segments.
820   void
821   save_segments(Segment_states*);
822
823   // Restore output segment states.
824   void
825   restore_segments(const Segment_states*);
826
827   // Clean up after relaxation so that it is possible to lay out the
828   // sections and segments again.
829   void
830   clean_up_after_relaxation();
831
832   // Doing preparation work for relaxation.  This is factored out to make
833   // Layout::finalized a bit smaller and easier to read.
834   void
835   prepare_for_relaxation();
836
837   // Main body of the relaxation loop, which lays out the section.
838   off_t
839   relaxation_loop_body(int, Target*, Symbol_table*, Output_segment**,
840                        Output_segment*, Output_segment_headers*,
841                        Output_file_header*, unsigned int*);
842
843   // A mapping used for kept comdats/.gnu.linkonce group signatures.
844   typedef Unordered_map<std::string, Kept_section> Signatures;
845
846   // Mapping from input section name/type/flags to output section.  We
847   // use canonicalized strings here.
848
849   typedef std::pair<Stringpool::Key,
850                     std::pair<elfcpp::Elf_Word, elfcpp::Elf_Xword> > Key;
851
852   struct Hash_key
853   {
854     size_t
855     operator()(const Key& k) const;
856   };
857
858   typedef Unordered_map<Key, Output_section*, Hash_key> Section_name_map;
859
860   // A comparison class for segments.
861
862   struct Compare_segments
863   {
864     bool
865     operator()(const Output_segment* seg1, const Output_segment* seg2)
866     { return Layout::segment_precedes(seg1, seg2); }
867   };
868
869   typedef std::vector<Output_section_data*> Output_section_data_list;
870
871   // Debug checker class.
872   class Relaxation_debug_check
873   {
874    public:
875     Relaxation_debug_check()
876       : section_infos_()
877     { }
878  
879     // Check that sections and special data are in reset states.
880     void
881     check_output_data_for_reset_values(const Layout::Section_list&,
882                                        const Layout::Data_list&);
883   
884     // Record information of a section list.
885     void
886     read_sections(const Layout::Section_list&);
887
888     // Verify a section list with recorded information.
889     void
890     verify_sections(const Layout::Section_list&);
891  
892    private:
893     // Information we care about a section.
894     struct Section_info
895     {
896       // Output section described by this.
897       Output_section* output_section;
898       // Load address.
899       uint64_t address;
900       // Data size.
901       off_t data_size;
902       // File offset.
903       off_t offset;
904     };
905
906     // Section information.
907     std::vector<Section_info> section_infos_;
908   };
909
910   // The number of input files, for sizing tables.
911   int number_of_input_files_;
912   // Information set by scripts or by command line options.
913   Script_options* script_options_;
914   // The output section names.
915   Stringpool namepool_;
916   // The output symbol names.
917   Stringpool sympool_;
918   // The dynamic strings, if needed.
919   Stringpool dynpool_;
920   // The list of group sections and linkonce sections which we have seen.
921   Signatures signatures_;
922   // The mapping from input section name/type/flags to output sections.
923   Section_name_map section_name_map_;
924   // The list of output segments.
925   Segment_list segment_list_;
926   // The list of output sections.
927   Section_list section_list_;
928   // The list of output sections which are not attached to any output
929   // segment.
930   Section_list unattached_section_list_;
931   // The list of unattached Output_data objects which require special
932   // handling because they are not Output_sections.
933   Data_list special_output_list_;
934   // The section headers.
935   Output_section_headers* section_headers_;
936   // A pointer to the PT_TLS segment if there is one.
937   Output_segment* tls_segment_;
938   // A pointer to the PT_GNU_RELRO segment if there is one.
939   Output_segment* relro_segment_;
940   // The SHT_SYMTAB output section.
941   Output_section* symtab_section_;
942   // The SHT_SYMTAB_SHNDX for the regular symbol table if there is one.
943   Output_symtab_xindex* symtab_xindex_;
944   // The SHT_DYNSYM output section if there is one.
