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   /* TRUE if a symbol with GOTPCREL relocations which have been converted
 114      to R_X86_64_PC32, R_X86_64_32 or R_X86_64_32S.  This is only used by
 115      x86-64 for now.  */
 116   unsigned int converted_reloc : 1;
 117
 118   /* Reference count of C/C++ function pointer relocations in read-write
 119      section which can be resolved at run-time.  */
 120   bfd_signed_vma func_pointer_refcount;
 121
 122   /* Information about the GOT PLT entry. Filled when there are both
 123      GOT and PLT relocations against the same function.  */
 124   union gotplt_union plt_got;
 125
 126   /* Information about the second PLT entry.   */
 127   union gotplt_union plt_second;
 128
 129   /* Offset of the GOTPLT entry reserved for the TLS descriptor,
 130      starting at the end of the jump table.  */
 131   bfd_vma tlsdesc_got;
 132 };
 133
 134 struct elf_x86_lazy_plt_layout
 135 {
 136   /* The first entry in an absolute lazy procedure linkage table looks
 137      like this.  */
 138   const bfd_byte *plt0_entry;
 139   unsigned int plt0_entry_size;          /* Size of PLT0 entry.  */
 140
 141   /* Later entries in an absolute lazy procedure linkage table look
 142      like this.  */
 143   const bfd_byte *plt_entry;
 144   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 145
 146   /* Offsets into plt0_entry that are to be replaced with GOT[1] and
 147      GOT[2].  */
 148   unsigned int plt0_got1_offset;
 149   unsigned int plt0_got2_offset;
 150
 151   /* Offset of the end of the PC-relative instruction containing
 152      plt0_got2_offset.  This is for x86-64 only.  */
 153   unsigned int plt0_got2_insn_end;
 154
 155   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 156   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 157   unsigned int plt_reloc_offset;  /* ... offset into relocation table. */
 158   unsigned int plt_plt_offset;    /* ... offset to start of .plt. */
 159
 160   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 161      This is used for x86-64 only.  */
 162   unsigned int plt_got_insn_size;
 163
 164   /* Offset of the end of the PC-relative jump to plt0_entry.  This is
 165      used for x86-64 only.  */
 166   unsigned int plt_plt_insn_end;
 167
 168   /* Offset into plt_entry where the initial value of the GOT entry
 169      points.  */
 170   unsigned int plt_lazy_offset;
 171
 172   /* The first entry in a PIC lazy procedure linkage table looks like
 173      this.  */
 174   const bfd_byte *pic_plt0_entry;
 175
 176   /* Subsequent entries in a PIC lazy procedure linkage table look
 177      like this.  */
 178   const bfd_byte *pic_plt_entry;
 179
 180   /* .eh_frame covering the lazy .plt section.  */
 181   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 182   unsigned int eh_frame_plt_size;
 183 };
 184
 185 struct elf_x86_non_lazy_plt_layout
 186 {
 187   /* Entries in an absolute non-lazy procedure linkage table look like
 188      this.  */
 189   const bfd_byte *plt_entry;
 190   /* Entries in a PIC non-lazy procedure linkage table look like this.  */
 191   const bfd_byte *pic_plt_entry;
 192
 193   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 194
 195   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 196   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 197
 198   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 199      This is used for x86-64 only.  */
 200   unsigned int plt_got_insn_size;
 201
 202   /* .eh_frame covering the non-lazy .plt section.  */
 203   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 204   unsigned int eh_frame_plt_size;
 205 };
 206
 207 struct elf_x86_plt_layout
 208 {
 209   /* The first entry in a lazy procedure linkage table looks like this.
 210      This is only used for i386 where absolute PLT0 and PIC PLT0 are
 211      different.  */
 212   const bfd_byte *plt0_entry;
 213   /* Entries in a procedure linkage table look like this.  */
 214   const bfd_byte *plt_entry;
 215   unsigned int plt_entry_size;          /* Size of each PLT entry.  */
 216
 217   /* 1 has PLT0.  */
 218   unsigned int has_plt0;
 219
 220   /* Offsets into plt_entry that are to be replaced with...  */
 221   unsigned int plt_got_offset;    /* ... address of this symbol in .got. */
 222
 223   /* Length of the PC-relative instruction containing plt_got_offset.
