sysdeps/x86_64/dl-machine.h

   1 /* Machine-dependent ELF dynamic relocation inline functions.  x86-64 version.
   2    Copyright (C) 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
   3    This file is part of the GNU C Library.
   4    Contributed by Andreas Jaeger <aj@suse.de>.
   5
   6    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
   7    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8    License as published by the Free Software Foundation; either
   9    version 2.1 of the 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    Lesser General Public License for more details.
  15
  16    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17    License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
  18    Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
  19    02111-1307 USA.  */
  20
  21 #ifndef dl_machine_h
  22 #define dl_machine_h
  23
  24 #define ELF_MACHINE_NAME "x86_64"
  25
  26 #include <sys/param.h>
  27 #include <sysdep.h>
  28 #include <tls.h>
  29
  30 /* Return nonzero iff ELF header is compatible with the running host.  */
  31 static inline int __attribute__ ((unused))
  32 elf_machine_matches_host (const Elf64_Ehdr *ehdr)
  33 {
  34   return ehdr->e_machine == EM_X86_64;
  35 }
  36
  37
  38 /* Return the link-time address of _DYNAMIC.  Conveniently, this is the
  39    first element of the GOT.  This must be inlined in a function which
  40    uses global data.  */
  41 static inline Elf64_Addr __attribute__ ((unused))
  42 elf_machine_dynamic (void)
  43 {
  44   Elf64_Addr addr;
  45
  46   /* This works because we have our GOT address available in the small PIC
  47      model.  */
  48   addr = (Elf64_Addr) &_DYNAMIC;
  49
  50   return addr;
  51 }
  52
  53
  54 /* Return the run-time load address of the shared object.  */
  55 static inline Elf64_Addr __attribute__ ((unused))
  56 elf_machine_load_address (void)
  57 {
  58   Elf64_Addr addr;
  59
  60   /* The easy way is just the same as on x86:
  61        leaq _dl_start, %0
  62        leaq _dl_start(%%rip), %1
  63        subq %0, %1
  64      but this does not work with binutils since we then have
  65      a R_X86_64_32S relocation in a shared lib.
  66
  67      Instead we store the address of _dl_start in the data section
  68      and compare it with the current value that we can get via
  69      an RIP relative addressing mode.  Note that this is the address
  70      of _dl_start before any relocation performed at runtime.  In case
  71      the binary is prelinked the resulting "address" is actually a
  72      load offset which is zero if the binary was loaded at the address
  73      it is prelinked for.  */
  74
  75   asm ("leaq _dl_start(%%rip), %0\n\t"
  76        "subq 1f(%%rip), %0\n\t"
  77        ".section\t.data.rel.ro\n"
  78        "1:\t.quad _dl_start\n\t"
  79        ".previous\n\t"
  80        : "=r" (addr) : : "cc");
  81
  82   return addr;
  83 }
  84
  85 /* Set up the loaded object described by L so its unrelocated PLT
  86    entries will jump to the on-demand fixup code in dl-runtime.c.  */
  87
  88 static inline int __attribute__ ((unused, always_inline))
  89 elf_machine_runtime_setup (struct link_map *l, int lazy, int profile)
  90 {
  91   Elf64_Addr *got;
  92   extern void _dl_runtime_resolve (Elf64_Word) attribute_hidden;
  93   extern void _dl_runtime_profile (Elf64_Word) attribute_hidden;
  94
  95   if (l->l_info[DT_JMPREL] && lazy)
  96     {
  97       /* The GOT entries for functions in the PLT have not yet been filled
  98          in.  Their initial contents will arrange when called to push an
  99          offset into the .rel.plt section, push _GLOBAL_OFFSET_TABLE_[1],
 100          and then jump to _GLOBAL_OFFSET_TABLE[2].  */
 101       got = (Elf64_Addr *) D_PTR (l, l_info[DT_PLTGOT]);
 102       /* If a library is prelinked but we have to relocate anyway,
 103          we have to be able to undo the prelinking of .got.plt.
 104          The prelinker saved us here address of .plt + 0x16.  */
 105       if (got[1])
 106         {
 107           l->l_mach.plt = got[1] + l->l_addr;
 108           l->l_mach.gotplt = (Elf64_Addr) &got[3];
 109         }
 110       got[1] = (Elf64_Addr) l;  /* Identify this shared object.  */
 111
 112       /* The got[2] entry contains the address of a function which gets
 113          called to get the address of a so far unresolved function and
 114          jump to it.  The profiling extension of the dynamic linker allows
 115          to intercept the calls to collect information.  In this case we
 116          don't store the address in the GOT so that all future calls also
 117          end in this function.  */
 118       if (__builtin_expect (profile, 0))
 119         {
 120           got[2] = (Elf64_Addr) &_dl_runtime_profile;
 121
 122           if (GLRO(dl_profile) != NULL
 123               && _dl_name_match_p (GLRO(dl_profile), l))
 124             /* This is the object we are looking for.  Say that we really
 125                want profiling and the timers are started.  */
 126             GL(dl_profile_map) = l;
 127         }
 128       else
 129         /* This function will get called to fix up the GOT entry indicated by
 130            the offset on the stack, and then jump to the resolved address.  */
 131         got[2] = (Elf64_Addr) &_dl_runtime_resolve;
 132     }
 133
 134   return lazy;
 135 }
 136
 137 /* Initial entry point code for the dynamic linker.
