Fix problems with -r.
[external/binutils.git] / gold / ehframe.cc
1 // ehframe.cc -- handle exception frame sections for gold
2
3 // Copyright (C) 2006-2017 Free Software Foundation, Inc.
4 // Written by Ian Lance Taylor <iant@google.com>.
5
6 // This file is part of gold.
7
8 // This program 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 3 of the License, or
11 // (at your option) any later version.
12
13 // This program 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 this program; if not, write to the Free Software
20 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
21 // MA 02110-1301, USA.
22
23 #include "gold.h"
24
25 #include <cstring>
26 #include <algorithm>
27
28 #include "elfcpp.h"
29 #include "dwarf.h"
30 #include "symtab.h"
31 #include "reloc.h"
32 #include "ehframe.h"
33
34 namespace gold
35 {
36
37 // This file handles generation of the exception frame header that
38 // gcc's runtime support libraries use to find unwind information at
39 // runtime.  This file also handles discarding duplicate exception
40 // frame information.
41
42 // The exception frame header starts with four bytes:
43
44 // 0: The version number, currently 1.
45
46 // 1: The encoding of the pointer to the exception frames.  This can
47 //    be any DWARF unwind encoding (DW_EH_PE_*).  It is normally a 4
48 //    byte PC relative offset (DW_EH_PE_pcrel | DW_EH_PE_sdata4).
49
50 // 2: The encoding of the count of the number of FDE pointers in the
51 //    lookup table.  This can be any DWARF unwind encoding, and in
52 //    particular can be DW_EH_PE_omit if the count is omitted.  It is
53 //    normally a 4 byte unsigned count (DW_EH_PE_udata4).
54
55 // 3: The encoding of the lookup table entries.  Currently gcc's
56 //    libraries will only support DW_EH_PE_datarel | DW_EH_PE_sdata4,
57 //    which means that the values are 4 byte offsets from the start of
58 //    the table.
59
60 // The exception frame header is followed by a pointer to the contents
61 // of the exception frame section (.eh_frame).  This pointer is
62 // encoded as specified in the byte at offset 1 of the header (i.e.,
63 // it is normally a 4 byte PC relative offset).
64
65 // If there is a lookup table, this is followed by the count of the
66 // number of FDE pointers, encoded as specified in the byte at offset
67 // 2 of the header (i.e., normally a 4 byte unsigned integer).
68
69 // This is followed by the table, which should start at an 4-byte
70 // aligned address in memory.  Each entry in the table is 8 bytes.
71 // Each entry represents an FDE.  The first four bytes of each entry
72 // are an offset to the starting PC for the FDE.  The last four bytes
73 // of each entry are an offset to the FDE data.  The offsets are from
74 // the start of the exception frame header information.  The entries
75 // are in sorted order by starting PC.
76
77 const int eh_frame_hdr_size = 4;
78
79 // Construct the exception frame header.
80
81 Eh_frame_hdr::Eh_frame_hdr(Output_section* eh_frame_section,
82                            const Eh_frame* eh_frame_data)
83   : Output_section_data(4),
84     eh_frame_section_(eh_frame_section),
85     eh_frame_data_(eh_frame_data),
86     fde_offsets_(),
87     any_unrecognized_eh_frame_sections_(false)
88 {
89 }
90
91 // Set the size of the exception frame header.
92
93 void
94 Eh_frame_hdr::set_final_data_size()
95 {
96   unsigned int data_size = eh_frame_hdr_size + 4;
97   if (!this->any_unrecognized_eh_frame_sections_)
98     {
99       unsigned int fde_count = this->eh_frame_data_->fde_count();
100       if (fde_count != 0)
101         data_size += 4 + 8 * fde_count;
102       this->fde_offsets_.reserve(fde_count);
103     }
104   this->set_data_size(data_size);
105 }
106
107 // Write the data to the file.
108
109 void
110 Eh_frame_hdr::do_write(Output_file* of)
111 {
112   switch (parameters->size_and_endianness())
113     {
114 #ifdef HAVE_TARGET_32_LITTLE
115     case Parameters::TARGET_32_LITTLE:
116       this->do_sized_write<32, false>(of);
117       break;
118 #endif
119 #ifdef HAVE_TARGET_32_BIG
120     case Parameters::TARGET_32_BIG:
121       this->do_sized_write<32, true>(of);
122       break;
123 #endif
124 #ifdef HAVE_TARGET_64_LITTLE
125     case Parameters::TARGET_64_LITTLE:
126       this->do_sized_write<64, false>(of);
127       break;
128 #endif
129 #ifdef HAVE_TARGET_64_BIG
130     case Parameters::TARGET_64_BIG:
131       this->do_sized_write<64, true>(of);
132       break;
133 #endif
134     default:
135       gold_unreachable();
136     }
137 }
138
139 // Write the data to the file with the right endianness.
140
141 template<int size, bool big_endian>
142 void
143 Eh_frame_hdr::do_sized_write(Output_file* of)
144 {
145   const off_t off = this->offset();
146   const off_t oview_size = this->data_size();
147   unsigned char* const oview = of->get_output_view(off, oview_size);
148
149   // Version number.
150   oview[0] = 1;
151
152   // Write out a 4 byte PC relative offset to the address of the
153   // .eh_frame section.
154   oview[1] = elfcpp::DW_EH_PE_pcrel | elfcpp::DW_EH_PE_sdata4;
155   uint64_t eh_frame_address = this->eh_frame_section_->address();
156   uint64_t eh_frame_hdr_address = this->address();
157   uint64_t eh_frame_offset = (eh_frame_address -
158                               (eh_frame_hdr_address + 4));
159   elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(oview + 4, eh_frame_offset);
160
161   if (this->any_unrecognized_eh_frame_sections_
162       || this->fde_offsets_.empty())
163     {
164       // There are no FDEs, or we didn't recognize the format of the
165       // some of the .eh_frame sections, so we can't write out the
166       // sorted table.