 224      This is only used for x86-64.  */
 225   unsigned int plt_got_insn_size;
 226
 227   /* .eh_frame covering the .plt section.  */
 228   const bfd_byte *eh_frame_plt;
 229   unsigned int eh_frame_plt_size;
 230 };
 231
 232 /* Values in tls_type of x86 ELF linker hash entry.  */
 233 #define GOT_UNKNOWN     0
 234 #define GOT_NORMAL      1
 235 #define GOT_TLS_GD      2
 236 #define GOT_TLS_IE      4
 237 #define GOT_TLS_IE_POS  5
 238 #define GOT_TLS_IE_NEG  6
 239 #define GOT_TLS_IE_BOTH 7
 240 #define GOT_TLS_GDESC   8
 241 #define GOT_TLS_GD_BOTH_P(type) \
 242   ((type) == (GOT_TLS_GD | GOT_TLS_GDESC))
 243 #define GOT_TLS_GD_P(type) \
 244   ((type) == GOT_TLS_GD || GOT_TLS_GD_BOTH_P (type))
 245 #define GOT_TLS_GDESC_P(type) \
 246   ((type) == GOT_TLS_GDESC || GOT_TLS_GD_BOTH_P (type))
 247 #define GOT_TLS_GD_ANY_P(type) \
 248   (GOT_TLS_GD_P (type) || GOT_TLS_GDESC_P (type))
 249
 250 #define elf_x86_hash_entry(ent) \
 251   ((struct elf_x86_link_hash_entry *)(ent))
 252
 253 /* x86 ELF linker hash table.  */
 254
 255 struct elf_x86_link_hash_table
 256 {
 257   struct elf_link_hash_table elf;
 258
 259   /* Short-cuts to get to dynamic linker sections.  */
 260   asection *interp;
 261   asection *plt_eh_frame;
 262   asection *plt_second;
 263   asection *plt_second_eh_frame;
 264   asection *plt_got;
 265   asection *plt_got_eh_frame;
 266
 267   /* Parameters describing PLT generation, lazy or non-lazy.  */
 268   struct elf_x86_plt_layout plt;
 269
 270   /* Parameters describing lazy PLT generation.  */
 271   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_plt;
 272
 273   /* Parameters describing non-lazy PLT generation.  */
 274   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_plt;
 275
 276   union
 277   {
 278     bfd_signed_vma refcount;
 279     bfd_vma offset;
 280   } tls_ld_or_ldm_got;
 281
 282   /* The amount of space used by the jump slots in the GOT.  */
 283   bfd_vma sgotplt_jump_table_size;
 284
 285   /* Small local sym cache.  */
 286   struct sym_cache sym_cache;
 287
 288   /* _TLS_MODULE_BASE_ symbol.  */
 289   struct bfd_link_hash_entry *tls_module_base;
 290
 291   /* Used by local STT_GNU_IFUNC symbols.  */
 292   htab_t loc_hash_table;
 293   void * loc_hash_memory;
 294
 295   /* The offset into sgot of the GOT entry used by the PLT entry
 296      above.  */
 297   bfd_vma tlsdesc_got;
 298
 299   /* The index of the next R_X86_64_JUMP_SLOT entry in .rela.plt.  */
 300   bfd_vma next_jump_slot_index;
 301   /* The index of the next R_X86_64_IRELATIVE entry in .rela.plt.  */
 302   bfd_vma next_irelative_index;
 303
 304   /* TRUE if there are dynamic relocs against IFUNC symbols that apply
 305      to read-only sections.  */
 306   bfd_boolean readonly_dynrelocs_against_ifunc;
 307
 308   /* TRUE if this is a VxWorks x86 target.  This is only used for
 309      i386.  */
 310   bfd_boolean is_vxworks;
 311
 312   /* The (unloaded but important) .rel.plt.unloaded section on VxWorks.
