gold/layout.cc

   1 // layout.cc -- lay out output file sections for gold
   2
   3 #include "gold.h"
   4
   5 #include <cstring>
   6 #include <algorithm>
   7 #include <iostream>
   8 #include <utility>
   9
  10 #include "output.h"
  11 #include "symtab.h"
  12 #include "dynobj.h"
  13 #include "layout.h"
  14
  15 namespace gold
  16 {
  17
  18 // Layout_task_runner methods.
  19
  20 // Lay out the sections.  This is called after all the input objects
  21 // have been read.
  22
  23 void
  24 Layout_task_runner::run(Workqueue* workqueue)
  25 {
  26   off_t file_size = this->layout_->finalize(this->input_objects_,
  27                                             this->symtab_);
  28
  29   // Now we know the final size of the output file and we know where
  30   // each piece of information goes.
  31   Output_file* of = new Output_file(this->options_);
  32   of->open(file_size);
  33
  34   // Queue up the final set of tasks.
  35   gold::queue_final_tasks(this->options_, this->input_objects_,
  36                           this->symtab_, this->layout_, workqueue, of);
  37 }
  38
  39 // Layout methods.
  40
  41 Layout::Layout(const General_options& options)
  42   : options_(options), namepool_(), sympool_(), dynpool_(), signatures_(),
  43     section_name_map_(), segment_list_(), section_list_(),
  44     unattached_section_list_(), special_output_list_(),
  45     tls_segment_(NULL), symtab_section_(NULL), dynsym_section_(NULL)
  46 {
  47   // Make space for more than enough segments for a typical file.
  48   // This is just for efficiency--it's OK if we wind up needing more.
  49   this->segment_list_.reserve(12);
  50
  51   // We expect three unattached Output_data objects: the file header,
  52   // the segment headers, and the section headers.
  53   this->special_output_list_.reserve(3);
  54 }
  55
  56 // Hash a key we use to look up an output section mapping.
  57
  58 size_t
  59 Layout::Hash_key::operator()(const Layout::Key& k) const
  60 {
  61  return k.first + k.second.first + k.second.second;
  62 }
  63
  64 // Whether to include this section in the link.
  65
  66 template<int size, bool big_endian>
  67 bool
  68 Layout::include_section(Object*, const char*,
  69                         const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr)
  70 {
  71   // Some section types are never linked.  Some are only linked when
  72   // doing a relocateable link.
  73   switch (shdr.get_sh_type())
  74     {
  75     case elfcpp::SHT_NULL:
  76     case elfcpp::SHT_SYMTAB:
  77     case elfcpp::SHT_DYNSYM:
  78     case elfcpp::SHT_STRTAB:
  79     case elfcpp::SHT_HASH:
  80     case elfcpp::SHT_DYNAMIC:
  81     case elfcpp::SHT_SYMTAB_SHNDX:
  82       return false;
  83
  84     case elfcpp::SHT_RELA:
  85     case elfcpp::SHT_REL:
  86     case elfcpp::SHT_GROUP:
  87       return this->options_.is_relocatable();
  88
  89     default:
  90       // FIXME: Handle stripping debug sections here.
  91       return true;
  92     }
  93 }
  94
  95 // Return an output section named NAME, or NULL if there is none.
  96
  97 Output_section*
  98 Layout::find_output_section(const char* name) const
  99 {
 100   for (Section_name_map::const_iterator p = this->section_name_map_.begin();
 101        p != this->section_name_map_.end();
 102        ++p)
 103     if (strcmp(p->second->name(), name) == 0)
 104       return p->second;
 105   return NULL;
 106 }
 107
 108 // Return an output segment of type TYPE, with segment flags SET set
 109 // and segment flags CLEAR clear.  Return NULL if there is none.
 110
 111 Output_segment*
 112 Layout::find_output_segment(elfcpp::PT type, elfcpp::Elf_Word set,
 113                             elfcpp::Elf_Word clear) const
 114 {
 115   for (Segment_list::const_iterator p = this->segment_list_.begin();
 116        p != this->segment_list_.end();
 117        ++p)
 118     if (static_cast<elfcpp::PT>((*p)->type()) == type
 119         && ((*p)->flags() & set) == set
 120         && ((*p)->flags() & clear) == 0)
 121       return *p;
 122   return NULL;
 123 }
 124
 125 // Return the output section to use for section NAME with type TYPE
 126 // and section flags FLAGS.
 127
 128 Output_section*
 129 Layout::get_output_section(const char* name, Stringpool::Key name_key,
 130                            elfcpp::Elf_Word type, elfcpp::Elf_Xword flags)
 131 {
 132   // We should ignore some flags.
 133   flags &= ~ (elfcpp::SHF_INFO_LINK
 134               | elfcpp::SHF_LINK_ORDER
 135               | elfcpp::SHF_GROUP);
 136
 137   const Key key(name_key, std::make_pair(type, flags));
 138   const std::pair<Key, Output_section*> v(key, NULL);
 139   std::pair<Section_name_map::iterator, bool> ins(
 140     this->section_name_map_.insert(v));
 141
 142   if (!ins.second)
 143     return ins.first->second;
 144   else
 145     {
 146       // This is the first time we've seen this name/type/flags
 147       // combination.
 148       Output_section* os = this->make_output_section(name, type, flags);
 149       ins.first->second = os;
 150       return os;
 151     }
 152 }
 153
 154 // Return the output section to use for input section SHNDX, with name
 155 // NAME, with header HEADER, from object OBJECT.  Set *OFF to the
 156 // offset of this input section without the output section.
 157
 158 template<int size, bool big_endian>
 159 Output_section*
 160 Layout::layout(Relobj* object, unsigned int shndx, const char* name,
 161                const elfcpp::Shdr<size, big_endian>& shdr, off_t* off)
 162 {
 163   if (!this->include_section(object, name, shdr))
 164     return NULL;
 165
 166   // If we are not doing a relocateable link, choose the name to use
 167   // for the output section.
