RISC-V: Support subtraction of .uleb128.
authorKuan-Lin Chen <rufus@andestech.com>
Thu, 14 Nov 2019 06:24:22 +0000 (14:24 +0800)
committerNelson Chu <nelson@rivosinc.com>
Fri, 19 May 2023 08:24:10 +0000 (16:24 +0800)
https://github.com/riscv-non-isa/riscv-elf-psabi-doc/commit/96d6e190e9fc04a8517f9ff7fb9aed3e9876cbd6

There are some known limitations for now,

* Do not shrink the length of the uleb128 value, even if the value is reduced
after relaxations.  Also reports error if the length grows up.

* The R_RISCV_SET_ULEB128 needs to be paired with and be placed before the
R_RISCV_SUB_ULEB128.

bfd/
* bfd-in2.h: Regenerated.
* elfnn-riscv.c (perform_relocation): Perform R_RISCV_SUB_ULEB128 and
R_RISCV_SET_ULEB128 relocations.  Do not shrink the length of the
uleb128 value, and report error if the length grows up.  Called the
generic functions, _bfd_read_unsigned_leb128 and _bfd_write_unsigned_leb128,
to encode the uleb128 into the section contents.
(riscv_elf_relocate_section): Make sure that the R_RISCV_SET_ULEB128
must be paired with and be placed before the R_RISCV_SUB_ULEB128.
* elfxx-riscv.c (howto_table): Added R_RISCV_SUB_ULEB128 and
R_RISCV_SET_ULEB128.
(riscv_reloc_map): Likewise.
(riscv_elf_ignore_reloc): New function.
* libbfd.h: Regenerated.
* reloc.c (BFD_RELOC_RISCV_SET_ULEB128, BFD_RELOC_RISCV_SUB_ULEB128):
New relocations to support .uleb128 subtraction.
gas/
* config/tc-riscv.c (md_apply_fix): Added BFD_RELOC_RISCV_SET_ULEB128
and BFD_RELOC_RISCV_SUB_ULEB128.
(s_riscv_leb128): Updated to allow uleb128 subtraction.
(riscv_insert_uleb128_fixes): New function, scan uleb128 subtraction
expressions and insert fixups for them.
(riscv_md_finish): Called riscv_insert_uleb128_fixes for all sections.
include/
* elf/riscv.h ((R_RISCV_SET_ULEB128, (R_RISCV_SUB_ULEB128): Defined.
ld/
* testsuite/ld-riscv-elf/ld-riscv-elf.exp: Updated.
* testsuite/ld-riscv-elf/uleb128*: New testcase for uleb128 subtraction.
binutils/
* testsuite/binutils-all/nm.exp: Updated since RISCV supports .uleb128.

bfd/bfd-in2.h
bfd/elfnn-riscv.c
bfd/elfxx-riscv.c
bfd/libbfd.h
bfd/reloc.c
binutils/testsuite/binutils-all/nm.exp
gas/config/tc-riscv.c
include/elf/riscv.h
ld/testsuite/ld-riscv-elf/ld-riscv-elf.exp
ld/testsuite/ld-riscv-elf/uleb128.d [new file with mode: 0644]
ld/testsuite/ld-riscv-elf/uleb128.s [new file with mode: 0644]

index 7be18db20a8b3f1e3bd89c174d233ea6fa6d5066..363a6b35a5c92fb8135a8c3b1190b8fe4612620f 100644 (file)
@@ -5394,6 +5394,8 @@ number for the SBIC, SBIS, SBI and CBI instructions  */
   BFD_RELOC_RISCV_SET16,
   BFD_RELOC_RISCV_SET32,
   BFD_RELOC_RISCV_32_PCREL,
+  BFD_RELOC_RISCV_SET_ULEB128,
+  BFD_RELOC_RISCV_SUB_ULEB128,
 
 /* Renesas RL78 Relocations.  */
   BFD_RELOC_RL78_NEG8,
index a23b91ac15cdbad729ffb2a0e3270506bcd6c519..75af040cf92f0308e0de58218b56bb6c16ce08df 100644 (file)
@@ -1792,6 +1792,55 @@ perform_relocation (const reloc_howto_type *howto,
        value = ENCODE_CITYPE_LUI_IMM (RISCV_CONST_HIGH_PART (value));
       break;
 
