]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/binutils/gas/doc/internals.texi
unfinished sblive driver, playback/mixer only for now - not enabled in
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / binutils / gas / doc / internals.texi
1 \input texinfo
2 @setfilename internals.info
3 @node Top
4 @top Assembler Internals
5 @raisesections
6 @cindex internals
7
8 This chapter describes the internals of the assembler.  It is incomplete, but
9 it may help a bit.
10
11 This chapter was last modified on $Date: 1998/02/06 03:42:57 $.  It is not updated regularly, and it
12 may be out of date.
13
14 @menu
15 * GAS versions::        GAS versions
16 * Data types::          Data types
17 * GAS processing::      What GAS does when it runs
18 * Porting GAS::         Porting GAS
19 * Relaxation::          Relaxation
20 * Broken words::        Broken words
21 * Internal functions::  Internal functions
22 * Test suite::          Test suite
23 @end menu
24
25 @node GAS versions
26 @section GAS versions
27
28 GAS has acquired layers of code over time.  The original GAS only supported the
29 a.out object file format, with three sections.  Support for multiple sections
30 has been added in two different ways.
31
32 The preferred approach is to use the version of GAS created when the symbol
33 @code{BFD_ASSEMBLER} is defined.  The other versions of GAS are documented for
34 historical purposes, and to help anybody who has to debug code written for
35 them.
36
37 The type @code{segT} is used to represent a section in code which must work
38 with all versions of GAS.
39
40 @menu
41 * Original GAS::        Original GAS version
42 * MANY_SEGMENTS::       MANY_SEGMENTS gas version
43 * BFD_ASSEMBLER::       BFD_ASSEMBLER gas version
44 @end menu
45
46 @node Original GAS
47 @subsection Original GAS
48
49 The original GAS only supported the a.out object file format with three
50 sections: @samp{.text}, @samp{.data}, and @samp{.bss}.  This is the version of
51 GAS that is compiled if neither @code{BFD_ASSEMBLER} nor @code{MANY_SEGMENTS}
52 is defined.  This version of GAS is still used for the m68k-aout target, and
53 perhaps others.
54
55 This version of GAS should not be used for any new development.
56
57 There is still code that is specific to this version of GAS, notably in
58 @file{write.c}.  There is no way for this code to loop through all the
59 sections; it simply looks at global variables like @code{text_frag_root} and
60 @code{data_frag_root}.
61
62 The type @code{segT} is an enum.
63
64 @node MANY_SEGMENTS
65 @subsection MANY_SEGMENTS gas version
66 @cindex MANY_SEGMENTS
67
68 The @code{MANY_SEGMENTS} version of gas is only used for COFF.  It uses the BFD
69 library, but it writes out all the data itself using @code{bfd_write}.  This
70 version of gas supports up to 40 normal sections.  The section names are stored
71 in the @code{seg_name} array.  Other information is stored in the
72 @code{segment_info} array.
73
74 The type @code{segT} is an enum.  Code that wants to examine all the sections
75 can use a @code{segT} variable as loop index from @code{SEG_E0} up to but not
76 including @code{SEG_UNKNOWN}.
77
78 Most of the code specific to this version of GAS is in the file
79 @file{config/obj-coff.c}, in the portion of that file that is compiled when
80 @code{BFD_ASSEMBLER} is not defined.
81
82 This version of GAS is still used for several COFF targets.
83
84 @node BFD_ASSEMBLER
85 @subsection BFD_ASSEMBLER gas version
86 @cindex BFD_ASSEMBLER
87
88 The preferred version of GAS is the @code{BFD_ASSEMBLER} version.  In this
89 version of GAS, the output file is a normal BFD, and the BFD routines are used
90 to generate the output.
91
92 @code{BFD_ASSEMBLER} will automatically be used for certain targets, including
93 those that use the ELF, ECOFF, and SOM object file formats, and also all Alpha,
94 MIPS, PowerPC, and SPARC targets.  You can force the use of
95 @code{BFD_ASSEMBLER} for other targets with the configure option
96 @samp{--enable-bfd-assembler}; however, it has not been tested for many
97 targets, and can not be assumed to work.
98
99 @node Data types
100 @section Data types
101 @cindex internals, data types
102
103 This section describes some fundamental GAS data types.
104
105 @menu
106 * Symbols::             The symbolS structure
107 * Expressions::         The expressionS structure
108 * Fixups::              The fixS structure
109 * Frags::               The fragS structure
110 @end menu
111
112 @node Symbols
113 @subsection Symbols
114 @cindex internals, symbols
115 @cindex symbols, internal
116 @cindex symbolS structure
117
118 The definition for @code{struct symbol}, also known as @code{symbolS}, is
119 located in @file{struc-symbol.h}.  Symbol structures contain the following
120 fields:
121
122 @table @code
123 @item sy_value
124 This is an @code{expressionS} that describes the value of the symbol.  It might
125 refer to one or more other symbols; if so, its true value may not be known
126 until @code{resolve_symbol_value} is called in @code{write_object_file}.
127
128 The expression is often simply a constant.  Before @code{resolve_symbol_value}
129 is called, the value is the offset from the frag (@pxref{Frags}).  Afterward,
130 the frag address has been added in.
131
132 @item sy_resolved
133 This field is non-zero if the symbol's value has been completely resolved.  It
134 is used during the final pass over the symbol table.
135
136 @item sy_resolving
137 This field is used to detect loops while resolving the symbol's value.
138
139 @item sy_used_in_reloc
140 This field is non-zero if the symbol is used by a relocation entry.  If a local
141 symbol is used in a relocation entry, it must be possible to redirect those
142 relocations to other symbols, or this symbol cannot be removed from the final
143 symbol list.
144
145 @item sy_next
146 @itemx sy_previous
147 These pointers to other @code{symbolS} structures describe a singly or doubly
148 linked list.  (If @code{SYMBOLS_NEED_BACKPOINTERS} is not defined, the
149 @code{sy_previous} field will be omitted; @code{SYMBOLS_NEED_BACKPOINTERS} is
150 always defined if @code{BFD_ASSEMBLER}.)  These fields should be accessed with
151 the @code{symbol_next} and @code{symbol_previous} macros.
152
153 @item sy_frag
154 This points to the frag (@pxref{Frags}) that this symbol is attached to.
155
156 @item sy_used
157 Whether the symbol is used as an operand or in an expression.  Note: Not all of
158 the backends keep this information accurate; backends which use this bit are
159 responsible for setting it when a symbol is used in backend routines.
160
161 @item sy_mri_common
162 Whether the symbol is an MRI common symbol created by the @code{COMMON}
163 pseudo-op when assembling in MRI mode.
164
165 @item bsym
166 If @code{BFD_ASSEMBLER} is defined, this points to the BFD @code{asymbol} that
167 will be used in writing the object file.
168
169 @item sy_name_offset
170 (Only used if @code{BFD_ASSEMBLER} is not defined.)  This is the position of
171 the symbol's name in the string table of the object file.  On some formats,
172 this will start at position 4, with position 0 reserved for unnamed symbols.
173 This field is not used until @code{write_object_file} is called.
174
175 @item sy_symbol
176 (Only used if @code{BFD_ASSEMBLER} is not defined.)  This is the
177 format-specific symbol structure, as it would be written into the object file.
178
179 @item sy_number
180 (Only used if @code{BFD_ASSEMBLER} is not defined.)  This is a 24-bit symbol
181 number, for use in constructing relocation table entries.
182
183 @item sy_obj
184 This format-specific data is of type @code{OBJ_SYMFIELD_TYPE}.  If no macro by
185 that name is defined in @file{obj-format.h}, this field is not defined.
186
187 @item sy_tc
188 This processor-specific data is of type @code{TC_SYMFIELD_TYPE}.  If no macro
189 by that name is defined in @file{targ-cpu.h}, this field is not defined.
190
191 @item TARGET_SYMBOL_FIELDS
192 If this macro is defined, it defines additional fields in the symbol structure.
193 This macro is obsolete, and should be replaced when possible by uses of
194 @code{OBJ_SYMFIELD_TYPE} and @code{TC_SYMFIELD_TYPE}.
195 @end table
196
197 There are a number of access routines used to extract the fields of a
198 @code{symbolS} structure.  When possible, these routines should be used rather
199 than referring to the fields directly.  These routines will work for any GAS
200 version.
