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 /* Is a undefined weak symbol which is resolved to 0.  Reference to an
  49    undefined weak symbol is resolved to 0 when building executable if
  50    it isn't dynamic and
  51    1. Has non-GOT/non-PLT relocations in text section.  Or
  52    2. Has no GOT/PLT relocation.
  53    Local undefined weak symbol is always resolved to 0.
  54  */
  55 #define UNDEFINED_WEAK_RESOLVED_TO_ZERO(INFO, ID, GOT_RELOC, EH) \
  56   ((EH)->elf.root.type == bfd_link_hash_undefweak                \
  57    && ((EH)->elf.forced_local                                    \
  58        || (bfd_link_executable (INFO)                            \
  59            && (elf_x86_hash_table ((INFO), (ID))->interp == NULL \
  60                || !(GOT_RELOC)                                   \
  61                || (EH)->has_non_got_reloc                        \
  62                || !(INFO)->dynamic_undefined_weak))))
  63
  64 /* Should copy relocation be generated for a symbol.  Don't generate
  65    copy relocation against a protected symbol defined in a shared
  66    object with GNU_PROPERTY_NO_COPY_ON_PROTECTED.  */
  67 #define SYMBOL_NO_COPYRELOC(INFO, EH) \
  68   ((EH)->def_protected \
  69    && ((EH)->elf.root.type == bfd_link_hash_defined \
  70        || (EH)->elf.root.type == bfd_link_hash_defweak) \
  71    && elf_has_no_copy_on_protected ((EH)->elf.root.u.def.section->owner) \
  72    && ((EH)->elf.root.u.def.section->owner->flags & DYNAMIC) != 0 \
  73    && ((EH)->elf.root.u.def.section->flags & SEC_CODE) == 0)
  74
  75 /* x86 ELF linker hash entry.  */
  76
  77 struct elf_x86_link_hash_entry
  78 {
  79   struct elf_link_hash_entry elf;
  80
  81   /* Track dynamic relocs copied for this symbol.  */
  82   struct elf_dyn_relocs *dyn_relocs;
  83
  84   unsigned char tls_type;
  85
  86   /* TRUE if symbol has GOT or PLT relocations.  */
  87   unsigned int has_got_reloc : 1;
  88
  89   /* TRUE if symbol has non-GOT/non-PLT relocations in text sections.  */
  90   unsigned int has_non_got_reloc : 1;
  91
  92   /* Don't call finish_dynamic_symbol on this symbol.  */
  93   unsigned int no_finish_dynamic_symbol : 1;
  94
  95   /* TRUE if symbol is __tls_get_addr.  */
  96   unsigned int tls_get_addr : 1;
  97
  98   /* TRUE if symbol is defined as a protected symbol.  */
  99   unsigned int def_protected : 1;
 100
 101   /* Symbol is referenced by R_386_GOTOFF relocation.  This is only used
 102      by i386.  */
 103   unsigned int gotoff_ref : 1;
 104
 105   /* TRUE if a weak symbol with a real definition needs a copy reloc.
