bfd/elfxx-x86.h

   1 /* x86 specific support for ELF
   2    Copyright (C) 2017 Free Software Foundation, Inc.
   3
   4    This file is part of BFD, the Binary File Descriptor library.
   5
   6    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7    it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
   9    (at your option) any later version.
  10
  11    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14    GNU General Public License for more details.
  15
  16    You should have received a copy of the GNU General Public License
  17    along with this program; if not, write to the Free Software
  18    Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
  19    MA 02110-1301, USA.  */
  20
  21 #include "sysdep.h"
  22 #include "bfd.h"
  23 #include "bfdlink.h"
  24 #include "libbfd.h"
  25 #include "elf-bfd.h"
  26 #include "bfd_stdint.h"
  27 #include "hashtab.h"
  28
  29 #define PLT_CIE_LENGTH          20
  30 #define PLT_FDE_LENGTH          36
  31 #define PLT_FDE_START_OFFSET    4 + PLT_CIE_LENGTH + 8
  32 #define PLT_FDE_LEN_OFFSET      4 + PLT_CIE_LENGTH + 12
  33
  34 #define ABI_64_P(abfd) \
  35   (get_elf_backend_data (abfd)->s->elfclass == ELFCLASS64)
  36
  37 /* If ELIMINATE_COPY_RELOCS is non-zero, the linker will try to avoid
  38    copying dynamic variables from a shared lib into an app's dynbss
  39    section, and instead use a dynamic relocation to point into the
  40    shared lib.  */
  41 #define ELIMINATE_COPY_RELOCS 1
  42
  43 #define elf_x86_hash_table(p, id) \
  44   (is_elf_hash_table ((p)->hash) \
  45    && elf_hash_table_id ((struct elf_link_hash_table *) ((p)->hash)) == (id) \
  46     ? ((struct elf_x86_link_hash_table *) ((p)->hash)) : NULL)
  47
  48 /* Will references to this symbol always be local in this object?  */
  49 #define SYMBOL_REFERENCES_LOCAL_P(INFO, H) \
  50   _bfd_x86_elf_link_symbol_references_local ((INFO), (H))
  51
  52 /* Is a undefined weak symbol which is resolved to 0.  Reference to an
  53    undefined weak symbol is resolved to 0 when building executable if
  54    it isn't dynamic and
  55    1. Has non-GOT/non-PLT relocations in text section.  Or
  56    2. Has no GOT/PLT relocation.
  57    Local undefined weak symbol is always resolved to 0.
  58  */
  59 #define UNDEFINED_WEAK_RESOLVED_TO_ZERO(INFO, EH) \
  60   ((EH)->elf.root.type == bfd_link_hash_undefweak                \
  61    && (SYMBOL_REFERENCES_LOCAL_P ((INFO), &(EH)->elf)            \
  62        || (bfd_link_executable (INFO)                            \
  63            && (!(EH)->has_got_reloc                              \
  64                || (EH)->has_non_got_reloc))))
  65
  66 /* Should copy relocation be generated for a symbol.  Don't generate
  67    copy relocation against a protected symbol defined in a shared
  68    object with GNU_PROPERTY_NO_COPY_ON_PROTECTED.  */
  69 #define SYMBOL_NO_COPYRELOC(INFO, EH) \
  70   ((EH)->def_protected \
  71    && ((EH)->elf.root.type == bfd_link_hash_defined \
  72        || (EH)->elf.root.type == bfd_link_hash_defweak) \
  73    && elf_has_no_copy_on_protected ((EH)->elf.root.u.def.section->owner) \
  74    && ((EH)->elf.root.u.def.section->owner->flags & DYNAMIC) != 0 \
  75    && ((EH)->elf.root.u.def.section->flags & SEC_CODE) == 0)
  76
  77 /* TRUE if TLS IE->LE transition is OK.  */
  78 #define TLS_TRANSITION_IE_TO_LE_P(INFO, H, TLS_TYPE) \
  79   (bfd_link_executable (INFO) \
  80    && (H) != NULL \
  81    && (H)->dynindx == -1 \
  82    && (TLS_TYPE & GOT_TLS_IE))
  83
  84 /* x86 ELF linker hash entry.  */
  85
  86 struct elf_x86_link_hash_entry
  87 {
  88   struct elf_link_hash_entry elf;
  89
  90   /* Track dynamic relocs copied for this symbol.  */
  91   struct elf_dyn_relocs *dyn_relocs;
  92
  93   unsigned char tls_type;
  94
  95   /* TRUE if symbol has GOT or PLT relocations.  */
  96   unsigned int has_got_reloc : 1;
  97
  98   /* TRUE if symbol has non-GOT/non-PLT relocations in text sections.  */
  99   unsigned int has_non_got_reloc : 1;
 100
 101   /* Don't call finish_dynamic_symbol on this symbol.  */
 102   unsigned int no_finish_dynamic_symbol : 1;
 103
 104   /* TRUE if symbol is __tls_get_addr.  */
 105   unsigned int tls_get_addr : 1;
 106
 107   /* TRUE if symbol is defined as a protected symbol.  */
 108   unsigned int def_protected : 1;
 109
 110   /* 0: Symbol references are unknown.