 168   size_t len = strlen(name);
 169   if (!this->options_.is_relocatable())
 170     name = Layout::output_section_name(name, &len);
 171
 172   // FIXME: Handle SHF_OS_NONCONFORMING here.
 173
 174   // Canonicalize the section name.
 175   Stringpool::Key name_key;
 176   name = this->namepool_.add(name, len, &name_key);
 177
 178   // Find the output section.  The output section is selected based on
 179   // the section name, type, and flags.
 180   Output_section* os = this->get_output_section(name, name_key,
 181                                                 shdr.get_sh_type(),
 182                                                 shdr.get_sh_flags());
 183
 184   // FIXME: Handle SHF_LINK_ORDER somewhere.
 185
 186   *off = os->add_input_section(object, shndx, name, shdr);
 187
 188   return os;
 189 }
 190
 191 // Add POSD to an output section using NAME, TYPE, and FLAGS.
 192
 193 void
 194 Layout::add_output_section_data(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
 195                                 elfcpp::Elf_Xword flags,
 196                                 Output_section_data* posd)
 197 {
 198   // Canonicalize the name.
 199   Stringpool::Key name_key;
 200   name = this->namepool_.add(name, &name_key);
 201
 202   Output_section* os = this->get_output_section(name, name_key, type, flags);
 203   os->add_output_section_data(posd);
 204 }
 205
 206 // Map section flags to segment flags.
 207
 208 elfcpp::Elf_Word
 209 Layout::section_flags_to_segment(elfcpp::Elf_Xword flags)
 210 {
 211   elfcpp::Elf_Word ret = elfcpp::PF_R;
 212   if ((flags & elfcpp::SHF_WRITE) != 0)
 213     ret |= elfcpp::PF_W;
 214   if ((flags & elfcpp::SHF_EXECINSTR) != 0)
 215     ret |= elfcpp::PF_X;
 216   return ret;
 217 }
 218
 219 // Make a new Output_section, and attach it to segments as
 220 // appropriate.
 221
 222 Output_section*
 223 Layout::make_output_section(const char* name, elfcpp::Elf_Word type,
 224                             elfcpp::Elf_Xword flags)
 225 {
 226   Output_section* os = new Output_section(name, type, flags, true);
 227   this->section_list_.push_back(os);
 228
 229   if ((flags & elfcpp::SHF_ALLOC) == 0)
 230     this->unattached_section_list_.push_back(os);
 231   else
 232     {
 233       // This output section goes into a PT_LOAD segment.
 234
 235       elfcpp::Elf_Word seg_flags = Layout::section_flags_to_segment(flags);
 236
 237       // The only thing we really care about for PT_LOAD segments is
 238       // whether or not they are writable, so that is how we search
 239       // for them.  People who need segments sorted on some other
 240       // basis will have to wait until we implement a mechanism for
 241       // them to describe the segments they want.
 242
 243       Segment_list::const_iterator p;
 244       for (p = this->segment_list_.begin();
 245            p != this->segment_list_.end();
 246            ++p)
 247         {
 248           if ((*p)->type() == elfcpp::PT_LOAD
 249               && ((*p)->flags() & elfcpp::PF_W) == (seg_flags & elfcpp::PF_W))
 250             {
 251               (*p)->add_output_section(os, seg_flags);
 252               break;
 253             }
 254         }
 255
 256       if (p == this->segment_list_.end())
 257         {
 258           Output_segment* oseg = new Output_segment(elfcpp::PT_LOAD,
 259                                                     seg_flags);
 260           this->segment_list_.push_back(oseg);
 261           oseg->add_output_section(os, seg_flags);
 262         }
 263
 264       // If we see a loadable SHT_NOTE section, we create a PT_NOTE
 265       // segment.
 266       if (type == elfcpp::SHT_NOTE)
 267         {
 268           // See if we already have an equivalent PT_NOTE segment.
 269           for (p = this->segment_list_.begin();
 270                p != segment_list_.end();
 271                ++p)
 272             {
 273               if ((*p)->type() == elfcpp::PT_NOTE
 274                   && (((*p)->flags() & elfcpp::PF_W)
 275                       == (seg_flags & elfcpp::PF_W)))
 276                 {
 277                   (*p)->add_output_section(os, seg_flags);
 278                   break;
 279                 }
 280             }
 281
 282           if (p == this->segment_list_.end())
 283             {
 284               Output_segment* oseg = new Output_segment(elfcpp::PT_NOTE,
 285                                                         seg_flags);
 286               this->segment_list_.push_back(oseg);
 287               oseg->add_output_section(os, seg_flags);
 288             }
 289         }
 290
 291       // If we see a loadable SHF_TLS section, we create a PT_TLS
 292       // segment.  There can only be one such segment.
 293       if ((flags & elfcpp::SHF_TLS) != 0)
 294         {
 295           if (this->tls_segment_ == NULL)
 296             {
 297               this->tls_segment_ = new Output_segment(elfcpp::PT_TLS,
 298                                                       seg_flags);
 299               this->segment_list_.push_back(this->tls_segment_);
 300             }
 301           this->tls_segment_->add_output_section(os, seg_flags);
 302         }
 303     }
 304
 305   return os;
 306 }
 307
 308 // Create the dynamic sections which are needed before we read the
 309 // relocs.
 310
 311 void
 312 Layout::create_initial_dynamic_sections(const Input_objects* input_objects,
 313                                         Symbol_table* symtab)
 314 {
 315   if (!input_objects->any_dynamic())
 316     return;
 317
 318   const char* dynamic_name = this->namepool_.add(".dynamic", NULL);
 319   this->dynamic_section_ = this->make_output_section(dynamic_name,
 320                                                      elfcpp::SHT_DYNAMIC,
 321                                                      (elfcpp::SHF_ALLOC
 322                                                       | elfcpp::SHF_WRITE));
 323
 324   symtab->define_in_output_data(input_objects->target(), "_DYNAMIC",
 325                                 this->dynamic_section_, 0, 0,
 326                                 elfcpp::STT_OBJECT, elfcpp::STB_LOCAL,
 327                                 elfcpp::STV_HIDDEN, 0, false, false);
 328 }
 329
 330 // Find the first read-only PT_LOAD segment, creating one if
 331 // necessary.