 106      When there is a weak symbol with a real definition, the processor
 107      independent code will have arranged for us to see the real
 108      definition first.  We need to copy the needs_copy bit from the
 109      real definition and check it when allowing copy reloc in PIE.  This
 110      is only used by x86-64.  */
 111   unsigned int needs_copy : 1;
 112
 113   /* Reference count of C/C++ function pointer relocations in read-write
 114      section which can be resolved at run-time.  */
 115   bfd_signed_vma func_pointer_refcount;
 116
 117   /* Information about the GOT PLT entry. Filled when there are both
 118      GOT and PLT relocations against the same function.  */
 119   union gotplt_union plt_got;
 120
 121   /* Information about the second PLT entry.   */
 122   union gotplt_union plt_second;
 123
 124   /* Offset of the GOTPLT entry reserved for the TLS descriptor,
 125      starting at the end of the jump table.  */
 126   bfd_vma tlsdesc_got;
 127 };
 128
 129 struct elf_x86_lazy_plt_layout
 130 {
 131   /* The first entry in an absolute lazy procedure linkage table looks
 132      like this.  */
 133   const bfd_byte *plt0_entry;
 134   unsigned int plt0_entry_size;          /* Size of PLT0 entry.  */
 135
 136   /* Later entries in an absolute lazy procedure linkage table look
 137      like this.  */
 138   const bfd_byte *plt_entry;
 139   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 140
 141   /* Offsets into plt0_entry that are to be replaced with GOT[1] and
 142      GOT[2].  */
 143   unsigned int plt0_got1_offset;
 144   unsigned int plt0_got2_offset;
 145
 146   /* Offset of the end of the PC-relative instruction containing
 147      plt0_got2_offset.  This is for x86-64 only.  */
 148   unsigned int plt0_got2_insn_end;
 149
 150   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 151   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 152   unsigned int plt_reloc_offset;  /* ... offset into relocation table. */
 153   unsigned int plt_plt_offset;    /* ... offset to start of .plt. */
 154
 155   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 156      This is used for x86-64 only.  */
 157   unsigned int plt_got_insn_size;
 158
 159   /* Offset of the end of the PC-relative jump to plt0_entry.  This is
 160      used for x86-64 only.  */
 161   unsigned int plt_plt_insn_end;
 162
 163   /* Offset into plt_entry where the initial value of the GOT entry
 164      points.  */
 165   unsigned int plt_lazy_offset;
 166
 167   /* The first entry in a PIC lazy procedure linkage table looks like
 168      this.  */
 169   const bfd_byte *pic_plt0_entry;
 170
 171   /* Subsequent entries in a PIC lazy procedure linkage table look
 172      like this.  */
 173   const bfd_byte *pic_plt_entry;
 174
 175   /* .eh_frame covering the lazy .plt section.  */
 176   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 177   unsigned int eh_frame_plt_size;
 178 };
 179
 180 struct elf_x86_non_lazy_plt_layout
 181 {
 182   /* Entries in an absolute non-lazy procedure linkage table look like
 183      this.  */
 184   const bfd_byte *plt_entry;
 185   /* Entries in a PIC non-lazy procedure linkage table look like this.  */
 186   const bfd_byte *pic_plt_entry;
 187
 188   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 189
 190   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 191   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 192
 193   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 194      This is used for x86-64 only.  */
 195   unsigned int plt_got_insn_size;
 196
 197   /* .eh_frame covering the non-lazy .plt section.  */
 198   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 199   unsigned int eh_frame_plt_size;