 111      1: Symbol references aren't local.
 112      2: Symbol references are local.
 113    */
 114   unsigned int local_ref : 2;
 115
 116   /* TRUE if symbol is defined by linker.  */
 117   unsigned int linker_def : 1;
 118
 119   /* TRUE if symbol is referenced by R_386_GOTOFF relocation.  This is
 120      only used by i386.  */
 121   unsigned int gotoff_ref : 1;
 122
 123   /* TRUE if a weak symbol with a real definition needs a copy reloc.
 124      When there is a weak symbol with a real definition, the processor
 125      independent code will have arranged for us to see the real
 126      definition first.  We need to copy the needs_copy bit from the
 127      real definition and check it when allowing copy reloc in PIE.  This
 128      is only used by x86-64.  */
 129   unsigned int needs_copy : 1;
 130
 131   /* Reference count of C/C++ function pointer relocations in read-write
 132      section which can be resolved at run-time.  */
 133   bfd_signed_vma func_pointer_refcount;
 134
 135   /* Information about the GOT PLT entry. Filled when there are both
 136      GOT and PLT relocations against the same function.  */
 137   union gotplt_union plt_got;
 138
 139   /* Information about the second PLT entry.   */
 140   union gotplt_union plt_second;
 141
 142   /* Offset of the GOTPLT entry reserved for the TLS descriptor,
 143      starting at the end of the jump table.  */
 144   bfd_vma tlsdesc_got;
 145 };
 146
 147 struct elf_x86_lazy_plt_layout
 148 {
 149   /* The first entry in an absolute lazy procedure linkage table looks
 150      like this.  */
 151   const bfd_byte *plt0_entry;
 152   unsigned int plt0_entry_size;          /* Size of PLT0 entry.  */
 153
 154   /* Later entries in an absolute lazy procedure linkage table look
 155      like this.  */
 156   const bfd_byte *plt_entry;
 157   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 158
 159   /* Offsets into plt0_entry that are to be replaced with GOT[1] and
 160      GOT[2].  */
 161   unsigned int plt0_got1_offset;
 162   unsigned int plt0_got2_offset;
 163
 164   /* Offset of the end of the PC-relative instruction containing
 165      plt0_got2_offset.  This is for x86-64 only.  */
 166   unsigned int plt0_got2_insn_end;
 167
 168   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 169   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 170   unsigned int plt_reloc_offset;  /* ... offset into relocation table. */
 171   unsigned int plt_plt_offset;    /* ... offset to start of .plt. */
 172
 173   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 174      This is used for x86-64 only.  */
 175   unsigned int plt_got_insn_size;
 176
 177   /* Offset of the end of the PC-relative jump to plt0_entry.  This is
 178      used for x86-64 only.  */
 179   unsigned int plt_plt_insn_end;
 180
 181   /* Offset into plt_entry where the initial value of the GOT entry
 182      points.  */
 183   unsigned int plt_lazy_offset;
 184
 185   /* The first entry in a PIC lazy procedure linkage table looks like
 186      this.  */
 187   const bfd_byte *pic_plt0_entry;
 188
 189   /* Subsequent entries in a PIC lazy procedure linkage table look
 190      like this.  */
 191   const bfd_byte *pic_plt_entry;
 192
 193   /* .eh_frame covering the lazy .plt section.  */
 194   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 195   unsigned int eh_frame_plt_size;
 196 };
 197
 198 struct elf_x86_non_lazy_plt_layout
 199 {
 200   /* Entries in an absolute non-lazy procedure linkage table look like
 201      this.  */
 202   const bfd_byte *plt_entry;
 203   /* Entries in a PIC non-lazy procedure linkage table look like this.  */
 204   const bfd_byte *pic_plt_entry;
 205
 206   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 207
 208   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 209   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 210
 211   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 212      This is used for x86-64 only.  */
 213   unsigned int plt_got_insn_size;
 214
 215   /* .eh_frame covering the non-lazy .plt section.  */
 216   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 217   unsigned int eh_frame_plt_size;
 218 };
 219
 220 struct elf_x86_plt_layout
 221 {
 222   /* The first entry in a lazy procedure linkage table looks like this.