+    /* SUB_ULEB128 must be applied after SET_ULEB128, so we only write the
+       value back for SUB_ULEB128 should be enough.  */
+    case R_RISCV_SET_ULEB128:
+      break;
+    case R_RISCV_SUB_ULEB128:
+      {
+       unsigned int len = 0;
+       _bfd_read_unsigned_leb128 (input_bfd, contents + rel->r_offset, &len);
+
+       /* Clean the contents value to zero (0x80), but keep the original
+          length.  */
+       bfd_byte *p = contents + rel->r_offset;
+       bfd_byte *endp = p + len - 1;
+       memset (p, 0x80, len - 1);
+       *(endp) = 0;
+
+       /* Make sure the length of the new uleb128 value within the
+          original (available) length.  */
+       unsigned int new_len = 0;
+       unsigned int val_t = value;
+       do
+         {
+           new_len++;
+           val_t >>= 7;
+         }
+       while (val_t);
+       if (new_len > len)
+         {
+           _bfd_error_handler
+             (_("final size of uleb128 value at offset 0x%lx in %pA from "
+                "%pB exceeds available space"),
+              (long) rel->r_offset, input_section, input_bfd);
+           return bfd_reloc_dangerous;
+         }
+       else
+         {
+           p = _bfd_write_unsigned_leb128 (p, endp, value);
+           BFD_ASSERT (p);
+
+           /* If the length of the value is reduced and shorter than the
+              original uleb128 length, then _bfd_write_unsigned_leb128 may
+              clear the 0x80 to 0x0 for the last byte that was written.
+              So reset it to keep the the original uleb128 length.  */
+           if (--p < endp)
+             *p |= 0x80;
+         }
+       return bfd_reloc_ok;
+      }
+
     case R_RISCV_32:
     case R_RISCV_64:
     case R_RISCV_ADD8:
@@ -2086,6 +2135,8 @@ riscv_elf_relocate_section (bfd *output_bfd,
   Elf_Internal_Shdr *symtab_hdr = &elf_symtab_hdr (input_bfd);
   struct elf_link_hash_entry **sym_hashes = elf_sym_hashes (input_bfd);
   bfd_vma *local_got_offsets = elf_local_got_offsets (input_bfd);
+  bfd_vma uleb128_set_vma = 0;
+  Elf_Internal_Rela *uleb128_set_rel = NULL;
   bool absolute;
 
   if (!riscv_init_pcrel_relocs (&pcrel_relocs))
@@ -2427,6 +2478,38 @@ riscv_elf_relocate_section (bfd *output_bfd,
          /* These require no special handling beyond perform_relocation.  */
          break;
 
+       case R_RISCV_SET_ULEB128:
+         if (uleb128_set_rel == NULL)
+           {
+             /* Saved for later usage.  */
+             uleb128_set_vma = relocation;
+             uleb128_set_rel = rel;
+             continue;
+           }
+         else
+           {
+             msg = ("Mismatched R_RISCV_SET_ULEB128, it must be paired with"
+                    "and applied before R_RISCV_SUB_ULEB128");
+             r = bfd_reloc_dangerous;
+           }
+         break;
+
+       case R_RISCV_SUB_ULEB128:
+         if (uleb128_set_rel != NULL
+             && uleb128_set_rel->r_offset == rel->r_offset)
+           {
+             relocation = uleb128_set_vma - relocation;
+             uleb128_set_vma = 0;
+             uleb128_set_rel = NULL;
+           }
+         else
+           {
+             msg = ("Mismatched R_RISCV_SUB_ULEB128, it must be paired with"
+                    "and applied after R_RISCV_SET_ULEB128");
+             r = bfd_reloc_dangerous;
+           }
+         break;
+
        case R_RISCV_GOT_HI20:
          if (h != NULL)
            {
index bd0c7c813299943a85321245282b1fd33355e96d..7f453246449d47038bfce286e11739ac40466835 100644 (file)
@@ -38,6 +38,8 @@
    relocations for the debug info.  */
 static bfd_reloc_status_type riscv_elf_add_sub_reloc
   (bfd *, arelent *, asymbol *, void *, asection *, bfd *, char **);
+static bfd_reloc_status_type riscv_elf_ignore_reloc
+  (bfd *, arelent *, asymbol *, void *, asection *, bfd *, char **);
 