 200 };
 201
 202 struct elf_x86_plt_layout
 203 {
 204   /* The first entry in a lazy procedure linkage table looks like this.
 205      This is only used for i386 where absolute PLT0 and PIC PLT0 are
 206      different.  */
 207   const bfd_byte *plt0_entry;
 208   /* Entries in a procedure linkage table look like this.  */
 209   const bfd_byte *plt_entry;
 210   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 211
 212   /* 1 has PLT0.  */
 213   unsigned int has_plt0;
 214
 215   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 216   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 217
 218   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 219      This is only used for x86-64.  */
 220   unsigned int plt_got_insn_size;
 221
 222   /* .eh_frame covering the .plt section.  */
 223   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 224   unsigned int eh_frame_plt_size;
 225 };
 226
 227 /* Values in tls_type of x86 ELF linker hash entry.  */
 228 #define GOT_UNKNOWN     0
 229 #define GOT_NORMAL      1
 230 #define GOT_TLS_GD      2
 231 #define GOT_TLS_IE      4
 232 #define GOT_TLS_IE_POS  5
 233 #define GOT_TLS_IE_NEG  6
 234 #define GOT_TLS_IE_BOTH 7
 235 #define GOT_TLS_GDESC   8
 236 #define GOT_TLS_GD_BOTH_P(type) \
 237   ((type) == (GOT_TLS_GD | GOT_TLS_GDESC))
 238 #define GOT_TLS_GD_P(type) \
 239   ((type) == GOT_TLS_GD || GOT_TLS_GD_BOTH_P (type))
 240 #define GOT_TLS_GDESC_P(type) \
 241   ((type) == GOT_TLS_GDESC || GOT_TLS_GD_BOTH_P (type))
 242 #define GOT_TLS_GD_ANY_P(type) \
 243   (GOT_TLS_GD_P (type) || GOT_TLS_GDESC_P (type))
 244
 245 #define elf_x86_hash_entry(ent) \
 246   ((struct elf_x86_link_hash_entry *)(ent))
 247
 248 /* x86 ELF linker hash table.  */
 249
 250 struct elf_x86_link_hash_table
 251 {
 252   struct elf_link_hash_table elf;
 253
 254   /* Short-cuts to get to dynamic linker sections.  */
 255   asection *interp;
 256   asection *plt_eh_frame;
 257   asection *plt_second;
 258   asection *plt_second_eh_frame;
 259   asection *plt_got;
 260   asection *plt_got_eh_frame;
 261
 262   /* Parameters describing PLT generation, lazy or non-lazy.  */
 263   struct elf_x86_plt_layout plt;
 264
 265   /* Parameters describing lazy PLT generation.  */
 266   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_plt;
 267
 268   /* Parameters describing non-lazy PLT generation.  */
 269   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_plt;
 270
 271   union
 272   {
 273     bfd_signed_vma refcount;
 274     bfd_vma offset;
 275   } tls_ld_or_ldm_got;
 276
 277   /* The amount of space used by the jump slots in the GOT.  */
 278   bfd_vma sgotplt_jump_table_size;
 279
 280   /* Small local sym cache.  */
 281   struct sym_cache sym_cache;
 282
 283   /* _TLS_MODULE_BASE_ symbol.  */
 284   struct bfd_link_hash_entry *tls_module_base;
 285
 286   /* Used by local STT_GNU_IFUNC symbols.  */
 287   htab_t loc_hash_table;
 288   void * loc_hash_memory;
 289
 290   /* The offset into sgot of the GOT entry used by the PLT entry
 291      above.  */
 292   bfd_vma tlsdesc_got;
 293
 294   /* The index of the next R_X86_64_JUMP_SLOT entry in .rela.plt.  */
 295   bfd_vma next_jump_slot_index;
 296   /* The index of the next R_X86_64_IRELATIVE entry in .rela.plt.  */
 297   bfd_vma next_irelative_index;
 298
 299   /* TRUE if there are dynamic relocs against IFUNC symbols that apply
 300      to read-only sections.  */
 301   bfd_boolean readonly_dynrelocs_against_ifunc;
 302
 303   /* TRUE if this is a VxWorks x86 target.  This is only used for
 304      i386.  */
 305   bfd_boolean is_vxworks;
 306
 307   /* The (unloaded but important) .rel.plt.unloaded section on VxWorks.
