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., 675 Mass Ave,
  19 Cambridge, MA 02139, 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 run-time address of the _GLOBAL_OFFSET_TABLE_.
  41    Must be inlined in a function which uses global data.  */
  42 static inline Elf64_Addr *
  43 elf_machine_got (void)
  44 {
  45   register Elf64_Addr gp __asm__("$29");
  46   return (Elf64_Addr *)(gp - 0x8000);
  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         .globl _dl_start_user
 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 _dl_start_user:
 197         /* Save the user entry point address in s0.  */
 198         mov     $0, $9
 199         /* See if we were run as a command with the executable file
 200            name as an extra leading argument.  If so, adjust the stack
 201            pointer to skip _dl_skip_args words.  */
 202         ldl     $1, _dl_skip_args
 203         beq     $1, 0f
 204         ldq     $2, 0($sp)
 205         subq    $2, $1, $2
 206         s8addq  $1, $sp, $sp
 207         stq     $2, 0($sp)
 208         /* Load _dl_default_scope[2] into s1 to pass to _dl_init_next.  */
 209 0:      ldq     $10, _dl_default_scope+16
 210         /* Call _dl_init_next to return the address of an initalizer
 211            function to run.  */
 212 1:      mov     $10, $16
 213         jsr     $26, _dl_init_next
 214         ldgp    $gp, 0($26)
 215         beq     $0, 2f
 216         mov     $0, $27
 217         jsr     $26, ($0)
 218         ldgp    $gp, 0($26)
 219         br      1b
 220 2:      /* Clear the startup flag.  */
 221         .set at
 222         stl     $31, _dl_starting_up
 223         .set noat
 224         /* Pass our finalizer function to the user in $0. */
 225         lda     $0, _dl_fini
 226         /* Jump to the user's entry point.  */
 227         mov     $9, $27
 228         jmp     ($9)");
 229
 230 /* Nonzero iff TYPE describes relocation of a PLT entry, so
 231    PLT entries should not be allowed to define the value.  */
 232 #define elf_machine_pltrel_p(type)  ((type) == R_ALPHA_JMP_SLOT)
 233
 234 /* The alpha never uses Elf64_Rel relocations.  */
 235 #define ELF_MACHINE_NO_REL 1
 236
 237 #endif /* !dl_machine_h */
 238
 239 #ifdef RESOLVE
 240
 241 /* Fix up the instructions of a PLT entry to invoke the function
 242    rather than the dynamic linker.  */
 243 static inline void
 244 elf_alpha_fix_plt(struct link_map *l,
 245                   const Elf64_Rela *reloc,
 246                   Elf64_Addr got_addr,
 247                   Elf64_Addr value)
 248 {
 249   const Elf64_Rela *rela_plt;
 250   Elf64_Word *plte;
 251   long edisp;
 252
 253   /* Recover the PLT entry address by calculating reloc's index into the
 254      .rela.plt, and finding that entry in the .plt.  */
 255
 256   rela_plt = (void *)(l->l_addr + l->l_info[DT_JMPREL]->d_un.d_ptr);
 257
 258   plte = (void *)(l->l_addr + l->l_info[DT_PLTGOT]->d_un.d_ptr + 32);
 259   plte += 3 * (reloc - rela_plt);
 260
 261   /* Find the displacement from the plt entry to the function.  */
 262
 263   edisp = (long)(value - (Elf64_Addr)&plte[3]) / 4;
 264
 265   if (edisp >= -0x100000 && edisp < 0x100000)
 266     {
 267       /* If we are in range, use br to perfect branch prediction and
 268          elide the dependency on the address load.  This case happens,
 269          e.g., when a shared library call is resolved to the same library.  */
 270
 271       int hi, lo;
 272       hi = value - (Elf64_Addr)&plte[0];
 273       lo = (short)hi;
 274       hi = (hi - lo) >> 16;
 275
 276       /* Emit "ldah $27,H($27)" */
 277       plte[0] = 0x277b0000 | (hi & 0xffff);
 278
 279       /* Emit "lda $27,L($27)" */
 280       plte[1] = 0x237b0000 | (lo & 0xffff);
 281
 282       /* Emit "br $31,function" */
 283       plte[2] = 0xc3e00000 | (edisp & 0x1fffff);
 284     }
 285   else
 286     {
 287       /* Don't bother with the hint since we already know the hint is
 288          wrong.  Eliding it prevents the wrong page from getting pulled
 289          into the cache.  */
 290
 291       int hi, lo;
 292       hi = got_addr - (Elf64_Addr)&plte[0];
 293       lo = (short)hi;
 294       hi = (hi - lo) >> 16;
 295
 296       /* Emit "ldah $27,H($27)" */
 297       plte[0] = 0x277b0000 | (hi & 0xffff);
 298
 299       /* Emit "ldq $27,L($27)" */
 300       plte[1] = 0xa77b0000 | (lo & 0xffff);
 301
 302       /* Emit "jmp $31,($27)" */
 303       plte[2] = 0x6bfb0000;
 304     }
 305
 306   /* At this point, if we've been doing runtime resolution, Icache is dirty.
 307      This will be taken care of in _dl_runtime_resolve.  If instead we are
 308      doing this as part of non-lazy startup relocation, that bit of code
 309      hasn't made it into Icache yet, so there's nothing to clean up.  */
 310 }
 311
 312 /* Perform the relocation specified by RELOC and SYM (which is fully resolved).
 313    MAP is the object containing the reloc.  */
 314 static inline void
 315 elf_machine_rela (struct link_map *map,
 316                   const Elf64_Rela *reloc,
 317                   const Elf64_Sym *sym)
 318 {
 319   Elf64_Addr * const reloc_addr = (void *)(map->l_addr + reloc->r_offset);
 320   unsigned long const r_info = ELF64_R_TYPE (reloc->r_info);
 321
 322 #ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 323   /* This is defined in rtld.c, but nowhere in the static libc.a; make the
 324      reference weak so static programs can still link.  This declaration
 325      cannot be done when compiling rtld.c (i.e.  #ifdef RTLD_BOOTSTRAP)
 326      because rtld.c contains the common defn for _dl_rtld_map, which is
 327      incompatible with a weak decl in the same file.  */
 328   weak_extern (_dl_rtld_map);
 329 #endif
 330
 331   /* We cannot use a switch here because we cannot locate the switch
 332      jump table until we've self-relocated.  */
 333
 334   if (r_info == R_ALPHA_RELATIVE)
 335     {
 336 #ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 337       /* Already done in dynamic linker.  */
 338       if (map != &_dl_rtld_map)
 339 #endif
 340         *reloc_addr += map->l_addr;
 341     }
 342   else if (r_info == R_ALPHA_NONE)
 343     return;
 344   else
 345     {
 346       Elf64_Addr loadbase, sym_value;
 347
 348       loadbase = RESOLVE (&sym,
 349                           r_info == R_ALPHA_JMP_SLOT ? DL_LOOKUP_NOPLT : 0);
 350       sym_value = sym ? loadbase + sym->st_value : 0;
 351
 352       if (r_info == R_ALPHA_GLOB_DAT)
 353         *reloc_addr = sym_value;
 354       else if (r_info == R_ALPHA_JMP_SLOT)
 355         {
 356           *reloc_addr = sym_value;
 357           elf_alpha_fix_plt (map, reloc, (Elf64_Addr) reloc_addr, sym_value);
 358         }
 359       else if (r_info == R_ALPHA_REFQUAD)
 360         {
 361           sym_value += *reloc_addr;
 362 #ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 363           if (map == &_dl_rtld_map)
 364             {
 365               /* Undo the relocation done here during bootstrapping.
 366                  Now we will relocate anew, possibly using a binding
 367                  found in the user program or a loaded library rather
 368                  than the dynamic linker's built-in definitions used
 369                  while loading those libraries.  */
 370               const Elf64_Sym *const dlsymtab
 371                 = (void *)(map->l_addr + map->l_info[DT_SYMTAB]->d_un.d_ptr);
 372               sym_value -= map->l_addr;
 373               sym_value -= dlsymtab[ELF64_R_SYM(reloc->r_info)].st_value;
 374             }
 375           else
 376 #endif
 377             sym_value += reloc->r_addend;
 378           *reloc_addr = sym_value;
 379         }
 380       else if (r_info == R_ALPHA_COPY)
 381         memcpy (reloc_addr, (void *) sym_value, sym->st_size);
 382       else
 383         assert (! "unexpected dynamic reloc type");
 384     }
 385 }
 386
 387 static inline void
 388 elf_machine_lazy_rel (struct link_map *map, const Elf64_Rela *reloc)
 389 {
 390   Elf64_Addr * const reloc_addr = (void *)(map->l_addr + reloc->r_offset);
 391   unsigned long const r_info = ELF64_R_TYPE (reloc->r_info);
 392
 393   if (r_info == R_ALPHA_JMP_SLOT)
 394     {
 395       /* Perform a RELATIVE reloc on the .got entry that transfers
 396          to the .plt.  */
 397       *reloc_addr += map->l_addr;
 398     }
 399   else if (r_info == R_ALPHA_NONE)
 400     return;
 401   else
 402     assert (! "unexpected PLT reloc type");
 403 }
 404
 405 #endif /* RESOLVE */