 332
 333 Output_segment*
 334 Layout::find_first_load_seg()
 335 {
 336   for (Segment_list::const_iterator p = this->segment_list_.begin();
 337        p != this->segment_list_.end();
 338        ++p)
 339     {
 340       if ((*p)->type() == elfcpp::PT_LOAD
 341           && ((*p)->flags() & elfcpp::PF_R) != 0
 342           && ((*p)->flags() & elfcpp::PF_W) == 0)
 343         return *p;
 344     }
 345
 346   Output_segment* load_seg = new Output_segment(elfcpp::PT_LOAD, elfcpp::PF_R);
 347   this->segment_list_.push_back(load_seg);
 348   return load_seg;
 349 }
 350
 351 // Finalize the layout.  When this is called, we have created all the
 352 // output sections and all the output segments which are based on
 353 // input sections.  We have several things to do, and we have to do
 354 // them in the right order, so that we get the right results correctly
 355 // and efficiently.
 356
 357 // 1) Finalize the list of output segments and create the segment
 358 // table header.
 359
 360 // 2) Finalize the dynamic symbol table and associated sections.
 361
 362 // 3) Determine the final file offset of all the output segments.
 363
 364 // 4) Determine the final file offset of all the SHF_ALLOC output
 365 // sections.
 366
 367 // 5) Create the symbol table sections and the section name table
 368 // section.
 369
 370 // 6) Finalize the symbol table: set symbol values to their final
 371 // value and make a final determination of which symbols are going
 372 // into the output symbol table.
 373
 374 // 7) Create the section table header.
 375
 376 // 8) Determine the final file offset of all the output sections which
 377 // are not SHF_ALLOC, including the section table header.
 378
 379 // 9) Finalize the ELF file header.
 380
 381 // This function returns the size of the output file.
 382
 383 off_t
 384 Layout::finalize(const Input_objects* input_objects, Symbol_table* symtab)
 385 {
 386   Target* const target = input_objects->target();
 387   const int size = target->get_size();
 388
 389   target->finalize_sections(this);
 390
 391   Output_segment* phdr_seg = NULL;
 392   if (input_objects->any_dynamic())
 393     {
 394       // There was a dynamic object in the link.  We need to create
 395       // some information for the dynamic linker.
 396
 397       // Create the PT_PHDR segment which will hold the program
 398       // headers.
 399       phdr_seg = new Output_segment(elfcpp::PT_PHDR, elfcpp::PF_R);
 400       this->segment_list_.push_back(phdr_seg);
 401
 402       // This holds the dynamic tags.
 403       Output_data_dynamic* odyn;
 404       odyn = new Output_data_dynamic(input_objects->target(),
 405                                      &this->dynpool_);
 406
 407       // Create the dynamic symbol table, including the hash table,
 408       // the dynamic relocations, and the version sections.
 409       this->create_dynamic_symtab(target, odyn, symtab);
 410
 411       // Create the .interp section to hold the name of the
 412       // interpreter, and put it in a PT_INTERP segment.
 413       this->create_interp(target);
 414
 415       // Finish the .dynamic section to hold the dynamic data, and put
 416       // it in a PT_DYNAMIC segment.
 417       this->finish_dynamic_section(input_objects, symtab, odyn);
 418     }
 419
 420   // FIXME: Handle PT_GNU_STACK.
 421
 422   Output_segment* load_seg = this->find_first_load_seg();
 423
 424   // Lay out the segment headers.
 425   bool big_endian = target->is_big_endian();
 426   Output_segment_headers* segment_headers;
 427   segment_headers = new Output_segment_headers(size, big_endian,
 428                                                this->segment_list_);
 429   load_seg->add_initial_output_data(segment_headers);
 430   this->special_output_list_.push_back(segment_headers);
 431   if (phdr_seg != NULL)
 432     phdr_seg->add_initial_output_data(segment_headers);
 433
 434   // Lay out the file header.
 435   Output_file_header* file_header;
 436   file_header = new Output_file_header(size,
 437                                        big_endian,
 438                                        this->options_,
 439                                        target,
 440                                        symtab,
 441                                        segment_headers);
 442   load_seg->add_initial_output_data(file_header);
 443   this->special_output_list_.push_back(file_header);
 444
 445   // We set the output section indexes in set_segment_offsets and
 446   // set_section_offsets.
 447   unsigned int shndx = 1;
 448
 449   // Set the file offsets of all the segments, and all the sections
 450   // they contain.
 451   off_t off = this->set_segment_offsets(target, load_seg, &shndx);
 452
 453   // Create the symbol table sections.
 454   // FIXME: We don't need to do this if we are stripping symbols.
 455   Output_section* ostrtab;
 456   this->create_symtab_sections(size, input_objects, symtab, &off,
 457                                &ostrtab);
 458
 459   // Create the .shstrtab section.
 460   Output_section* shstrtab_section = this->create_shstrtab();
 461
 462   // Set the file offsets of all the sections not associated with
 463   // segments.
 464   off = this->set_section_offsets(off, &shndx);
 465
 466   // Now the section index of OSTRTAB is set.
 467   this->symtab_section_->set_link(ostrtab->out_shndx());
 468
 469   // Create the section table header.
 470   Output_section_headers* oshdrs = this->create_shdrs(size, big_endian, &off);
 471
 472   file_header->set_section_info(oshdrs, shstrtab_section);
 473
 474   // Now we know exactly where everything goes in the output file.
 475   Output_data::layout_complete();
 476
 477   return off;
 478 }
 479
 480 // Return whether SEG1 should be before SEG2 in the output file.  This
 481 // is based entirely on the segment type and flags.  When this is
 482 // called the segment addresses has normally not yet been set.