167       oview[2] = elfcpp::DW_EH_PE_omit;
168       oview[3] = elfcpp::DW_EH_PE_omit;
169
170       gold_assert(oview_size == 8);
171     }
172   else
173     {
174       oview[2] = elfcpp::DW_EH_PE_udata4;
175       oview[3] = elfcpp::DW_EH_PE_datarel | elfcpp::DW_EH_PE_sdata4;
176
177       elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(oview + 8,
178                                              this->fde_offsets_.size());
179
180       // We have the offsets of the FDEs in the .eh_frame section.  We
181       // couldn't easily get the PC values before, as they depend on
182       // relocations which are, of course, target specific.  This code
183       // is run after all those relocations have been applied to the
184       // output file.  Here we read the output file again to find the
185       // PC values.  Then we sort the list and write it out.
186
187       Fde_addresses<size> fde_addresses(this->fde_offsets_.size());
188       this->get_fde_addresses<size, big_endian>(of, &this->fde_offsets_,
189                                                 &fde_addresses);
190
191       std::sort(fde_addresses.begin(), fde_addresses.end(),
192                 Fde_address_compare<size>());
193
194       typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr output_address;
195       output_address = this->address();
196
197       unsigned char* pfde = oview + 12;
198       for (typename Fde_addresses<size>::iterator p = fde_addresses.begin();
199            p != fde_addresses.end();
200            ++p)
201         {
202           elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(pfde,
203                                                  p->first - output_address);
204           elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(pfde + 4,
205                                                  p->second - output_address);
206           pfde += 8;
207         }
208
209       gold_assert(pfde - oview == oview_size);
210     }
211
212   of->write_output_view(off, oview_size, oview);
213 }
214
215 // Given the offset FDE_OFFSET of an FDE in the .eh_frame section, and
216 // the contents of the .eh_frame section EH_FRAME_CONTENTS, where the
217 // FDE's encoding is FDE_ENCODING, return the output address of the
218 // FDE's PC.
219
220 template<int size, bool big_endian>
221 typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr
222 Eh_frame_hdr::get_fde_pc(
223     typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr eh_frame_address,
224     const unsigned char* eh_frame_contents,
225     section_offset_type fde_offset,
226     unsigned char fde_encoding)
227 {
228   // The FDE starts with a 4 byte length and a 4 byte offset to the
229   // CIE.  The PC follows.
230   const unsigned char* p = eh_frame_contents + fde_offset + 8;
231
232   typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr pc;
233   bool is_signed = (fde_encoding & elfcpp::DW_EH_PE_signed) != 0;
234   int pc_size = fde_encoding & 7;
235   if (pc_size == elfcpp::DW_EH_PE_absptr)
236     {
237       if (size == 32)
238         pc_size = elfcpp::DW_EH_PE_udata4;
239       else if (size == 64)
240         pc_size = elfcpp::DW_EH_PE_udata8;
241       else
242         gold_unreachable();
243     }
244
245   switch (pc_size)
246     {
247     case elfcpp::DW_EH_PE_udata2:
248       pc = elfcpp::Swap<16, big_endian>::readval(p);
249       if (is_signed)
250         pc = (pc ^ 0x8000) - 0x8000;
251       break;
252
253     case elfcpp::DW_EH_PE_udata4:
254       pc = elfcpp::Swap<32, big_endian>::readval(p);
255       if (size > 32 && is_signed)
256         pc = (pc ^ 0x80000000) - 0x80000000;
257       break;
258
259     case elfcpp::DW_EH_PE_udata8:
260       gold_assert(size == 64);
261       pc = elfcpp::Swap_unaligned<64, big_endian>::readval(p);
262       break;
263
264     default:
265       // All other cases were rejected in Eh_frame::read_cie.
266       gold_unreachable();
267     }
268
269   switch (fde_encoding & 0x70)
270     {
271     case 0:
272       break;
273
274     case elfcpp::DW_EH_PE_pcrel:
275       pc += eh_frame_address + fde_offset + 8;
276       break;
277
278     case elfcpp::DW_EH_PE_datarel:
279       pc += parameters->target().ehframe_datarel_base();
280       break;
281
282     default:
283       // If other cases arise, then we have to handle them, or we have
284       // to reject them by returning false in Eh_frame::read_cie.
285       gold_unreachable();
286     }
287
288   gold_assert((fde_encoding & elfcpp::DW_EH_PE_indirect) == 0);
289
290   return pc;
291 }
292
293 // Given an array of FDE offsets in the .eh_frame section, return an
294 // array of offsets from the exception frame header to the FDE's
295 // output PC and to the output address of the FDE itself.  We get the
296 // FDE's PC by actually looking in the .eh_frame section we just wrote
297 // to the output file.
298
299 template<int size, bool big_endian>
300 void
301 Eh_frame_hdr::get_fde_addresses(Output_file* of,
302                                 const Fde_offsets* fde_offsets,
303                                 Fde_addresses<size>* fde_addresses)
304 {
305   typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr eh_frame_address;
306   eh_frame_address = this->eh_frame_section_->address();
307   off_t eh_frame_offset = this->eh_frame_section_->offset();
308   off_t eh_frame_size = this->eh_frame_section_->data_size();
309   const unsigned char* eh_frame_contents = of->get_input_view(eh_frame_offset,
310                                                               eh_frame_size);
311
312   for (Fde_offsets::const_iterator p = fde_offsets->begin();
313        p != fde_offsets->end();
314        ++p)
315     {
316       typename elfcpp::Elf_types<size>::Elf_Addr fde_pc;
317       fde_pc = this->get_fde_pc<size, big_endian>(eh_frame_address,
318                                                   eh_frame_contents,
319                                                   p->first, p->second);
320       fde_addresses->push_back(fde_pc, eh_frame_address + p->first);
321     }
322
323   of->free_input_view(eh_frame_offset, eh_frame_size, eh_frame_contents);
324 }
325
326 // Class Fde.
327
328 bool
329 Fde::operator==(const Fde& that) const
330 {
331   if (this->object_ != that.object_
332       || this->contents_ != that.contents_)
333     return false;
334   if (this->object_ == NULL)
335     return (this->u_.from_linker.plt == that.u_.from_linker.plt
336             && this->u_.from_linker.post_map == that.u_.from_linker.post_map);
337   else
338     return (this->u_.from_object.shndx == that.u_.from_object.shndx
339             && (this->u_.from_object.input_offset
340                 == that.u_.from_object.input_offset));
341 }
342
343 // Write the FDE to OVIEW starting at OFFSET.  CIE_OFFSET is the
344 // offset of the CIE in OVIEW.  OUTPUT_OFFSET is the offset of the
345 // Eh_frame section within the output section.  FDE_ENCODING is the
346 // encoding, from the CIE.  ADDRALIGN is the required alignment.