201
202 @table @code
203 @item S_SET_VALUE
204 @cindex S_SET_VALUE
205 Set the symbol's value.
206
207 @item S_GET_VALUE
208 @cindex S_GET_VALUE
209 Get the symbol's value.  This will cause @code{resolve_symbol_value} to be
210 called if necessary, so @code{S_GET_VALUE} should only be called when it is
211 safe to resolve symbols (i.e., after the entire input file has been read and
212 all symbols have been defined).
213
214 @item S_SET_SEGMENT
215 @cindex S_SET_SEGMENT
216 Set the section of the symbol.
217
218 @item S_GET_SEGMENT
219 @cindex S_GET_SEGMENT
220 Get the symbol's section.
221
222 @item S_GET_NAME
223 @cindex S_GET_NAME
224 Get the name of the symbol.
225
226 @item S_SET_NAME
227 @cindex S_SET_NAME
228 Set the name of the symbol.
229
230 @item S_IS_EXTERNAL
231 @cindex S_IS_EXTERNAL
232 Return non-zero if the symbol is externally visible.
233
234 @item S_IS_EXTERN
235 @cindex S_IS_EXTERN
236 A synonym for @code{S_IS_EXTERNAL}.  Don't use it.
237
238 @item S_IS_WEAK
239 @cindex S_IS_WEAK
240 Return non-zero if the symbol is weak.
241
242 @item S_IS_COMMON
243 @cindex S_IS_COMMON
244 Return non-zero if this is a common symbol.  Common symbols are sometimes
245 represented as undefined symbols with a value, in which case this function will
246 not be reliable.
247
248 @item S_IS_DEFINED
249 @cindex S_IS_DEFINED
250 Return non-zero if this symbol is defined.  This function is not reliable when
251 called on a common symbol.
252
253 @item S_IS_DEBUG
254 @cindex S_IS_DEBUG
255 Return non-zero if this is a debugging symbol.
256
257 @item S_IS_LOCAL
258 @cindex S_IS_LOCAL
259 Return non-zero if this is a local assembler symbol which should not be
260 included in the final symbol table.  Note that this is not the opposite of
261 @code{S_IS_EXTERNAL}.  The @samp{-L} assembler option affects the return value
262 of this function.
263
264 @item S_SET_EXTERNAL
265 @cindex S_SET_EXTERNAL
266 Mark the symbol as externally visible.
267
268 @item S_CLEAR_EXTERNAL
269 @cindex S_CLEAR_EXTERNAL
270 Mark the symbol as not externally visible.
271
272 @item S_SET_WEAK
273 @cindex S_SET_WEAK
274 Mark the symbol as weak.
275
276 @item S_GET_TYPE
277 @item S_GET_DESC
278 @item S_GET_OTHER
279 @cindex S_GET_TYPE
280 @cindex S_GET_DESC
281 @cindex S_GET_OTHER
282 Get the @code{type}, @code{desc}, and @code{other} fields of the symbol.  These
283 are only defined for object file formats for which they make sense (primarily
284 a.out).
285
286 @item S_SET_TYPE
287 @item S_SET_DESC
288 @item S_SET_OTHER
289 @cindex S_SET_TYPE
290 @cindex S_SET_DESC
291 @cindex S_SET_OTHER
292 Set the @code{type}, @code{desc}, and @code{other} fields of the symbol.  These
293 are only defined for object file formats for which they make sense (primarily
294 a.out).
295
296 @item S_GET_SIZE
297 @cindex S_GET_SIZE
298 Get the size of a symbol.  This is only defined for object file formats for
299 which it makes sense (primarily ELF).
300
301 @item S_SET_SIZE
302 @cindex S_SET_SIZE
303 Set the size of a symbol.  This is only defined for object file formats for
304 which it makes sense (primarily ELF).
305 @end table
306
307 @node Expressions
308 @subsection Expressions
309 @cindex internals, expressions
310 @cindex expressions, internal
311 @cindex expressionS structure
312
313 Expressions are stored in an @code{expressionS} structure.  The structure is
314 defined in @file{expr.h}.
315
316 @cindex expression
317 The macro @code{expression} will create an @code{expressionS} structure based
318 on the text found at the global variable @code{input_line_pointer}.
319
320 @cindex make_expr_symbol
321 @cindex expr_symbol_where
322 A single @code{expressionS} structure can represent a single operation.
323 Complex expressions are formed by creating @dfn{expression symbols} and
324 combining them in @code{expressionS} structures.  An expression symbol is
325 created by calling @code{make_expr_symbol}.  An expression symbol should
326 naturally never appear in a symbol table, and the implementation of
327 @code{S_IS_LOCAL} (@pxref{Symbols}) reflects that.  The function
328 @code{expr_symbol_where} returns non-zero if a symbol is an expression symbol,
329 and also returns the file and line for the expression which caused it to be
330 created.
331
332 The @code{expressionS} structure has two symbol fields, a number field, an
333 operator field, and a field indicating whether the number is unsigned.
334
335 The operator field is of type @code{operatorT}, and describes how to interpret
336 the other fields; see the definition in @file{expr.h} for the possibilities.
337
338 An @code{operatorT} value of @code{O_big} indicates either a floating point
339 number, stored in the global variable @code{generic_floating_point_number}, or
340 an integer to large to store in an @code{offsetT} type, stored in the global
341 array @code{generic_bignum}.  This rather inflexible approach makes it
342 impossible to use floating point numbers or large expressions in complex
343 expressions.
344
345 @node Fixups
346 @subsection Fixups
347 @cindex internals, fixups
348 @cindex fixups
349 @cindex fixS structure
350
351 A @dfn{fixup} is basically anything which can not be resolved in the first
352 pass.  Sometimes a fixup can be resolved by the end of the assembly; if not,
353 the fixup becomes a relocation entry in the object file.
354
355 @cindex fix_new
356 @cindex fix_new_exp
357 A fixup is created by a call to @code{fix_new} or @code{fix_new_exp}.  Both
358 take a frag (@pxref{Frags}), a position within the frag, a size, an indication
359 of whether the fixup is PC relative, and a type.  In a @code{BFD_ASSEMBLER}
360 GAS, the type is nominally a @code{bfd_reloc_code_real_type}, but several
361 targets use other type codes to represent fixups that can not be described as
362 relocations.
363
364 The @code{fixS} structure has a number of fields, several of which are obsolete
365 or are only used by a particular target.  The important fields are:
366
367 @table @code
368 @item fx_frag
369 The frag (@pxref{Frags}) this fixup is in.
370
371 @item fx_where
372 The location within the frag where the fixup occurs.
373
374 @item fx_addsy
375 The symbol this fixup is against.  Typically, the value of this symbol is added
376 into the object contents.  This may be NULL.
377
378 @item fx_subsy
379 The value of this symbol is subtracted from the object contents.  This is
380 normally NULL.
381
382 @item fx_offset
383 A number which is added into the fixup.
384
385 @item fx_addnumber
386 Some CPU backends use this field to convey information between
387 @code{md_apply_fix} and @code{tc_gen_reloc}.  The machine independent code does
388 not use it.
389
390 @item fx_next
391 The next fixup in the section.
392
393 @item fx_r_type
394 The type of the fixup.  This field is only defined if @code{BFD_ASSEMBLER}, or
395 if the target defines @code{NEED_FX_R_TYPE}.
396
397 @item fx_size
398 The size of the fixup.  This is mostly used for error checking.
399
400 @item fx_pcrel
401 Whether the fixup is PC relative.
402
403 @item fx_done
404 Non-zero if the fixup has been applied, and no relocation entry needs to be
405 generated.
406
407 @item fx_file
408 @itemx fx_line
409 The file and line where the fixup was created.
410
411 @item tc_fix_data
412 This has the type @code{TC_FIX_TYPE}, and is only defined if the target defines
413 that macro.
414 @end table
415
416 @node Frags
417 @subsection Frags
418 @cindex internals, frags
419 @cindex frags
420 @cindex fragS structure.
421
422 The @code{fragS} structure is defined in @file{as.h}.  Each frag represents a
423 portion of the final object file.  As GAS reads the source file, it creates
424 frags to hold the data that it reads.  At the end of the assembly the frags and
425 fixups are processed to produce the final contents.
