gdb: add target_ops::supports_displaced_step
[deliverable/binutils-gdb.git] / gold / stringpool.h
index 05c498e49fac165faab2cf566cb5c0af67b7877f..9217b17910fc8f4e9bc45be0bfaabfe8f2ede880 100644 (file)
@@ -1,10 +1,28 @@
 // stringpool.h -- a string pool for gold    -*- C++ -*-
 
+// Copyright (C) 2006-2020 Free Software Foundation, Inc.
+// Written by Ian Lance Taylor <iant@google.com>.
+
+// This file is part of gold.
+
+// This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+// it under the terms of the GNU General Public License as published by
+// the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
+// (at your option) any later version.
+
+// This program is distributed in the hope that it will be useful,
+// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+// GNU General Public License for more details.
+
+// You should have received a copy of the GNU General Public License
+// along with this program; if not, write to the Free Software
+// Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
+// MA 02110-1301, USA.
+
 #include <string>
 #include <list>
-
-// Stringpool
-//   Manage a pool of unique strings.
+#include <vector>
 
 #ifndef GOLD_STRINGPOOL_H
 #define GOLD_STRINGPOOL_H
@@ -14,67 +32,275 @@ namespace gold
 
 class Output_file;
 
-class Stringpool
+// Return the length of a string in units of Char_type.
+
+template<typename Char_type>
+inline size_t
+string_length(const Char_type* p)
+{
+  size_t len = 0;
+  for (; *p != 0; ++p)
+    ++len;
+  return len;
+}
+
+// Specialize string_length for char.  Maybe we could just use
+// std::char_traits<>::length?
+
+template<>
+inline size_t
+string_length(const char* p)
+{
+  return strlen(p);
+}
+
+// A Stringpool is a pool of unique strings.  It provides the
+// following features:
+
+// Every string in the pool is unique.  Thus, if you have two strings
+// in the Stringpool, you can compare them for equality by using
+// pointer comparison rather than string comparison.
+
+// There is a key associated with every string in the pool.  If you
+// add strings to the Stringpool in the same order, then the key for
+// each string will always be the same for any run of the linker.
+// This is not true of the string pointers themselves, as they may
+// change due to address space randomization.  Some parts of the
+// linker (e.g., the symbol table) use the key value instead of the
+// string pointer so that repeated runs of the linker will generate
+// precisely the same output.
+
+// When you add a string to a Stringpool, Stringpool will optionally
+// make a copy of it.  Thus there is no requirement to keep a copy
+// elsewhere.
+
+// A Stringpool can be turned into a string table, a sequential series
+// of null terminated strings.  The first string may optionally be a
+// single zero byte, as required for SHT_STRTAB sections.  This
+// conversion is only permitted after all strings have been added to
+// the Stringpool.  After doing this conversion, you can ask for the
+// offset of any string (or any key) in the stringpool in the string
+// table, and you can write the resulting string table to an output
+// file.
+
+// When a Stringpool is turned into a string table, then as an
+// optimization it will reuse string suffixes to avoid duplicating
+// strings.  That is, given the strings "abc" and "bc", only the
+// string "abc" will be stored, and "bc" will be represented by an
+// offset into the middle of the string "abc".
+
+
+// A simple chunked vector class--this is a subset of std::vector
+// which stores memory in chunks.  We don't provide iterators, because
+// we don't need them.
+
+template<typename Element>
+class Chunked_vector
 {
  public:
-  // The type of a key into the stringpool.  A key value will always
-  // be the same during any run of the linker.  The string pointers
-  // may change when using address space randomization.  We use key
-  // values in order to get repeatable runs when the value is inserted
-  // into an unordered hash table.  Zero is never a valid key.
-  typedef size_t Key;
+  Chunked_vector()
+    : chunks_(), size_(0)
+  { }
 
-  Stringpool();
+  // Clear the elements.
+  void
+  clear()
+  {
+    this->chunks_.clear();
+    this->size_ = 0;
+  }
 