 313      This is used for i386 only.  */
 314   asection *srelplt2;
 315
 316   /* The index of the next unused R_386_TLS_DESC slot in .rel.plt.  This
 317      is only used for i386.  */
 318   bfd_vma next_tls_desc_index;
 319
 320   /* The offset into splt of the PLT entry for the TLS descriptor
 321      resolver.  Special values are 0, if not necessary (or not found
 322      to be necessary yet), and -1 if needed but not determined
 323      yet.  This is only used for x86-64.  */
 324   bfd_vma tlsdesc_plt;
 325
 326   bfd_vma (*r_info) (bfd_vma, bfd_vma);
 327   bfd_vma (*r_sym) (bfd_vma);
 328   bfd_boolean (*convert_load) (bfd *, asection *,
 329                                struct bfd_link_info *);
 330   bfd_boolean (*is_reloc_section) (const char *);
 331   enum elf_target_id target_id;
 332   unsigned int sizeof_reloc;
 333   unsigned int dt_reloc;
 334   unsigned int dt_reloc_sz;
 335   unsigned int dt_reloc_ent;
 336   unsigned int got_entry_size;
 337   unsigned int pointer_r_type;
 338   int dynamic_interpreter_size;
 339   const char *dynamic_interpreter;
 340   const char *tls_get_addr;
 341 };
 342
 343 struct elf_x86_plt_layout_table
 344 {
 345   /* The lazy PLT layout.  */
 346   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_plt;
 347
 348   /* The non-lazy PLT layout.  */
 349   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_plt;
 350
 351   /* The lazy PLT layout for IBT.  */
 352   const struct elf_x86_lazy_plt_layout *lazy_ibt_plt;
 353
 354   /* The non-lazy PLT layout for IBT.  */
 355   const struct elf_x86_non_lazy_plt_layout *non_lazy_ibt_plt;
 356
 357   /* TRUE if this is a normal x86 target.  */
 358   bfd_boolean normal_target;
 359
 360   /* TRUE if this is a VxWorks x86 target.  */
 361   bfd_boolean is_vxworks;
 362 };
 363
 364 struct elf_x86_obj_tdata
 365 {
 366   struct elf_obj_tdata root;
 367
 368   /* tls_type for each local got entry.  */
 369   char *local_got_tls_type;
 370
 371   /* GOTPLT entries for TLS descriptors.  */
 372   bfd_vma *local_tlsdesc_gotent;
 373 };
 374
 375 enum elf_x86_plt_type
 376 {
 377   plt_non_lazy = 0,
 378   plt_lazy = 1 << 0,
 379   plt_pic = 1 << 1,
 380   plt_second = 1 << 2,
 381   plt_unknown = -1
 382 };
 383
 384 struct elf_x86_plt
 385 {
 386   const char *name;
 387   asection *sec;
 388   bfd_byte *contents;
 389   enum elf_x86_plt_type type;
 390   unsigned int plt_got_offset;
 391   unsigned int plt_entry_size;
 392   unsigned int plt_got_insn_size;       /* Only used for x86-64.  */
 393   long count;
 394 };
 395
 396 #define elf_x86_tdata(abfd) \
 397   ((struct elf_x86_obj_tdata *) (abfd)->tdata.any)
 398
 399 #define elf_x86_local_got_tls_type(abfd) \
 400   (elf_x86_tdata (abfd)->local_got_tls_type)
 401
 402 #define elf_x86_local_tlsdesc_gotent(abfd) \
 403   (elf_x86_tdata (abfd)->local_tlsdesc_gotent)
 404
 405 #define elf_x86_compute_jump_table_size(htab) \
 406   ((htab)->elf.srelplt->reloc_count * (htab)->got_entry_size)
 407
 408 #define is_x86_elf(bfd, htab)                           \
 409   (bfd_get_flavour (bfd) == bfd_target_elf_flavour      \
 410    && elf_tdata (bfd) != NULL                           \
 411    && elf_object_id (bfd) == (htab)->target_id)
 412
 413 extern bfd_boolean _bfd_i386_elf_convert_load
 414   (bfd *, asection *, struct bfd_link_info *);
 415
 416 extern bfd_boolean _bfd_x86_64_elf_convert_load
 417   (bfd *, asection *, struct bfd_link_info *);
 418
 419 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_mkobject
 420   (bfd *);
 421
 422 extern void _bfd_x86_elf_set_tls_module_base
 423   (struct bfd_link_info *);
 424
 425 extern bfd_vma _bfd_x86_elf_dtpoff_base
 426   (struct bfd_link_info *);
 427
 428 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_readonly_dynrelocs
 429   (struct elf_link_hash_entry *, void *);
 430
 431 extern struct elf_link_hash_entry * _bfd_elf_x86_get_local_sym_hash