 223      This is only used for i386 where absolute PLT0 and PIC PLT0 are
 224      different.  */
 225   const bfd_byte *plt0_entry;
 226   /* Entries in a procedure linkage table look like this.  */
 227   const bfd_byte *plt_entry;
 228   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 229
 230   /* 1 has PLT0.  */
 231   unsigned int has_plt0;
 232
 233   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 234   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 235
 236   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 237      This is only used for x86-64.  */
 238   unsigned int plt_got_insn_size;
 239
 240   /* .eh_frame covering the .plt section.  */
 241   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 242   unsigned int eh_frame_plt_size;
 243 };
 244
 245 /* Values in tls_type of x86 ELF linker hash entry.  */
 246 #define GOT_UNKNOWN     0
 247 #define GOT_NORMAL      1
 248 #define GOT_TLS_GD      2
 249 #define GOT_TLS_IE      4
 250 #define GOT_TLS_IE_POS  5
 251 #define GOT_TLS_IE_NEG  6
 252 #define GOT_TLS_IE_BOTH 7
 253 #define GOT_TLS_GDESC   8
 254 #define GOT_TLS_GD_BOTH_P(type) \
 255   ((type) == (GOT_TLS_GD | GOT_TLS_GDESC))
 256 #define GOT_TLS_GD_P(type) \
 257   ((type) == GOT_TLS_GD || GOT_TLS_GD_BOTH_P (type))
 258 #define GOT_TLS_GDESC_P(type) \
 259   ((type) == GOT_TLS_GDESC || GOT_TLS_GD_BOTH_P (type))
 260 #define GOT_TLS_GD_ANY_P(type) \
 261   (GOT_TLS_GD_P (type) || GOT_TLS_GDESC_P (type))
 262
 263 #define elf_x86_hash_entry(ent) \
 264   ((struct elf_x86_link_hash_entry *)(ent))
 265
 266 /* x86 ELF linker hash table.  */
 267
 268 struct elf_x86_link_hash_table
 269 {
 270   struct elf_link_hash_table elf;
 271
 272   /* Short-cuts to get to dynamic linker sections.  */
 273   asection *interp;
 274   asection *plt_eh_frame;
 275   asection *plt_second;
 276   asection *plt_second_eh_frame;
 277   asection *plt_got;
 278   asection *plt_got_eh_frame;
 279
 280   /* Parameters describing PLT generation, lazy or non-lazy.  */
 281   struct elf_x86_plt_layout plt;
 282
 283   /* Parameters describing lazy PLT generation.  */
 284   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_plt;
 285
 286   /* Parameters describing non-lazy PLT generation.  */
 287   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_plt;
 288
 289   union
 290   {
 291     bfd_signed_vma refcount;
 292     bfd_vma offset;
 293   } tls_ld_or_ldm_got;
 294
 295   /* The amount of space used by the jump slots in the GOT.  */
 296   bfd_vma sgotplt_jump_table_size;
 297
 298   /* Small local sym cache.  */
 299   struct sym_cache sym_cache;
 300
 301   /* _TLS_MODULE_BASE_ symbol.  */
 302   struct bfd_link_hash_entry *tls_module_base;
 303
 304   /* Used by local STT_GNU_IFUNC symbols.  */
 305   htab_t loc_hash_table;
 306   void * loc_hash_memory;
 307
 308   /* The offset into sgot of the GOT entry used by the PLT entry
 309      above.  */
 310   bfd_vma tlsdesc_got;
 311
 312   /* The index of the next R_X86_64_JUMP_SLOT entry in .rela.plt.  */
 313   bfd_vma next_jump_slot_index;
 314   /* The index of the next R_X86_64_IRELATIVE entry in .rela.plt.  */
 315   bfd_vma next_irelative_index;
 316
 317   /* TRUE if there are dynamic relocs against IFUNC symbols that apply
 318      to read-only sections.  */
 319   bfd_boolean readonly_dynrelocs_against_ifunc;
 320
 321   /* TRUE if this is a VxWorks x86 target.  This is only used for
 322      i386.  */
 323   bfd_boolean is_vxworks;
 324
 325   /* The (unloaded but important) .rel.plt.unloaded section on VxWorks.