-  ~Stringpool();
+  // Reserve elements.
+  void
+  reserve(unsigned int n)
+  {
+    if (n > this->chunks_.size() * chunk_size)
+      {
+       this->chunks_.resize((n + chunk_size - 1) / chunk_size);
+       // We need to call reserve() of all chunks since changing
+       // this->chunks_ causes Element_vectors to be copied.  The
+       // reserved capacity of an Element_vector may be lost in copying.
+       for (size_t i = 0; i < this->chunks_.size(); ++i)
+         this->chunks_[i].reserve(chunk_size);
+      }
+  }
 
-  // Add a string to the pool.  This returns a canonical permanent
-  // pointer to the string.  If PKEY is not NULL, this sets *PKEY to
-  // the key for the string.
-  const char*
-  add(const char*, Key* pkey);
+  // Get the number of elements.
+  size_t
+  size() const
+  { return this->size_; }
 
-  const char*
-  add(const std::string& s, Key* pkey)
-  { return this->add(s.c_str(), pkey); }
+  // Push a new element on the back of the vector.
+  void
+  push_back(const Element& element)
+  {
+    size_t chunk_index = this->size_ / chunk_size;
+    if (chunk_index >= this->chunks_.size())
+      {
+       this->chunks_.push_back(Element_vector());
+       this->chunks_.back().reserve(chunk_size);
+       gold_assert(chunk_index < this->chunks_.size());
+      }
+    this->chunks_[chunk_index].push_back(element);
+    this->size_++;
+  }
+
+  // Return a reference to an entry in the vector.
+  Element&
+  operator[](size_t i)
+  { return this->chunks_[i / chunk_size][i % chunk_size]; }
+
+  const Element&
+  operator[](size_t i) const
+  { return this->chunks_[i / chunk_size][i % chunk_size]; }
+
+ private:
+  static const unsigned int chunk_size = 8192;
+
+  typedef std::vector<Element> Element_vector;
+  typedef std::vector<Element_vector> Chunk_vector;
 
-  // Add the prefix of a string to the pool.
-  const char*
-  add(const char *, size_t, Key* pkey);
+  Chunk_vector chunks_;
+  size_t size_;
+};
+
+
+// Stringpools are implemented in terms of Stringpool_template, which
+// is generalized on the type of character used for the strings.  Most
+// uses will want the Stringpool type which uses char.  Other cases
+// are used for merging wide string constants.
+
+template<typename Stringpool_char>
+class Stringpool_template
+{
+ public:
+  // The type of a key into the stringpool.  As described above, a key
+  // value will always be the same during any run of the linker.  Zero
+  // is never a valid key value.
+  typedef size_t Key;
 
-  // If a string is present, return the canonical string.  Otherwise,
-  // return NULL.  If PKEY is not NULL, set *PKEY to the key.
-  const char*
-  find(const char*, Key* pkey) const;
+  // Create a Stringpool.
+  Stringpool_template(uint64_t addralign = 1);
 
-  // Turn the stringpool into an ELF strtab: determine the offsets of
-  // all the strings.
+  ~Stringpool_template();
+
+  // Clear all the data from the stringpool.
   void
-  set_string_offsets();
+  clear();
 
-  // Get the offset of a string in an ELF strtab.
-  off_t
-  get_offset(const char*) const;
+  // Hint to the stringpool class that you intend to insert n additional
+  // elements.  The stringpool class can use this info however it likes;
+  // in practice it will resize its internal hashtables to make room.
+  void
+  reserve(unsigned int n);
 
-  off_t
-  get_offset(const std::string& s) const
-  { return this->get_offset(s.c_str()); }
+  // Indicate that we should not reserve offset 0 to hold the empty
+  // string when converting the stringpool to a string table.  This
+  // should not be called for a proper ELF SHT_STRTAB section.
+  void
+  set_no_zero_null()
+  {
+    gold_assert(this->string_set_.empty()
+               && this->offset_ == sizeof(Stringpool_char));
+    this->zero_null_ = false;
+    this->offset_ = 0;
+  }
 