426
427 @table @code
428 @item fr_address
429 The address of the frag.  This is not set until the assembler rescans the list
430 of all frags after the entire input file is parsed.  The function
431 @code{relax_segment} fills in this field.
432
433 @item fr_next
434 Pointer to the next frag in this (sub)section.
435
436 @item fr_fix
437 Fixed number of characters we know we're going to emit to the output file.  May
438 be zero.
439
440 @item fr_var
441 Variable number of characters we may output, after the initial @code{fr_fix}
442 characters.  May be zero.
443
444 @item fr_offset
445 The interpretation of this field is controlled by @code{fr_type}.  Generally,
446 if @code{fr_var} is non-zero, this is a repeat count: the @code{fr_var}
447 characters are output @code{fr_offset} times.
448
449 @item line
450 Holds line number info when an assembler listing was requested.
451
452 @item fr_type
453 Relaxation state.  This field indicates the interpretation of @code{fr_offset},
454 @code{fr_symbol} and the variable-length tail of the frag, as well as the
455 treatment it gets in various phases of processing.  It does not affect the
456 initial @code{fr_fix} characters; they are always supposed to be output
457 verbatim (fixups aside).  See below for specific values this field can have.
458
459 @item fr_subtype
460 Relaxation substate.  If the macro @code{md_relax_frag} isn't defined, this is
461 assumed to be an index into @code{TC_GENERIC_RELAX_TABLE} for the generic
462 relaxation code to process (@pxref{Relaxation}).  If @code{md_relax_frag} is
463 defined, this field is available for any use by the CPU-specific code.
464
465 @item fr_symbol
466 This normally indicates the symbol to use when relaxing the frag according to
467 @code{fr_type}.
468
469 @item fr_opcode
470 Points to the lowest-addressed byte of the opcode, for use in relaxation.
471
472 @item tc_frag_data
473 Target specific fragment data of type TC_FRAG_TYPE.
474 Only present if @code{TC_FRAG_TYPE} is defined.
475
476 @item fr_file
477 @itemx fr_line
478 The file and line where this frag was last modified.
479
480 @item fr_literal
481 Declared as a one-character array, this last field grows arbitrarily large to
482 hold the actual contents of the frag.
483 @end table
484
485 These are the possible relaxation states, provided in the enumeration type
486 @code{relax_stateT}, and the interpretations they represent for the other
487 fields:
488
489 @table @code
490 @item rs_align
491 @itemx rs_align_code
492 The start of the following frag should be aligned on some boundary.  In this
493 frag, @code{fr_offset} is the logarithm (base 2) of the alignment in bytes.
494 (For example, if alignment on an 8-byte boundary were desired, @code{fr_offset}
495 would have a value of 3.)  The variable characters indicate the fill pattern to
496 be used.  The @code{fr_subtype} field holds the maximum number of bytes to skip
497 when doing this alignment.  If more bytes are needed, the alignment is not
498 done.  An @code{fr_subtype} value of 0 means no maximum, which is the normal
499 case.  Target backends can use @code{rs_align_code} to handle certain types of
500 alignment differently.
501
502 @item rs_broken_word
503 This indicates that ``broken word'' processing should be done (@pxref{Broken
504 words}).  If broken word processing is not necessary on the target machine,
505 this enumerator value will not be defined.
506
507 @item rs_cfa
508 This state is used to implement exception frame optimizations.  The
509 @code{fr_symbol} is an expression symbol for the subtraction which may be
510 relaxed.  The @code{fr_opcode} field holds the frag for the preceding command
511 byte.  The @code{fr_offset} field holds the offset within that frag.  The
512 @code{fr_subtype} field is used during relaxation to hold the current size of
513 the frag.
514
515 @item rs_fill
516 The variable characters are to be repeated @code{fr_offset} times.  If
517 @code{fr_offset} is 0, this frag has a length of @code{fr_fix}.  Most frags
518 have this type.
519
520 @item rs_leb128
521 This state is used to implement the DWARF ``little endian base 128'' 
522 variable length number format.  The @code{fr_symbol} is always an expression
523 symbol, as constant expressions are emitted directly.  The @code{fr_offset}
524 field is used during relaxation to hold the previous size of the number so
525 that we can determine if the fragment changed size.
526
527 @item rs_machine_dependent
528 Displacement relaxation is to be done on this frag.  The target is indicated by
529 @code{fr_symbol} and @code{fr_offset}, and @code{fr_subtype} indicates the
530 particular machine-specific addressing mode desired.  @xref{Relaxation}.
531
532 @item rs_org
533 The start of the following frag should be pushed back to some specific offset
534 within the section.  (Some assemblers use the value as an absolute address; GAS
535 does not handle final absolute addresses, but rather requires that the linker
536 set them.)  The offset is given by @code{fr_symbol} and @code{fr_offset}; one
537 character from the variable-length tail is used as the fill character.
538 @end table
539
540 @cindex frchainS structure
541 A chain of frags is built up for each subsection.  The data structure
542 describing a chain is called a @code{frchainS}, and contains the following
543 fields:
544
545 @table @code
546 @item frch_root
547 Points to the first frag in the chain.  May be NULL if there are no frags in
548 this chain.
549 @item frch_last
550 Points to the last frag in the chain, or NULL if there are none.
551 @item frch_next
552 Next in the list of @code{frchainS} structures.
553 @item frch_seg
554 Indicates the section this frag chain belongs to.
555 @item frch_subseg
556 Subsection (subsegment) number of this frag chain.
557 @item fix_root, fix_tail
558 (Defined only if @code{BFD_ASSEMBLER} is defined).  Point to first and last
559 @code{fixS} structures associated with this subsection.
560 @item frch_obstack
561 Not currently used.  Intended to be used for frag allocation for this
562 subsection.  This should reduce frag generation caused by switching sections.
563 @item frch_frag_now
564 The current frag for this subsegment.
565 @end table
566
567 A @code{frchainS} corresponds to a subsection; each section has a list of
568 @code{frchainS} records associated with it.  In most cases, only one subsection
569 of each section is used, so the list will only be one element long, but any
570 processing of frag chains should be prepared to deal with multiple chains per
571 section.
572
573 After the input files have been completely processed, and no more frags are to
574 be generated, the frag chains are joined into one per section for further
575 processing.  After this point, it is safe to operate on one chain per section.
576
577 The assembler always has a current frag, named @code{frag_now}.  More space is
578 allocated for the current frag using the @code{frag_more} function; this
579 returns a pointer to the amount of requested space.  Relaxing is done using
580 variant frags allocated by @code{frag_var} or @code{frag_variant}
581 (@pxref{Relaxation}).
582
583 @node GAS processing
584 @section What GAS does when it runs
585 @cindex internals, overview
586
587 This is a quick look at what an assembler run looks like.
588
589 @itemize @bullet
590 @item
591 The assembler initializes itself by calling various init routines.
592
593 @item
594 For each source file, the @code{read_a_source_file} function reads in the file
595 and parses it.  The global variable @code{input_line_pointer} points to the
596 current text; it is guaranteed to be correct up to the end of the line, but not
597 farther.
598
599 @item
600 For each line, the assembler passes labels to the @code{colon} function, and
601 isolates the first word.  If it looks like a pseudo-op, the word is looked up
602 in the pseudo-op hash table @code{po_hash} and dispatched to a pseudo-op
603 routine.  Otherwise, the target dependent @code{md_assemble} routine is called
604 to parse the instruction.
605
606 @item
607 When pseudo-ops or instructions output data, they add it to a frag, calling
608 @code{frag_more} to get space to store it in.
609
610 @item
611 Pseudo-ops and instructions can also output fixups created by @code{fix_new} or
612 @code{fix_new_exp}.
613
614 @item
615 For certain targets, instructions can create variant frags which are used to
616 store relaxation information (@pxref{Relaxation}).
617
618 @item
619 When the input file is finished, the @code{write_object_file} routine is
620 called.  It assigns addresses to all the frags (@code{relax_segment}), resolves
621 all the fixups (@code{fixup_segment}), resolves all the symbol values (using
622 @code{resolve_symbol_value}), and finally writes out the file (in the
623 @code{BFD_ASSEMBLER} case, this is done by simply calling @code{bfd_close}).