945   Output_section* dynsym_section_;
946   // The SHT_SYMTAB_SHNDX for the dynamic symbol table if there is one.
947   Output_symtab_xindex* dynsym_xindex_;
948   // The SHT_DYNAMIC output section if there is one.
949   Output_section* dynamic_section_;
950   // The dynamic data which goes into dynamic_section_.
951   Output_data_dynamic* dynamic_data_;
952   // The exception frame output section if there is one.
953   Output_section* eh_frame_section_;
954   // The exception frame data for eh_frame_section_.
955   Eh_frame* eh_frame_data_;
956   // Whether we have added eh_frame_data_ to the .eh_frame section.
957   bool added_eh_frame_data_;
958   // The exception frame header output section if there is one.
959   Output_section* eh_frame_hdr_section_;
960   // The space for the build ID checksum if there is one.
961   Output_section_data* build_id_note_;
962   // The output section containing dwarf abbreviations
963   Output_reduced_debug_abbrev_section* debug_abbrev_;
964   // The output section containing the dwarf debug info tree
965   Output_reduced_debug_info_section* debug_info_;
966   // A list of group sections and their signatures.
967   Group_signatures group_signatures_;
968   // The size of the output file.
969   off_t output_file_size_;
970   // Whether we have attached the sections to the segments.
971   bool sections_are_attached_;
972   // Whether we have seen an object file marked to require an
973   // executable stack.
974   bool input_requires_executable_stack_;
975   // Whether we have seen at least one object file with an executable
976   // stack marker.
977   bool input_with_gnu_stack_note_;
978   // Whether we have seen at least one object file without an
979   // executable stack marker.
980   bool input_without_gnu_stack_note_;
981   // Whether we have seen an object file that uses the static TLS model.
982   bool has_static_tls_;
983   // Whether any sections require postprocessing.
984   bool any_postprocessing_sections_;
985   // Whether we have resized the signatures_ hash table.
986   bool resized_signatures_;
987   // Whether we have created a .stab*str output section.
988   bool have_stabstr_section_;
989   // In incremental build, holds information check the inputs and build the
990   // .gnu_incremental_inputs section.
991   Incremental_inputs* incremental_inputs_;
992   // Whether we record output section data created in script
993   bool record_output_section_data_from_script_;
994   // List of output data that needs to be removed at relexation clean up.
995   Output_section_data_list script_output_section_data_list_;
996   // Structure to save segment states before entering the relaxation loop.
997   Segment_states* segment_states_;
998   // A relaxation debug checker.  We only create one when in debugging mode.
999   Relaxation_debug_check* relaxation_debug_check_;
1000 };
1001
1002 // This task handles writing out data in output sections which is not
1003 // part of an input section, or which requires special handling.  When
1004 // this is done, it unblocks both output_sections_blocker and
1005 // final_blocker.
1006
1007 class Write_sections_task : public Task
1008 {
1009  public:
1010   Write_sections_task(const Layout* layout, Output_file* of,
1011                       Task_token* output_sections_blocker,
1012                       Task_token* final_blocker)
1013     : layout_(layout), of_(of),
1014       output_sections_blocker_(output_sections_blocker),
1015       final_blocker_(final_blocker)
1016   { }
1017
1018   // The standard Task methods.
1019
1020   Task_token*
1021   is_runnable();
1022
1023   void
1024   locks(Task_locker*);
1025
1026   void
1027   run(Workqueue*);
1028
1029   std::string
1030   get_name() const
1031   { return "Write_sections_task"; }
1032
1033  private:
1034   class Write_sections_locker;
1035
1036   const Layout* layout_;
1037   Output_file* of_;
1038   Task_token* output_sections_blocker_;
1039   Task_token* final_blocker_;
1040 };
1041
1042 // This task handles writing out data which is not part of a section
1043 // or segment.