347 // ADDRESS is the virtual address of OVIEW.  Record the FDE pc for
348 // EH_FRAME_HDR.  Return the new offset.
349
350 template<int size, bool big_endian>
351 section_offset_type
352 Fde::write(unsigned char* oview, section_offset_type output_offset,
353            section_offset_type offset, uint64_t address, unsigned int addralign,
354            section_offset_type cie_offset, unsigned char fde_encoding,
355            Eh_frame_hdr* eh_frame_hdr)
356 {
357   gold_assert((offset & (addralign - 1)) == 0);
358
359   size_t length = this->contents_.length();
360
361   // We add 8 when getting the aligned length to account for the
362   // length word and the CIE offset.
363   size_t aligned_full_length = align_address(length + 8, addralign);
364
365   // Write the length of the FDE as a 32-bit word.  The length word
366   // does not include the four bytes of the length word itself, but it
367   // does include the offset to the CIE.
368   elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(oview + offset,
369                                          aligned_full_length - 4);
370
371   // Write the offset to the CIE as a 32-bit word.  This is the
372   // difference between the address of the offset word itself and the
373   // CIE address.
374   elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(oview + offset + 4,
375                                          offset + 4 - cie_offset);
376
377   // Copy the rest of the FDE.  Note that this is run before
378   // relocation processing is done on this section, so the relocations
379   // will later be applied to the FDE data.
380   memcpy(oview + offset + 8, this->contents_.data(), length);
381
382   // If this FDE is associated with a PLT, fill in the PLT's address
383   // and size.
384   if (this->object_ == NULL)
385     {
386       gold_assert(memcmp(oview + offset + 8, "\0\0\0\0\0\0\0\0", 8) == 0);
387       uint64_t paddress;
388       off_t psize;
389       parameters->target().plt_fde_location(this->u_.from_linker.plt,
390                                             oview + offset + 8,
391                                             &paddress, &psize);
392       uint64_t poffset = paddress - (address + offset + 8);
393       int32_t spoffset = static_cast<int32_t>(poffset);
394       uint32_t upsize = static_cast<uint32_t>(psize);
395       if (static_cast<uint64_t>(static_cast<int64_t>(spoffset)) != poffset
396           || static_cast<off_t>(upsize) != psize)
397         gold_warning(_("overflow in PLT unwind data; "
398                        "unwinding through PLT may fail"));
399       elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(oview + offset + 8, spoffset);
400       elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(oview + offset + 12, upsize);
401     }
402
403   if (aligned_full_length > length + 8)
404     memset(oview + offset + length + 8, 0, aligned_full_length - (length + 8));
405
406   // Tell the exception frame header about this FDE.
407   if (eh_frame_hdr != NULL)
408     eh_frame_hdr->record_fde(output_offset + offset, fde_encoding);
409
410   return offset + aligned_full_length;
411 }
412
413 // Class Cie.
414
415 // Destructor.
416
417 Cie::~Cie()
418 {
419   for (std::vector<Fde*>::iterator p = this->fdes_.begin();
420        p != this->fdes_.end();
421        ++p)
422     delete *p;
423 }
424
425 // Set the output offset of a CIE.  Return the new output offset.
426
427 section_offset_type
428 Cie::set_output_offset(section_offset_type output_offset,
429                        unsigned int addralign,
430                        Output_section_data *output_data)
431 {
432   size_t length = this->contents_.length();
433
434   // Add 4 for length and 4 for zero CIE identifier tag.
435   length += 8;
436
437   if (this->object_ != NULL)
438     {
439       // Add a mapping so that relocations are applied correctly.
440       this->object_->add_merge_mapping(output_data, this->shndx_,
441                                        this->input_offset_, length,
442                                        output_offset);
443     }
444
445   length = align_address(length, addralign);
446
447   for (std::vector<Fde*>::const_iterator p = this->fdes_.begin();
448        p != this->fdes_.end();
449        ++p)
450     {
451       (*p)->add_mapping(output_offset + length, output_data);
452
453       size_t fde_length = (*p)->length();
454       fde_length = align_address(fde_length, addralign);
455       length += fde_length;
456     }
457
458   return output_offset + length;
459 }
460
461 // Remove FDE.  Only the last FDE using this CIE may be removed.
462
463 void
464 Cie::remove_fde(const Fde* fde)
465 {
466   gold_assert(*fde == *this->fdes_.back());
467   this->fdes_.pop_back();
468 }
469
470 // Write the CIE to OVIEW starting at OFFSET.  OUTPUT_OFFSET is the
471 // offset of the Eh_frame section within the output section.  Round up
472 // the bytes to ADDRALIGN.  ADDRESS is the virtual address of OVIEW.
473 // EH_FRAME_HDR is the exception frame header for FDE recording.
474 // POST_FDES stashes FDEs created after mappings were done, for later
475 // writing.  Return the new offset.
476
477 template<int size, bool big_endian>
478 section_offset_type
479 Cie::write(unsigned char* oview, section_offset_type output_offset,
480            section_offset_type offset, uint64_t address,
481            unsigned int addralign, Eh_frame_hdr* eh_frame_hdr,
482            Post_fdes* post_fdes)
483 {
484   gold_assert((offset & (addralign - 1)) == 0);
485
486   section_offset_type cie_offset = offset;
487
488   size_t length = this->contents_.length();
489
490   // We add 8 when getting the aligned length to account for the
491   // length word and the CIE tag.
492   size_t aligned_full_length = align_address(length + 8, addralign);
493
494   // Write the length of the CIE as a 32-bit word.  The length word
495   // does not include the four bytes of the length word itself.
496   elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(oview + offset,
497                                          aligned_full_length - 4);
498
499   // Write the tag which marks this as a CIE: a 32-bit zero.