624 @end itemize
625
626 @node Porting GAS
627 @section Porting GAS
628 @cindex porting
629
630 Each GAS target specifies two main things: the CPU file and the object format
631 file.  Two main switches in the @file{configure.in} file handle this.  The
632 first switches on CPU type to set the shell variable @code{cpu_type}.  The
633 second switches on the entire target to set the shell variable @code{fmt}.
634
635 The configure script uses the value of @code{cpu_type} to select two files in
636 the @file{config} directory: @file{tc-@var{CPU}.c} and @file{tc-@var{CPU}.h}.
637 The configuration process will create a file named @file{targ-cpu.h} in the
638 build directory which includes @file{tc-@var{CPU}.h}.
639
640 The configure script also uses the value of @code{fmt} to select two files:
641 @file{obj-@var{fmt}.c} and @file{obj-@var{fmt}.h}.  The configuration process
642 will create a file named @file{obj-format.h} in the build directory which
643 includes @file{obj-@var{fmt}.h}.
644
645 You can also set the emulation in the configure script by setting the @code{em}
646 variable.  Normally the default value of @samp{generic} is fine.  The
647 configuration process will create a file named @file{targ-env.h} in the build
648 directory which includes @file{te-@var{em}.h}.
649
650 Porting GAS to a new CPU requires writing the @file{tc-@var{CPU}} files.
651 Porting GAS to a new object file format requires writing the
652 @file{obj-@var{fmt}} files.  There is sometimes some interaction between these
653 two files, but it is normally minimal.
654
655 The best approach is, of course, to copy existing files.  The documentation
656 below assumes that you are looking at existing files to see usage details.
657
658 These interfaces have grown over time, and have never been carefully thought
659 out or designed.  Nothing about the interfaces described here is cast in stone.
660 It is possible that they will change from one version of the assembler to the
661 next.  Also, new macros are added all the time as they are needed.
662
663 @menu
664 * CPU backend::                 Writing a CPU backend
665 * Object format backend::       Writing an object format backend
666 * Emulations::                  Writing emulation files
667 @end menu
668
669 @node CPU backend
670 @subsection Writing a CPU backend
671 @cindex CPU backend
672 @cindex @file{tc-@var{CPU}}
673
674 The CPU backend files are the heart of the assembler.  They are the only parts
675 of the assembler which actually know anything about the instruction set of the
676 processor.
677
678 You must define a reasonably small list of macros and functions in the CPU
679 backend files.  You may define a large number of additional macros in the CPU
680 backend files, not all of which are documented here.  You must, of course,
681 define macros in the @file{.h} file, which is included by every assembler
682 source file.  You may define the functions as macros in the @file{.h} file, or
683 as functions in the @file{.c} file.
684
685 @table @code
686 @item TC_@var{CPU}
687 @cindex TC_@var{CPU}
688 By convention, you should define this macro in the @file{.h} file.  For
689 example, @file{tc-m68k.h} defines @code{TC_M68K}.  You might have to use this
690 if it is necessary to add CPU specific code to the object format file.
691
692 @item TARGET_FORMAT
693 This macro is the BFD target name to use when creating the output file.  This
694 will normally depend upon the @code{OBJ_@var{FMT}} macro.
695
696 @item TARGET_ARCH
697 This macro is the BFD architecture to pass to @code{bfd_set_arch_mach}.
698
699 @item TARGET_MACH
700 This macro is the BFD machine number to pass to @code{bfd_set_arch_mach}.  If
701 it is not defined, GAS will use 0.
702
703 @item TARGET_BYTES_BIG_ENDIAN
704 You should define this macro to be non-zero if the target is big endian, and
705 zero if the target is little endian.
706
707 @item md_shortopts
708 @itemx md_longopts
709 @itemx md_longopts_size
710 @itemx md_parse_option
711 @itemx md_show_usage
712 @cindex md_shortopts
713 @cindex md_longopts
714 @cindex md_longopts_size
715 @cindex md_parse_option
716 @cindex md_show_usage
717 GAS uses these variables and functions during option processing.
718 @code{md_shortopts} is a @code{const char *} which GAS adds to the machine
719 independent string passed to @code{getopt}.  @code{md_longopts} is a
720 @code{struct option []} which GAS adds to the machine independent long options
721 passed to @code{getopt}; you may use @code{OPTION_MD_BASE}, defined in
722 @file{as.h}, as the start of a set of long option indices, if necessary.
723 @code{md_longopts_size} is a @code{size_t} holding the size @code{md_longopts}.
724 GAS will call @code{md_parse_option} whenever @code{getopt} returns an
725 unrecognized code, presumably indicating a special code value which appears in
726 @code{md_longopts}.  GAS will call @code{md_show_usage} when a usage message is
727 printed; it should print a description of the machine specific options.
728
729 @item md_begin
730 @cindex md_begin
731 GAS will call this function at the start of the assembly, after the command
732 line arguments have been parsed and all the machine independent initializations
733 have been completed.
734
735 @item md_cleanup
736 @cindex md_cleanup
737 If you define this macro, GAS will call it at the end of each input file.
738
739 @item md_assemble
740 @cindex md_assemble
741 GAS will call this function for each input line which does not contain a
742 pseudo-op.  The argument is a null terminated string.  The function should
743 assemble the string as an instruction with operands.  Normally
744 @code{md_assemble} will do this by calling @code{frag_more} and writing out
745 some bytes (@pxref{Frags}).  @code{md_assemble} will call @code{fix_new} to
746 create fixups as needed (@pxref{Fixups}).  Targets which need to do special
747 purpose relaxation will call @code{frag_var}.
748
749 @item md_pseudo_table
750 @cindex md_pseudo_table
751 This is a const array of type @code{pseudo_typeS}.  It is a mapping from
752 pseudo-op names to functions.  You should use this table to implement
753 pseudo-ops which are specific to the CPU.
754
755 @item tc_conditional_pseudoop
756 @cindex tc_conditional_pseudoop
757 If this macro is defined, GAS will call it with a @code{pseudo_typeS} argument.
758 It should return non-zero if the pseudo-op is a conditional which controls
759 whether code is assembled, such as @samp{.if}.  GAS knows about the normal
760 conditional pseudo-ops,and you should normally not have to define this macro.
761
762 @item comment_chars
763 @cindex comment_chars
764 This is a null terminated @code{const char} array of characters which start a
765 comment.
766
767 @item tc_comment_chars
768 @cindex tc_comment_chars
769 If this macro is defined, GAS will use it instead of @code{comment_chars}.
770
771 @item line_comment_chars
772 @cindex line_comment_chars
773 This is a null terminated @code{const char} array of characters which start a
774 comment when they appear at the start of a line.
775
776 @item line_separator_chars
777 @cindex line_separator_chars
778 This is a null terminated @code{const char} array of characters which separate
779 lines (the semicolon is such a character by default, and need not be listed in
780 this array).
781
782 @item EXP_CHARS
783 @cindex EXP_CHARS
784 This is a null terminated @code{const char} array of characters which may be
785 used as the exponent character in a floating point number.  This is normally
786 @code{"eE"}.
787
788 @item FLT_CHARS
789 @cindex FLT_CHARS
790 This is a null terminated @code{const char} array of characters which may be
791 used to indicate a floating point constant.  A zero followed by one of these
792 characters is assumed to be followed by a floating point number; thus they
793 operate the way that @code{0x} is used to indicate a hexadecimal constant.
794 Usually this includes @samp{r} and @samp{f}.
795
796 @item LEX_AT
797 @cindex LEX_AT
798 You may define this macro to the lexical type of the @kbd{@}} character.  The
799 default is zero.
800
801 Lexical types are a combination of @code{LEX_NAME} and @code{LEX_BEGIN_NAME},
802 both defined in @file{read.h}.  @code{LEX_NAME} indicates that the character
803 may appear in a name.  @code{LEX_BEGIN_NAME} indicates that the character may
804 appear at the beginning of a nem.
805
806 @item LEX_BR
807 @cindex LEX_BR
808 You may define this macro to the lexical type of the brace characters @kbd{@{},
809 @kbd{@}}, @kbd{[}, and @kbd{]}.  The default value is zero.
810
811 @item LEX_PCT
812 @cindex LEX_PCT
813 You may define this macro to the lexical type of the @kbd{%} character.  The
814 default value is zero.
815
816 @item LEX_QM
817 @cindex LEX_QM
818 You may define this macro to the lexical type of the @kbd{?} character.  The
819 default value it zero.