 308      This is used for i386 only.  */
 309   asection *srelplt2;
 310
 311   /* The index of the next unused R_386_TLS_DESC slot in .rel.plt.  This
 312      is only used for i386.  */
 313   bfd_vma next_tls_desc_index;
 314
 315   /* The offset into splt of the PLT entry for the TLS descriptor
 316      resolver.  Special values are 0, if not necessary (or not found
 317      to be necessary yet), and -1 if needed but not determined
 318      yet.  This is only used for x86-64.  */
 319   bfd_vma tlsdesc_plt;
 320
 321   bfd_vma (*r_info) (bfd_vma, bfd_vma);
 322   bfd_vma (*r_sym) (bfd_vma);
 323   bfd_boolean (*convert_load) (bfd *, asection *,
 324                                struct bfd_link_info *);
 325   bfd_boolean (*is_reloc_section) (const char *);
 326   enum elf_target_id target_id;
 327   unsigned int sizeof_reloc;
 328   unsigned int dt_reloc;
 329   unsigned int dt_reloc_sz;
 330   unsigned int dt_reloc_ent;
 331   unsigned int got_entry_size;
 332   unsigned int pointer_r_type;
 333   int dynamic_interpreter_size;
 334   const char *dynamic_interpreter;
 335   const char *tls_get_addr;
 336 };
 337
 338 struct elf_x86_plt_layout_table
 339 {
 340   /* The lazy PLT layout.  */
 341   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_plt;
 342
 343   /* The non-lazy PLT layout.  */
 344   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_plt;
 345
 346   /* The lazy PLT layout for IBT.  */
 347   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_ibt_plt;
 348
 349   /* The non-lazy PLT layout for IBT.  */
 350   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_ibt_plt;
 351
 352   /* TRUE if this is a normal x86 target.  */
 353   bfd_boolean normal_target;
 354
 355   /* TRUE if this is a VxWorks x86 target.  */
 356   bfd_boolean is_vxworks;
 357 };
 358
 359 struct elf_x86_obj_tdata
 360 {
 361   struct elf_obj_tdata root;
 362
 363   /* tls_type for each local got entry.  */
 364   char *local_got_tls_type;
 365
 366   /* GOTPLT entries for TLS descriptors.  */
 367   bfd_vma *local_tlsdesc_gotent;
 368 };
 369
 370 enum elf_x86_plt_type
 371 {
 372   plt_non_lazy = 0,
 373   plt_lazy = 1 << 0,
 374   plt_pic = 1 << 1,
 375   plt_second = 1 << 2,
 376   plt_unknown = -1
 377 };
 378
 379 struct elf_x86_plt
 380 {
 381   const char *name;
 382   asection *sec;
 383   bfd_byte *contents;
 384   enum elf_x86_plt_type type;
 385   unsigned int plt_got_offset;
 386   unsigned int plt_entry_size;
 387   unsigned int plt_got_insn_size;       /* Only used for x86-64.  */
 388   long count;
 389 };
 390
 391 #define elf_x86_tdata(abfd) \
 392   ((struct elf_x86_obj_tdata *) (abfd)->tdata.any)
 393
 394 #define elf_x86_local_got_tls_type(abfd) \
 395   (elf_x86_tdata (abfd)->local_got_tls_type)
 396
 397 #define elf_x86_local_tlsdesc_gotent(abfd) \
 398   (elf_x86_tdata (abfd)->local_tlsdesc_gotent)
 399
 400 #define elf_x86_compute_jump_table_size(htab) \
 401   ((htab)->elf.srelplt->reloc_count * (htab)->got_entry_size)
 402
 403 #define is_x86_elf(bfd, htab)                           \
 404   (bfd_get_flavour (bfd) == bfd_target_elf_flavour      \
 405    && elf_tdata (bfd) != NULL                           \
 406    && elf_object_id (bfd) == (htab)->target_id)
 407
 408 extern bfd_boolean _bfd_i386_elf_convert_load
 409   (bfd *, asection *, struct bfd_link_info *);
 410
 411 extern bfd_boolean _bfd_x86_64_elf_convert_load
 412   (bfd *, asection *, struct bfd_link_info *);
 413
 414 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_mkobject
 415   (bfd *);
 416
 417 extern void _bfd_x86_elf_set_tls_module_base
 418   (struct bfd_link_info *);
 419
 420 extern bfd_vma _bfd_x86_elf_dtpoff_base
 421   (struct bfd_link_info *);
 422
 423 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_readonly_dynrelocs
 424   (struct elf_link_hash_entry *, void *);
 425
 426 extern struct elf_link_hash_entry * _bfd_elf_x86_get_local_sym_hash
 427   (struct elf_x86_link_hash_table *, bfd *, const Elf_Internal_Rela *,