-  // Get the size of the ELF strtab.
-  off_t
+  // Indicate that this string pool should be optimized, even if not
+  // running with -O2.
+  void
+  set_optimize()
+  { this->optimize_ = true; }
+
+  // Add the string S to the pool.  This returns a canonical permanent
+  // pointer to the string in the pool.  If COPY is true, the string
+  // is copied into permanent storage.  If PKEY is not NULL, this sets
+  // *PKEY to the key for the string.
+  const Stringpool_char*
+  add(const Stringpool_char* s, bool copy, Key* pkey);
+
+  // Add the string S to the pool.
+  const Stringpool_char*
+  add(const std::basic_string<Stringpool_char>& s, bool copy, Key* pkey)
+  { return this->add_with_length(s.data(), s.size(), copy, pkey); }
+
+  // Add string S of length LEN characters to the pool.  If COPY is
+  // true, S need not be null terminated.
+  const Stringpool_char*
+  add_with_length(const Stringpool_char* s, size_t len, bool copy, Key* pkey);
+
+  // If the string S is present in the pool, return the canonical
+  // string pointer.  Otherwise, return NULL.  If PKEY is not NULL,
+  // set *PKEY to the key.
+  const Stringpool_char*
+  find(const Stringpool_char* s, Key* pkey) const;
+
+  // Turn the stringpool into a string table: determine the offsets of
+  // all the strings.  After this is called, no more strings may be
+  // added to the stringpool.
+  void
+  set_string_offsets();
+
+  // Get the offset of the string S in the string table.  This returns
+  // the offset in bytes, not in units of Stringpool_char.  This may
+  // only be called after set_string_offsets has been called.
+  section_offset_type
+  get_offset(const Stringpool_char* s) const;
+
+  // Get the offset of the string S in the string table.
+  section_offset_type
+  get_offset(const std::basic_string<Stringpool_char>& s) const
+  { return this->get_offset_with_length(s.c_str(), s.size()); }
+
+  // Get the offset of string S, with length LENGTH characters, in the
+  // string table.
+  section_offset_type
+  get_offset_with_length(const Stringpool_char* s, size_t length) const;
+
+  // Get the offset of the string with key K.
+  section_offset_type
+  get_offset_from_key(Key k) const
+  {
+    gold_assert(k <= this->key_to_offset_.size());
+    return this->key_to_offset_[k - 1];
+  }
+
+  // Get the size of the string table.  This returns the number of
+  // bytes, not in units of Stringpool_char.
+  section_size_type
   get_strtab_size() const
   {
     gold_assert(this->strtab_size_ != 0);
     return this->strtab_size_;
   }
 
-  // Write the strtab into the output file at the specified offset.
+  // Write the string table into the output file at the specified
+  // offset.
   void
   write(Output_file*, off_t offset);
 
+  // Write the string table into the specified buffer, of the
+  // specified size.  buffer_size should be at least
+  // get_strtab_size().
+  void
+  write_to_buffer(unsigned char* buffer, section_size_type buffer_size);
+
+  // Dump statistical information to stderr.
+  void
+  print_stats(const char*) const;
+
  private:
-  Stringpool(const Stringpool&);
-  Stringpool& operator=(const Stringpool&);
+  Stringpool_template(const Stringpool_template&);
+  Stringpool_template& operator=(const Stringpool_template&);
+
+  // Return whether two strings are equal.
+  static bool
+  string_equal(const Stringpool_char*, const Stringpool_char*);
+
+  // Compute a hash code for a string.  LENGTH is the length of the
+  // string in characters.
+  static size_t
+  string_hash(const Stringpool_char*, size_t length);
 
   // We store the actual data in a list of these buffers.
   struct Stringdata
@@ -83,70 +309,113 @@ class Stringpool
     size_t len;
     // Allocated size of buffer.
     size_t alc;
-    // Buffer index.
-    unsigned int index;
     // Buffer.
     char data[1];
   };
 
+  // Add a new key offset entry.
+  void
+  new_key_offset(size_t);
+
   // Copy a string into the buffers, returning a canonical string.
-  const char*
-  add_string(const char*, Key*);
+  const Stringpool_char*
+  add_string(const Stringpool_char*, size_t);
 