820
821 @item LEX_DOLLAR
822 @cindex LEX_DOLLAR
823 You may define this macro to the lexical type of the @kbd{$} character.  The
824 default value is @code{LEX_NAME | LEX_BEGIN_NAME}.
825
826 @item SINGLE_QUOTE_STRINGS
827 @cindex SINGLE_QUOTE_STRINGS
828 If you define this macro, GAS will treat single quotes as string delimiters.
829 Normally only double quotes are accepted as string delimiters.
830
831 @item NO_STRING_ESCAPES
832 @cindex NO_STRING_ESCAPES
833 If you define this macro, GAS will not permit escape sequences in a string.
834
835 @item ONLY_STANDARD_ESCAPES
836 @cindex ONLY_STANDARD_ESCAPES
837 If you define this macro, GAS will warn about the use of nonstandard escape
838 sequences in a string.
839
840 @item md_start_line_hook
841 @cindex md_start_line_hook
842 If you define this macro, GAS will call it at the start of each line.
843
844 @item LABELS_WITHOUT_COLONS
845 @cindex LABELS_WITHOUT_COLONS
846 If you define this macro, GAS will assume that any text at the start of a line
847 is a label, even if it does not have a colon.
848
849 @item TC_START_LABEL
850 @cindex TC_START_LABEL
851 You may define this macro to control what GAS considers to be a label.  The
852 default definition is to accept any name followed by a colon character.
853
854 @item NO_PSEUDO_DOT
855 @cindex NO_PSEUDO_DOT
856 If you define this macro, GAS will not require pseudo-ops to start with a
857 @kbd{.} character.
858
859 @item TC_EQUAL_IN_INSN
860 @cindex TC_EQUAL_IN_INSN
861 If you define this macro, it should return nonzero if the instruction is
862 permitted to contain an @kbd{=} character.  GAS will use this to decide if a
863 @kbd{=} is an assignment or an instruction.
864
865 @item TC_EOL_IN_INSN
866 @cindex TC_EOL_IN_INSN
867 If you define this macro, it should return nonzero if the current input line
868 pointer should be treated as the end of a line.
869
870 @item md_parse_name
871 @cindex md_parse_name
872 If this macro is defined, GAS will call it for any symbol found in an
873 expression.  You can define this to handle special symbols in a special way.
874 If a symbol always has a certain value, you should normally enter it in the
875 symbol table, perhaps using @code{reg_section}.
876
877 @item md_undefined_symbol
878 @cindex md_undefined_symbol
879 GAS will call this function when a symbol table lookup fails, before it
880 creates a new symbol.  Typically this would be used to supply symbols whose
881 name or value changes dynamically, possibly in a context sensitive way.
882 Predefined symbols with fixed values, such as register names or condition
883 codes, are typically entered directly into the symbol table when @code{md_begin}
884 is called.
885
886 @item md_operand
887 @cindex md_operand
888 GAS will call this function for any expression that can not be recognized.
889 When the function is called, @code{input_line_pointer} will point to the start
890 of the expression.
891
892 @item tc_unrecognized_line
893 @cindex tc_unrecognized_line
894 If you define this macro, GAS will call it when it finds a line that it can not
895 parse.
896
897 @item md_do_align
898 @cindex md_do_align
899 You may define this macro to handle an alignment directive.  GAS will call it
900 when the directive is seen in the input file.  For example, the i386 backend
901 uses this to generate efficient nop instructions of varying lengths, depending
902 upon the number of bytes that the alignment will skip.
903
904 @item HANDLE_ALIGN
905 @cindex HANDLE_ALIGN
906 You may define this macro to do special handling for an alignment directive.
907 GAS will call it at the end of the assembly.
908
909 @item md_flush_pending_output
910 @cindex md_flush_pending_output
911 If you define this macro, GAS will call it each time it skips any space because of a
912 space filling or alignment or data allocation pseudo-op.
913
914 @item TC_PARSE_CONS_EXPRESSION
915 @cindex TC_PARSE_CONS_EXPRESSION
916 You may define this macro to parse an expression used in a data allocation
917 pseudo-op such as @code{.word}.  You can use this to recognize relocation
918 directives that may appear in such directives.
919
920 @item BITFIELD_CONS_EXPRESSION
921 @cindex BITFIELD_CONS_EXPRESSION
922 If you define this macro, GAS will recognize bitfield instructions in data
923 allocation pseudo-ops, as used on the i960.
924
925 @item REPEAT_CONS_EXPRESSION
926 @cindex REPEAT_CONS_EXPRESSION
927 If you define this macro, GAS will recognize repeat counts in data allocation
928 pseudo-ops, as used on the MIPS.
929
930 @item md_cons_align
931 @cindex md_cons_align
932 You may define this macro to do any special alignment before a data allocation
933 pseudo-op.
934
935 @item TC_CONS_FIX_NEW
936 @cindex TC_CONS_FIX_NEW
937 You may define this macro to generate a fixup for a data allocation pseudo-op.
938
939 @item TC_INIT_FIX_DATA (@var{fixp})
940 @cindex TC_INIT_FIX_DATA
941 A C statement to initialize the target specific fields of fixup @var{fixp}.
942 These fields are defined with the @code{TC_FIX_TYPE} macro.
943
944 @item TC_FIX_DATA_PRINT (@var{stream}, @var{fixp})
945 @cindex TC_FIX_DATA_PRINT
946 A C statement to output target specific debugging information for
947 fixup @var{fixp} to @var{stream}.  This macro is called by @code{print_fixup}.
948
949 @item TC_FRAG_INIT (@var{fragp})
950 @cindex TC_FRAG_INIT
951 A C statement to initialize the target specific fields of frag @var{fragp}.
952 These fields are defined with the @code{TC_FRAG_TYPE} macro.
953
954 @item md_number_to_chars
955 @cindex md_number_to_chars
956 This should just call either @code{number_to_chars_bigendian} or
957 @code{number_to_chars_littleendian}, whichever is appropriate.  On targets like
958 the MIPS which support options to change the endianness, which function to call
959 is a runtime decision.  On other targets, @code{md_number_to_chars} can be a
960 simple macro.
961
962 @item md_reloc_size
963 @cindex md_reloc_size
964 This variable is only used in the original version of gas (not
965 @code{BFD_ASSEMBLER} and not @code{MANY_SEGMENTS}).  It holds the size of a
966 relocation entry.
967
968 @item WORKING_DOT_WORD
969 @itemx md_short_jump_size
970 @itemx md_long_jump_size
971 @itemx md_create_short_jump
972 @itemx md_create_long_jump
973 @cindex WORKING_DOT_WORD
974 @cindex md_short_jump_size
975 @cindex md_long_jump_size
976 @cindex md_create_short_jump
977 @cindex md_create_long_jump
978 If @code{WORKING_DOT_WORD} is defined, GAS will not do broken word processing
979 (@pxref{Broken words}).  Otherwise, you should set @code{md_short_jump_size} to
980 the size of a short jump (a jump that is just long enough to jump around a long
981 jmp) and @code{md_long_jump_size} to the size of a long jump (a jump that can
982 go anywhere in the function), You should define @code{md_create_short_jump} to
983 create a short jump around a long jump, and define @code{md_create_long_jump}
984 to create a long jump.
985
986 @item md_estimate_size_before_relax
987 @cindex md_estimate_size_before_relax
988 This function returns an estimate of the size of a @code{rs_machine_dependent}
989 frag before any relaxing is done.  It may also create any necessary
990 relocations.
991
992 @item md_relax_frag
993 @cindex md_relax_frag
994 This macro may be defined to relax a frag.  GAS will call this with the frag
995 and the change in size of all previous frags; @code{md_relax_frag} should
996 return the change in size of the frag.  @xref{Relaxation}.
997
998 @item TC_GENERIC_RELAX_TABLE
999 @cindex TC_GENERIC_RELAX_TABLE
1000 If you do not define @code{md_relax_frag}, you may define
1001 @code{TC_GENERIC_RELAX_TABLE} as a table of @code{relax_typeS} structures.  The
1002 machine independent code knows how to use such a table to relax PC relative
1003 references.  See @file{tc-m68k.c} for an example.  @xref{Relaxation}.