1044
1045 class Write_data_task : public Task
1046 {
1047  public:
1048   Write_data_task(const Layout* layout, const Symbol_table* symtab,
1049                   Output_file* of, Task_token* final_blocker)
1050     : layout_(layout), symtab_(symtab), of_(of), final_blocker_(final_blocker)
1051   { }
1052
1053   // The standard Task methods.
1054
1055   Task_token*
1056   is_runnable();
1057
1058   void
1059   locks(Task_locker*);
1060
1061   void
1062   run(Workqueue*);
1063
1064   std::string
1065   get_name() const
1066   { return "Write_data_task"; }
1067
1068  private:
1069   const Layout* layout_;
1070   const Symbol_table* symtab_;
1071   Output_file* of_;
1072   Task_token* final_blocker_;
1073 };
1074
1075 // This task handles writing out the global symbols.
1076
1077 class Write_symbols_task : public Task
1078 {
1079  public:
1080   Write_symbols_task(const Layout* layout, const Symbol_table* symtab,
1081                      const Input_objects* input_objects,
1082                      const Stringpool* sympool, const Stringpool* dynpool,
1083                      Output_file* of, Task_token* final_blocker)
1084     : layout_(layout), symtab_(symtab), input_objects_(input_objects),
1085       sympool_(sympool), dynpool_(dynpool), of_(of),
1086       final_blocker_(final_blocker)
1087   { }
1088
1089   // The standard Task methods.
1090
1091   Task_token*
1092   is_runnable();
1093
1094   void
1095   locks(Task_locker*);
1096
1097   void
1098   run(Workqueue*);
1099
1100   std::string
1101   get_name() const
1102   { return "Write_symbols_task"; }
1103
1104  private:
1105   const Layout* layout_;
1106   const Symbol_table* symtab_;
1107   const Input_objects* input_objects_;
1108   const Stringpool* sympool_;
1109   const Stringpool* dynpool_;
1110   Output_file* of_;
1111   Task_token* final_blocker_;
1112 };
1113
1114 // This task handles writing out data in output sections which can't
1115 // be written out until all the input sections have been handled.
1116 // This is for sections whose contents is based on the contents of
1117 // other output sections.
1118
1119 class Write_after_input_sections_task : public Task
1120 {
1121  public:
1122   Write_after_input_sections_task(Layout* layout, Output_file* of,
1123                                   Task_token* input_sections_blocker,
1124                                   Task_token* final_blocker)
1125     : layout_(layout), of_(of),
1126       input_sections_blocker_(input_sections_blocker),
1127       final_blocker_(final_blocker)
1128   { }
1129
1130   // The standard Task methods.
1131
1132   Task_token*
1133   is_runnable();
1134
1135   void
1136   locks(Task_locker*);
1137
1138   void
1139   run(Workqueue*);
1140
1141   std::string
1142   get_name() const
1143   { return "Write_after_input_sections_task"; }
1144
1145  private:
1146   Layout* layout_;
1147   Output_file* of_;
1148   Task_token* input_sections_blocker_;
1149   Task_token* final_blocker_;
1150 };
1151
1152 // This task function handles closing the file.
1153
1154 class Close_task_runner : public Task_function_runner
1155 {
1156  public:
1157   Close_task_runner(const General_options* options, const Layout* layout,
1158                     Output_file* of)
1159     : options_(options), layout_(layout), of_(of)
1160   { }
1161
1162   // Run the operation.
1163   void
1164   run(Workqueue*, const Task*);
1165
1166  private:
1167   const General_options* options_;
1168   const Layout* layout_;
1169   Output_file* of_;
1170 };
1171
1172 // A small helper function to align an address.
1173
1174 inline uint64_t
1175 align_address(uint64_t address, uint64_t addralign)
1176 {
1177   if (addralign != 0)
1178     address = (address + addralign - 1) &~ (addralign - 1);
1179   return address;
1180 }
1181
1182 } // End namespace gold.
1183
1184 #endif // !defined(GOLD_LAYOUT_H)