 326      This is used for i386 only.  */
 327   asection *srelplt2;
 328
 329   /* The index of the next unused R_386_TLS_DESC slot in .rel.plt.  This
 330      is only used for i386.  */
 331   bfd_vma next_tls_desc_index;
 332
 333   /* The offset into splt of the PLT entry for the TLS descriptor
 334      resolver.  Special values are 0, if not necessary (or not found
 335      to be necessary yet), and -1 if needed but not determined
 336      yet.  This is only used for x86-64.  */
 337   bfd_vma tlsdesc_plt;
 338
 339   bfd_vma (*r_info) (bfd_vma, bfd_vma);
 340   bfd_vma (*r_sym) (bfd_vma);
 341   bfd_boolean (*is_reloc_section) (const char *);
 342   enum elf_target_id target_id;
 343   unsigned int sizeof_reloc;
 344   unsigned int dt_reloc;
 345   unsigned int dt_reloc_sz;
 346   unsigned int dt_reloc_ent;
 347   unsigned int got_entry_size;
 348   unsigned int pointer_r_type;
 349   int dynamic_interpreter_size;
 350   const char *dynamic_interpreter;
 351   const char *tls_get_addr;
 352 };
 353
 354 struct elf_x86_init_table
 355 {
 356   /* The lazy PLT layout.  */
 357   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_plt;
 358
 359   /* The non-lazy PLT layout.  */
 360   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_plt;
 361
 362   /* The lazy PLT layout for IBT.  */
 363   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_ibt_plt;
 364
 365   /* The non-lazy PLT layout for IBT.  */
 366   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_ibt_plt;
 367
 368   /* TRUE if this is a normal x86 target.  */
 369   bfd_boolean normal_target;
 370
 371   /* TRUE if this is a VxWorks x86 target.  */
 372   bfd_boolean is_vxworks;
 373
 374   bfd_vma (*r_info) (bfd_vma, bfd_vma);
 375   bfd_vma (*r_sym) (bfd_vma);
 376 };
 377
 378 struct elf_x86_obj_tdata
 379 {
 380   struct elf_obj_tdata root;
 381
 382   /* tls_type for each local got entry.  */
 383   char *local_got_tls_type;
 384
 385   /* GOTPLT entries for TLS descriptors.  */
 386   bfd_vma *local_tlsdesc_gotent;
 387 };
 388
 389 enum elf_x86_plt_type
 390 {
 391   plt_non_lazy = 0,
 392   plt_lazy = 1 << 0,
 393   plt_pic = 1 << 1,
 394   plt_second = 1 << 2,
 395   plt_unknown = -1
 396 };
 397
 398 struct elf_x86_plt
 399 {
 400   const char *name;
 401   asection *sec;
 402   bfd_byte *contents;
 403   enum elf_x86_plt_type type;
 404   unsigned int plt_got_offset;
 405   unsigned int plt_entry_size;
 406   unsigned int plt_got_insn_size;       /* Only used for x86-64.  */
 407   long count;
 408 };
 409
 410 #define elf_x86_tdata(abfd) \
 411   ((struct elf_x86_obj_tdata *) (abfd)->tdata.any)
 412
 413 #define elf_x86_local_got_tls_type(abfd) \
 414   (elf_x86_tdata (abfd)->local_got_tls_type)
 415
 416 #define elf_x86_local_tlsdesc_gotent(abfd) \
 417   (elf_x86_tdata (abfd)->local_tlsdesc_gotent)
 418
 419 #define elf_x86_compute_jump_table_size(htab) \
 420   ((htab)->elf.srelplt->reloc_count * (htab)->got_entry_size)
 421
 422 #define is_x86_elf(bfd, htab)                           \
 423   (bfd_get_flavour (bfd) == bfd_target_elf_flavour      \
 424    && elf_tdata (bfd) != NULL                           \
 425    && elf_object_id (bfd) == (htab)->target_id)
 426
 427 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_mkobject
 428   (bfd *);
 429
 430 extern void _bfd_x86_elf_set_tls_module_base
 431   (struct bfd_link_info *);
 432
 433 extern bfd_vma _bfd_x86_elf_dtpoff_base
 434   (struct bfd_link_info *);
 435
 436 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_readonly_dynrelocs
 437   (struct elf_link_hash_entry *, void *);
 438
 439 extern struct elf_link_hash_entry * _bfd_elf_x86_get_local_sym_hash
 440   (struct elf_x86_link_hash_table *, bfd *, const Elf_Internal_Rela *,
 441    bfd_boolean);
 442
 443 extern hashval_t _bfd_x86_elf_local_htab_hash
 444   (const void *);
 445
 446 extern int _bfd_x86_elf_local_htab_eq
 447   (const void *, const void *);