 428    bfd_boolean);
 429
 430 extern hashval_t _bfd_x86_elf_local_htab_hash
 431   (const void *);
 432
 433 extern int _bfd_x86_elf_local_htab_eq
 434   (const void *, const void *);
 435
 436 extern struct bfd_hash_entry * _bfd_x86_elf_link_hash_newfunc
 437   (struct bfd_hash_entry *, struct bfd_hash_table *, const char *);
 438
 439 extern struct bfd_link_hash_table * _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 440   (bfd *);
 441
 442 extern int _bfd_x86_elf_compare_relocs
 443   (const void *, const void *);
 444
 445 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 446   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 447
 448 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_size_dynamic_sections
 449   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 450
 451 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_always_size_sections
 452   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 453
 454 extern void _bfd_x86_elf_merge_symbol_attribute
 455   (struct elf_link_hash_entry *, const Elf_Internal_Sym *,
 456    bfd_boolean, bfd_boolean);
 457
 458 extern void _bfd_x86_elf_copy_indirect_symbol
 459   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *,
 460    struct elf_link_hash_entry *);
 461
 462 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_fixup_symbol
 463   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *);
 464
 465 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_hash_symbol
 466   (struct elf_link_hash_entry *);
 467
 468 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_adjust_dynamic_symbol
 469   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *);
 470
 471 extern asection * _bfd_x86_elf_gc_mark_hook
 472   (asection *, struct bfd_link_info *, Elf_Internal_Rela *,
 473    struct elf_link_hash_entry *, Elf_Internal_Sym *);
 474
 475 extern long _bfd_x86_elf_get_synthetic_symtab
 476   (bfd *, long, long, bfd_vma, struct elf_x86_plt [], asymbol **,
 477    asymbol **);
 478
 479 extern enum elf_property_kind _bfd_x86_elf_parse_gnu_properties
 480   (bfd *, unsigned int, bfd_byte *, unsigned int);
 481
 482 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_merge_gnu_properties
 483   (struct bfd_link_info *, bfd *, elf_property *, elf_property *);
 484
 485 extern bfd * _bfd_x86_elf_link_setup_gnu_properties
 486   (struct bfd_link_info *, struct elf_x86_plt_layout_table *);
 487
 488 #define bfd_elf64_mkobject \
 489   _bfd_x86_elf_mkobject
 490 #define bfd_elf32_mkobject \
 491   _bfd_x86_elf_mkobject
 492 #define bfd_elf64_bfd_link_hash_table_create \
 493   _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 494 #define bfd_elf32_bfd_link_hash_table_create \
 495   _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 496 #define bfd_elf64_bfd_link_check_relocs \
 497   _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 498 #define bfd_elf32_bfd_link_check_relocs \
 499   _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 500
 501 #define elf_backend_size_dynamic_sections \
 502   _bfd_x86_elf_size_dynamic_sections
 503 #define elf_backend_always_size_sections \
 504   _bfd_x86_elf_always_size_sections
 505 #define elf_backend_merge_symbol_attribute \
 506   _bfd_x86_elf_merge_symbol_attribute
 507 #define elf_backend_copy_indirect_symbol \
 508   _bfd_x86_elf_copy_indirect_symbol
 509 #define elf_backend_fixup_symbol \
 510   _bfd_x86_elf_fixup_symbol
 511 #define elf_backend_hash_symbol \
 512   _bfd_x86_elf_hash_symbol
 513 #define elf_backend_adjust_dynamic_symbol \
 514   _bfd_x86_elf_adjust_dynamic_symbol
 515 #define elf_backend_gc_mark_hook \
 516   _bfd_x86_elf_gc_mark_hook
 517 #define elf_backend_omit_section_dynsym \
 518   ((bfd_boolean (*) (bfd *, struct bfd_link_info *, asection *)) bfd_true)
 519 #define elf_backend_parse_gnu_properties \
 520   _bfd_x86_elf_parse_gnu_properties
 521 #define elf_backend_merge_gnu_properties \
 522   _bfd_x86_elf_merge_gnu_properties