 /* The relocation table used for SHT_RELA sections.  */
 
@@ -844,6 +846,39 @@ static reloc_howto_type howto_table[] =
         0,                             /* src_mask */
         0xffffffff,                    /* dst_mask */
         false),                        /* pcrel_offset */
+
+  /* Reserved for R_RISCV_PLT32.  */
+  EMPTY_HOWTO (59),
+
+  /* N-bit in-place setting, for unsigned-leb128 local label subtraction.  */
+  HOWTO (R_RISCV_SET_ULEB128,          /* type */
+        0,                             /* rightshift */
+        0,                             /* size */
+        0,                             /* bitsize */
+        false,                         /* pc_relative */
+        0,                             /* bitpos */
+        complain_overflow_dont,        /* complain_on_overflow */
+        riscv_elf_ignore_reloc,        /* special_function */
+        "R_RISCV_SET_ULEB128",         /* name */
+        false,                         /* partial_inplace */
+        0,                             /* src_mask */
+        0,                             /* dst_mask */
+        false),                        /* pcrel_offset */
+
+  /* N-bit in-place addition, for unsigned-leb128 local label subtraction.  */
+  HOWTO (R_RISCV_SUB_ULEB128,          /* type */
+        0,                             /* rightshift */
+        0,                             /* size */
+        0,                             /* bitsize */
+        false,                         /* pc_relative */
+        0,                             /* bitpos */
+        complain_overflow_dont,        /* complain_on_overflow */
+        riscv_elf_ignore_reloc,        /* special_function */
+        "R_RISCV_SUB_ULEB128",         /* name */
+        false,                         /* partial_inplace */
+        0,                             /* src_mask */
+        0,                             /* dst_mask */
+        false),                        /* pcrel_offset */
 };
 
 /* A mapping from BFD reloc types to RISC-V ELF reloc types.  */
@@ -905,6 +940,8 @@ static const struct elf_reloc_map riscv_reloc_map[] =
   { BFD_RELOC_RISCV_SET16, R_RISCV_SET16 },
   { BFD_RELOC_RISCV_SET32, R_RISCV_SET32 },
   { BFD_RELOC_RISCV_32_PCREL, R_RISCV_32_PCREL },
+  { BFD_RELOC_RISCV_SET_ULEB128, R_RISCV_SET_ULEB128 },
+  { BFD_RELOC_RISCV_SUB_ULEB128, R_RISCV_SUB_ULEB128 },
 };
 
 /* Given a BFD reloc type, return a howto structure.  */
@@ -1010,6 +1047,23 @@ riscv_elf_add_sub_reloc (bfd *abfd,
   return bfd_reloc_ok;
 }
 
+/* Special handler for relocations which don't have to be relocated.
+   This function just simply return bfd_reloc_ok.  */
+
+static bfd_reloc_status_type
+riscv_elf_ignore_reloc (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
+                       arelent *reloc_entry,
+                       asymbol *symbol ATTRIBUTE_UNUSED,
+                       void *data ATTRIBUTE_UNUSED,
+                       asection *input_section,
+                       bfd *output_bfd,
+                       char **error_message ATTRIBUTE_UNUSED)
+{
+  if (output_bfd != NULL)
+    reloc_entry->address += input_section->output_offset;
+  return bfd_reloc_ok;
+}
+
 /* Always add the IMPLICIT for the SUBSET.  */
 