500   elfcpp::Swap<32, big_endian>::writeval(oview + offset + 4, 0);
501
502   // Write out the CIE data.
503   memcpy(oview + offset + 8, this->contents_.data(), length);
504
505   if (aligned_full_length > length + 8)
506     memset(oview + offset + length + 8, 0, aligned_full_length - (length + 8));
507
508   offset += aligned_full_length;
509
510   // Write out the associated FDEs.
511   unsigned char fde_encoding = this->fde_encoding_;
512   for (std::vector<Fde*>::const_iterator p = this->fdes_.begin();
513        p != this->fdes_.end();
514        ++p)
515     {
516       if ((*p)->post_map())
517         post_fdes->push_back(Post_fde(*p, cie_offset, fde_encoding));
518       else
519         offset = (*p)->write<size, big_endian>(oview, output_offset, offset,
520                                                address, addralign, cie_offset,
521                                                fde_encoding, eh_frame_hdr);
522     }
523
524   return offset;
525 }
526
527 // We track all the CIEs we see, and merge them when possible.  This
528 // works because each FDE holds an offset to the relevant CIE: we
529 // rewrite the FDEs to point to the merged CIE.  This is worthwhile
530 // because in a typical C++ program many FDEs in many different object
531 // files will use the same CIE.
532
533 // An equality operator for Cie.
534
535 bool
536 operator==(const Cie& cie1, const Cie& cie2)
537 {
538   return (cie1.personality_name_ == cie2.personality_name_
539           && cie1.contents_ == cie2.contents_);
540 }
541
542 // A less-than operator for Cie.
543
544 bool
545 operator<(const Cie& cie1, const Cie& cie2)
546 {
547   if (cie1.personality_name_ != cie2.personality_name_)
548     return cie1.personality_name_ < cie2.personality_name_;
549   return cie1.contents_ < cie2.contents_;
550 }
551
552 // Class Eh_frame.
553
554 Eh_frame::Eh_frame()
555   : Output_section_data(Output_data::default_alignment()),
556     eh_frame_hdr_(NULL),
557     cie_offsets_(),
558     unmergeable_cie_offsets_(),
559     mappings_are_done_(false),
560     final_data_size_(0)
561 {
562 }
563
564 // Skip an LEB128, updating *PP to point to the next character.
565 // Return false if we ran off the end of the string.
566
567 bool
568 Eh_frame::skip_leb128(const unsigned char** pp, const unsigned char* pend)
569 {
570   const unsigned char* p;
571   for (p = *pp; p < pend; ++p)
572     {
573       if ((*p & 0x80) == 0)
574         {
575           *pp = p + 1;
576           return true;
577         }
578     }
579   return false;
580 }
581
582 // Add input section SHNDX in OBJECT to an exception frame section.
583 // SYMBOLS is the contents of the symbol table section (size
584 // SYMBOLS_SIZE), SYMBOL_NAMES is the symbol names section (size
585 // SYMBOL_NAMES_SIZE).  RELOC_SHNDX is the index of a relocation
586 // section applying to SHNDX, or 0 if none, or -1U if more than one.
587 // RELOC_TYPE is the type of the reloc section if there is one, either
588 // SHT_REL or SHT_RELA.  We try to parse the input exception frame
589 // data into our data structures.  If we can't do it, we return false
590 // to mean that the section should be handled as a normal input
591 // section.
592
593 template<int size, bool big_endian>
594 Eh_frame::Eh_frame_section_disposition
595 Eh_frame::add_ehframe_input_section(
596     Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
597     const unsigned char* symbols,
598     section_size_type symbols_size,
599     const unsigned char* symbol_names,
600     section_size_type symbol_names_size,
601     unsigned int shndx,
602     unsigned int reloc_shndx,
603     unsigned int reloc_type)
604 {
605   // Get the section contents.
606   section_size_type contents_len;
607   const unsigned char* pcontents = object->section_contents(shndx,
608                                                             &contents_len,
609                                                             false);
610   if (contents_len == 0)
611     return EH_EMPTY_SECTION;
612
613   // If this is the marker section for the end of the data, then
614   // return false to force it to be handled as an ordinary input
615   // section.  If we don't do this, we won't correctly handle the case
616   // of unrecognized .eh_frame sections.
617   if (contents_len == 4
618       && elfcpp::Swap<32, big_endian>::readval(pcontents) == 0)
619     return EH_END_MARKER_SECTION;
620
621   New_cies new_cies;
622   if (!this->do_add_ehframe_input_section(object, symbols, symbols_size,
623                                           symbol_names, symbol_names_size,
624                                           shndx, reloc_shndx,
625                                           reloc_type, pcontents,
626                                           contents_len, &new_cies))
627     {
628       if (this->eh_frame_hdr_ != NULL)
629         this->eh_frame_hdr_->found_unrecognized_eh_frame_section();
630
631       for (New_cies::iterator p = new_cies.begin();
632            p != new_cies.end();
633            ++p)
634         delete p->first;
635
636       return EH_UNRECOGNIZED_SECTION;
637     }
638
639   // Now that we know we are using this section, record any new CIEs
640   // that we found.
641   for (New_cies::const_iterator p = new_cies.begin();
642        p != new_cies.end();
643        ++p)
644     {
645       if (p->second)
646         this->cie_offsets_.insert(p->first);
647       else
648         this->unmergeable_cie_offsets_.push_back(p->first);
649     }
650
651   return EH_OPTIMIZABLE_SECTION;
652 }
653
654 // The bulk of the implementation of add_ehframe_input_section.
655
656 template<int size, bool big_endian>
657 bool
658 Eh_frame::do_add_ehframe_input_section(
659     Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
660     const unsigned char* symbols,
661     section_size_type symbols_size,
662     const unsigned char* symbol_names,
663     section_size_type symbol_names_size,
664     unsigned int shndx,
665     unsigned int reloc_shndx,
666     unsigned int reloc_type,
667     const unsigned char* pcontents,
668     section_size_type contents_len,
669     New_cies* new_cies)
670 {
671   Track_relocs<size, big_endian> relocs;
672
673   const unsigned char* p = pcontents;
674   const unsigned char* pend = p + contents_len;
675
676   // Get the contents of the reloc section if any.