1004
1005 @item md_prepare_relax_scan
1006 @cindex md_prepare_relax_scan
1007 If defined, it is a C statement that is invoked prior to scanning
1008 the relax table.
1009
1010 @item LINKER_RELAXING_SHRINKS_ONLY
1011 @cindex LINKER_RELAXING_SHRINKS_ONLY
1012 If you define this macro, and the global variable @samp{linkrelax} is set
1013 (because of a command line option, or unconditionally in @code{md_begin}), a
1014 @samp{.align} directive will cause extra space to be allocated.  The linker can
1015 then discard this space when relaxing the section.
1016
1017 @item md_convert_frag
1018 @cindex md_convert_frag
1019 GAS will call this for each rs_machine_dependent fragment.
1020 The instruction is completed using the data from the relaxation pass.
1021 It may also create any necessary relocations.
1022 @xref{Relaxation}.
1023
1024 @item md_apply_fix
1025 @cindex md_apply_fix
1026 GAS will call this for each fixup.  It should store the correct value in the
1027 object file.
1028
1029 @item TC_HANDLES_FX_DONE
1030 @cindex TC_HANDLES_FX_DONE
1031 If this macro is defined, it means that @code{md_apply_fix} correctly sets the
1032 @code{fx_done} field in the fixup.
1033
1034 @item tc_gen_reloc
1035 @cindex tc_gen_reloc
1036 A @code{BFD_ASSEMBLER} GAS will call this to generate a reloc.  GAS will pass
1037 the resulting reloc to @code{bfd_install_relocation}.  This currently works
1038 poorly, as @code{bfd_install_relocation} often does the wrong thing, and
1039 instances of @code{tc_gen_reloc} have been written to work around the problems,
1040 which in turns makes it difficult to fix @code{bfd_install_relocation}.
1041
1042 @item RELOC_EXPANSION_POSSIBLE
1043 @cindex RELOC_EXPANSION_POSSIBLE
1044 If you define this macro, it means that @code{tc_gen_reloc} may return multiple
1045 relocation entries for a single fixup.  In this case, the return value of
1046 @code{tc_gen_reloc} is a pointer to a null terminated array.
1047
1048 @item MAX_RELOC_EXPANSION
1049 @cindex MAX_RELOC_EXPANSION
1050 You must define this if @code{RELOC_EXPANSION_POSSIBLE} is defined; it
1051 indicates the largest number of relocs which @code{tc_gen_reloc} may return for
1052 a single fixup.
1053
1054 @item tc_fix_adjustable
1055 @cindex tc_fix_adjustable
1056 You may define this macro to indicate whether a fixup against a locally defined
1057 symbol should be adjusted to be against the section symbol.  It should return a
1058 non-zero value if the adjustment is acceptable.
1059
1060 @item MD_PCREL_FROM_SECTION
1061 @cindex MD_PCREL_FROM_SECTION
1062 If you define this macro, it should return the offset between the address of a
1063 PC relative fixup and the position from which the PC relative adjustment should
1064 be made.  On many processors, the base of a PC relative instruction is the next
1065 instruction, so this macro would return the length of an instruction.
1066
1067 @item md_pcrel_from
1068 @cindex md_pcrel_from
1069 This is the default value of @code{MD_PCREL_FROM_SECTION}.  The difference is
1070 that @code{md_pcrel_from} does not take a section argument.
1071
1072 @item tc_frob_label
1073 @cindex tc_frob_label
1074 If you define this macro, GAS will call it each time a label is defined.
1075
1076 @item md_section_align
1077 @cindex md_section_align
1078 GAS will call this function for each section at the end of the assembly, to
1079 permit the CPU backend to adjust the alignment of a section.
1080
1081 @item tc_frob_section
1082 @cindex tc_frob_section
1083 If you define this macro, a @code{BFD_ASSEMBLER} GAS will call it for each
1084 section at the end of the assembly.
1085
1086 @item tc_frob_file_before_adjust
1087 @cindex tc_frob_file_before_adjust
1088 If you define this macro, GAS will call it after the symbol values are
1089 resolved, but before the fixups have been changed from local symbols to section
1090 symbols.
1091
1092 @item tc_frob_symbol
1093 @cindex tc_frob_symbol
1094 If you define this macro, GAS will call it for each symbol.  You can indicate
1095 that the symbol should not be included in the object file by definining this
1096 macro to set its second argument to a non-zero value.
1097
1098 @item tc_frob_file
1099 @cindex tc_frob_file
1100 If you define this macro, GAS will call it after the symbol table has been
1101 completed, but before the relocations have been generated.
1102
1103 @item tc_frob_file_after_relocs
1104 If you define this macro, GAS will call it after the relocs have been
1105 generated.
1106
1107 @item LISTING_HEADER
1108 A string to use on the header line of a listing.  The default value is simply
1109 @code{"GAS LISTING"}.
1110
1111 @item LISTING_WORD_SIZE
1112 The number of bytes to put into a word in a listing.  This affects the way the
1113 bytes are clumped together in the listing.  For example, a value of 2 might
1114 print @samp{1234 5678} where a value of 1 would print @samp{12 34 56 78}.  The
1115 default value is 4.
1116
1117 @item LISTING_LHS_WIDTH
1118 The number of words of data to print on the first line of a listing for a
1119 particular source line, where each word is @code{LISTING_WORD_SIZE} bytes.  The
1120 default value is 1.
1121
1122 @item LISTING_LHS_WIDTH_SECOND
1123 Like @code{LISTING_LHS_WIDTH}, but applying to the second and subsequent line
1124 of the data printed for a particular source line.  The default value is 1.
1125
1126 @item LISTING_LHS_CONT_LINES
1127 The maximum number of continuation lines to print in a listing for a particular
1128 source line.  The default value is 4.
1129
1130 @item LISTING_RHS_WIDTH
1131 The maximum number of characters to print from one line of the input file.  The
1132 default value is 100.
1133 @end table
1134
1135 @node Object format backend
1136 @subsection Writing an object format backend
1137 @cindex object format backend
1138 @cindex @file{obj-@var{fmt}}
1139
1140 As with the CPU backend, the object format backend must define a few things,
1141 and may define some other things.  The interface to the object format backend
1142 is generally simpler; most of the support for an object file format consists of
1143 defining a number of pseudo-ops.
1144
1145 The object format @file{.h} file must include @file{targ-cpu.h}.
1146
1147 This section will only define the @code{BFD_ASSEMBLER} version of GAS.  It is
1148 impossible to support a new object file format using any other version anyhow,
1149 as the original GAS version only supports a.out, and the @code{MANY_SEGMENTS}
1150 GAS version only supports COFF.
1151
1152 @table @code
1153 @item OBJ_@var{format}
1154 @cindex OBJ_@var{format}
1155 By convention, you should define this macro in the @file{.h} file.  For
1156 example, @file{obj-elf.h} defines @code{OBJ_ELF}.  You might have to use this
1157 if it is necessary to add object file format specific code to the CPU file.
1158
1159 @item obj_begin
1160 If you define this macro, GAS will call it at the start of the assembly, after
1161 the command line arguments have been parsed and all the machine independent
1162 initializations have been completed.
1163
1164 @item obj_app_file
1165 @cindex obj_app_file
1166 If you define this macro, GAS will invoke it when it sees a @code{.file}
1167 pseudo-op or a @samp{#} line as used by the C preprocessor.
1168
1169 @item OBJ_COPY_SYMBOL_ATTRIBUTES
1170 @cindex OBJ_COPY_SYMBOL_ATTRIBUTES
1171 You should define this macro to copy object format specific information from
1172 one symbol to another.  GAS will call it when one symbol is equated to
1173 another.
1174
1175 @item obj_fix_adjustable
1176 @cindex obj_fix_adjustable
1177 You may define this macro to indicate whether a fixup against a locally defined
1178 symbol should be adjusted to be against the section symbol.  It should return a
1179 non-zero value if the adjustment is acceptable.
1180
1181 @item obj_sec_sym_ok_for_reloc
1182 @cindex obj_sec_sym_ok_for_reloc
1183 You may define this macro to indicate that it is OK to use a section symbol in
1184 a relocateion entry.  If it is not, GAS will define a new symbol at the start
1185 of a section.