+  // Return whether s1 is a suffix of s2.
+  static bool
+  is_suffix(const Stringpool_char* s1, size_t len1,
+            const Stringpool_char* s2, size_t len2);
+
+  // The hash table key includes the string, the length of the string,
+  // and the hash code for the string.  We put the hash code
+  // explicitly into the key so that we can do a find()/insert()
+  // sequence without having to recompute the hash.  Computing the
+  // hash code is a significant user of CPU time in the linker.
+  struct Hashkey
+  {
+    const Stringpool_char* string;
+    // Length is in characters, not bytes.
+    size_t length;
+    size_t hash_code;
+
+    // This goes in an STL container, so we need a default
+    // constructor.
+    Hashkey()
+      : string(NULL), length(0), hash_code(0)
+    { }
+
+    // Note that these constructors are relatively expensive, because
+    // they compute the hash code.
+    explicit Hashkey(const Stringpool_char* s)
+      : string(s), length(string_length(s)), hash_code(string_hash(s, length))
+    { }
+
+    Hashkey(const Stringpool_char* s, size_t len)
+      : string(s), length(len), hash_code(string_hash(s, len))
+    { }
+  };
+
+  // Hash function.  This is trivial, since we have already computed
+  // the hash.
   struct Stringpool_hash
   {
     size_t
-    operator()(const char*) const;
+    operator()(const Hashkey& hk) const
+    { return hk.hash_code; }
   };
 
+  // Equality comparison function for hash table.
   struct Stringpool_eq
   {
     bool
-    operator()(const char* p1, const char* p2) const
-    { return strcmp(p1, p2) == 0; }
+    operator()(const Hashkey&, const Hashkey&) const;
   };
 
-  // Return whether s1 is a suffix of s2.
-  static bool is_suffix(const char* s1, const char* s2);
-
-  // The hash table is a map from string names to a pair of Key and
-  // ELF strtab offsets.  We only use the offsets if we turn this into
-  // an ELF strtab section.
+  // The hash table is a map from strings to Keys.
 
-  typedef std::pair<Key, off_t> Val;
+  typedef Key Hashval;
 
-#ifdef HAVE_TR1_UNORDERED_SET
-  typedef Unordered_map<const char*, Val, Stringpool_hash,
-                       Stringpool_eq,
-                       std::allocator<std::pair<const char* const, Val> >,
-                       true> String_set_type;
-#else
-  typedef Unordered_map<const char*, Val, Stringpool_hash,
+  typedef Unordered_map<Hashkey, Hashval, Stringpool_hash,
                        Stringpool_eq> String_set_type;
-#endif
 
-  // Comparison routine used when sorting into an ELF strtab.
+  // Comparison routine used when sorting into a string table.
+
+  typedef typename String_set_type::iterator Stringpool_sort_info;
 
   struct Stringpool_sort_comparison
   {
     bool
-    operator()(String_set_type::iterator,
-              String_set_type::iterator) const;
+    operator()(const Stringpool_sort_info&, const Stringpool_sort_info&) const;
   };
 
+  // Keys map to offsets via a Chunked_vector.  We only use the
+  // offsets if we turn this into an string table section.
+  typedef Chunked_vector<section_offset_type> Key_to_offset;
+
   // List of Stringdata structures.
   typedef std::list<Stringdata*> Stringdata_list;
 
   // Mapping from const char* to namepool entry.
   String_set_type string_set_;
+  // Mapping from Key to string table offset.
+  Key_to_offset key_to_offset_;
   // List of buffers.
   Stringdata_list strings_;
-  // Size of ELF strtab.
-  off_t strtab_size_;
-  // Next Stringdata index.
-  unsigned int next_index_;
+  // Size of string table.
+  section_size_type strtab_size_;
+  // Whether to reserve offset 0 to hold the null string.
+  bool zero_null_;
+  // Whether to optimize the string table.
+  bool optimize_;
+  // offset of the next string.
+  section_offset_type offset_;
+  // The alignment of strings in the stringpool.
+  uint64_t addralign_;
 };
 
+// The most common type of Stringpool.
+typedef Stringpool_template<char> Stringpool;
+
 } // End namespace gold.
 
 #endif // !defined(GOLD_STRINGPOOL_H)
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