677   if (!relocs.initialize(object, reloc_shndx, reloc_type))
678     return false;
679
680   // Keep track of which CIEs are at which offsets.
681   Offsets_to_cie cies;
682
683   while (p < pend)
684     {
685       if (pend - p < 4)
686         return false;
687
688       // There shouldn't be any relocations here.
689       if (relocs.advance(p + 4 - pcontents) > 0)
690         return false;
691
692       unsigned int len = elfcpp::Swap<32, big_endian>::readval(p);
693       p += 4;
694       if (len == 0)
695         {
696           // We should only find a zero-length entry at the end of the
697           // section.
698           if (p < pend)
699             return false;
700           break;
701         }
702       // We don't support a 64-bit .eh_frame.
703       if (len == 0xffffffff)
704         return false;
705       if (static_cast<unsigned int>(pend - p) < len)
706         return false;
707
708       const unsigned char* const pentend = p + len;
709
710       if (pend - p < 4)
711         return false;
712       if (relocs.advance(p + 4 - pcontents) > 0)
713         return false;
714
715       unsigned int id = elfcpp::Swap<32, big_endian>::readval(p);
716       p += 4;
717
718       if (id == 0)
719         {
720           // CIE.
721           if (!this->read_cie(object, shndx, symbols, symbols_size,
722                               symbol_names, symbol_names_size,
723                               pcontents, p, pentend, &relocs, &cies,
724                               new_cies))
725             return false;
726         }
727       else
728         {
729           // FDE.
730           if (!this->read_fde(object, shndx, symbols, symbols_size,
731                               pcontents, id, p, pentend, &relocs, &cies))
732             return false;
733         }
734
735       p = pentend;
736     }
737
738   return true;
739 }
740
741 // Read a CIE.  Return false if we can't parse the information.
742
743 template<int size, bool big_endian>
744 bool
745 Eh_frame::read_cie(Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
746                    unsigned int shndx,
747                    const unsigned char* symbols,
748                    section_size_type symbols_size,
749                    const unsigned char* symbol_names,
750                    section_size_type symbol_names_size,
751                    const unsigned char* pcontents,
752                    const unsigned char* pcie,
753                    const unsigned char* pcieend,
754                    Track_relocs<size, big_endian>* relocs,
755                    Offsets_to_cie* cies,
756                    New_cies* new_cies)
757 {
758   bool mergeable = true;
759
760   // We need to find the personality routine if there is one, since we
761   // can only merge CIEs which use the same routine.  We also need to
762   // find the FDE encoding if there is one, so that we can read the PC
763   // from the FDE.
764
765   const unsigned char* p = pcie;
766
767   if (pcieend - p < 1)
768     return false;
769   unsigned char version = *p++;
770   if (version != 1 && version != 3)
771     return false;
772
773   const unsigned char* paug = p;
774   const void* paugendv = memchr(p, '\0', pcieend - p);
775   const unsigned char* paugend = static_cast<const unsigned char*>(paugendv);
776   if (paugend == NULL)
777     return false;
778   p = paugend + 1;
779
780   if (paug[0] == 'e' && paug[1] == 'h')
781     {
782       // This is a CIE from gcc before version 3.0.  We can't merge
783       // these.  We can still read the FDEs.
784       mergeable = false;
785       paug += 2;
786       if (*paug != '\0')
787         return false;
788       if (pcieend - p < size / 8)
789         return false;
790       p += size / 8;
791     }
792
793   // Skip the code alignment.
794   if (!skip_leb128(&p, pcieend))
795     return false;
796
797   // Skip the data alignment.
798   if (!skip_leb128(&p, pcieend))
799     return false;
800
801   // Skip the return column.
802   if (version == 1)
803     {
804       if (pcieend - p < 1)
805         return false;
806       ++p;
807     }
808   else
809     {
810       if (!skip_leb128(&p, pcieend))
811         return false;
812     }
813
814   if (*paug == 'z')
815     {
816       ++paug;
817       // Skip the augmentation size.
818       if (!skip_leb128(&p, pcieend))
819         return false;
820     }
821
822   unsigned char fde_encoding = elfcpp::DW_EH_PE_absptr;
823   int per_offset = -1;
824   while (*paug != '\0')
825     {
826       switch (*paug)
827         {
828         case 'L': // LSDA encoding.
829           if (pcieend - p < 1)
830             return false;
831           ++p;
832           break;
833
834         case 'R': // FDE encoding.
835           if (pcieend - p < 1)
836             return false;
837           fde_encoding = *p;
838           switch (fde_encoding & 7)
839             {
840             case elfcpp::DW_EH_PE_absptr:
841             case elfcpp::DW_EH_PE_udata2:
842             case elfcpp::DW_EH_PE_udata4:
843             case elfcpp::DW_EH_PE_udata8:
844               break;
845             default:
846               // We don't expect to see any other cases here, and
847               // we're not prepared to handle them.
848               return false;
849             }
850           ++p;
851           break;
852
853         case 'S':
854           break;
855
856         case 'P':
857           // Personality encoding.
858           {
859             if (pcieend - p < 1)
860               return false;
861             unsigned char per_encoding = *p;
862             ++p;
863
864             if ((per_encoding & 0x60) == 0x60)
865               return false;
866             unsigned int per_width;
867             switch (per_encoding & 7)
868               {
869               case elfcpp::DW_EH_PE_udata2:
870                 per_width = 2;
871                 break;
872               case elfcpp::DW_EH_PE_udata4:
873                 per_width = 4;
874                 break;
875               case elfcpp::DW_EH_PE_udata8:
876                 per_width = 8;
877                 break;
878               case elfcpp::DW_EH_PE_absptr:
879                 per_width = size / 8;
880                 break;
881               default:
882                 return false;
883               }
884
885             if ((per_encoding & 0xf0) == elfcpp::DW_EH_PE_aligned)
886               {
887                 unsigned int len = p - pcie;
888                 len += per_width - 1;
889                 len &= ~ (per_width - 1);
890                 if (static_cast<unsigned int>(pcieend - p) < len)
891                   return false;
892                 p += len;
893               }
894
895             per_offset = p - pcontents;
896
897             if (static_cast<unsigned int>(pcieend - p) < per_width)
898               return false;
899             p += per_width;
900           }
901           break;
902
903         default:
904           return false;
905         }
906
907       ++paug;
908     }
909
910   const char* personality_name = "";
911   if (per_offset != -1)
912     {
913       if (relocs->advance(per_offset) > 0)
914         return false;
915       if (relocs->next_offset() != per_offset)
916         return false;
917
918       unsigned int personality_symndx = relocs->next_symndx();
919       if (personality_symndx == -1U)
920         return false;
921
922       if (personality_symndx < object->local_symbol_count())
923         {
924           // We can only merge this CIE if the personality routine is
925           // a global symbol.  We can still read the FDEs.