 static bool
index 05508c986ad18f22d66229f996c7d373a1dfdbd3..f29a65a4b22bee7fcdfa3da90427102ab7037714 100644 (file)
@@ -2417,6 +2417,8 @@ static const char *const bfd_reloc_code_real_names[] = { "@@uninitialized@@",
   "BFD_RELOC_RISCV_SET16",
   "BFD_RELOC_RISCV_SET32",
   "BFD_RELOC_RISCV_32_PCREL",
+  "BFD_RELOC_RISCV_SET_ULEB128",
+  "BFD_RELOC_RISCV_SUB_ULEB128",
   "BFD_RELOC_RL78_NEG8",
   "BFD_RELOC_RL78_NEG16",
   "BFD_RELOC_RL78_NEG24",
index aab5d49bdb3594f22dae8cc8abd5f1ff649da388..c7d11cf5f40c9e12aec605b54af4ed4409277f7e 100644 (file)
@@ -5048,6 +5048,10 @@ ENUMX
   BFD_RELOC_RISCV_SET32
 ENUMX
   BFD_RELOC_RISCV_32_PCREL
+ENUMX
+  BFD_RELOC_RISCV_SET_ULEB128
+ENUMX
+  BFD_RELOC_RISCV_SUB_ULEB128
 ENUMDOC
   RISC-V relocations.
 
index d0f4c3e275c0f5354e8fecbbc5cdebeed1474353..91b519d90749ed1d62d9935b12971512645d6562 100644 (file)
@@ -246,8 +246,6 @@ if [is_elf_format] {
     # Test nm --line-numbers on DWARF-4 debug info.    
     set testname "nm --line-numbers on DWARF-4 debug info"
 
-    # The RISCV target does not (currently) support .uleb128.
-    setup_xfail "riscv*-*-*"
     # The SH targets complain that the pseudo-ops used to construct
     # the DWARF data are misaligned.
     setup_xfail "sh*-*-*"
index 0cc2484b0494409e1fc17b50fb184e0ca43ecaba..fceb53e54a67101b89f027e161ad89dbea150bac 100644 (file)
@@ -3950,6 +3950,9 @@ md_apply_fix (fixS *fixP, valueT *valP, segT seg ATTRIBUTE_UNUSED)
     case BFD_RELOC_RISCV_SUB32:
     case BFD_RELOC_RISCV_SUB64:
     case BFD_RELOC_RISCV_RELAX:
+    /* cvt_frag_to_fill () has called output_leb128 ().  */
+    case BFD_RELOC_RISCV_SET_ULEB128:
+    case BFD_RELOC_RISCV_SUB_ULEB128:
       break;
 
     case BFD_RELOC_RISCV_TPREL_HI20:
@@ -4714,8 +4717,11 @@ s_riscv_leb128 (int sign)
   char *save_in = input_line_pointer;
 
   expression (&exp);
-  if (exp.X_op != O_constant)
-    as_bad (_("non-constant .%cleb128 is not supported"), sign ? 's' : 'u');
+  if (sign && exp.X_op != O_constant)
+    as_bad (_("non-constant .sleb128 is not supported"));
+  else if (!sign && exp.X_op != O_constant && exp.X_op != O_subtract)
+    as_bad (_(".uleb128 only supports constant or subtract expressions"));
+
   demand_empty_rest_of_line ();
 
   input_line_pointer = save_in;
@@ -4835,12 +4841,58 @@ riscv_set_public_attributes (void)
     riscv_write_out_attrs ();
 }
 
+/* Scan uleb128 subtraction expressions and insert fixups for them.
+   e.g., .uleb128 .L1 - .L0
+   Because relaxation may change the value of the subtraction, we
+   must resolve them at link-time.  */
+
+static void
+riscv_insert_uleb128_fixes (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED,
+                           asection *sec, void *xxx ATTRIBUTE_UNUSED)
+{
+  segment_info_type *seginfo = seg_info (sec);
+  struct frag *fragP;
+
+  subseg_set (sec, 0);
+
+  for (fragP = seginfo->frchainP->frch_root;
+       fragP; fragP = fragP->fr_next)
+    {
+      expressionS *exp, *exp_dup;
+
+      if (fragP->fr_type != rs_leb128  || fragP->fr_symbol == NULL)
+       continue;
+
+      exp = symbol_get_value_expression (fragP->fr_symbol);
+
+      if (exp->X_op != O_subtract)
+       continue;
+
+      /* Only unsigned leb128 can be handled.  */
+      gas_assert (fragP->fr_subtype == 0);
+      exp_dup = xmemdup (exp, sizeof (*exp), sizeof (*exp));
+      exp_dup->X_op = O_symbol;
+      exp_dup->X_op_symbol = NULL;
+
+      /* Insert relocations to resolve the subtraction at link-time.
+        Emit the SET relocation first in riscv.  */
+      exp_dup->X_add_symbol = exp->X_add_symbol;
+      fix_new_exp (fragP, fragP->fr_fix, 0,
+                  exp_dup, 0, BFD_RELOC_RISCV_SET_ULEB128);
+      exp_dup->X_add_symbol = exp->X_op_symbol;
+      fix_new_exp (fragP, fragP->fr_fix, 0,
+                  exp_dup, 0, BFD_RELOC_RISCV_SUB_ULEB128);
+    }
+}
+
 /* Called after all assembly has been done.  */
 
 void
 riscv_md_finish (void)
 {
   riscv_set_public_attributes ();
+  if (riscv_opts.relax)
+    bfd_map_over_sections (stdoutput, riscv_insert_uleb128_fixes, NULL);
 }
 
 /* Adjust the symbol table.  */
index aabc71cf9794b51f30778535307848e75c59c43c..0aa8b3359c4c62748a1bed078a16470f8a5c4ad6 100644 (file)
@@ -87,6 +87,9 @@ START_RELOC_NUMBERS (elf_riscv_reloc_type)
   RELOC_NUMBER (R_RISCV_SET32, 56)
   RELOC_NUMBER (R_RISCV_32_PCREL, 57)
   RELOC_NUMBER (R_RISCV_IRELATIVE, 58)
+  /* Reserved 59 for R_RISCV_PLT32.  */
+  RELOC_NUMBER (R_RISCV_SET_ULEB128, 60)
+  RELOC_NUMBER (R_RISCV_SUB_ULEB128, 61)
 END_RELOC_NUMBERS (R_RISCV_max)
 
 /* Processor specific flags for the ELF header e_flags field.  */
index 9e103b283f7d056b8a39d03d38ba1ecff4070897..947a266ba726beb5075ad158a5a83da3e3c39c65 100644 (file)
@@ -172,6 +172,7 @@ if [istarget "riscv*-*-*"] {
     run_dump_test "attr-merge-priv-spec-failed-06"
     run_dump_test "attr-phdr"
     run_dump_test "relax-max-align-gp"
+    run_dump_test "uleb128"
     run_ld_link_tests [list \
        [list "Weak reference 32" "-T weakref.ld -m[riscv_choose_ilp32_emul]" "" \
            "-march=rv32i -mabi=ilp32" {weakref32.s} \
diff --git a/ld/testsuite/ld-riscv-elf/uleb128.d b/ld/testsuite/ld-riscv-elf/uleb128.d
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a921478
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,18 @@
+#source: uleb128.s
+#as: -march=rv32ic
+#ld: -melf32lriscv
+#objdump: -d
+
+.*:[   ]+file format .*
+
+Disassembly of section .text:
+
+.* <_start>:
+.*jal.*<bar>
+.*jal.*<bar>
+.*jal.*<bar>
+.*jal.*<bar>
+.*jal.*<bar>
+.*jal.*<bar>
+.*:[   ]+0e0c.*
+#pass
diff --git a/ld/testsuite/ld-riscv-elf/uleb128.s b/ld/testsuite/ld-riscv-elf/uleb128.s
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f7d23be
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,18 @@
+.text
+.globl bar
+.globl _start
+.option rvc
+.align 2
+_start:
+.L0:
+        .rept 6
+        call bar
+        .endr
+.align 2
+.L1:
+        .uleb128 .L1 - .L0
+        .uleb128 .L2 - .L0
+.L2:
+.align 2
+bar:
+        nop