 483
 484 bool
 485 Layout::segment_precedes(const Output_segment* seg1,
 486                          const Output_segment* seg2)
 487 {
 488   elfcpp::Elf_Word type1 = seg1->type();
 489   elfcpp::Elf_Word type2 = seg2->type();
 490
 491   // The single PT_PHDR segment is required to precede any loadable
 492   // segment.  We simply make it always first.
 493   if (type1 == elfcpp::PT_PHDR)
 494     {
 495       gold_assert(type2 != elfcpp::PT_PHDR);
 496       return true;
 497     }
 498   if (type2 == elfcpp::PT_PHDR)
 499     return false;
 500
 501   // The single PT_INTERP segment is required to precede any loadable
 502   // segment.  We simply make it always second.
 503   if (type1 == elfcpp::PT_INTERP)
 504     {
 505       gold_assert(type2 != elfcpp::PT_INTERP);
 506       return true;
 507     }
 508   if (type2 == elfcpp::PT_INTERP)
 509     return false;
 510
 511   // We then put PT_LOAD segments before any other segments.
 512   if (type1 == elfcpp::PT_LOAD && type2 != elfcpp::PT_LOAD)
 513     return true;
 514   if (type2 == elfcpp::PT_LOAD && type1 != elfcpp::PT_LOAD)
 515     return false;
 516
 517   // We put the PT_TLS segment last, because that is where the dynamic
 518   // linker expects to find it (this is just for efficiency; other
 519   // positions would also work correctly).
 520   if (type1 == elfcpp::PT_TLS && type2 != elfcpp::PT_TLS)
 521     return false;
 522   if (type2 == elfcpp::PT_TLS && type1 != elfcpp::PT_TLS)
 523     return true;
 524
 525   const elfcpp::Elf_Word flags1 = seg1->flags();
 526   const elfcpp::Elf_Word flags2 = seg2->flags();
 527
 528   // The order of non-PT_LOAD segments is unimportant.  We simply sort
 529   // by the numeric segment type and flags values.  There should not
 530   // be more than one segment with the same type and flags.
 531   if (type1 != elfcpp::PT_LOAD)
 532     {
 533       if (type1 != type2)
 534         return type1 < type2;
 535       gold_assert(flags1 != flags2);
 536       return flags1 < flags2;
 537     }
 538
 539   // We sort PT_LOAD segments based on the flags.  Readonly segments
 540   // come before writable segments.  Then executable segments come
 541   // before non-executable segments.  Then the unlikely case of a
 542   // non-readable segment comes before the normal case of a readable
 543   // segment.  If there are multiple segments with the same type and
 544   // flags, we require that the address be set, and we sort by
 545   // virtual address and then physical address.
 546   if ((flags1 & elfcpp::PF_W) != (flags2 & elfcpp::PF_W))
 547     return (flags1 & elfcpp::PF_W) == 0;
 548   if ((flags1 & elfcpp::PF_X) != (flags2 & elfcpp::PF_X))
 549     return (flags1 & elfcpp::PF_X) != 0;
 550   if ((flags1 & elfcpp::PF_R) != (flags2 & elfcpp::PF_R))
 551     return (flags1 & elfcpp::PF_R) == 0;
 552
 553   uint64_t vaddr1 = seg1->vaddr();
 554   uint64_t vaddr2 = seg2->vaddr();
 555   if (vaddr1 != vaddr2)
 556     return vaddr1 < vaddr2;
 557
 558   uint64_t paddr1 = seg1->paddr();
 559   uint64_t paddr2 = seg2->paddr();
 560   gold_assert(paddr1 != paddr2);
 561   return paddr1 < paddr2;
 562 }
 563
 564 // Set the file offsets of all the segments, and all the sections they
 565 // contain.  They have all been created.  LOAD_SEG must be be laid out
 566 // first.  Return the offset of the data to follow.
 567
 568 off_t
 569 Layout::set_segment_offsets(const Target* target, Output_segment* load_seg,
 570                             unsigned int *pshndx)
 571 {
 572   // Sort them into the final order.
 573   std::sort(this->segment_list_.begin(), this->segment_list_.end(),
 574             Layout::Compare_segments());
 575
 576   // Find the PT_LOAD segments, and set their addresses and offsets
 577   // and their section's addresses and offsets.
 578   uint64_t addr = target->text_segment_address();
 579   off_t off = 0;
 580   bool was_readonly = false;
 581   for (Segment_list::iterator p = this->segment_list_.begin();
 582        p != this->segment_list_.end();
 583        ++p)
 584     {
 585       if ((*p)->type() == elfcpp::PT_LOAD)
 586         {
 587           if (load_seg != NULL && load_seg != *p)
 588             gold_unreachable();
 589           load_seg = NULL;
 590
 591           // If the last segment was readonly, and this one is not,
 592           // then skip the address forward one page, maintaining the
 593           // same position within the page.  This lets us store both
 594           // segments overlapping on a single page in the file, but
 595           // the loader will put them on different pages in memory.
 596
 597           uint64_t orig_addr = addr;
 598           uint64_t orig_off = off;
 599
 600           uint64_t aligned_addr = addr;
 601           uint64_t abi_pagesize = target->abi_pagesize();
 602           if (was_readonly && ((*p)->flags() & elfcpp::PF_W) != 0)
 603             {
 604               uint64_t align = (*p)->addralign();
 605
 606               addr = align_address(addr, align);
 607               aligned_addr = addr;
 608               if ((addr & (abi_pagesize - 1)) != 0)
 609                 addr = addr + abi_pagesize;
 610             }
 611
 612           unsigned int shndx_hold = *pshndx;
 613           off = orig_off + ((addr - orig_addr) & (abi_pagesize - 1));
 614           uint64_t new_addr = (*p)->set_section_addresses(addr, &off, pshndx);
 615
 616           // Now that we know the size of this segment, we may be able
 617           // to save a page in memory, at the cost of wasting some
 618           // file space, by instead aligning to the start of a new
 619           // page.  Here we use the real machine page size rather than
 620           // the ABI mandated page size.