926           mergeable = false;
927         }
928       else
929         {
930           const int sym_size = elfcpp::Elf_sizes<size>::sym_size;
931           if (personality_symndx >= symbols_size / sym_size)
932             return false;
933           elfcpp::Sym<size, big_endian> sym(symbols
934                                             + (personality_symndx * sym_size));
935           unsigned int name_offset = sym.get_st_name();
936           if (name_offset >= symbol_names_size)
937             return false;
938           personality_name = (reinterpret_cast<const char*>(symbol_names)
939                               + name_offset);
940         }
941
942       int r = relocs->advance(per_offset + 1);
943       gold_assert(r == 1);
944     }
945
946   if (relocs->advance(pcieend - pcontents) > 0)
947     return false;
948
949   Cie cie(object, shndx, (pcie - 8) - pcontents, fde_encoding, 
950           personality_name, pcie, pcieend - pcie);
951   Cie* cie_pointer = NULL;
952   if (mergeable)
953     {
954       Cie_offsets::iterator find_cie = this->cie_offsets_.find(&cie);
955       if (find_cie != this->cie_offsets_.end())
956         cie_pointer = *find_cie;
957       else
958         {
959           // See if we already saw this CIE in this object file.
960           for (New_cies::const_iterator pc = new_cies->begin();
961                pc != new_cies->end();
962                ++pc)
963             {
964               if (*(pc->first) == cie)
965                 {
966                   cie_pointer = pc->first;
967                   break;
968                 }
969             }
970         }
971     }
972
973   if (cie_pointer == NULL)
974     {
975       cie_pointer = new Cie(cie);
976       new_cies->push_back(std::make_pair(cie_pointer, mergeable));
977     }
978   else
979     {
980       // We are deleting this CIE.  Record that in our mapping from
981       // input sections to the output section.  At this point we don't
982       // know for sure that we are doing a special mapping for this
983       // input section, but that's OK--if we don't do a special
984       // mapping, nobody will ever ask for the mapping we add here.
985       object->add_merge_mapping(this, shndx, (pcie - 8) - pcontents,
986                                 pcieend - (pcie - 8), -1);
987     }
988
989   // Record this CIE plus the offset in the input section.
990   cies->insert(std::make_pair(pcie - pcontents, cie_pointer));
991
992   return true;
993 }
994
995 // Read an FDE.  Return false if we can't parse the information.
996
997 template<int size, bool big_endian>
998 bool
999 Eh_frame::read_fde(Sized_relobj_file<size, big_endian>* object,
1000                    unsigned int shndx,
1001                    const unsigned char* symbols,
1002                    section_size_type symbols_size,
1003                    const unsigned char* pcontents,
1004                    unsigned int offset,
1005                    const unsigned char* pfde,
1006                    const unsigned char* pfdeend,
1007                    Track_relocs<size, big_endian>* relocs,
1008                    Offsets_to_cie* cies)
1009 {
1010   // OFFSET is the distance between the 4 bytes before PFDE to the
1011   // start of the CIE.  The offset we recorded for the CIE is 8 bytes
1012   // after the start of the CIE--after the length and the zero tag.
1013   unsigned int cie_offset = (pfde - 4 - pcontents) - offset + 8;
1014   Offsets_to_cie::const_iterator pcie = cies->find(cie_offset);
1015   if (pcie == cies->end())
1016     return false;
1017   Cie* cie = pcie->second;
1018
1019   int pc_size = 0;
1020   switch (cie->fde_encoding() & 7)
1021     {
1022     case elfcpp::DW_EH_PE_udata2:
1023       pc_size = 2;
1024       break;
1025     case elfcpp::DW_EH_PE_udata4:
1026       pc_size = 4;
1027       break;
1028     case elfcpp::DW_EH_PE_udata8:
1029       gold_assert(size == 64);
1030       pc_size = 8;
1031       break;
1032     case elfcpp::DW_EH_PE_absptr:
1033       pc_size = size == 32 ? 4 : 8;
1034       break;
1035     default:
1036       // All other cases were rejected in Eh_frame::read_cie.
1037       gold_unreachable();
1038     }
1039
1040   // The FDE should start with a reloc to the start of the code which
1041   // it describes.
1042   if (relocs->advance(pfde - pcontents) > 0)
1043     return false;
1044   if (relocs->next_offset() != pfde - pcontents)
1045     {
1046       // In an object produced by a relocatable link, gold may have
1047       // discarded a COMDAT group in the previous link, but not the
1048       // corresponding FDEs. In that case, gold will have discarded
1049       // the relocations, so the FDE will have a non-relocatable zero
1050       // (regardless of whether the PC encoding is absolute, pc-relative,
1051       // or data-relative) instead of a pointer to the start of the code.
1052
1053       uint64_t pc_value = 0;
1054       switch (pc_size)
1055         {
1056         case 2:
1057           pc_value = elfcpp::Swap<16, big_endian>::readval(pfde);
1058           break;
1059         case 4:
1060           pc_value = elfcpp::Swap<32, big_endian>::readval(pfde);
1061           break;
1062         case 8:
1063           pc_value = elfcpp::Swap_unaligned<64, big_endian>::readval(pfde);
1064           break;
1065         default:
1066           gold_unreachable();
1067         }
1068
1069       if (pc_value == 0)
1070         {
1071           // This FDE applies to a discarded function.  We
1072           // can discard this FDE.
1073           object->add_merge_mapping(this, shndx, (pfde - 8) - pcontents,
1074                                     pfdeend - (pfde - 8), -1);
1075           return true;
1076         }
1077
1078       // Otherwise, reject the FDE.
