sysdeps/alpha/dl-machine.h

   1 /* Machine-dependent ELF dynamic relocation inline functions.  Alpha version.
   2    Copyright (C) 1996 Free Software Foundation, Inc.
   3    This file is part of the GNU C Library.
   4    Contributed by Richard Henderson <rth@tamu.edu>.
   5
   6    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
   7    modify it under the terms of the GNU Library General Public License as
   8    published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   9    License, or (at your option) any later version.
  10
  11    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
  12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14    Library General Public License for more details.
  15
  16    You should have received a copy of the GNU Library General Public
  17    License along with the GNU C Library; see the file COPYING.LIB.  If
  18    not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  19    59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21 /* This was written in the absence of an ABI -- don't expect
  22    it to remain unchanged.  */
  23
  24 #ifndef dl_machine_h
  25 #define dl_machine_h 1
  26
  27 #define ELF_MACHINE_NAME "alpha"
  28
  29 #include <assert.h>
  30 #include <string.h>
  31
  32
  33 /* Return nonzero iff E_MACHINE is compatible with the running host.  */
  34 static inline int
  35 elf_machine_matches_host (Elf64_Word e_machine)
  36 {
  37   return e_machine == EM_ALPHA;
  38 }
  39
  40 /* Return the link-time address of _DYNAMIC.  The multiple-got-capable
  41    linker no longer allocates the first .got entry for this.  But not to
  42    worry, no special tricks are needed.  */
  43 static inline Elf64_Addr
  44 elf_machine_dynamic (void)
  45 {
  46   return (Elf64_Addr) &_DYNAMIC;
  47 }
  48
  49 /* Return the run-time load address of the shared object.  */
  50 static inline Elf64_Addr
  51 elf_machine_load_address (void)
  52 {
  53   /* NOTE: While it is generally unfriendly to put data in the text
  54      segment, it is only slightly less so when the "data" is an
  55      instruction.  While we don't have to worry about GLD just yet, an
  56      optimizing linker might decide that our "data" is an unreachable
  57      instruction and throw it away -- with the right switches, DEC's
  58      linker will do this.  What ought to happen is we should add
  59      something to GAS to allow us access to the new GPREL_HI32/LO32
  60      relocation types stolen from OSF/1 3.0.  */
  61   /* This code relies on the fact that BRADDR relocations do not
  62      appear in dynamic relocation tables.  Not that that would be very
  63      useful anyway -- br/bsr has a 4MB range and the shared libraries
  64      are usually many many terabytes away.  */
  65
  66   Elf64_Addr dot;
  67   long zero_disp;
  68
  69   asm("br %0, 1f\n\t"
  70       ".weak __load_address_undefined\n\t"
  71       "br $0, __load_address_undefined\n"
  72       "1:"
  73       : "=r"(dot));
  74
  75   zero_disp = *(int *)dot;
  76   zero_disp = (zero_disp << 43) >> 41;
  77
  78   return dot + 4 + zero_disp;
  79 }
  80
  81 /* Set up the loaded object described by L so its unrelocated PLT
  82    entries will jump to the on-demand fixup code in dl-runtime.c.  */
  83
  84 static inline void
  85 elf_machine_runtime_setup (struct link_map *l, int lazy)
  86 {
  87   Elf64_Addr plt;
  88   extern void _dl_runtime_resolve (void);
  89
  90   if (l->l_info[DT_JMPREL] && lazy)