 448
 449 extern struct bfd_hash_entry * _bfd_x86_elf_link_hash_newfunc
 450   (struct bfd_hash_entry *, struct bfd_hash_table *, const char *);
 451
 452 extern struct bfd_link_hash_table * _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 453   (bfd *);
 454
 455 extern int _bfd_x86_elf_compare_relocs
 456   (const void *, const void *);
 457
 458 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 459   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 460
 461 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_size_dynamic_sections
 462   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 463
 464 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_always_size_sections
 465   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 466
 467 extern void _bfd_x86_elf_merge_symbol_attribute
 468   (struct elf_link_hash_entry *, const Elf_Internal_Sym *,
 469    bfd_boolean, bfd_boolean);
 470
 471 extern void _bfd_x86_elf_copy_indirect_symbol
 472   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *,
 473    struct elf_link_hash_entry *);
 474
 475 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_fixup_symbol
 476   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *);
 477
 478 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_hash_symbol
 479   (struct elf_link_hash_entry *);
 480
 481 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_adjust_dynamic_symbol
 482   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *);
 483
 484 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_link_symbol_references_local
 485   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *);
 486
 487 extern asection * _bfd_x86_elf_gc_mark_hook
 488   (asection *, struct bfd_link_info *, Elf_Internal_Rela *,
 489    struct elf_link_hash_entry *, Elf_Internal_Sym *);
 490
 491 extern long _bfd_x86_elf_get_synthetic_symtab
 492   (bfd *, long, long, bfd_vma, struct elf_x86_plt [], asymbol **,
 493    asymbol **);
 494
 495 extern enum elf_property_kind _bfd_x86_elf_parse_gnu_properties
 496   (bfd *, unsigned int, bfd_byte *, unsigned int);
 497
 498 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_merge_gnu_properties
 499   (struct bfd_link_info *, bfd *, elf_property *, elf_property *);
 500
 501 extern bfd * _bfd_x86_elf_link_setup_gnu_properties
 502   (struct bfd_link_info *, struct elf_x86_init_table *);
 503
 504 #define bfd_elf64_mkobject \
 505   _bfd_x86_elf_mkobject
 506 #define bfd_elf32_mkobject \
 507   _bfd_x86_elf_mkobject
 508 #define bfd_elf64_bfd_link_hash_table_create \
 509   _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 510 #define bfd_elf32_bfd_link_hash_table_create \
 511   _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 512 #define bfd_elf64_bfd_link_check_relocs \
 513   _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 514 #define bfd_elf32_bfd_link_check_relocs \
 515   _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 516
 517 #define elf_backend_size_dynamic_sections \
 518   _bfd_x86_elf_size_dynamic_sections
 519 #define elf_backend_always_size_sections \
 520   _bfd_x86_elf_always_size_sections
 521 #define elf_backend_merge_symbol_attribute \
 522   _bfd_x86_elf_merge_symbol_attribute
 523 #define elf_backend_copy_indirect_symbol \
 524   _bfd_x86_elf_copy_indirect_symbol
 525 #define elf_backend_fixup_symbol \
 526   _bfd_x86_elf_fixup_symbol
 527 #define elf_backend_hash_symbol \
 528   _bfd_x86_elf_hash_symbol
 529 #define elf_backend_adjust_dynamic_symbol \
 530   _bfd_x86_elf_adjust_dynamic_symbol
 531 #define elf_backend_gc_mark_hook \
 532   _bfd_x86_elf_gc_mark_hook
 533 #define elf_backend_omit_section_dynsym \
 534   ((bfd_boolean (*) (bfd *, struct bfd_link_info *, asection *)) bfd_true)
 535 #define elf_backend_parse_gnu_properties \
 536   _bfd_x86_elf_parse_gnu_properties
 537 #define elf_backend_merge_gnu_properties \
 538   _bfd_x86_elf_merge_gnu_properties