1186
1187 @item EMIT_SECTION_SYMBOLS
1188 @cindex EMIT_SECTION_SYMBOLS
1189 You should define this macro with a zero value if you do not want to include
1190 section symbols in the output symbol table.  The default value for this macro
1191 is one.
1192
1193 @item obj_adjust_symtab
1194 @cindex obj_adjust_symtab
1195 If you define this macro, GAS will invoke it just before setting the symbol
1196 table of the output BFD.  For example, the COFF support uses this macro to
1197 generate a @code{.file} symbol if none was generated previously.
1198
1199 @item SEPARATE_STAB_SECTIONS
1200 @cindex SEPARATE_STAB_SECTIONS
1201 You may define this macro to indicate that stabs should be placed in separate
1202 sections, as in ELF.
1203
1204 @item INIT_STAB_SECTION
1205 @cindex INIT_STAB_SECTION
1206 You may define this macro to initialize the stabs section in the output file.
1207
1208 @item OBJ_PROCESS_STAB
1209 @cindex OBJ_PROCESS_STAB
1210 You may define this macro to do specific processing on a stabs entry.
1211
1212 @item obj_frob_section
1213 @cindex obj_frob_section
1214 If you define this macro, GAS will call it for each section at the end of the
1215 assembly.
1216
1217 @item obj_frob_file_before_adjust
1218 @cindex obj_frob_file_before_adjust
1219 If you define this macro, GAS will call it after the symbol values are
1220 resolved, but before the fixups have been changed from local symbols to section
1221 symbols.
1222
1223 @item obj_frob_symbol
1224 @cindex obj_frob_symbol
1225 If you define this macro, GAS will call it for each symbol.  You can indicate
1226 that the symbol should not be included in the object file by definining this
1227 macro to set its second argument to a non-zero value.
1228
1229 @item obj_frob_file
1230 @cindex obj_frob_file
1231 If you define this macro, GAS will call it after the symbol table has been
1232 completed, but before the relocations have been generated.
1233
1234 @item obj_frob_file_after_relocs
1235 If you define this macro, GAS will call it after the relocs have been
1236 generated.
1237 @end table
1238
1239 @node Emulations
1240 @subsection Writing emulation files
1241
1242 Normally you do not have to write an emulation file.  You can just use
1243 @file{te-generic.h}.
1244
1245 If you do write your own emulation file, it must include @file{obj-format.h}.
1246
1247 An emulation file will often define @code{TE_@var{EM}}; this may then be used
1248 in other files to change the output.
1249
1250 @node Relaxation
1251 @section Relaxation
1252 @cindex relaxation
1253
1254 @dfn{Relaxation} is a generic term used when the size of some instruction or
1255 data depends upon the value of some symbol or other data.
1256
1257 GAS knows to relax a particular type of PC relative relocation using a table.
1258 You can also define arbitrarily complex forms of relaxation yourself.
1259
1260 @menu
1261 * Relaxing with a table::       Relaxing with a table
1262 * General relaxing::            General relaxing
1263 @end menu
1264
1265 @node Relaxing with a table
1266 @subsection Relaxing with a table
1267
1268 If you do not define @code{md_relax_frag}, and you do define
1269 @code{TC_GENERIC_RELAX_TABLE}, GAS will relax @code{rs_machine_dependent} frags
1270 based on the frag subtype and the displacement to some specified target
1271 address.  The basic idea is that several machines have different addressing
1272 modes for instructions that can specify different ranges of values, with
1273 successive modes able to access wider ranges, including the entirety of the
1274 previous range.  Smaller ranges are assumed to be more desirable (perhaps the
1275 instruction requires one word instead of two or three); if this is not the
1276 case, don't describe the smaller-range, inferior mode.
1277
1278 The @code{fr_subtype} field of a frag is an index into a CPU-specific
1279 relaxation table.  That table entry indicates the range of values that can be
1280 stored, the number of bytes that will have to be added to the frag to
1281 accomodate the addressing mode, and the index of the next entry to examine if
1282 the value to be stored is outside the range accessible by the current
1283 addressing mode.  The @code{fr_symbol} field of the frag indicates what symbol
1284 is to be accessed; the @code{fr_offset} field is added in.
1285
1286 If the @code{TC_PCREL_ADJUST} macro is defined, which currently should only happen
1287 for the NS32k family, the @code{TC_PCREL_ADJUST} macro is called on the frag to
1288 compute an adjustment to be made to the displacement.
1289
1290 The value fitted by the relaxation code is always assumed to be a displacement
1291 from the current frag.  (More specifically, from @code{fr_fix} bytes into the
1292 frag.)
1293 @ignore
1294 This seems kinda silly.  What about fitting small absolute values?  I suppose
1295 @code{md_assemble} is supposed to take care of that, but if the operand is a
1296 difference between symbols, it might not be able to, if the difference was not
1297 computable yet.
1298 @end ignore
1299
1300 The end of the relaxation sequence is indicated by a ``next'' value of 0.  This
1301 means that the first entry in the table can't be used.
1302
1303 For some configurations, the linker can do relaxing within a section of an
1304 object file.  If call instructions of various sizes exist, the linker can
1305 determine which should be used in each instance, when a symbol's value is
1306 resolved.  In order for the linker to avoid wasting space and having to insert
1307 no-op instructions, it must be able to expand or shrink the section contents
1308 while still preserving intra-section references and meeting alignment
1309 requirements.
1310
1311 For the i960 using b.out format, no expansion is done; instead, each
1312 @samp{.align} directive causes extra space to be allocated, enough that when
1313 the linker is relaxing a section and removing unneeded space, it can discard
1314 some or all of this extra padding and cause the following data to be correctly
1315 aligned.
1316
1317 For the H8/300, I think the linker expands calls that can't reach, and doesn't
1318 worry about alignment issues; the cpu probably never needs any significant
1319 alignment beyond the instruction size.
1320
1321 The relaxation table type contains these fields:
1322
1323 @table @code
1324 @item long rlx_forward
1325 Forward reach, must be non-negative.
1326 @item long rlx_backward
1327 Backward reach, must be zero or negative.
1328 @item rlx_length
1329 Length in bytes of this addressing mode.
1330 @item rlx_more
1331 Index of the next-longer relax state, or zero if there is no next relax state.
1332 @end table
1333
1334 The relaxation is done in @code{relax_segment} in @file{write.c}.  The
1335 difference in the length fields between the original mode and the one finally
1336 chosen by the relaxing code is taken as the size by which the current frag will
1337 be increased in size.  For example, if the initial relaxing mode has a length
1338 of 2 bytes, and because of the size of the displacement, it gets upgraded to a
1339 mode with a size of 6 bytes, it is assumed that the frag will grow by 4 bytes.
1340 (The initial two bytes should have been part of the fixed portion of the frag,
1341 since it is already known that they will be output.)  This growth must be
1342 effected by @code{md_convert_frag}; it should increase the @code{fr_fix} field
1343 by the appropriate size, and fill in the appropriate bytes of the frag.
1344 (Enough space for the maximum growth should have been allocated in the call to
1345 frag_var as the second argument.)
1346
1347 If relocation records are needed, they should be emitted by
1348 @code{md_estimate_size_before_relax}.  This function should examine the target
1349 symbol of the supplied frag and correct the @code{fr_subtype} of the frag if
1350 needed.  When this function is called, if the symbol has not yet been defined,
1351 it will not become defined later; however, its value may still change if the
1352 section it is in gets relaxed.
1353
1354 Usually, if the symbol is in the same section as the frag (given by the
1355 @var{sec} argument), the narrowest likely relaxation mode is stored in
1356 @code{fr_subtype}, and that's that.
1357
1358 If the symbol is undefined, or in a different section (and therefore moveable
1359 to an arbitrarily large distance), the largest available relaxation mode is
1360 specified, @code{fix_new} is called to produce the relocation record,
1361 @code{fr_fix} is increased to include the relocated field (remember, this
1362 storage was allocated when @code{frag_var} was called), and @code{frag_wane} is
1363 called to convert the frag to an @code{rs_fill} frag with no variant part.
1364 Sometimes changing addressing modes may also require rewriting the instruction.
1365 It can be accessed via @code{fr_opcode} or @code{fr_fix}.
1366
1367 Sometimes @code{fr_var} is increased instead, and @code{frag_wane} is not
1368 called.  I'm not sure, but I think this is to keep @code{fr_fix} referring to
1369 an earlier byte, and @code{fr_subtype} set to @code{rs_machine_dependent} so
1370 that @code{md_convert_frag} will get called.