  91     {
  92       /* The GOT entries for the functions in the PLT have not been
  93          filled in yet.  Their initial contents are directed to the
  94          PLT which arranges for the dynamic linker to be called.  */
  95       plt = l->l_addr + l->l_info[DT_PLTGOT]->d_un.d_ptr;
  96
  97       /* This function will be called to perform the relocation.  */
  98       *(Elf64_Addr *)(plt + 16) = (Elf64_Addr) &_dl_runtime_resolve;
  99
 100       /* Identify this shared object */
 101       *(Elf64_Addr *)(plt + 24) = (Elf64_Addr) l;
 102     }
 103 }
 104
 105 /* This code is used in dl-runtime.c to call the `fixup' function
 106    and then redirect to the address it returns.  */
 107 #define ELF_MACHINE_RUNTIME_TRAMPOLINE asm ( \
 108 "/* Trampoline for _dl_runtime_resolver */
 109         .globl _dl_runtime_resolve
 110         .ent _dl_runtime_resolve
 111 _dl_runtime_resolve:
 112         lda     $sp, -168($sp)
 113         .frame  $sp, 168, $26
 114         /* Preserve all registers that C normally doesn't.  */
 115         stq     $26, 0($sp)
 116         stq     $0, 8($sp)
 117         stq     $1, 16($sp)
 118         stq     $2, 24($sp)
 119         stq     $3, 32($sp)
 120         stq     $4, 40($sp)
 121         stq     $5, 48($sp)
 122         stq     $6, 56($sp)
 123         stq     $7, 64($sp)
 124         stq     $8, 72($sp)
 125         stq     $16, 80($sp)
 126         stq     $17, 88($sp)
 127         stq     $18, 96($sp)
 128         stq     $19, 104($sp)
 129         stq     $20, 112($sp)
 130         stq     $21, 120($sp)
 131         stq     $22, 128($sp)
 132         stq     $23, 136($sp)
 133         stq     $24, 144($sp)
 134         stq     $25, 152($sp)
 135         stq     $29, 160($sp)
 136         .mask   0x27ff01ff, -168
 137         /* Set up our $gp */
 138         br      $gp, 0f
 139 0:      ldgp    $gp, 0($gp)
 140         .prologue 1
 141         /* Set up the arguments for _dl_runtime_resolve. */
 142         /* $16 = link_map out of plt0 */
 143         ldq     $16, 8($27)
 144         /* $17 = offset of reloc entry */
 145         mov     $28, $17
 146         /* Do the fixup */
 147         bsr     $26, fixup..ng
 148         /* Move the destination address into position.  */
 149         mov     $0, $27
 150         /* Restore program registers.  */
 151         ldq     $26, 0($sp)
 152         ldq     $0, 8($sp)
 153         ldq     $1, 16($sp)
 154         ldq     $2, 24($sp)
 155         ldq     $3, 32($sp)
 156         ldq     $4, 40($sp)
 157         ldq     $5, 48($sp)
 158         ldq     $6, 56($sp)
 159         ldq     $7, 64($sp)
 160         ldq     $8, 72($sp)
 161         ldq     $16, 80($sp)
 162         ldq     $17, 88($sp)
 163         ldq     $18, 96($sp)
 164         ldq     $19, 104($sp)
 165         ldq     $20, 112($sp)
 166         ldq     $21, 120($sp)
 167         ldq     $22, 128($sp)
 168         ldq     $23, 136($sp)
 169         ldq     $24, 144($sp)
 170         ldq     $25, 152($sp)
 171         ldq     $29, 160($sp)
 172         /* Flush the Icache after having modified the .plt code.  */
 173         imb
 174         /* Clean up and turn control to the destination */
 175         lda     $sp, 168($sp)
 176         jmp     $31, ($27)
 177         .end _dl_runtime_resolve");
 178
 179 /* The PLT uses Elf64_Rela relocs.  */
 180 #define elf_machine_relplt elf_machine_rela
 181
 182 /* Initial entry point code for the dynamic linker.