 432   (struct elf_x86_link_hash_table *, bfd *, const Elf_Internal_Rela *,
 433    bfd_boolean);
 434
 435 extern hashval_t _bfd_x86_elf_local_htab_hash
 436   (const void *);
 437
 438 extern int _bfd_x86_elf_local_htab_eq
 439   (const void *, const void *);
 440
 441 extern struct bfd_hash_entry * _bfd_x86_elf_link_hash_newfunc
 442   (struct bfd_hash_entry *, struct bfd_hash_table *, const char *);
 443
 444 extern struct bfd_link_hash_table * _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 445   (bfd *);
 446
 447 extern int _bfd_x86_elf_compare_relocs
 448   (const void *, const void *);
 449
 450 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 451   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 452
 453 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_size_dynamic_sections
 454   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 455
 456 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_always_size_sections
 457   (bfd *, struct bfd_link_info *);
 458
 459 extern void _bfd_x86_elf_merge_symbol_attribute
 460   (struct elf_link_hash_entry *, const Elf_Internal_Sym *,
 461    bfd_boolean, bfd_boolean);
 462
 463 extern void _bfd_x86_elf_copy_indirect_symbol
 464   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *,
 465    struct elf_link_hash_entry *);
 466
 467 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_fixup_symbol
 468   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *);
 469
 470 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_hash_symbol
 471   (struct elf_link_hash_entry *);
 472
 473 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_adjust_dynamic_symbol
 474   (struct bfd_link_info *, struct elf_link_hash_entry *);
 475
 476 extern asection * _bfd_x86_elf_gc_mark_hook
 477   (asection *, struct bfd_link_info *, Elf_Internal_Rela *,
 478    struct elf_link_hash_entry *, Elf_Internal_Sym *);
 479
 480 extern long _bfd_x86_elf_get_synthetic_symtab
 481   (bfd *, long, long, bfd_vma, struct elf_x86_plt [], asymbol **,
 482    asymbol **);
 483
 484 extern enum elf_property_kind _bfd_x86_elf_parse_gnu_properties
 485   (bfd *, unsigned int, bfd_byte *, unsigned int);
 486
 487 extern bfd_boolean _bfd_x86_elf_merge_gnu_properties
 488   (struct bfd_link_info *, bfd *, elf_property *, elf_property *);
 489
 490 extern bfd * _bfd_x86_elf_link_setup_gnu_properties
 491   (struct bfd_link_info *, struct elf_x86_plt_layout_table *);
 492
 493 #define bfd_elf64_mkobject \
 494   _bfd_x86_elf_mkobject
 495 #define bfd_elf32_mkobject \
 496   _bfd_x86_elf_mkobject
 497 #define bfd_elf64_bfd_link_hash_table_create \
 498   _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 499 #define bfd_elf32_bfd_link_hash_table_create \
 500   _bfd_x86_elf_link_hash_table_create
 501 #define bfd_elf64_bfd_link_check_relocs \
 502   _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 503 #define bfd_elf32_bfd_link_check_relocs \
 504   _bfd_x86_elf_link_check_relocs
 505
 506 #define elf_backend_size_dynamic_sections \
 507   _bfd_x86_elf_size_dynamic_sections
 508 #define elf_backend_always_size_sections \
 509   _bfd_x86_elf_always_size_sections
 510 #define elf_backend_merge_symbol_attribute \
 511   _bfd_x86_elf_merge_symbol_attribute
 512 #define elf_backend_copy_indirect_symbol \
 513   _bfd_x86_elf_copy_indirect_symbol
 514 #define elf_backend_fixup_symbol \
 515   _bfd_x86_elf_fixup_symbol
 516 #define elf_backend_hash_symbol \
 517   _bfd_x86_elf_hash_symbol
 518 #define elf_backend_adjust_dynamic_symbol \
 519   _bfd_x86_elf_adjust_dynamic_symbol
 520 #define elf_backend_gc_mark_hook \
 521   _bfd_x86_elf_gc_mark_hook
 522 #define elf_backend_omit_section_dynsym \
 523   ((bfd_boolean (*) (bfd *, struct bfd_link_info *, asection *)) bfd_true)
 524 #define elf_backend_parse_gnu_properties \
 525   _bfd_x86_elf_parse_gnu_properties
 526 #define elf_backend_merge_gnu_properties \
 527   _bfd_x86_elf_merge_gnu_properties