1079       return false;
1080     }
1081
1082   unsigned int symndx = relocs->next_symndx();
1083   if (symndx == -1U)
1084     return false;
1085
1086   // There can be another reloc in the FDE, if the CIE specifies an
1087   // LSDA (language specific data area).  We currently don't care.  We
1088   // will care later if we want to optimize the LSDA from an absolute
1089   // pointer to a PC relative offset when generating a shared library.
1090   relocs->advance(pfdeend - pcontents);
1091
1092   // Find the section index for code that this FDE describes.
1093   // If we have discarded the section, we can also discard the FDE.
1094   unsigned int fde_shndx;
1095   const int sym_size = elfcpp::Elf_sizes<size>::sym_size;
1096   if (symndx >= symbols_size / sym_size)
1097     return false;
1098   elfcpp::Sym<size, big_endian> sym(symbols + symndx * sym_size);
1099   bool is_ordinary;
1100   fde_shndx = object->adjust_sym_shndx(symndx, sym.get_st_shndx(),
1101                                        &is_ordinary);
1102   bool is_discarded = (is_ordinary
1103                        && fde_shndx != elfcpp::SHN_UNDEF
1104                        && fde_shndx < object->shnum()
1105                        && !object->is_section_included(fde_shndx));
1106
1107   // Fetch the address range field from the FDE. The offset and size
1108   // of the field depends on the PC encoding given in the CIE, but
1109   // it is always an absolute value. If the address range is 0, this
1110   // FDE corresponds to a function that was discarded during optimization
1111   // (too late to discard the corresponding FDE).
1112   uint64_t address_range = 0;
1113   switch (pc_size)
1114     {
1115     case 2:
1116       address_range = elfcpp::Swap<16, big_endian>::readval(pfde + 2);
1117       break;
1118     case 4:
1119       address_range = elfcpp::Swap<32, big_endian>::readval(pfde + 4);
1120       break;
1121     case 8:
1122       address_range = elfcpp::Swap_unaligned<64, big_endian>::readval(pfde + 8);
1123       break;
1124     default:
1125       gold_unreachable();
1126     }
1127
1128   if (is_discarded || address_range == 0)
1129     {
1130       // This FDE applies to a discarded function.  We
1131       // can discard this FDE.
1132       object->add_merge_mapping(this, shndx, (pfde - 8) - pcontents,
1133                                 pfdeend - (pfde - 8), -1);
1134       return true;
1135     }
1136
1137   cie->add_fde(new Fde(object, shndx, (pfde - 8) - pcontents,
1138                        pfde, pfdeend - pfde));
1139
1140   return true;
1141 }
1142
1143 // Add unwind information for a PLT.
1144
1145 void
1146 Eh_frame::add_ehframe_for_plt(Output_data* plt, const unsigned char* cie_data,
1147                               size_t cie_length, const unsigned char* fde_data,
1148                               size_t fde_length)
1149 {
1150   Cie cie(NULL, 0, 0, elfcpp::DW_EH_PE_pcrel | elfcpp::DW_EH_PE_sdata4, "",
1151           cie_data, cie_length);
1152   Cie_offsets::iterator find_cie = this->cie_offsets_.find(&cie);
1153   Cie* pcie;
1154   if (find_cie != this->cie_offsets_.end())
1155     pcie = *find_cie;
1156   else
1157     {
1158       gold_assert(!this->mappings_are_done_);
1159       pcie = new Cie(cie);
1160       this->cie_offsets_.insert(pcie);
1161     }
1162
1163   Fde* fde = new Fde(plt, fde_data, fde_length, this->mappings_are_done_);
1164   pcie->add_fde(fde);
1165
1166   if (this->mappings_are_done_)
1167     this->final_data_size_ += align_address(fde_length + 8, this->addralign());
1168 }
1169
1170 // Remove unwind information for a PLT.  Only the last FDE added may be removed.
1171
1172 void
1173 Eh_frame::remove_ehframe_for_plt(Output_data* plt,
1174                                  const unsigned char* cie_data,
1175                                  size_t cie_length,
1176                                  const unsigned char* fde_data,
1177                                  size_t fde_length)
1178 {
1179   Cie cie(NULL, 0, 0, elfcpp::DW_EH_PE_pcrel | elfcpp::DW_EH_PE_sdata4, "",
1180           cie_data, cie_length);
1181   Cie_offsets::iterator find_cie = this->cie_offsets_.find(&cie);
1182   gold_assert (find_cie != this->cie_offsets_.end());
1183   Cie* pcie = *find_cie;
1184
1185   Fde* fde = new Fde(plt, fde_data, fde_length, this->mappings_are_done_);
1186   pcie->remove_fde(fde);
1187
1188   if (this->mappings_are_done_)
1189     this->final_data_size_ -= align_address(fde_length + 8, this->addralign());
1190 }
1191
1192 // Return the number of FDEs.
1193
1194 unsigned int
1195 Eh_frame::fde_count() const
1196 {
1197   unsigned int ret = 0;
1198   for (Unmergeable_cie_offsets::const_iterator p =
1199          this->unmergeable_cie_offsets_.begin();
1200        p != this->unmergeable_cie_offsets_.end();
1201        ++p)
1202     ret += (*p)->fde_count();
1203   for (Cie_offsets::const_iterator p = this->cie_offsets_.begin();
1204        p != this->cie_offsets_.end();
1205        ++p)
1206     ret += (*p)->fde_count();
1207   return ret;
1208 }
1209
1210 // Set the final data size.
1211
1212 void
1213 Eh_frame::set_final_data_size()
1214 {
1215   // We can be called more than once if Layout::set_segment_offsets
1216   // finds a better mapping.  We don't want to add all the mappings
1217   // again.
1218   if (this->mappings_are_done_)
1219     {
1220       this->set_data_size(this->final_data_size_);
1221       return;
1222     }
1223
1224   section_offset_type output_start = 0;
1225   if (this->is_offset_valid())
1226     output_start = this->offset() - this->output_section()->offset();
1227   section_offset_type output_offset = output_start;
1228
1229   for (Unmergeable_cie_offsets::iterator p =
1230          this->unmergeable_cie_offsets_.begin();
1231        p != this->unmergeable_cie_offsets_.end();
1232        ++p)
1233     output_offset = (*p)->set_output_offset(output_offset,
1234                                             this->addralign(),
1235                                             this);
1236
1237   for (Cie_offsets::iterator p = this->cie_offsets_.begin();
1238        p != this->cie_offsets_.end();
1239        ++p)
1240     output_offset = (*p)->set_output_offset(output_offset,
1241                                             this->addralign(),
1242                                             this);
1243
1244   this->mappings_are_done_ = true;
1245   this->final_data_size_ = output_offset - output_start;
1246
1247   gold_assert((output_offset & (this->addralign() - 1)) == 0);
1248   this->set_data_size(this->final_data_size_);
1249 }
1250
1251 // Return an output offset for an input offset.
1252
1253 bool
1254 Eh_frame::do_output_offset(const Relobj* object, unsigned int shndx,
1255                            section_offset_type offset,
1256                            section_offset_type* poutput) const
1257 {
1258   return object->merge_output_offset(shndx, offset, poutput);
1259 }
1260
1261 // Write the data to the output file.
1262
1263 void
1264 Eh_frame::do_write(Output_file* of)
1265 {
1266   const off_t offset = this->offset();
1267   const off_t oview_size = this->data_size();
1268   unsigned char* const oview = of->get_output_view(offset, oview_size);
1269
1270   switch (parameters->size_and_endianness())
1271     {
1272 #ifdef HAVE_TARGET_32_LITTLE
1273     case Parameters::TARGET_32_LITTLE:
1274       this->do_sized_write<32, false>(oview);
1275       break;
1276 #endif
1277 #ifdef HAVE_TARGET_32_BIG
1278     case Parameters::TARGET_32_BIG:
1279       this->do_sized_write<32, true>(oview);
1280       break;
1281 #endif
1282 #ifdef HAVE_TARGET_64_LITTLE
1283     case Parameters::TARGET_64_LITTLE:
1284       this->do_sized_write<64, false>(oview);
1285       break;
1286 #endif
1287 #ifdef HAVE_TARGET_64_BIG
1288     case Parameters::TARGET_64_BIG:
1289       this->do_sized_write<64, true>(oview);
1290       break;
1291 #endif
1292     default:
1293       gold_unreachable();
1294     }
1295
1296   of->write_output_view(offset, oview_size, oview);
1297 }
1298
1299 // Write the data to the output file--template version.
1300
1301 template<int size, bool big_endian>
1302 void
1303 Eh_frame::do_sized_write(unsigned char* oview)
1304 {
1305   uint64_t address = this->address();
1306   unsigned int addralign = this->addralign();
1307   section_offset_type o = 0;
1308   const off_t output_offset = this->offset() - this->output_section()->offset();
1309   Post_fdes post_fdes;
1310   for (Unmergeable_cie_offsets::iterator p =
1311          this->unmergeable_cie_offsets_.begin();
1312        p != this->unmergeable_cie_offsets_.end();
1313        ++p)
1314     o = (*p)->write<size, big_endian>(oview, output_offset, o, address,
1315                                       addralign, this->eh_frame_hdr_,
1316                                       &post_fdes);
1317   for (Cie_offsets::iterator p = this->cie_offsets_.begin();
1318        p != this->cie_offsets_.end();
1319        ++p)
1320     o = (*p)->write<size, big_endian>(oview, output_offset, o, address,
1321                                       addralign, this->eh_frame_hdr_,
1322                                       &post_fdes);
1323   for (Post_fdes::iterator p = post_fdes.begin();
1324        p != post_fdes.end();
1325        ++p)
1326     o = (*p).fde->write<size, big_endian>(oview, output_offset, o, address,
1327                                           addralign, (*p).cie_offset,
1328                                           (*p).fde_encoding,
1329                                           this->eh_frame_hdr_);
1330 }
1331
1332 #ifdef HAVE_TARGET_32_LITTLE
1333 template
1334 Eh_frame::Eh_frame_section_disposition
1335 Eh_frame::add_ehframe_input_section<32, false>(
1336     Sized_relobj_file<32, false>* object,
1337     const unsigned char* symbols,
1338     section_size_type symbols_size,
1339     const unsigned char* symbol_names,
1340     section_size_type symbol_names_size,
1341     unsigned int shndx,
1342     unsigned int reloc_shndx,
1343     unsigned int reloc_type);
1344 #endif
1345
1346 #ifdef HAVE_TARGET_32_BIG
1347 template
1348 Eh_frame::Eh_frame_section_disposition
1349 Eh_frame::add_ehframe_input_section<32, true>(
1350     Sized_relobj_file<32, true>* object,
1351     const unsigned char* symbols,
1352     section_size_type symbols_size,
1353     const unsigned char* symbol_names,
1354     section_size_type symbol_names_size,
1355     unsigned int shndx,
1356     unsigned int reloc_shndx,
1357     unsigned int reloc_type);
1358 #endif
1359
1360 #ifdef HAVE_TARGET_64_LITTLE
1361 template
1362 Eh_frame::Eh_frame_section_disposition
1363 Eh_frame::add_ehframe_input_section<64, false>(
1364     Sized_relobj_file<64, false>* object,
1365     const unsigned char* symbols,
1366     section_size_type symbols_size,
1367     const unsigned char* symbol_names,
1368     section_size_type symbol_names_size,
1369     unsigned int shndx,
1370     unsigned int reloc_shndx,
1371     unsigned int reloc_type);
1372 #endif
1373
1374 #ifdef HAVE_TARGET_64_BIG
1375 template
1376 Eh_frame::Eh_frame_section_disposition
1377 Eh_frame::add_ehframe_input_section<64, true>(
1378     Sized_relobj_file<64, true>* object,
1379     const unsigned char* symbols,
1380     section_size_type symbols_size,
1381     const unsigned char* symbol_names,
1382     section_size_type symbol_names_size,
1383     unsigned int shndx,
1384     unsigned int reloc_shndx,
1385     unsigned int reloc_type);
1386 #endif
1387
1388 } // End namespace gold.