sysdeps/powerpc/powerpc32/dl-machine.h

   1 /* Machine-dependent ELF dynamic relocation inline functions.  PowerPC version.
   2    Copyright (C) 1995-2021 Free Software Foundation, Inc.
   3    This file is part of the GNU C Library.
   4
   5    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
   6    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7    License as published by the Free Software Foundation; either
   8    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   9
  10    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
  11    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13    Lesser General Public License for more details.
  14
  15    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16    License along with the GNU C Library; if not, see
  17    <https://www.gnu.org/licenses/>.  */
  18
  19 #ifndef dl_machine_h
  20 #define dl_machine_h
  21
  22 #define ELF_MACHINE_NAME "powerpc"
  23
  24 #include <assert.h>
  25 #include <dl-tls.h>
  26 #include <dl-irel.h>
  27 #include <hwcapinfo.h>
  28
  29 /* Translate a processor specific dynamic tag to the index
  30    in l_info array.  */
  31 #define DT_PPC(x) (DT_PPC_##x - DT_LOPROC + DT_NUM)
  32
  33 /* Return nonzero iff ELF header is compatible with the running host.  */
  34 static inline int
  35 elf_machine_matches_host (const Elf32_Ehdr *ehdr)
  36 {
  37   return ehdr->e_machine == EM_PPC;
  38 }
  39
  40 /* Return the value of the GOT pointer.  */
  41 static inline Elf32_Addr * __attribute__ ((const))
  42 ppc_got (void)
  43 {
  44   Elf32_Addr *got;
  45
  46   asm ("bcl 20,31,1f\n"
  47        "1:      mflr %0\n"
  48        "        addis %0,%0,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_-1b@ha\n"
  49        "        addi %0,%0,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_-1b@l\n"
  50        : "=b" (got) : : "lr");
  51
  52   return got;
  53 }
  54
  55 /* Return the link-time address of _DYNAMIC, stored as
  56    the first value in the GOT. */
  57 static inline Elf32_Addr __attribute__ ((const))
  58 elf_machine_dynamic (void)
  59 {
  60   return *ppc_got ();
  61 }
  62
  63 /* Return the run-time load address of the shared object.  */
  64 static inline Elf32_Addr __attribute__ ((const))
  65 elf_machine_load_address (void)
  66 {
  67   Elf32_Addr *branchaddr;
  68   Elf32_Addr runtime_dynamic;
  69
  70   /* This is much harder than you'd expect.  Possibly I'm missing something.
  71      The 'obvious' way:
  72
  73        Apparently, "bcl 20,31,$+4" is what should be used to load LR
  74        with the address of the next instruction.
  75        I think this is so that machines that do bl/blr pairing don't
  76        get confused.
  77
  78      asm ("bcl 20,31,0f ;"
  79           "0: mflr 0 ;"
  80           "lis %0,0b@ha;"
  81           "addi %0,%0,0b@l;"
  82           "subf %0,%0,0"
  83           : "=b" (addr) : : "r0", "lr");
  84
  85      doesn't work, because the linker doesn't have to (and in fact doesn't)
  86      update the @ha and @l references; the loader (which runs after this
  87      code) will do that.