 621
 622           if (aligned_addr != addr)
 623             {
 624               uint64_t common_pagesize = target->common_pagesize();
 625               uint64_t first_off = (common_pagesize
 626                                     - (aligned_addr
 627                                        & (common_pagesize - 1)));
 628               uint64_t last_off = new_addr & (common_pagesize - 1);
 629               if (first_off > 0
 630                   && last_off > 0
 631                   && ((aligned_addr & ~ (common_pagesize - 1))
 632                       != (new_addr & ~ (common_pagesize - 1)))
 633                   && first_off + last_off <= common_pagesize)
 634                 {
 635                   *pshndx = shndx_hold;
 636                   addr = align_address(aligned_addr, common_pagesize);
 637                   off = orig_off + ((addr - orig_addr) & (abi_pagesize - 1));
 638                   new_addr = (*p)->set_section_addresses(addr, &off, pshndx);
 639                 }
 640             }
 641
 642           addr = new_addr;
 643
 644           if (((*p)->flags() & elfcpp::PF_W) == 0)
 645             was_readonly = true;
 646         }
 647     }
 648
 649   // Handle the non-PT_LOAD segments, setting their offsets from their
 650   // section's offsets.
 651   for (Segment_list::iterator p = this->segment_list_.begin();
 652        p != this->segment_list_.end();
 653        ++p)
 654     {
 655       if ((*p)->type() != elfcpp::PT_LOAD)
 656         (*p)->set_offset();
 657     }
 658
 659   return off;
 660 }
 661
 662 // Set the file offset of all the sections not associated with a
 663 // segment.
 664
 665 off_t
 666 Layout::set_section_offsets(off_t off, unsigned int* pshndx)
 667 {
 668   for (Section_list::iterator p = this->unattached_section_list_.begin();
 669        p != this->unattached_section_list_.end();
 670        ++p)
 671     {
 672       (*p)->set_out_shndx(*pshndx);
 673       ++*pshndx;
 674       if ((*p)->offset() != -1)
 675         continue;
 676       off = align_address(off, (*p)->addralign());
 677       (*p)->set_address(0, off);
 678       off += (*p)->data_size();
 679     }
 680   return off;
 681 }
 682
 683 // Create the symbol table sections.
 684
 685 void
 686 Layout::create_symtab_sections(int size, const Input_objects* input_objects,
 687                                Symbol_table* symtab,
 688                                off_t* poff,
 689                                Output_section** postrtab)
 690 {
 691   int symsize;
 692   unsigned int align;
 693   if (size == 32)
 694     {
 695       symsize = elfcpp::Elf_sizes<32>::sym_size;
 696       align = 4;
 697     }
 698   else if (size == 64)
 699     {
 700       symsize = elfcpp::Elf_sizes<64>::sym_size;
 701       align = 8;
 702     }
 703   else
 704     gold_unreachable();
 705
 706   off_t off = *poff;
 707   off = align_address(off, align);
 708   off_t startoff = off;
 709
 710   // Save space for the dummy symbol at the start of the section.  We
 711   // never bother to write this out--it will just be left as zero.
 712   off += symsize;
 713   unsigned int local_symbol_index = 1;
 714
 715   // Add STT_SECTION symbols for each Output section which needs one.
 716   for (Section_list::iterator p = this->section_list_.begin();
 717        p != this->section_list_.end();
 718        ++p)
 719     {
 720       if (!(*p)->needs_symtab_index())
 721         (*p)->set_symtab_index(-1U);
 722       else
 723         {
 724           (*p)->set_symtab_index(local_symbol_index);
 725           ++local_symbol_index;
 726           off += symsize;
 727         }
 728     }
 729
 730   for (Input_objects::Relobj_iterator p = input_objects->relobj_begin();
 731        p != input_objects->relobj_end();
 732        ++p)
 733     {
 734       Task_lock_obj<Object> tlo(**p);
 735       unsigned int index = (*p)->finalize_local_symbols(local_symbol_index,
 736                                                         off,
 737                                                         &this->sympool_);
 738       off += (index - local_symbol_index) * symsize;
 739       local_symbol_index = index;
 740     }
 741
 742   unsigned int local_symcount = local_symbol_index;
 743   gold_assert(local_symcount * symsize == off - startoff);
 744
 745   off = symtab->finalize(local_symcount, off, &this->sympool_);
 746
 747   this->sympool_.set_string_offsets();
 748
 749   const char* symtab_name = this->namepool_.add(".symtab", NULL);
 750   Output_section* osymtab = this->make_output_section(symtab_name,
 751                                                       elfcpp::SHT_SYMTAB,
 752                                                       0);
 753   this->symtab_section_ = osymtab;
 754
 755   Output_section_data* pos = new Output_data_space(off - startoff,
 756                                                    align);
 757   osymtab->add_output_section_data(pos);
 758
 759   const char* strtab_name = this->namepool_.add(".strtab", NULL);
 760   Output_section* ostrtab = this->make_output_section(strtab_name,
 761                                                       elfcpp::SHT_STRTAB,
 762                                                       0);
 763
 764   Output_section_data* pstr = new Output_data_strtab(&this->sympool_);
 765   ostrtab->add_output_section_data(pstr);
 766
 767   osymtab->set_address(0, startoff);
 768   osymtab->set_info(local_symcount);
 769   osymtab->set_entsize(symsize);
 770
 771   *poff = off;
 772   *postrtab = ostrtab;
 773 }
 774
 775 // Create the .shstrtab section, which holds the names of the
 776 // sections.  At the time this is called, we have created all the
 777 // output sections except .shstrtab itself.
 778
 779 Output_section*
 780 Layout::create_shstrtab()
 781 {
 782   // FIXME: We don't need to create a .shstrtab section if we are
 783   // stripping everything.
 784
 785   const char* name = this->namepool_.add(".shstrtab", NULL);
 786
 787   this->namepool_.set_string_offsets();
 788
 789   Output_section* os = this->make_output_section(name, elfcpp::SHT_STRTAB, 0);
 790
 791   Output_section_data* posd = new Output_data_strtab(&this->namepool_);
 792   os->add_output_section_data(posd);
 793
 794   return os;
 795 }
 796
 797 // Create the section headers.  SIZE is 32 or 64.  OFF is the file
 798 // offset.
 799
 800 Output_section_headers*
 801 Layout::create_shdrs(int size, bool big_endian, off_t* poff)
 802 {
 803   Output_section_headers* oshdrs;
 804   oshdrs = new Output_section_headers(size, big_endian, this->segment_list_,
 805                                       this->unattached_section_list_,
 806                                       &this->namepool_);
 807   off_t off = align_address(*poff, oshdrs->addralign());
 808   oshdrs->set_address(0, off);
 809   off += oshdrs->data_size();
 810   *poff = off;
 811   this->special_output_list_.push_back(oshdrs);
 812   return oshdrs;
 813 }
 814
 815 // Create the dynamic symbol table.
 816
 817 void
 818 Layout::create_dynamic_symtab(const Target* target, Output_data_dynamic* odyn,
 819                               Symbol_table* symtab)
 820 {
 821   // Count all the symbols in the dynamic symbol table, and set the
 822   // dynamic symbol indexes.
 823
 824   // Skip symbol 0, which is always all zeroes.
 825   unsigned int index = 1;
 826
 827   // Add STT_SECTION symbols for each Output section which needs one.
 828   for (Section_list::iterator p = this->section_list_.begin();
 829        p != this->section_list_.end();
 830        ++p)
 831     {
 832       if (!(*p)->needs_dynsym_index())
 833         (*p)->set_dynsym_index(-1U);
 834       else
 835         {
 836           (*p)->set_dynsym_index(index);
 837           ++index;
 838         }
 839     }
 840
 841   // FIXME: Some targets apparently require local symbols in the
 842   // dynamic symbol table.  Here is where we will have to count them,
 843   // and set the dynamic symbol indexes, and add the names to
 844   // this->dynpool_.
 845
 846   unsigned int local_symcount = index;
 847
 848   std::vector<Symbol*> dynamic_symbols;
 849
 850   // FIXME: We have to tell set_dynsym_indexes whether the
 851   // -E/--export-dynamic option was used.
 852   index = symtab->set_dynsym_indexes(index, &dynamic_symbols,
 853                                      &this->dynpool_);
 854
 855   int symsize;
 856   unsigned int align;
 857   const int size = target->get_size();
 858   if (size == 32)
 859     {
 860       symsize = elfcpp::Elf_sizes<32>::sym_size;
 861       align = 4;
 862     }
 863   else if (size == 64)
 864     {
 865       symsize = elfcpp::Elf_sizes<64>::sym_size;
 866       align = 8;
 867     }
 868   else
 869     gold_unreachable();
 870
 871   const char* dynsym_name = this->namepool_.add(".dynsym", NULL);
 872   Output_section* dynsym = this->make_output_section(dynsym_name,
 873                                                      elfcpp::SHT_DYNSYM,
 874                                                      elfcpp::SHF_ALLOC);
 875
 876   Output_section_data* odata = new Output_data_space(index * symsize,
 877                                                      align);
 878   dynsym->add_output_section_data(odata);
 879
 880   dynsym->set_info(local_symcount);
 881   dynsym->set_entsize(symsize);
 882   dynsym->set_addralign(align);
 883
 884   this->dynsym_section_ = dynsym;
 885
 886   odyn->add_section_address(elfcpp::DT_SYMTAB, dynsym);
 887   odyn->add_constant(elfcpp::DT_SYMENT, symsize);
 888
 889   const char* dynstr_name = this->namepool_.add(".dynstr", NULL);
 890   Output_section* dynstr = this->make_output_section(dynstr_name,
 891                                                      elfcpp::SHT_STRTAB,
 892                                                      elfcpp::SHF_ALLOC);
 893
 894   Output_section_data* strdata = new Output_data_strtab(&this->dynpool_);
 895   dynstr->add_output_section_data(strdata);
 896
 897   odyn->add_section_address(elfcpp::DT_STRTAB, dynstr);
 898   odyn->add_section_size(elfcpp::DT_STRSZ, dynstr);
 899
 900   // FIXME: We need an option to create a GNU hash table.
 901
 902   unsigned char* phash;
 903   unsigned int hashlen;
 904   Dynobj::create_elf_hash_table(target, dynamic_symbols, local_symcount,
 905                                 &phash, &hashlen);
 906
 907   const char* hash_name = this->namepool_.add(".hash", NULL);
 908   Output_section* hashsec = this->make_output_section(hash_name,
 909                                                       elfcpp::SHT_HASH,
 910                                                       elfcpp::SHF_ALLOC);
 911
 912   Output_section_data* hashdata = new Output_data_const_buffer(phash,
 913                                                                hashlen,
 914                                                                align);
 915   hashsec->add_output_section_data(hashdata);
 916
 917   hashsec->set_entsize(4);
 918   // FIXME: .hash should link to .dynsym.
 919
 920   odyn->add_section_address(elfcpp::DT_HASH, hashsec);
 921 }
 922
 923 // Create the .interp section and PT_INTERP segment.
 924
 925 void
 926 Layout::create_interp(const Target* target)
 927 {
 928   const char* interp = this->options_.dynamic_linker();
 929   if (interp == NULL)
 930     {
 931       interp = target->dynamic_linker();
 932       gold_assert(interp != NULL);
 933     }
 934
 935   size_t len = strlen(interp) + 1;
 936
 937   Output_section_data* odata = new Output_data_const(interp, len, 1);
 938
 939   const char* interp_name = this->namepool_.add(".interp", NULL);
 940   Output_section* osec = this->make_output_section(interp_name,
 941                                                    elfcpp::SHT_PROGBITS,
 942                                                    elfcpp::SHF_ALLOC);
 943   osec->add_output_section_data(odata);
 944
 945   Output_segment* oseg = new Output_segment(elfcpp::PT_INTERP, elfcpp::PF_R);
 946   this->segment_list_.push_back(oseg);
 947   oseg->add_initial_output_section(osec, elfcpp::PF_R);
 948 }
 949
 950 // Finish the .dynamic section and PT_DYNAMIC segment.
 951
 952 void
 953 Layout::finish_dynamic_section(const Input_objects* input_objects,
 954                                const Symbol_table* symtab,
 955                                Output_data_dynamic* odyn)
 956 {
 957   this->dynamic_section_->add_output_section_data(odyn);
 958
 959   Output_segment* oseg = new Output_segment(elfcpp::PT_DYNAMIC,
 960                                             elfcpp::PF_R | elfcpp::PF_W);
 961   this->segment_list_.push_back(oseg);
 962   oseg->add_initial_output_section(this->dynamic_section_,
 963                                    elfcpp::PF_R | elfcpp::PF_W);
 964
 965   for (Input_objects::Dynobj_iterator p = input_objects->dynobj_begin();
 966        p != input_objects->dynobj_end();
 967        ++p)
 968     {
 969       // FIXME: Handle --as-needed.
 970       odyn->add_string(elfcpp::DT_NEEDED, (*p)->soname());
 971     }
 972
 973   // FIXME: Support --init and --fini.
 974   Symbol* sym = symtab->lookup("_init");
 975   if (sym != NULL && sym->is_defined() && !sym->is_defined_in_dynobj())
 976     odyn->add_symbol(elfcpp::DT_INIT, sym);
 977
 978   sym = symtab->lookup("_fini");
 979   if (sym != NULL && sym->is_defined() && !sym->is_defined_in_dynobj())
 980     odyn->add_symbol(elfcpp::DT_FINI, sym);
 981
 982   // FIXME: Support DT_INIT_ARRAY and DT_FINI_ARRAY.
 983 }
 984
 985 // The mapping of .gnu.linkonce section names to real section names.
 986
 987 #define MAPPING_INIT(f, t) { f, sizeof(f) - 1, t, sizeof(t) - 1 }
 988 const Layout::Linkonce_mapping Layout::linkonce_mapping[] =
 989 {
 990   MAPPING_INIT("d.rel.ro", ".data.rel.ro"),     // Must be before "d".
 991   MAPPING_INIT("t", ".text"),
 992   MAPPING_INIT("r", ".rodata"),
 993   MAPPING_INIT("d", ".data"),
 994   MAPPING_INIT("b", ".bss"),
 995   MAPPING_INIT("s", ".sdata"),
 996   MAPPING_INIT("sb", ".sbss"),
 997   MAPPING_INIT("s2", ".sdata2"),
 998   MAPPING_INIT("sb2", ".sbss2"),
 999   MAPPING_INIT("wi", ".debug_info"),
1000   MAPPING_INIT("td", ".tdata"),
1001   MAPPING_INIT("tb", ".tbss"),
1002   MAPPING_INIT("lr", ".lrodata"),
1003   MAPPING_INIT("l", ".ldata"),
1004   MAPPING_INIT("lb", ".lbss"),
1005 };
1006 #undef MAPPING_INIT
1007
1008 const int Layout::linkonce_mapping_count =
1009   sizeof(Layout::linkonce_mapping) / sizeof(Layout::linkonce_mapping[0]);
1010
1011 // Return the name of the output section to use for a .gnu.linkonce
1012 // section.  This is based on the default ELF linker script of the old
1013 // GNU linker.  For example, we map a name like ".gnu.linkonce.t.foo"
1014 // to ".text".  Set *PLEN to the length of the name.  *PLEN is
1015 // initialized to the length of NAME.
1016
1017 const char*
1018 Layout::linkonce_output_name(const char* name, size_t *plen)
1019 {
1020   const char* s = name + sizeof(".gnu.linkonce") - 1;
1021   if (*s != '.')
1022     return name;
1023   ++s;
1024   const Linkonce_mapping* plm = linkonce_mapping;
1025   for (int i = 0; i < linkonce_mapping_count; ++i, ++plm)
1026     {
1027       if (strncmp(s, plm->from, plm->fromlen) == 0 && s[plm->fromlen] == '.')
1028         {
1029           *plen = plm->tolen;
1030           return plm->to;
1031         }
1032     }
1033   return name;
1034 }
1035
1036 // Choose the output section name to use given an input section name.
1037 // Set *PLEN to the length of the name.  *PLEN is initialized to the
1038 // length of NAME.
1039
1040 const char*
1041 Layout::output_section_name(const char* name, size_t* plen)
1042 {
1043   if (Layout::is_linkonce(name))
1044     {
1045       // .gnu.linkonce sections are laid out as though they were named
1046       // for the sections are placed into.
1047       return Layout::linkonce_output_name(name, plen);
1048     }
1049
1050   // If the section name has no '.', or only an initial '.', we use
1051   // the name unchanged (i.e., ".text" is unchanged).
1052
1053   // Otherwise, if the section name does not include ".rel", we drop
1054   // the last '.'  and everything that follows (i.e., ".text.XXX"
1055   // becomes ".text").
1056
1057   // Otherwise, if the section name has zero or one '.' after the
1058   // ".rel", we use the name unchanged (i.e., ".rel.text" is
1059   // unchanged).
1060
1061   // Otherwise, we drop the last '.' and everything that follows
1062   // (i.e., ".rel.text.XXX" becomes ".rel.text").
1063
1064   const char* s = name;
1065   if (*s == '.')
1066     ++s;
1067   const char* sdot = strchr(s, '.');
1068   if (sdot == NULL)
1069     return name;
1070
1071   const char* srel = strstr(s, ".rel");
1072   if (srel == NULL)
1073     {
1074       *plen = sdot - name;
1075       return name;
1076     }
1077
1078   sdot = strchr(srel + 1, '.');
1079   if (sdot == NULL)
1080     return name;
1081   sdot = strchr(sdot + 1, '.');
1082   if (sdot == NULL)
1083     return name;
1084
1085   *plen = sdot - name;
1086   return name;
1087 }
1088
1089 // Record the signature of a comdat section, and return whether to
1090 // include it in the link.  If GROUP is true, this is a regular
1091 // section group.  If GROUP is false, this is a group signature
1092 // derived from the name of a linkonce section.  We want linkonce
1093 // signatures and group signatures to block each other, but we don't
1094 // want a linkonce signature to block another linkonce signature.
1095
1096 bool
1097 Layout::add_comdat(const char* signature, bool group)
1098 {
1099   std::string sig(signature);
1100   std::pair<Signatures::iterator, bool> ins(
1101     this->signatures_.insert(std::make_pair(sig, group)));
1102
1103   if (ins.second)
1104     {
1105       // This is the first time we've seen this signature.
1106       return true;
1107     }
1108
1109   if (ins.first->second)
1110     {
1111       // We've already seen a real section group with this signature.
1112       return false;
1113     }
1114   else if (group)
1115     {
1116       // This is a real section group, and we've already seen a
1117       // linkonce section with tihs signature.  Record that we've seen
1118       // a section group, and don't include this section group.
1119       ins.first->second = true;
1120       return false;
1121     }
1122   else
1123     {
1124       // We've already seen a linkonce section and this is a linkonce
1125       // section.  These don't block each other--this may be the same
1126       // symbol name with different section types.
1127       return true;
1128     }
1129 }
1130
1131 // Write out data not associated with a section or the symbol table.
1132
1133 void
1134 Layout::write_data(const Symbol_table* symtab, const Target* target,
1135                    Output_file* of) const
1136 {
1137   const Output_section* symtab_section = this->symtab_section_;
1138   for (Section_list::const_iterator p = this->section_list_.begin();
1139        p != this->section_list_.end();
1140        ++p)
1141     {
1142       if ((*p)->needs_symtab_index())
1143         {
1144           gold_assert(symtab_section != NULL);
1145           unsigned int index = (*p)->symtab_index();
1146           gold_assert(index > 0 && index != -1U);
1147           off_t off = (symtab_section->offset()
1148                        + index * symtab_section->entsize());
1149           symtab->write_section_symbol(target, *p, of, off);
1150         }
1151     }
1152
1153   const Output_section* dynsym_section = this->dynsym_section_;
1154   for (Section_list::const_iterator p = this->section_list_.begin();
1155        p != this->section_list_.end();
1156        ++p)
1157     {
1158       if ((*p)->needs_dynsym_index())
1159         {
1160           gold_assert(dynsym_section != NULL);
1161           unsigned int index = (*p)->dynsym_index();
1162           gold_assert(index > 0 && index != -1U);
1163           off_t off = (dynsym_section->offset()
1164                        + index * dynsym_section->entsize());
1165           symtab->write_section_symbol(target, *p, of, off);
1166         }
1167     }
1168
1169   // Write out the Output_sections.  Most won't have anything to
1170   // write, since most of the data will come from input sections which
1171   // are handled elsewhere.  But some Output_sections do have
1172   // Output_data.
1173   for (Section_list::const_iterator p = this->section_list_.begin();
1174        p != this->section_list_.end();
1175        ++p)
1176     (*p)->write(of);
1177
1178   // Write out the Output_data which are not in an Output_section.
1179   for (Data_list::const_iterator p = this->special_output_list_.begin();
1180        p != this->special_output_list_.end();
1181        ++p)
1182     (*p)->write(of);
1183 }
1184
1185 // Write_data_task methods.
1186
1187 // We can always run this task.
1188
1189 Task::Is_runnable_type
1190 Write_data_task::is_runnable(Workqueue*)
1191 {
1192   return IS_RUNNABLE;
1193 }
1194
1195 // We need to unlock FINAL_BLOCKER when finished.
1196
1197 Task_locker*
1198 Write_data_task::locks(Workqueue* workqueue)
1199 {
1200   return new Task_locker_block(*this->final_blocker_, workqueue);
1201 }
1202
1203 // Run the task--write out the data.
1204
1205 void
1206 Write_data_task::run(Workqueue*)
1207 {
1208   this->layout_->write_data(this->symtab_, this->target_, this->of_);
1209 }
1210
1211 // Write_symbols_task methods.
1212
1213 // We can always run this task.
1214
1215 Task::Is_runnable_type
1216 Write_symbols_task::is_runnable(Workqueue*)
1217 {
1218   return IS_RUNNABLE;
1219 }
1220
1221 // We need to unlock FINAL_BLOCKER when finished.
1222
1223 Task_locker*
1224 Write_symbols_task::locks(Workqueue* workqueue)
1225 {
1226   return new Task_locker_block(*this->final_blocker_, workqueue);
1227 }
1228
1229 // Run the task--write out the symbols.
1230
1231 void
1232 Write_symbols_task::run(Workqueue*)
1233 {
1234   this->symtab_->write_globals(this->target_, this->sympool_, this->of_);
1235 }
1236
1237 // Close_task_runner methods.
1238
1239 // Run the task--close the file.
1240
1241 void
1242 Close_task_runner::run(Workqueue*)
1243 {
1244   this->of_->close();
1245 }
1246
1247 // Instantiate the templates we need.  We could use the configure
1248 // script to restrict this to only the ones for implemented targets.
1249
1250 template
1251 Output_section*
1252 Layout::layout<32, false>(Relobj* object, unsigned int shndx, const char* name,
1253                           const elfcpp::Shdr<32, false>& shdr, off_t*);
1254
1255 template
1256 Output_section*
1257 Layout::layout<32, true>(Relobj* object, unsigned int shndx, const char* name,
1258                          const elfcpp::Shdr<32, true>& shdr, off_t*);
1259
1260 template
1261 Output_section*
1262 Layout::layout<64, false>(Relobj* object, unsigned int shndx, const char* name,
1263                           const elfcpp::Shdr<64, false>& shdr, off_t*);
1264
1265 template
1266 Output_section*
1267 Layout::layout<64, true>(Relobj* object, unsigned int shndx, const char* name,
1268                          const elfcpp::Shdr<64, true>& shdr, off_t*);
1269
1270
1271 } // End namespace gold.