 183    The C function `_dl_start' is the real entry point;
 184    its return value is the user program's entry point.  */
 185
 186 #define RTLD_START asm ("\
 187 .text
 188         .globl _start
 189         .ent _start
 190 _start:
 191         br      $gp, 0f
 192 0:      ldgp    $gp, 0($gp)
 193         /* Pass pointer to argument block to _dl_start.  */
 194         mov     $sp, $16
 195         bsr     $26, _dl_start..ng
 196         .end _start
 197         /* FALLTHRU */
 198         .globl _dl_start_user
 199         .ent _dl_start_user
 200 _dl_start_user:
 201         /* Save the user entry point address in s0.  */
 202         mov     $0, $9
 203         /* See if we were run as a command with the executable file
 204            name as an extra leading argument.  If so, adjust the stack
 205            pointer to skip _dl_skip_args words.  */
 206         ldl     $1, _dl_skip_args
 207         beq     $1, 0f
 208         ldq     $2, 0($sp)
 209         subq    $2, $1, $2
 210         s8addq  $1, $sp, $sp
 211         stq     $2, 0($sp)
 212         /* Load _dl_default_scope[2] into s1 to pass to _dl_init_next.  */
 213 0:      ldq     $10, _dl_default_scope+16
 214         /* Call _dl_init_next to return the address of an initalizer
 215            function to run.  */
 216 1:      mov     $10, $16
 217         jsr     $26, _dl_init_next
 218         ldgp    $gp, 0($26)
 219         beq     $0, 2f
 220         mov     $0, $27
 221         jsr     $26, ($0)
 222         ldgp    $gp, 0($26)
 223         br      1b
 224 2:      /* Clear the startup flag.  */
 225         .set at
 226         stl     $31, _dl_starting_up
 227         .set noat
 228         /* Pass our finalizer function to the user in $0. */
 229         lda     $0, _dl_fini
 230         /* Jump to the user's entry point.  */
 231         mov     $9, $27
 232         jmp     ($9)
 233         .end _dl_start_user");
 234
 235 /* Nonzero iff TYPE describes relocation of a PLT entry, so
 236    PLT entries should not be allowed to define the value.  */
 237 #define elf_machine_pltrel_p(type)  ((type) == R_ALPHA_JMP_SLOT)
 238
 239 /* The alpha never uses Elf64_Rel relocations.  */
 240 #define ELF_MACHINE_NO_REL 1
 241
 242 #endif /* !dl_machine_h */
 243
 244 #ifdef RESOLVE
 245
 246 /* Fix up the instructions of a PLT entry to invoke the function
 247    rather than the dynamic linker.  */
 248 static inline void
 249 elf_alpha_fix_plt(struct link_map *l,
 250                   const Elf64_Rela *reloc,
 251                   Elf64_Addr got_addr,
 252                   Elf64_Addr value)
 253 {
 254   const Elf64_Rela *rela_plt;
 255   Elf64_Word *plte;
 256   long edisp;
 257
 258   /* Recover the PLT entry address by calculating reloc's index into the
 259      .rela.plt, and finding that entry in the .plt.  */
 260
 261   rela_plt = (void *)(l->l_addr + l->l_info[DT_JMPREL]->d_un.d_ptr);
 262
 263   plte = (void *)(l->l_addr + l->l_info[DT_PLTGOT]->d_un.d_ptr + 32);
 264   plte += 3 * (reloc - rela_plt);
 265
 266   /* Find the displacement from the plt entry to the function.  */
 267
 268   edisp = (long)(value - (Elf64_Addr)&plte[3]) / 4;
 269
 270   if (edisp >= -0x100000 && edisp < 0x100000)
 271     {
 272       /* If we are in range, use br to perfect branch prediction and
 273          elide the dependency on the address load.  This case happens,
 274          e.g., when a shared library call is resolved to the same library.  */
 275
 276       int hi, lo;
 277       hi = value - (Elf64_Addr)&plte[0];
 278       lo = (short)hi;
 279       hi = (hi - lo) >> 16;
 280
 281       /* Emit "ldah $27,H($27)" */
 282       plte[0] = 0x277b0000 | (hi & 0xffff);
 283
 284       /* Emit "lda $27,L($27)" */
 285       plte[1] = 0x237b0000 | (lo & 0xffff);
 286
 287       /* Emit "br $31,function" */
 288       plte[2] = 0xc3e00000 | (edisp & 0x1fffff);
 289     }
 290   else
 291     {
 292       /* Don't bother with the hint since we already know the hint is
 293          wrong.  Eliding it prevents the wrong page from getting pulled
 294          into the cache.  */
 295
 296       int hi, lo;
 297       hi = got_addr - (Elf64_Addr)&plte[0];
 298       lo = (short)hi;
 299       hi = (hi - lo) >> 16;
 300
 301       /* Emit "ldah $27,H($27)" */
 302       plte[0] = 0x277b0000 | (hi & 0xffff);
 303
 304       /* Emit "ldq $27,L($27)" */
 305       plte[1] = 0xa77b0000 | (lo & 0xffff);
 306
 307       /* Emit "jmp $31,($27)" */
 308       plte[2] = 0x6bfb0000;
 309     }
 310
 311   /* At this point, if we've been doing runtime resolution, Icache is dirty.