1371
1372 @node General relaxing
1373 @subsection General relaxing
1374
1375 If using a simple table is not suitable, you may implement arbitrarily complex
1376 relaxation semantics yourself.  For example, the MIPS backend uses this to emit
1377 different instruction sequences depending upon the size of the symbol being
1378 accessed.
1379
1380 When you assemble an instruction that may need relaxation, you should allocate
1381 a frag using @code{frag_var} or @code{frag_variant} with a type of
1382 @code{rs_machine_dependent}.  You should store some sort of information in the
1383 @code{fr_subtype} field so that you can figure out what to do with the frag
1384 later.
1385
1386 When GAS reaches the end of the input file, it will look through the frags and
1387 work out their final sizes.
1388
1389 GAS will first call @code{md_estimate_size_before_relax} on each
1390 @code{rs_machine_dependent} frag.  This function must return an estimated size
1391 for the frag.
1392
1393 GAS will then loop over the frags, calling @code{md_relax_frag} on each
1394 @code{rs_machine_dependent} frag.  This function should return the change in
1395 size of the frag.  GAS will keep looping over the frags until none of the frags
1396 changes size.
1397
1398 @node Broken words
1399 @section Broken words
1400 @cindex internals, broken words
1401 @cindex broken words
1402
1403 Some compilers, including GCC, will sometimes emit switch tables specifying
1404 16-bit @code{.word} displacements to branch targets, and branch instructions
1405 that load entries from that table to compute the target address.  If this is
1406 done on a 32-bit machine, there is a chance (at least with really large
1407 functions) that the displacement will not fit in 16 bits.  The assembler
1408 handles this using a concept called @dfn{broken words}.  This idea is well
1409 named, since there is an implied promise that the 16-bit field will in fact
1410 hold the specified displacement.
1411
1412 If broken word processing is enabled, and a situation like this is encountered,
1413 the assembler will insert a jump instruction into the instruction stream, close
1414 enough to be reached with the 16-bit displacement.  This jump instruction will
1415 transfer to the real desired target address.  Thus, as long as the @code{.word}
1416 value really is used as a displacement to compute an address to jump to, the
1417 net effect will be correct (minus a very small efficiency cost).  If
1418 @code{.word} directives with label differences for values are used for other
1419 purposes, however, things may not work properly.  For targets which use broken
1420 words, the @samp{-K} option will warn when a broken word is discovered.
1421
1422 The broken word code is turned off by the @code{WORKING_DOT_WORD} macro.  It
1423 isn't needed if @code{.word} emits a value large enough to contain an address
1424 (or, more correctly, any possible difference between two addresses).
1425
1426 @node Internal functions
1427 @section Internal functions
1428
1429 This section describes basic internal functions used by GAS.
1430
1431 @menu
1432 * Warning and error messages::  Warning and error messages
1433 * Hash tables::                 Hash tables
1434 @end menu
1435
1436 @node Warning and error messages
1437 @subsection Warning and error messages
1438
1439 @deftypefun  @{@} int had_warnings (void)
1440 @deftypefunx @{@} int had_errors (void)
1441 Returns non-zero if any warnings or errors, respectively, have been printed
1442 during this invocation.
1443 @end deftypefun
1444
1445 @deftypefun @{@} void as_perror (const char *@var{gripe}, const char *@var{filename})
1446 Displays a BFD or system error, then clears the error status.
1447 @end deftypefun
1448
1449 @deftypefun  @{@} void as_tsktsk (const char *@var{format}, ...)
1450 @deftypefunx @{@} void as_warn (const char *@var{format}, ...)
1451 @deftypefunx @{@} void as_bad (const char *@var{format}, ...)
1452 @deftypefunx @{@} void as_fatal (const char *@var{format}, ...)
1453 These functions display messages about something amiss with the input file, or
1454 internal problems in the assembler itself.  The current file name and line
1455 number are printed, followed by the supplied message, formatted using
1456 @code{vfprintf}, and a final newline.
1457
1458 An error indicated by @code{as_bad} will result in a non-zero exit status when
1459 the assembler has finished.  Calling @code{as_fatal} will result in immediate
1460 termination of the assembler process.
1461 @end deftypefun
1462
1463 @deftypefun @{@} void as_warn_where (char *@var{file}, unsigned int @var{line}, const char *@var{format}, ...)
1464 @deftypefunx @{@} void as_bad_where (char *@var{file}, unsigned int @var{line}, const char *@var{format}, ...)
1465 These variants permit specification of the file name and line number, and are
1466 used when problems are detected when reprocessing information saved away when
1467 processing some earlier part of the file.  For example, fixups are processed
1468 after all input has been read, but messages about fixups should refer to the
1469 original filename and line number that they are applicable to.
1470 @end deftypefun
1471
1472 @deftypefun @{@} void fprint_value (FILE *@var{file}, valueT @var{val})
1473 @deftypefunx @{@} void sprint_value (char *@var{buf}, valueT @var{val})
1474 These functions are helpful for converting a @code{valueT} value into printable
1475 format, in case it's wider than modes that @code{*printf} can handle.  If the
1476 type is narrow enough, a decimal number will be produced; otherwise, it will be
1477 in hexadecimal.  The value itself is not examined to make this determination.
1478 @end deftypefun
1479
1480 @node Hash tables
1481 @subsection Hash tables
1482 @cindex hash tables
1483
1484 @deftypefun @{@} @{struct hash_control *@} hash_new (void)
1485 Creates the hash table control structure.
1486 @end deftypefun
1487
1488 @deftypefun @{@} void hash_die (struct hash_control *)
1489 Destroy a hash table.
1490 @end deftypefun
1491
1492 @deftypefun @{@} PTR hash_delete (struct hash_control *, const char *)
1493 Deletes entry from the hash table, returns the value it had.
1494 @end deftypefun
1495
1496 @deftypefun @{@} PTR hash_replace (struct hash_control *, const char *, PTR)
1497 Updates the value for an entry already in the table, returning the old value.
1498 If no entry was found, just returns NULL.
1499 @end deftypefun
1500
1501 @deftypefun @{@} @{const char *@} hash_insert (struct hash_control *, const char *, PTR)
1502 Inserting a value already in the table is an error.
1503 Returns an error message or NULL.
1504 @end deftypefun
1505
1506 @deftypefun @{@} @{const char *@} hash_jam (struct hash_control *, const char *, PTR)
1507 Inserts if the value isn't already present, updates it if it is.
1508 @end deftypefun
1509
1510 @node Test suite
1511 @section Test suite
1512 @cindex test suite
1513
1514 The test suite is kind of lame for most processors.  Often it only checks to
1515 see if a couple of files can be assembled without the assembler reporting any
1516 errors.  For more complete testing, write a test which either examines the
1517 assembler listing, or runs @code{objdump} and examines its output.  For the
1518 latter, the TCL procedure @code{run_dump_test} may come in handy.  It takes the
1519 base name of a file, and looks for @file{@var{file}.d}.  This file should
1520 contain as its initial lines a set of variable settings in @samp{#} comments,
1521 in the form:
1522
1523 @example
1524         #@var{varname}: @var{value}
1525 @end example
1526
1527 The @var{varname} may be @code{objdump}, @code{nm}, or @code{as}, in which case
1528 it specifies the options to be passed to the specified programs.  Exactly one
1529 of @code{objdump} or @code{nm} must be specified, as that also specifies which
1530 program to run after the assembler has finished.  If @var{varname} is
1531 @code{source}, it specifies the name of the source file; otherwise,
1532 @file{@var{file}.s} is used.  If @var{varname} is @code{name}, it specifies the
1533 name of the test to be used in the @code{pass} or @code{fail} messages.
1534
1535 The non-commented parts of the file are interpreted as regular expressions, one
1536 per line.  Blank lines in the @code{objdump} or @code{nm} output are skipped,
1537 as are blank lines in the @code{.d} file; the other lines are tested to see if
1538 the regular expression matches the program output.  If it does not, the test
1539 fails.
1540
1541 Note that this means the tests must be modified if the @code{objdump} output
1542 style is changed.
1543
1544 @bye
1545 @c Local Variables:
1546 @c fill-column: 79
1547 @c End: