gas/config/tc-avr.c

   1 /* tc-avr.c -- Assembler code for the ATMEL AVR
   2
   3    Copyright (C) 1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
   4    Contributed by Denis Chertykov <[email protected]>
   5
   6    This file is part of GAS, the GNU Assembler.
   7
   8    GAS 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 2, or (at your option)
  11    any later version.
  12
  13    GAS 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 GAS; see the file COPYING.  If not, write to
  20    the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
  21    Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  22
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <ctype.h>
  25 #include "as.h"
  26 #include "subsegs.h"
  27
  28 struct avr_opcodes_s
  29 {
  30   char *name;
  31   char *constraints;
  32   int insn_size;                /* In words.  */
  33   int isa;
  34   unsigned int bin_opcode;
  35 };
  36
  37 #define AVR_INSN(NAME, CONSTR, OPCODE, SIZE, ISA, BIN) \
  38 {#NAME, CONSTR, SIZE, ISA, BIN},
  39
  40 struct avr_opcodes_s avr_opcodes[] =
  41 {
  42   #include "opcode/avr.h"
  43   {NULL, NULL, 0, 0, 0}
  44 };
  45
  46 const char comment_chars[] = ";";
  47 const char line_comment_chars[] = "#";
  48 const char line_separator_chars[] = "$";
  49
  50 const char *md_shortopts = "m:";
  51 struct mcu_type_s
  52 {
  53   char *name;
  54   int isa;
  55   int mach;
  56 };
  57
  58 static struct mcu_type_s mcu_types[] =
  59 {
  60   {"avr1",      AVR_ISA_TINY1,    bfd_mach_avr1},
  61   {"avr2",      AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  62   {"avr3",      AVR_ISA_M103,     bfd_mach_avr3},
  63   {"avr4",      AVR_ISA_M83,      bfd_mach_avr4},
  64   {"avr5",      AVR_ISA_ALL,      bfd_mach_avr5},
  65   {"at90s1200", AVR_ISA_1200,     bfd_mach_avr1},
  66   {"attiny10",  AVR_ISA_TINY1,    bfd_mach_avr1},
  67   {"attiny11",  AVR_ISA_TINY1,    bfd_mach_avr1},
  68   {"attiny12",  AVR_ISA_TINY1,    bfd_mach_avr1},
  69   {"attiny15",  AVR_ISA_TINY1,    bfd_mach_avr1},
  70   {"attiny28",  AVR_ISA_TINY1,    bfd_mach_avr1},
  71   {"at90s2313", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  72   {"at90s2323", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  73   {"at90s2333", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  74   {"attiny22" , AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  75   {"at90s2343", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  76   {"at90s4433", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  77   {"at90s4414", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  78   {"at90s4434", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  79   {"at90s8515", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  80   {"at90s8535", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  81   {"at90c8534", AVR_ISA_2xxx,     bfd_mach_avr2},
  82   {"atmega603", AVR_ISA_M603,     bfd_mach_avr3},
  83   {"atmega103", AVR_ISA_M103,     bfd_mach_avr3},
  84   {"atmega83",  AVR_ISA_M83,      bfd_mach_avr4},
  85   {"atmega85",  AVR_ISA_M83,      bfd_mach_avr4},
  86   {"atmega161", AVR_ISA_M161,     bfd_mach_avr5},
  87   {"atmega163", AVR_ISA_M161,     bfd_mach_avr5},
  88   {"atmega32",  AVR_ISA_M161,     bfd_mach_avr5},
  89   {"at94k",     AVR_ISA_94K,      bfd_mach_avr5},
  90   {NULL, 0, 0}
  91 };
  92
  93 /* Current MCU type.  */
  94 static struct mcu_type_s default_mcu = {"avr2", AVR_ISA_2xxx,bfd_mach_avr2};
  95 static struct mcu_type_s *avr_mcu = &default_mcu;
  96
  97 /* AVR target-specific switches.  */
  98 struct avr_opt_s
  99 {
 100   int all_opcodes;  /* -mall-opcodes: accept all known AVR opcodes  */
 101   int no_skip_bug;  /* -mno-skip-bug: no warnings for skipping 2-word insns  */
 102   int no_wrap;      /* -mno-wrap: reject rjmp/rcall with 8K wrap-around  */
 103 };
 104
 105 static struct avr_opt_s avr_opt = { 0, 0, 0 };
 106
 107 const char EXP_CHARS[] = "eE";
 108 const char FLT_CHARS[] = "dD";
 109 static void avr_set_arch (int dummy);
 110
 111 /* The target specific pseudo-ops which we support.  */
 112 const pseudo_typeS md_pseudo_table[] =
 113 {
 114   {"arch", avr_set_arch,        0},
 115   { NULL,       NULL,           0}
 116 };
 117
 118 #define LDI_IMMEDIATE(x) (((x) & 0xf) | (((x) << 4) & 0xf00))
 119
 120 static void show_mcu_list PARAMS ((FILE *));
 121 static char *skip_space PARAMS ((char *));
 122 static char *extract_word PARAMS ((char *, char *, int));
 123 static unsigned int avr_operand PARAMS ((struct avr_opcodes_s *,
 124                                          int, char *, char **));
 125 static unsigned int avr_operands PARAMS ((struct avr_opcodes_s *, char **));
 126 static unsigned int avr_get_constant PARAMS ((char *, int));
 127 static char *parse_exp PARAMS ((char *, expressionS *));
 128 static bfd_reloc_code_real_type avr_ldi_expression PARAMS ((expressionS *));
 129
 130 #define EXP_MOD_NAME(i) exp_mod[i].name
 131 #define EXP_MOD_RELOC(i) exp_mod[i].reloc
 132 #define EXP_MOD_NEG_RELOC(i) exp_mod[i].neg_reloc
 133 #define HAVE_PM_P(i) exp_mod[i].have_pm
 134
 135 struct exp_mod_s
 136 {
 137   char *name;
 138   bfd_reloc_code_real_type reloc;
 139   bfd_reloc_code_real_type neg_reloc;
 140   int have_pm;
 141 };
 142
 143 static struct exp_mod_s exp_mod[] =
 144 {
 145   {"hh8",    BFD_RELOC_AVR_HH8_LDI,    BFD_RELOC_AVR_HH8_LDI_NEG,    1},
 146   {"pm_hh8", BFD_RELOC_AVR_HH8_LDI_PM, BFD_RELOC_AVR_HH8_LDI_PM_NEG, 0},
 147   {"hi8",    BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI,    BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_NEG,    1},
 148   {"pm_hi8", BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_PM, BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_PM_NEG, 0},
 149   {"lo8",    BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI,    BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_NEG,    1},
 150   {"pm_lo8", BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_PM, BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_PM_NEG, 0},
 151   {"hlo8",   -BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI,   -BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_NEG,   0},
 152   {"hhi8",   -BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI,   -BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_NEG,   0},
 153 };
 154
 155 /* Opcode hash table.  */
 156 static struct hash_control *avr_hash;
 157
 158 /* Reloc modifiers hash control (hh8,hi8,lo8,pm_xx).  */
 159 static struct hash_control *avr_mod_hash;
 160
 161 #define OPTION_MMCU 'm'
 162 #define OPTION_ALL_OPCODES (OPTION_MD_BASE + 1)
 163 #define OPTION_NO_SKIP_BUG (OPTION_MD_BASE + 2)
 164 #define OPTION_NO_WRAP     (OPTION_MD_BASE + 3)
 165
 166 struct option md_longopts[] =
 167 {
 168   { "mmcu",   required_argument, NULL, OPTION_MMCU        },
 169   { "mall-opcodes", no_argument, NULL, OPTION_ALL_OPCODES },
 170   { "mno-skip-bug", no_argument, NULL, OPTION_NO_SKIP_BUG },
 171   { "mno-wrap",     no_argument, NULL, OPTION_NO_WRAP     },
 172   { NULL, no_argument, NULL, 0 }
 173 };
 174
 175 size_t md_longopts_size = sizeof (md_longopts);
 176
 177 /* Display nicely formatted list of known MCU names.  */
 178
 179 static void
 180 show_mcu_list (stream)
 181      FILE *stream;
 182 {
 183   int i, x;
 184
 185   fprintf (stream, _("Known MCU names:"));
 186   x = 1000;
 187
 188   for (i = 0; mcu_types[i].name; i++)
 189     {
 190       int len = strlen (mcu_types[i].name);
 191
 192       x += len + 1;
 193
 194       if (x < 75)
 195         fprintf (stream, " %s", mcu_types[i].name);
 196       else
 197         {
 198           fprintf (stream, "\n  %s", mcu_types[i].name);
 199           x = len + 2;
 200         }
 201     }
 202
 203   fprintf (stream, "\n");
 204 }
 205
 206 static inline char *
 207 skip_space (s)
 208      char *s;
 209 {
 210   while (*s == ' ' || *s == '\t')
 211     ++s;
 212   return s;
 213 }
 214
 215 /* Extract one word from FROM and copy it to TO.  */
 216
 217 static char *
 218 extract_word (char *from, char *to, int limit)
 219 {
 220   char *op_start;
 221   char *op_end;
 222   int size = 0;
 223
 224   /* Drop leading whitespace.  */
 225   from = skip_space (from);
 226   *to = 0;
 227
 228   /* Find the op code end.  */
 229   for (op_start = op_end = from; *op_end != 0 && is_part_of_name (*op_end);)
 230     {
 231       to[size++] = *op_end++;
 232       if (size + 1 >= limit)
 233         break;
 234     }
 235
 236   to[size] = 0;
 237   return op_end;
 238 }
 239
 240 int
 241 md_estimate_size_before_relax (fragp, seg)
 242      fragS *fragp ATTRIBUTE_UNUSED;
 243      asection *seg ATTRIBUTE_UNUSED;
 244 {
 245   abort ();
 246   return 0;
 247 }
 248
 249 void
 250 md_show_usage (stream)
 251      FILE *stream;
 252 {
 253   fprintf (stream,
 254       _("AVR options:\n"
 255         "  -mmcu=[avr-name] select microcontroller variant\n"
 256         "                   [avr-name] can be:\n"
 257         "                   avr1 - AT90S1200, ATtiny1x, ATtiny28\n"
 258         "                   avr2 - AT90S2xxx, AT90S4xxx, AT90S8xxx, ATtiny22\n"
 259         "                   avr3 - ATmega103, ATmega603\n"
 260         "                   avr4 - ATmega83, ATmega85\n"
 261         "                   avr5 - ATmega161, ATmega163, ATmega32, AT94K\n"
 262         "                   or immediate microcontroller name.\n"));
 263   fprintf (stream,
 264       _("  -mall-opcodes    accept all AVR opcodes, even if not supported by MCU\n"
 265         "  -mno-skip-bug    disable warnings for skipping two-word instructions\n"
 266         "                   (default for avr4, avr5)\n"
 267         "  -mno-wrap        reject rjmp/rcall instructions with 8K wrap-around\n"
 268         "                   (default for avr3, avr5)\n"));
 269   show_mcu_list (stream);
 270 }
 271
 272 static void
 273 avr_set_arch (dummy)
 274      int dummy ATTRIBUTE_UNUSED;
 275 {
 276   char *str;
 277
 278   str = (char *) alloca (20);
 279   input_line_pointer = extract_word (input_line_pointer, str, 20);
 280   md_parse_option (OPTION_MMCU, str);
 281   bfd_set_arch_mach (stdoutput, TARGET_ARCH, avr_mcu->mach);
 282 }
 283
 284 int
 285 md_parse_option (c, arg)
 286      int c;
 287      char *arg;
 288 {
 289   switch (c)
 290     {
 291     case OPTION_MMCU:
 292       {
 293         int i;
 294         char *s = alloca (strlen (arg) + 1);
 295
 296         {
 297           char *t = s;
 298           char *arg1 = arg;
 299
 300           do
 301             *t = tolower (*arg1++);
 302           while (*t++);
 303         }
 304
 305         for (i = 0; mcu_types[i].name; ++i)
 306           if (strcmp (mcu_types[i].name, s) == 0)
 307             break;
 308
 309         if (!mcu_types[i].name)
 310           {
 311             show_mcu_list (stderr);
 312             as_fatal (_("unknown MCU: %s\n"), arg);
 313           }
 314
 315         /* It is OK to redefine mcu type within the same avr[1-5] bfd machine
 316            type - this for allows passing -mmcu=... via gcc ASM_SPEC as well
 317            as .arch ... in the asm output at the same time.  */
 318         if (avr_mcu == &default_mcu || avr_mcu->mach == mcu_types[i].mach)
 319           avr_mcu = &mcu_types[i];
 320         else
 321           as_fatal (_("redefinition of mcu type `%s' to `%s'"),
 322                     avr_mcu->name, mcu_types[i].name);
 323         return 1;
 324       }
 325     case OPTION_ALL_OPCODES:
 326       avr_opt.all_opcodes = 1;
 327       return 1;
 328     case OPTION_NO_SKIP_BUG:
 329       avr_opt.no_skip_bug = 1;
 330       return 1;
 331     case OPTION_NO_WRAP:
 332       avr_opt.no_wrap = 1;
 333       return 1;
 334     }
 335
 336   return 0;
 337 }
 338
 339 symbolS *
 340 md_undefined_symbol (name)
 341      char *name ATTRIBUTE_UNUSED;
 342 {
 343   return 0;
 344 }
 345
 346 /* Turn a string in input_line_pointer into a floating point constant
 347    of type TYPE, and store the appropriate bytes in *LITP.  The number
 348    of LITTLENUMS emitted is stored in *SIZEP.  An error message is
 349    returned, or NULL on OK.  */
 350
 351 char *
 352 md_atof (type, litP, sizeP)
 353      int type;
 354      char *litP;
 355      int *sizeP;
 356 {
 357   int prec;
 358   LITTLENUM_TYPE words[4];
 359   LITTLENUM_TYPE *wordP;
 360   char *t;
 361
 362   switch (type)
 363     {
 364     case 'f':
 365       prec = 2;
 366       break;
 367     case 'd':
 368       prec = 4;
 369       break;
 370     default:
 371       *sizeP = 0;
 372       return _("bad call to md_atof");
 373     }
 374
 375   t = atof_ieee (input_line_pointer, type, words);
 376   if (t)
 377     input_line_pointer = t;
 378
 379   *sizeP = prec * sizeof (LITTLENUM_TYPE);
 380
 381   /* This loop outputs the LITTLENUMs in REVERSE order.  */
 382   for (wordP = words + prec - 1; prec--;)
 383     {
 384       md_number_to_chars (litP, (valueT) (*wordP--), sizeof (LITTLENUM_TYPE));
 385       litP += sizeof (LITTLENUM_TYPE);
 386     }
 387
 388   return NULL;
 389 }
 390
 391 void
 392 md_convert_frag (abfd, sec, fragP)
 393      bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED;
 394      asection *sec ATTRIBUTE_UNUSED;
 395      fragS *fragP ATTRIBUTE_UNUSED;
 396 {
 397   abort ();
 398 }
 399
 400 void
 401 md_begin ()
 402 {
 403   unsigned int i;
 404   struct avr_opcodes_s *opcode;
 405   avr_hash = hash_new ();
 406
 407   /* Insert unique names into hash table.  This hash table then provides a
 408      quick index to the first opcode with a particular name in the opcode
 409      table.  */
 410   for (opcode = avr_opcodes; opcode->name; opcode++)
 411     hash_insert (avr_hash, opcode->name, (char *) opcode);
 412
 413   avr_mod_hash = hash_new ();
 414
 415   for (i = 0; i < sizeof (exp_mod) / sizeof (exp_mod[0]); ++i)
 416     hash_insert (avr_mod_hash, EXP_MOD_NAME (i), (void *) (i + 10));
 417
 418   bfd_set_arch_mach (stdoutput, TARGET_ARCH, avr_mcu->mach);
 419 }
 420
 421 /* Resolve STR as a constant expression and return the result.
 422    If result greater than MAX then error.  */
 423
 424 static unsigned int
 425 avr_get_constant (str, max)
 426      char *str;
 427      int max;
 428 {
 429   expressionS ex;
 430   str = skip_space (str);
 431   input_line_pointer = str;
 432   expression (&ex);
 433
 434   if (ex.X_op != O_constant)
 435     as_bad (_("constant value required"));
 436
 437   if (ex.X_add_number > max || ex.X_add_number < 0)
 438     as_bad (_("number must be less than %d"), max + 1);
 439
 440   return ex.X_add_number;
 441 }
 442
 443 /* Parse instruction operands.
 444    Return binary opcode.  */
 445
 446 static unsigned int
 447 avr_operands (opcode, line)
 448      struct avr_opcodes_s *opcode;
 449      char **line;
 450 {
 451   char *op = opcode->constraints;
 452   unsigned int bin = opcode->bin_opcode;
 453   char *frag = frag_more (opcode->insn_size * 2);
 454   char *str = *line;
 455   int where = frag - frag_now->fr_literal;
 456   static unsigned int prev = 0;  /* Previous opcode.  */
 457
 458   /* Opcode have operands.  */
 459   if (*op)
 460     {
 461       unsigned int reg1 = 0;
 462       unsigned int reg2 = 0;
 463       int reg1_present = 0;
 464       int reg2_present = 0;
 465
 466       /* Parse first operand.  */
 467       if (REGISTER_P (*op))
 468         reg1_present = 1;
 469       reg1 = avr_operand (opcode, where, op, &str);
 470       ++op;
 471
 472       /* Parse second operand.  */
 473       if (*op)
 474         {
 475           if (*op == ',')
 476             ++op;
 477
 478           if (*op == '=')
 479             {
 480               reg2 = reg1;
 481               reg2_present = 1;
 482             }
 483           else
 484             {
 485               if (REGISTER_P (*op))
 486                 reg2_present = 1;
 487
 488               str = skip_space (str);
 489               if (*str++ != ',')
 490                 as_bad (_("`,' required"));
 491               str = skip_space (str);
 492
 493               reg2 = avr_operand (opcode, where, op, &str);
 494
 495             }
 496
 497           if (reg1_present && reg2_present)
 498             reg2 = (reg2 & 0xf) | ((reg2 << 5) & 0x200);
 499           else if (reg2_present)
 500             reg2 <<= 4;
 501         }
 502       if (reg1_present)
 503         reg1 <<= 4;
 504       bin |= reg1 | reg2;
 505     }
 506
 507   /* Detect undefined combinations (like ld r31,Z+).  */
 508   if (!avr_opt.all_opcodes && AVR_UNDEF_P (bin))
 509     as_warn (_("undefined combination of operands"));
 510
 511   if (opcode->insn_size == 2)
 512     {
 513       /* Warn if the previous opcode was cpse/sbic/sbis/sbrc/sbrs
 514          (AVR core bug, fixed in the newer devices).  */
 515
 516       if (!(avr_opt.no_skip_bug || (avr_mcu->isa & AVR_ISA_MUL))
 517           && AVR_SKIP_P (prev))
 518         as_warn (_("skipping two-word instruction"));
 519
 520       bfd_putl32 ((bfd_vma) bin, frag);
 521     }
 522   else
 523     bfd_putl16 ((bfd_vma) bin, frag);
 524
 525   prev = bin;
 526   *line = str;
 527   return bin;
 528 }
 529
 530 /* Parse one instruction operand.
 531    Return operand bitmask.  Also fixups can be generated.  */
 532
 533 static unsigned int
 534 avr_operand (opcode, where, op, line)
 535      struct avr_opcodes_s *opcode;
 536      int where;
 537      char *op;
 538      char **line;
 539 {
 540   expressionS op_expr;
 541   unsigned int op_mask = 0;
 542   char *str = skip_space (*line);
 543
 544   switch (*op)
 545     {
 546       /* Any register operand.  */
 547     case 'w':
 548     case 'd':
 549     case 'r':
 550     case 'a':
 551     case 'v':
 552       if (*str == 'r' || *str == 'R')
 553         {
 554           char r_name[20];
 555
 556           str = extract_word (str, r_name, sizeof (r_name));
 557           op_mask = 0xff;
 558           if (isdigit (r_name[1]))
 559             {
 560               if (r_name[2] == '\0')
 561                 op_mask = r_name[1] - '0';
 562               else if (r_name[1] != '0'
 563                        && isdigit (r_name[2])
 564                        && r_name[3] == '\0')
 565                 op_mask = (r_name[1] - '0') * 10 + r_name[2] - '0';
 566             }
 567         }
 568       else
 569         {
 570           op_mask = avr_get_constant (str, 31);
 571           str = input_line_pointer;
 572         }
 573
 574       if (op_mask <= 31)
 575         {
 576           switch (*op)
 577             {
 578             case 'a':
 579               if (op_mask < 16 || op_mask > 23)
 580                 as_bad (_("register r16-r23 required"));
 581               op_mask -= 16;
 582               break;
 583
 584             case 'd':
 585               if (op_mask < 16)
 586                 as_bad (_("register number above 15 required"));
 587               op_mask -= 16;
 588               break;
 589
 590             case 'v':
 591               if (op_mask & 1)
 592                 as_bad (_("even register number required"));
 593               op_mask >>= 1;
 594               break;
 595
 596             case 'w':
 597               if ((op_mask & 1) || op_mask < 24)
 598                 as_bad (_("register r24, r26, r28 or r30 required"));
 599               op_mask = (op_mask - 24) >> 1;
 600               break;
 601             }
 602           break;
 603         }
 604       as_bad (_("register name or number from 0 to 31 required"));
 605       break;
 606
 607     case 'e':
 608       {
 609         char c;
 610
 611         if (*str == '-')
 612           {
 613             str = skip_space (str + 1);
 614             op_mask = 0x1002;
 615           }
 616         c = tolower (*str);
 617         if (c == 'x')
 618           op_mask |= 0x100c;
 619         else if (c == 'y')
 620           op_mask |= 0x8;
 621         else if (c != 'z')
 622           as_bad (_("pointer register (X, Y or Z) required"));
 623
 624         str = skip_space (str + 1);
 625         if (*str == '+')
 626           {
 627             ++str;
 628             if (op_mask & 2)
 629               as_bad (_("cannot both predecrement and postincrement"));
 630             op_mask |= 0x1001;
 631           }
 632
 633         /* avr1 can do "ld r,Z" and "st Z,r" but no other pointer
 634            registers, no predecrement, no postincrement.  */
 635         if (!avr_opt.all_opcodes && (op_mask & 0x100F)
 636             && !(avr_mcu->isa & AVR_ISA_SRAM))
 637           as_bad (_("addressing mode not supported"));
 638       }
 639       break;
 640
 641     case 'z':
 642       if (*str == '-')
 643         as_bad (_("can't predecrement"));
 644
 645       if (! (*str == 'z' || *str == 'Z'))
 646         as_bad (_("pointer register Z required"));
 647
 648       str = skip_space (str + 1);
 649
 650       if (*str == '+')
 651         {
 652           ++str;
 653           op_mask |= 1;
 654         }
 655       break;
 656
 657     case 'b':
 658       {
 659         char c = tolower (*str++);
 660
 661         if (c == 'y')
 662           op_mask |= 0x8;
 663         else if (c != 'z')
 664           as_bad (_("pointer register (Y or Z) required"));
 665         str = skip_space (str);
 666         if (*str++ == '+')
 667           {
 668             unsigned int x;
 669             x = avr_get_constant (str, 63);
 670             str = input_line_pointer;
 671             op_mask |= (x & 7) | ((x & (3 << 3)) << 7) | ((x & (1 << 5)) << 8);
 672           }
 673       }
 674       break;
 675
 676     case 'h':
 677       str = parse_exp (str, &op_expr);
 678       fix_new_exp (frag_now, where, opcode->insn_size * 2,
 679                    &op_expr, false, BFD_RELOC_AVR_CALL);
 680       break;
 681
 682     case 'L':
 683       str = parse_exp (str, &op_expr);
 684       fix_new_exp (frag_now, where, opcode->insn_size * 2,
 685                    &op_expr, true, BFD_RELOC_AVR_13_PCREL);
 686       break;
 687
 688     case 'l':
 689       str = parse_exp (str, &op_expr);
 690       fix_new_exp (frag_now, where, opcode->insn_size * 2,
 691                    &op_expr, true, BFD_RELOC_AVR_7_PCREL);
 692       break;
 693
 694     case 'i':
 695       str = parse_exp (str, &op_expr);
 696       fix_new_exp (frag_now, where + 2, opcode->insn_size * 2,
 697                    &op_expr, false, BFD_RELOC_16);
 698       break;
 699
 700     case 'M':
 701       {
 702         bfd_reloc_code_real_type r_type;
 703
 704         input_line_pointer = str;
 705         r_type = avr_ldi_expression (&op_expr);
 706         str = input_line_pointer;
 707         fix_new_exp (frag_now, where, 3,
 708                      &op_expr, false, r_type);
 709       }
 710       break;
 711
 712     case 'n':
 713       {
 714         unsigned int x;
 715
 716         x = ~avr_get_constant (str, 255);
 717         str = input_line_pointer;
 718         op_mask |= (x & 0xf) | ((x << 4) & 0xf00);
 719       }
 720       break;
 721
 722     case 'K':
 723       {
 724         unsigned int x;
 725
 726         x = avr_get_constant (str, 63);
 727         str = input_line_pointer;
 728         op_mask |= (x & 0xf) | ((x & 0x30) << 2);
 729       }
 730       break;
 731
 732     case 'S':
 733     case 's':
 734       {
 735         unsigned int x;
 736
 737         x = avr_get_constant (str, 7);
 738         str = input_line_pointer;
 739         if (*op == 'S')
 740           x <<= 4;
 741         op_mask |= x;
 742       }
 743       break;
 744
 745     case 'P':
 746       {
 747         unsigned int x;
 748
 749         x = avr_get_constant (str, 63);
 750         str = input_line_pointer;
 751         op_mask |= (x & 0xf) | ((x & 0x30) << 5);
 752       }
 753       break;
 754
 755     case 'p':
 756       {
 757         unsigned int x;
 758
 759         x = avr_get_constant (str, 31);
 760         str = input_line_pointer;
 761         op_mask |= x << 3;
 762       }
 763       break;
 764
 765     case '?':
 766       break;
 767
 768     default:
 769       as_bad (_("unknown constraint `%c'"), *op);
 770     }
 771
 772   *line = str;
 773   return op_mask;
 774 }
 775
 776 /* GAS will call this function for each section at the end of the assembly,
 777    to permit the CPU backend to adjust the alignment of a section.  */
 778
 779 valueT
 780 md_section_align (seg, addr)
 781      asection *seg;
 782      valueT addr;
 783 {
 784   int align = bfd_get_section_alignment (stdoutput, seg);
 785   return ((addr + (1 << align) - 1) & (-1 << align));
 786 }
 787
 788 /* If you define this macro, it should return the offset between the
 789    address of a PC relative fixup and the position from which the PC
 790    relative adjustment should be made.  On many processors, the base
 791    of a PC relative instruction is the next instruction, so this
 792    macro would return the length of an instruction.  */
 793
 794 long
 795 md_pcrel_from_section (fixp, sec)
 796      fixS *fixp;
 797      segT sec;
 798 {
 799   if (fixp->fx_addsy != (symbolS *) NULL
 800       && (!S_IS_DEFINED (fixp->fx_addsy)
 801           || (S_GET_SEGMENT (fixp->fx_addsy) != sec)))
 802     return 0;
 803
 804   return fixp->fx_frag->fr_address + fixp->fx_where;
 805 }
 806
 807 /* GAS will call this for each fixup.  It should store the correct
 808    value in the object file.  */
 809
 810 int
 811 md_apply_fix3 (fixp, valuep, seg)
 812      fixS *fixp;
 813      valueT *valuep;
 814      segT seg;
 815 {
 816   unsigned char *where;
 817   unsigned long insn;
 818   long value;
 819
 820   if (fixp->fx_addsy == (symbolS *) NULL)
 821     {
 822       value = *valuep;
 823       fixp->fx_done = 1;
 824     }
 825   else if (fixp->fx_pcrel)
 826     {
 827       segT s = S_GET_SEGMENT (fixp->fx_addsy);
 828
 829       if (fixp->fx_addsy && (s == seg || s == absolute_section))
 830         {
 831           value = S_GET_VALUE (fixp->fx_addsy) + *valuep;
 832           fixp->fx_done = 1;
 833         }
 834       else
 835         value = *valuep;
 836     }
 837   else
 838     {
 839       value = fixp->fx_offset;
 840
 841       if (fixp->fx_subsy != (symbolS *) NULL)
 842         {
 843           if (S_GET_SEGMENT (fixp->fx_subsy) == absolute_section)
 844             {
 845               value -= S_GET_VALUE (fixp->fx_subsy);
 846               fixp->fx_done = 1;
 847             }
 848           else
 849             {
 850               /* We don't actually support subtracting a symbol.  */
 851               as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
 852                             _("expression too complex"));
 853             }
 854         }
 855     }
 856
 857   switch (fixp->fx_r_type)
 858     {
 859     default:
 860       fixp->fx_no_overflow = 1;
 861       break;
 862     case BFD_RELOC_AVR_7_PCREL:
 863     case BFD_RELOC_AVR_13_PCREL:
 864     case BFD_RELOC_32:
 865     case BFD_RELOC_16:
 866     case BFD_RELOC_AVR_CALL:
 867       break;
 868     }
 869
 870   if (fixp->fx_done)
 871     {
 872       /* Fetch the instruction, insert the fully resolved operand
 873          value, and stuff the instruction back again.  */
 874       where = fixp->fx_frag->fr_literal + fixp->fx_where;
 875       insn = bfd_getl16 (where);
 876
 877       switch (fixp->fx_r_type)
 878         {
 879         case BFD_RELOC_AVR_7_PCREL:
 880           if (value & 1)
 881             as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
 882                           _("odd address operand: %ld"), value);
 883
 884           /* Instruction addresses are always right-shifted by 1.  */
 885           value >>= 1;
 886           --value;                      /* Correct PC.  */
 887
 888           if (value < -64 || value > 63)
 889             as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
 890                           _("operand out of range: %ld"), value);
 891           value = (value << 3) & 0x3f8;
 892           bfd_putl16 ((bfd_vma) (value | insn), where);
 893           break;
 894
 895         case BFD_RELOC_AVR_13_PCREL:
 896           if (value & 1)
 897             as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
 898                           _("odd address operand: %ld"), value);
 899
 900           /* Instruction addresses are always right-shifted by 1.  */
 901           value >>= 1;
 902           --value;                      /* Correct PC.  */
 903
 904           if (value < -2048 || value > 2047)
 905             {
 906               /* No wrap for devices with >8K of program memory.  */
 907               if ((avr_mcu->isa & AVR_ISA_MEGA) || avr_opt.no_wrap)
 908                 as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
 909                               _("operand out of range: %ld"), value);
 910             }
 911
 912           value &= 0xfff;
 913           bfd_putl16 ((bfd_vma) (value | insn), where);
 914           break;
 915
 916         case BFD_RELOC_32:
 917           bfd_putl16 ((bfd_vma) value, where);
 918           break;
 919
 920         case BFD_RELOC_16:
 921           bfd_putl16 ((bfd_vma) value, where);
 922           break;
 923
 924         case BFD_RELOC_AVR_16_PM:
 925           bfd_putl16 ((bfd_vma) (value >> 1), where);
 926           break;
 927
 928         case BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI:
 929           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (value), where);
 930           break;
 931
 932         case -BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI:
 933           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (value >> 16), where);
 934           break;
 935
 936         case BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI:
 937           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (value >> 8), where);
 938           break;
 939
 940         case -BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI:
 941           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (value >> 24), where);
 942           break;
 943
 944         case BFD_RELOC_AVR_HH8_LDI:
 945           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (value >> 16), where);
 946           break;
 947
 948         case BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_NEG:
 949           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (-value), where);
 950           break;
 951
 952         case -BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_NEG:
 953           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (-value >> 16), where);
 954           break;
 955
 956         case BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_NEG:
 957           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (-value >> 8), where);
 958           break;
 959
 960         case -BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_NEG:
 961           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (-value >> 24), where);
 962           break;
 963
 964         case BFD_RELOC_AVR_HH8_LDI_NEG:
 965           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (-value >> 16), where);
 966           break;
 967
 968         case BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_PM:
 969           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (value >> 1), where);
 970           break;
 971
 972         case BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_PM:
 973           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (value >> 9), where);
 974           break;
 975
 976         case BFD_RELOC_AVR_HH8_LDI_PM:
 977           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (value >> 17), where);
 978           break;
 979
 980         case BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_PM_NEG:
 981           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (-value >> 1), where);
 982           break;
 983
 984         case BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_PM_NEG:
 985           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (-value >> 9), where);
 986           break;
 987
 988         case BFD_RELOC_AVR_HH8_LDI_PM_NEG:
 989           bfd_putl16 ((bfd_vma) insn | LDI_IMMEDIATE (-value >> 17), where);
 990           break;
 991
 992         case BFD_RELOC_AVR_CALL:
 993           {
 994             unsigned long x;
 995
 996             x = bfd_getl16 (where);
 997             if (value & 1)
 998               as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
 999                             _("odd address operand: %ld"), value);
1000             value >>= 1;
1001             x |= ((value & 0x10000) | ((value << 3) & 0x1f00000)) >> 16;
1002             bfd_putl16 ((bfd_vma) x, where);
1003             bfd_putl16 ((bfd_vma) (value & 0xffff), where + 2);
1004           }
1005           break;
1006
1007         default:
1008           as_fatal (_("line %d: unknown relocation type: 0x%x"),
1009                     fixp->fx_line, fixp->fx_r_type);
1010           break;
1011         }
1012     }
1013   else
1014     {
1015       switch (fixp->fx_r_type)
1016         {
1017         case -BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI_NEG:
1018         case -BFD_RELOC_AVR_HI8_LDI:
1019         case -BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI_NEG:
1020         case -BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI:
1021           as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
1022                         _("only constant expression allowed"));
1023           fixp->fx_done = 1;
1024           break;
1025         default:
1026           break;
1027         }
1028       fixp->fx_addnumber = value;
1029     }
1030   return 0;
1031 }
1032
1033 /* A `BFD_ASSEMBLER' GAS will call this to generate a reloc.  GAS
1034    will pass the resulting reloc to `bfd_install_relocation'.  This
1035    currently works poorly, as `bfd_install_relocation' often does the
1036    wrong thing, and instances of `tc_gen_reloc' have been written to
1037    work around the problems, which in turns makes it difficult to fix
1038    `bfd_install_relocation'.  */
1039
1040 /* If while processing a fixup, a reloc really needs to be created
1041    then it is done here.  */
1042
1043 arelent *
1044 tc_gen_reloc (seg, fixp)
1045      asection *seg ATTRIBUTE_UNUSED;
1046      fixS *fixp;
1047 {
1048   arelent *reloc;
1049
1050   reloc = (arelent *) xmalloc (sizeof (arelent));
1051
1052   reloc->sym_ptr_ptr = (asymbol **) xmalloc (sizeof (asymbol *));
1053   *reloc->sym_ptr_ptr = symbol_get_bfdsym (fixp->fx_addsy);
1054
1055   reloc->address = fixp->fx_frag->fr_address + fixp->fx_where;
1056   reloc->howto = bfd_reloc_type_lookup (stdoutput, fixp->fx_r_type);
1057   if (reloc->howto == (reloc_howto_type *) NULL)
1058     {
1059       as_bad_where (fixp->fx_file, fixp->fx_line,
1060                     _("reloc %d not supported by object file format"),
1061                     (int) fixp->fx_r_type);
1062       return NULL;
1063     }
1064
1065   if (fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_INHERIT
1066       || fixp->fx_r_type == BFD_RELOC_VTABLE_ENTRY)
1067     reloc->address = fixp->fx_offset;
1068
1069   reloc->addend = fixp->fx_offset;
1070
1071   return reloc;
1072 }
1073
1074 void
1075 md_assemble (str)
1076      char *str;
1077 {
1078   struct avr_opcodes_s *opcode;
1079   char op[11];
1080
1081   str = skip_space (extract_word (str, op, sizeof (op)));
1082
1083   if (!op[0])
1084     as_bad (_("can't find opcode "));
1085
1086   opcode = (struct avr_opcodes_s *) hash_find (avr_hash, op);
1087
1088   if (opcode == NULL)
1089     {
1090       as_bad (_("unknown opcode `%s'"), op);
1091       return;
1092     }
1093
1094   /* Special case for opcodes with optional operands (lpm, elpm) -
1095      version with operands exists in avr_opcodes[] in the next entry.  */
1096
1097   if (*str && *opcode->constraints == '?')
1098     ++opcode;
1099
1100   if (!avr_opt.all_opcodes && (opcode->isa & avr_mcu->isa) != opcode->isa)
1101     as_bad (_("illegal opcode %s for mcu %s"), opcode->name, avr_mcu->name);
1102
1103   /* We used to set input_line_pointer to the result of get_operands,
1104      but that is wrong.  Our caller assumes we don't change it.  */
1105   {
1106     char *t = input_line_pointer;
1107     avr_operands (opcode, &str);
1108     if (*skip_space (str))
1109       as_bad (_("garbage at end of line"));
1110     input_line_pointer = t;
1111   }
1112 }
1113
1114 /* Parse ordinary expression.  */
1115
1116 static char *
1117 parse_exp (s, op)
1118      char *s;
1119      expressionS *op;
1120 {
1121   input_line_pointer = s;
1122   expression (op);
1123   if (op->X_op == O_absent)
1124     as_bad (_("missing operand"));
1125   return input_line_pointer;
1126 }
1127
1128 /* Parse special expressions (needed for LDI command):
1129    xx8 (address)
1130    xx8 (-address)
1131    pm_xx8 (address)
1132    pm_xx8 (-address)
1133    where xx is: hh, hi, lo.  */
1134
1135 static bfd_reloc_code_real_type
1136 avr_ldi_expression (exp)
1137      expressionS *exp;
1138 {
1139   char *str = input_line_pointer;
1140   char *tmp;
1141   char op[8];
1142   int mod;
1143   tmp = str;
1144
1145   str = extract_word (str, op, sizeof (op));
1146
1147   if (op[0])
1148     {
1149       mod = (int) hash_find (avr_mod_hash, op);
1150
1151       if (mod)
1152         {
1153           int closes = 0;
1154
1155           mod -= 10;
1156           str = skip_space (str);
1157
1158           if (*str == '(')
1159             {
1160               int neg_p = 0;
1161
1162               ++str;
1163
1164               if (strncmp ("pm(", str, 3) == 0
1165                   || strncmp ("-(pm(", str, 5) == 0)
1166                 {
1167                   if (HAVE_PM_P (mod))
1168                     {
1169                       ++mod;
1170                       ++closes;
1171                     }
1172                   else
1173                     as_bad (_("illegal expression"));
1174
1175                   if (*str == '-')
1176                     {
1177                       neg_p = 1;
1178                       ++closes;
1179                       str += 5;
1180                     }
1181                   else
1182                     str += 3;
1183                 }
1184
1185               if (*str == '-' && *(str + 1) == '(')
1186                 {
1187                   neg_p ^= 1;
1188                   ++closes;
1189                   str += 2;
1190                 }
1191
1192               input_line_pointer = str;
1193               expression (exp);
1194
1195               do
1196                 {
1197                   if (*input_line_pointer != ')')
1198                     {
1199                       as_bad (_("`)' required"));
1200                       break;
1201                     }
1202                   input_line_pointer++;
1203                 }
1204               while (closes--);
1205
1206               return neg_p ? EXP_MOD_NEG_RELOC (mod) : EXP_MOD_RELOC (mod);
1207             }
1208         }
1209     }
1210
1211   input_line_pointer = tmp;
1212   expression (exp);
1213
1214   /* Warn about expressions that fail to use lo8 ().  */
1215   if (exp->X_op == O_constant)
1216     {
1217       int x = exp->X_add_number;
1218       if (x < -255 || x > 255)
1219         as_warn (_("constant out of 8-bit range: %d"), x);
1220     }
1221   else
1222     as_warn (_("expression possibly out of 8-bit range"));
1223
1224   return BFD_RELOC_AVR_LO8_LDI;
1225 }
1226
1227 /* Flag to pass `pm' mode between `avr_parse_cons_expression' and
1228    `avr_cons_fix_new'.  */
1229 static int exp_mod_pm = 0;
1230
1231 /* Parse special CONS expression: pm (expression)
1232    which is used for addressing to a program memory.
1233    Relocation: BFD_RELOC_AVR_16_PM.  */
1234
1235 void
1236 avr_parse_cons_expression (exp, nbytes)
1237      expressionS *exp;
1238      int nbytes;
1239 {
1240   char *tmp;
1241
1242   exp_mod_pm = 0;
1243
1244   tmp = input_line_pointer = skip_space (input_line_pointer);
1245
1246   if (nbytes == 2)
1247     {
1248       char *pm_name = "pm";
1249       int len = strlen (pm_name);
1250
1251       if (strncasecmp (input_line_pointer, pm_name, len) == 0)
1252         {
1253           input_line_pointer = skip_space (input_line_pointer + len);
1254
1255           if (*input_line_pointer == '(')
1256             {
1257               input_line_pointer = skip_space (input_line_pointer + 1);
1258               exp_mod_pm = 1;
1259               expression (exp);
1260
1261               if (*input_line_pointer == ')')
1262                 ++input_line_pointer;
1263               else
1264                 {
1265                   as_bad (_("`)' required"));
1266                   exp_mod_pm = 0;
1267                 }
1268
1269               return;
1270             }
1271
1272           input_line_pointer = tmp;
1273         }
1274     }
1275
1276   expression (exp);
1277 }
1278
1279 void
1280 avr_cons_fix_new (frag, where, nbytes, exp)
1281      fragS *frag;
1282      int where;
1283      int nbytes;
1284      expressionS *exp;
1285 {
1286   if (exp_mod_pm == 0)
1287     {
1288       if (nbytes == 2)
1289         fix_new_exp (frag, where, nbytes, exp, false, BFD_RELOC_16);
1290       else if (nbytes == 4)
1291         fix_new_exp (frag, where, nbytes, exp, false, BFD_RELOC_32);
1292       else
1293         as_bad (_("illegal %srelocation size: %d"), "", nbytes);
1294     }
1295   else
1296     {
1297       if (nbytes == 2)
1298         fix_new_exp (frag, where, nbytes, exp, false, BFD_RELOC_AVR_16_PM);
1299       else
1300         as_bad (_("illegal %srelocation size: %d"), "`pm' ", nbytes);
1301       exp_mod_pm = 0;
1302     }
1303 }