 312      This will be taken care of in _dl_runtime_resolve.  If instead we are
 313      doing this as part of non-lazy startup relocation, that bit of code
 314      hasn't made it into Icache yet, so there's nothing to clean up.  */
 315 }
 316
 317 /* Perform the relocation specified by RELOC and SYM (which is fully resolved).
 318    MAP is the object containing the reloc.  */
 319 static inline void
 320 elf_machine_rela (struct link_map *map,
 321                   const Elf64_Rela *reloc,
 322                   const Elf64_Sym *sym)
 323 {
 324   Elf64_Addr * const reloc_addr = (void *)(map->l_addr + reloc->r_offset);
 325   unsigned long const r_info = ELF64_R_TYPE (reloc->r_info);
 326
 327 #ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 328   /* This is defined in rtld.c, but nowhere in the static libc.a; make the
 329      reference weak so static programs can still link.  This declaration
 330      cannot be done when compiling rtld.c (i.e.  #ifdef RTLD_BOOTSTRAP)
 331      because rtld.c contains the common defn for _dl_rtld_map, which is
 332      incompatible with a weak decl in the same file.  */
 333   weak_extern (_dl_rtld_map);
 334 #endif
 335
 336   /* We cannot use a switch here because we cannot locate the switch
 337      jump table until we've self-relocated.  */
 338
 339   if (r_info == R_ALPHA_RELATIVE)
 340     {
 341 #ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 342       /* Already done in dynamic linker.  */
 343       if (map != &_dl_rtld_map)
 344 #endif
 345         *reloc_addr += map->l_addr;
 346     }
 347   else if (r_info == R_ALPHA_NONE)
 348     return;
 349   else
 350     {
 351       Elf64_Addr loadbase, sym_value;
 352
 353       loadbase = RESOLVE (&sym,
 354                           r_info == R_ALPHA_JMP_SLOT ? DL_LOOKUP_NOPLT : 0);
 355       sym_value = sym ? loadbase + sym->st_value : 0;
 356
 357       if (r_info == R_ALPHA_GLOB_DAT)
 358         *reloc_addr = sym_value;
 359       else if (r_info == R_ALPHA_JMP_SLOT)
 360         {
 361           *reloc_addr = sym_value;
 362           elf_alpha_fix_plt (map, reloc, (Elf64_Addr) reloc_addr, sym_value);
 363         }
 364       else if (r_info == R_ALPHA_REFQUAD)
 365         {
 366           sym_value += *reloc_addr;
 367 #ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 368           if (map == &_dl_rtld_map)
 369             {
 370               /* Undo the relocation done here during bootstrapping.
 371                  Now we will relocate anew, possibly using a binding
 372                  found in the user program or a loaded library rather
 373                  than the dynamic linker's built-in definitions used
 374                  while loading those libraries.  */
 375               const Elf64_Sym *const dlsymtab
 376                 = (void *)(map->l_addr + map->l_info[DT_SYMTAB]->d_un.d_ptr);
 377               sym_value -= map->l_addr;
 378               sym_value -= dlsymtab[ELF64_R_SYM(reloc->r_info)].st_value;
 379             }
 380           else
 381 #endif
 382             sym_value += reloc->r_addend;
 383           *reloc_addr = sym_value;
 384         }
 385       else
 386         assert (! "unexpected dynamic reloc type");
 387     }
 388 }
 389
 390 static inline void
 391 elf_machine_lazy_rel (struct link_map *map, const Elf64_Rela *reloc)
 392 {
 393   Elf64_Addr * const reloc_addr = (void *)(map->l_addr + reloc->r_offset);
 394   unsigned long const r_info = ELF64_R_TYPE (reloc->r_info);
 395
 396   if (r_info == R_ALPHA_JMP_SLOT)
 397     {
 398       /* Perform a RELATIVE reloc on the .got entry that transfers
 399          to the .plt.  */
 400       *reloc_addr += map->l_addr;
 401     }
 402   else if (r_info == R_ALPHA_NONE)
 403     return;
 404   else
 405     assert (! "unexpected PLT reloc type");
 406 }
 407
 408 #endif /* RESOLVE */