  88
  89      Instead, we use the following trick:
  90
  91      The linker puts the _link-time_ address of _DYNAMIC at the first
  92      word in the GOT. We could branch to that address, if we wanted,
  93      by using an @local reloc; the linker works this out, so it's safe
  94      to use now. We can't, of course, actually branch there, because
  95      we'd cause an illegal instruction exception; so we need to compute
  96      the address ourselves. That gives us the following code: */
  97
  98   /* Get address of the 'b _DYNAMIC@local'...  */
  99   asm ("bcl 20,31,0f;"
 100        "b _DYNAMIC@local;"
 101        "0:"
 102        : "=l" (branchaddr));
 103
 104   /* So now work out the difference between where the branch actually points,
 105      and the offset of that location in memory from the start of the file.  */
 106   runtime_dynamic = ((Elf32_Addr) branchaddr
 107                      + ((Elf32_Sword) (*branchaddr << 6 & 0xffffff00) >> 6));
 108
 109   return runtime_dynamic - elf_machine_dynamic ();
 110 }
 111
 112 /* The PLT uses Elf32_Rela relocs.  */
 113 #define elf_machine_relplt elf_machine_rela
 114
 115 /* Mask identifying addresses reserved for the user program,
 116    where the dynamic linker should not map anything.  */
 117 #define ELF_MACHINE_USER_ADDRESS_MASK   0xf0000000UL
 118
 119 /* The actual _start code is in dl-start.S.  Use a really
 120    ugly bit of assembler to let dl-start.o see _dl_start.  */
 121 #define RTLD_START asm (".globl _dl_start");
 122
 123 /* Decide where a relocatable object should be loaded.  */
 124 extern ElfW(Addr)
 125 __elf_preferred_address(struct link_map *loader, size_t maplength,
 126                         ElfW(Addr) mapstartpref);
 127 #define ELF_PREFERRED_ADDRESS(loader, maplength, mapstartpref) \
 128   __elf_preferred_address (loader, maplength, mapstartpref)
 129
 130 /* ELF_RTYPE_CLASS_PLT iff TYPE describes relocation of a PLT entry, so
 131    PLT entries should not be allowed to define the value.
 132    ELF_RTYPE_CLASS_COPY iff TYPE should not be allowed to resolve to one
 133    of the main executable's symbols, as for a COPY reloc.  */
 134 /* We never want to use a PLT entry as the destination of a
 135    reloc, when what is being relocated is a branch. This is
 136    partly for efficiency, but mostly so we avoid loops.  */
 137 #define elf_machine_type_class(type)                    \
 138   ((((type) == R_PPC_JMP_SLOT                           \
 139     || (type) == R_PPC_REL24                            \
 140     || ((type) >= R_PPC_DTPMOD32 /* contiguous TLS */   \
 141         && (type) <= R_PPC_DTPREL32)                    \
 142     || (type) == R_PPC_ADDR24) * ELF_RTYPE_CLASS_PLT)   \
 143    | (((type) == R_PPC_COPY) * ELF_RTYPE_CLASS_COPY))
 144
 145 /* A reloc type used for ld.so cmdline arg lookups to reject PLT entries.  */
 146 #define ELF_MACHINE_JMP_SLOT    R_PPC_JMP_SLOT
 147
 148 /* The PowerPC never uses REL relocations.  */
 149 #define ELF_MACHINE_NO_REL 1
 150 #define ELF_MACHINE_NO_RELA 0
 151
 152 /* We define an initialization function to initialize HWCAP/HWCAP2 and
 153    platform data so it can be copied into the TCB later.  This is called
 154    very early in _dl_sysdep_start for dynamically linked binaries.  */
 155 #ifdef SHARED
 156 # define DL_PLATFORM_INIT dl_platform_init ()
 157
 158 static inline void __attribute__ ((unused))
 159 dl_platform_init (void)
 160 {
 161   __tcb_parse_hwcap_and_convert_at_platform ();
 162 }
 163 #endif
 164
 165 /* Set up the loaded object described by MAP so its unrelocated PLT
 166    entries will jump to the on-demand fixup code in dl-runtime.c.
 167    Also install a small trampoline to be used by entries that have
 168    been relocated to an address too far away for a single branch.  */
 169 extern int __elf_machine_runtime_setup (struct link_map *map,
 170                                         int lazy, int profile);
 171
 172 static inline int
 173 elf_machine_runtime_setup (struct link_map *map,
 174                            int lazy, int profile)
 175 {
 176   if (map->l_info[DT_JMPREL] == 0)
 177     return lazy;
 178
 179   if (map->l_info[DT_PPC(GOT)] == 0)
 180     /* Handle old style PLT.  */
 181     return __elf_machine_runtime_setup (map, lazy, profile);
 182
 183   /* New style non-exec PLT consisting of an array of addresses.  */
 184   map->l_info[DT_PPC(GOT)]->d_un.d_ptr += map->l_addr;
 185   if (lazy)
 186     {
 187       Elf32_Addr *plt, *got, glink;
 188       Elf32_Word num_plt_entries;
 189       void (*dlrr) (void);
 190       extern void _dl_runtime_resolve (void);
 191       extern void _dl_prof_resolve (void);
 192
 193       if (__glibc_likely (!profile))
 194         dlrr = _dl_runtime_resolve;
 195       else
 196         {
 197           if (GLRO(dl_profile) != NULL
 198               &&_dl_name_match_p (GLRO(dl_profile), map))
 199             GL(dl_profile_map) = map;
 200           dlrr = _dl_prof_resolve;
 201         }
 202       got = (Elf32_Addr *) map->l_info[DT_PPC(GOT)]->d_un.d_ptr;
 203       glink = got[1];
 204       got[1] = (Elf32_Addr) dlrr;
 205       got[2] = (Elf32_Addr) map;
 206
 207       /* Relocate everything in .plt by the load address offset.  */
 208       plt = (Elf32_Addr *) D_PTR (map, l_info[DT_PLTGOT]);
 209       num_plt_entries = (map->l_info[DT_PLTRELSZ]->d_un.d_val
 210                          / sizeof (Elf32_Rela));
 211
 212       /* If a library is prelinked but we have to relocate anyway,
 213          we have to be able to undo the prelinking of .plt section.
 214          The prelinker saved us at got[1] address of .glink
 215          section's start.  */
 216       if (glink)
 217         {
 218           glink += map->l_addr;
 219           while (num_plt_entries-- != 0)
 220             *plt++ = glink, glink += 4;
 221         }
 222       else
 223         while (num_plt_entries-- != 0)
 224           *plt++ += map->l_addr;
 225     }
 226   return lazy;
 227 }
 228
 229 /* Change the PLT entry whose reloc is 'reloc' to call the actual routine.  */
 230 extern Elf32_Addr __elf_machine_fixup_plt (struct link_map *map,
 231                                            Elf32_Addr *reloc_addr,
 232                                            Elf32_Addr finaladdr);
 233
 234 static inline Elf32_Addr
 235 elf_machine_fixup_plt (struct link_map *map, lookup_t t,
 236                        const ElfW(Sym) *refsym, const ElfW(Sym) *sym,
 237                        const Elf32_Rela *reloc,
 238                        Elf32_Addr *reloc_addr, Elf64_Addr finaladdr)
 239 {
 240   if (map->l_info[DT_PPC(GOT)] == 0)
 241     /* Handle old style PLT.  */
 242     return __elf_machine_fixup_plt (map, reloc_addr, finaladdr);
 243
 244   *reloc_addr = finaladdr;
 245   return finaladdr;
 246 }
 247
 248 /* Return the final value of a plt relocation.  */
 249 static inline Elf32_Addr
 250 elf_machine_plt_value (struct link_map *map, const Elf32_Rela *reloc,
 251                        Elf32_Addr value)
 252 {
 253   return value + reloc->r_addend;
 254 }
 255
 256
 257 /* Names of the architecture-specific auditing callback functions.  */
 258 #define ARCH_LA_PLTENTER ppc32_gnu_pltenter
 259 #define ARCH_LA_PLTEXIT ppc32_gnu_pltexit
 260
 261 #endif /* dl_machine_h */
 262
 263 #ifdef RESOLVE_MAP
 264
 265 /* Do the actual processing of a reloc, once its target address
 266    has been determined.  */
 267 extern void __process_machine_rela (struct link_map *map,
 268                                     const Elf32_Rela *reloc,
 269                                     struct link_map *sym_map,
 270                                     const Elf32_Sym *sym,
 271                                     const Elf32_Sym *refsym,
 272                                     Elf32_Addr *const reloc_addr,
 273                                     Elf32_Addr finaladdr,
 274                                     int rinfo, bool skip_ifunc)
 275   attribute_hidden;
 276
 277 /* Call _dl_signal_error when a resolved value overflows a relocated area.  */
 278 extern void _dl_reloc_overflow (struct link_map *map,
 279                                 const char *name,
 280                                 Elf32_Addr *const reloc_addr,
 281                                 const Elf32_Sym *refsym) attribute_hidden;
 282
 283 /* Perform the relocation specified by RELOC and SYM (which is fully resolved).
 284    LOADADDR is the load address of the object; INFO is an array indexed
 285    by DT_* of the .dynamic section info.  */
 286
 287 auto inline void __attribute__ ((always_inline))
 288 elf_machine_rela (struct link_map *map, const Elf32_Rela *reloc,
 289                   const Elf32_Sym *sym, const struct r_found_version *version,
 290                   void *const reloc_addr_arg, int skip_ifunc)
 291 {
 292   Elf32_Addr *const reloc_addr = reloc_addr_arg;
 293   const Elf32_Sym *const refsym = sym;
 294   Elf32_Addr value;
 295   const int r_type = ELF32_R_TYPE (reloc->r_info);
 296   struct link_map *sym_map = NULL;
 297
 298 #ifndef RESOLVE_CONFLICT_FIND_MAP
 299   if (r_type == R_PPC_RELATIVE)
 300     {
 301       *reloc_addr = map->l_addr + reloc->r_addend;
 302       return;
 303     }
 304
 305   if (__glibc_unlikely (r_type == R_PPC_NONE))
 306     return;
 307
 308   /* binutils on ppc32 includes st_value in r_addend for relocations
 309      against local symbols.  */
 310   if (__builtin_expect (ELF32_ST_BIND (sym->st_info) == STB_LOCAL, 0)
 311       && sym->st_shndx != SHN_UNDEF)
 312     {
 313       sym_map = map;
 314       value = map->l_addr;
 315     }
 316   else
 317     {
 318       sym_map = RESOLVE_MAP (&sym, version, r_type);
 319       value = SYMBOL_ADDRESS (sym_map, sym, true);
 320     }
 321   value += reloc->r_addend;
 322 #else
 323   value = reloc->r_addend;
 324 #endif
 325
 326   if (sym != NULL
 327       && __builtin_expect (ELFW(ST_TYPE) (sym->st_info) == STT_GNU_IFUNC, 0)
 328       && __builtin_expect (sym->st_shndx != SHN_UNDEF, 1)
 329       && __builtin_expect (!skip_ifunc, 1))
 330     value = elf_ifunc_invoke (value);
 331
 332   /* A small amount of code is duplicated here for speed.  In libc,
 333      more than 90% of the relocs are R_PPC_RELATIVE; in the X11 shared
 334      libraries, 60% are R_PPC_RELATIVE, 24% are R_PPC_GLOB_DAT or
 335      R_PPC_ADDR32, and 16% are R_PPC_JMP_SLOT (which this routine
 336      wouldn't usually handle).  As an bonus, doing this here allows
 337      the switch statement in __process_machine_rela to work.  */
 338   switch (r_type)
 339     {
 340     case R_PPC_GLOB_DAT:
 341     case R_PPC_ADDR32:
 342       *reloc_addr = value;
 343       break;
 344
 345 #ifndef RESOLVE_CONFLICT_FIND_MAP
 346 # ifdef RTLD_BOOTSTRAP
 347 #  define NOT_BOOTSTRAP 0
 348 # else
 349 #  define NOT_BOOTSTRAP 1
 350 # endif
 351
 352     case R_PPC_DTPMOD32:
 353       if (map->l_info[DT_PPC(OPT)]
 354           && (map->l_info[DT_PPC(OPT)]->d_un.d_val & PPC_OPT_TLS))
 355         {
 356           if (!NOT_BOOTSTRAP)
 357             {
 358               reloc_addr[0] = 0;
 359               reloc_addr[1] = (sym_map->l_tls_offset - TLS_TP_OFFSET
 360                                + TLS_DTV_OFFSET);
 361               break;
 362             }
 363           else if (sym_map != NULL)
 364             {
 365 # ifndef SHARED
 366               CHECK_STATIC_TLS (map, sym_map);
 367 # else
 368               if (TRY_STATIC_TLS (map, sym_map))
 369 # endif
 370                 {
 371                   reloc_addr[0] = 0;
 372                   /* Set up for local dynamic.  */
 373                   reloc_addr[1] = (sym_map->l_tls_offset - TLS_TP_OFFSET
 374                                    + TLS_DTV_OFFSET);
 375                   break;
 376                 }
 377             }
 378         }
 379       if (!NOT_BOOTSTRAP)
 380         /* During startup the dynamic linker is always index 1.  */
 381         *reloc_addr = 1;
 382       else if (sym_map != NULL)
 383         /* Get the information from the link map returned by the
 384            RESOLVE_MAP function.  */
 385         *reloc_addr = sym_map->l_tls_modid;
 386       break;
 387     case R_PPC_DTPREL32:
 388       if (map->l_info[DT_PPC(OPT)]
 389           && (map->l_info[DT_PPC(OPT)]->d_un.d_val & PPC_OPT_TLS))
 390         {
 391           if (!NOT_BOOTSTRAP)
 392             {
 393               *reloc_addr = TLS_TPREL_VALUE (sym_map, sym, reloc);
 394               break;
 395             }
 396           else if (sym_map != NULL)
 397             {
 398               /* This reloc is always preceded by R_PPC_DTPMOD32.  */
 399 # ifndef SHARED
 400               assert (HAVE_STATIC_TLS (map, sym_map));
 401 # else
 402               if (HAVE_STATIC_TLS (map, sym_map))
 403 # endif
 404                 {
 405                   *reloc_addr = TLS_TPREL_VALUE (sym_map, sym, reloc);
 406                   break;
 407                 }
 408             }
 409         }
 410       /* During relocation all TLS symbols are defined and used.
 411          Therefore the offset is already correct.  */
 412       if (NOT_BOOTSTRAP && sym_map != NULL)
 413         *reloc_addr = TLS_DTPREL_VALUE (sym, reloc);
 414       break;
 415     case R_PPC_TPREL32:
 416       if (!NOT_BOOTSTRAP || sym_map != NULL)
 417         {
 418           if (NOT_BOOTSTRAP)
 419             CHECK_STATIC_TLS (map, sym_map);
 420           *reloc_addr = TLS_TPREL_VALUE (sym_map, sym, reloc);
 421         }
 422       break;
 423 #endif
 424
 425     case R_PPC_JMP_SLOT:
 426 #ifdef RESOLVE_CONFLICT_FIND_MAP
 427       RESOLVE_CONFLICT_FIND_MAP (map, reloc_addr);
 428 #endif
 429       if (map->l_info[DT_PPC(GOT)] != 0)
 430         {
 431           *reloc_addr = value;
 432           break;
 433         }
 434       /* FALLTHROUGH */
 435
 436     default:
 437       __process_machine_rela (map, reloc, sym_map, sym, refsym,
 438                               reloc_addr, value, r_type, skip_ifunc);
 439     }
 440 }
 441
 442 auto inline void __attribute__ ((always_inline))
 443 elf_machine_rela_relative (Elf32_Addr l_addr, const Elf32_Rela *reloc,
 444                            void *const reloc_addr_arg)
 445 {
 446   Elf32_Addr *const reloc_addr = reloc_addr_arg;
 447   *reloc_addr = l_addr + reloc->r_addend;
 448 }
 449
 450 auto inline void __attribute__ ((always_inline))
 451 elf_machine_lazy_rel (struct link_map *map,
 452                       Elf32_Addr l_addr, const Elf32_Rela *reloc,
 453                       int skip_ifunc)
 454 {
 455   /* elf_machine_runtime_setup handles this. */
 456 }
 457
 458 #endif /* RESOLVE_MAP */