 138    The C function `_dl_start' is the real entry point;
 139    its return value is the user program's entry point.  */
 140 #define RTLD_START asm ("\n\
 141 .text\n\
 142         .align 16\n\
 143 .globl _start\n\
 144 .globl _dl_start_user\n\
 145 _start:\n\
 146         movq %rsp, %rdi\n\
 147         call _dl_start\n\
 148 _dl_start_user:\n\
 149         # Save the user entry point address in %r12.\n\
 150         movq %rax, %r12\n\
 151         # See if we were run as a command with the executable file\n\
 152         # name as an extra leading argument.\n\
 153         movl _dl_skip_args(%rip), %eax\n\
 154         # Pop the original argument count.\n\
 155         popq %rdx\n\
 156         # Adjust the stack pointer to skip _dl_skip_args words.\n\
 157         leaq (%rsp,%rax,8), %rsp\n\
 158         # Subtract _dl_skip_args from argc.\n\
 159         subl %eax, %edx\n\
 160         # Push argc back on the stack.\n\
 161         pushq %rdx\n\
 162         # Call _dl_init (struct link_map *main_map, int argc, char **argv, char **env)\n\
 163         # argc -> rsi\n\
 164         movq %rdx, %rsi\n\
 165         # Save %rsp value in %r13.\n\
 166         movq %rsp, %r13\n\
 167         # And align stack for the _dl_init_internal call. \n\
 168         andq $-16, %rsp\n\
 169         # _dl_loaded -> rdi\n\
 170         movq _rtld_local(%rip), %rdi\n\
 171         # env -> rcx\n\
 172         leaq 16(%r13,%rdx,8), %rcx\n\
 173         # argv -> rdx\n\
 174         leaq 8(%r13), %rdx\n\
 175         # Clear %rbp to mark outermost frame obviously even for constructors.\n\
 176         xorl %ebp, %ebp\n\
 177         # Call the function to run the initializers.\n\
 178         call _dl_init_internal@PLT\n\
 179         # Pass our finalizer function to the user in %rdx, as per ELF ABI.\n\
 180         leaq _dl_fini(%rip), %rdx\n\
 181         # And make sure %rsp points to argc stored on the stack.\n\
 182         movq %r13, %rsp\n\
 183         # Jump to the user's entry point.\n\
 184         jmp *%r12\n\
 185 .previous\n\
 186 ");
 187
 188 /* ELF_RTYPE_CLASS_PLT iff TYPE describes relocation of a PLT entry or
 189    TLS variable, so undefined references should not be allowed to
 190    define the value.
 191    ELF_RTYPE_CLASS_NOCOPY iff TYPE should not be allowed to resolve to one
 192    of the main executable's symbols, as for a COPY reloc.  */
 193 #if defined USE_TLS && (!defined RTLD_BOOTSTRAP || USE___THREAD)
 194 # define elf_machine_type_class(type)                                         \
 195   ((((type) == R_X86_64_JUMP_SLOT                                             \
 196      || (type) == R_X86_64_DTPMOD64                                           \
 197      || (type) == R_X86_64_DTPOFF64 || (type) == R_X86_64_TPOFF64)            \
 198     * ELF_RTYPE_CLASS_PLT)                                                    \
 199    | (((type) == R_X86_64_COPY) * ELF_RTYPE_CLASS_COPY))
 200 #else
 201 # define elf_machine_type_class(type) \
 202   ((((type) == R_X86_64_JUMP_SLOT) * ELF_RTYPE_CLASS_PLT) \
 203    | (((type) == R_X86_64_COPY) * ELF_RTYPE_CLASS_COPY))
 204 #endif
 205
 206 /* A reloc type used for ld.so cmdline arg lookups to reject PLT entries.  */
 207 #define ELF_MACHINE_JMP_SLOT    R_X86_64_JUMP_SLOT
 208
 209 /* The x86-64 never uses Elf64_Rel relocations.  */
 210 #define ELF_MACHINE_NO_REL 1
 211
 212 /* We define an initialization functions.  This is called very early in
 213    _dl_sysdep_start.  */
 214 #define DL_PLATFORM_INIT dl_platform_init ()
 215
 216 static inline void __attribute__ ((unused))
 217 dl_platform_init (void)
 218 {
 219   if (GLRO(dl_platform) != NULL && *GLRO(dl_platform) == '\0')
 220     /* Avoid an empty string which would disturb us.  */
 221     GLRO(dl_platform) = NULL;
 222 }
 223
 224 static inline Elf64_Addr
 225 elf_machine_fixup_plt (struct link_map *map, lookup_t t,
 226                        const Elf64_Rela *reloc,
 227                        Elf64_Addr *reloc_addr, Elf64_Addr value)
 228 {
 229   return *reloc_addr = value;
 230 }
 231
 232 /* Return the final value of a plt relocation.  On x86-64 the
 233    JUMP_SLOT relocation ignores the addend. */
 234 static inline Elf64_Addr
 235 elf_machine_plt_value (struct link_map *map, const Elf64_Rela *reloc,
 236                        Elf64_Addr value)
 237 {
 238   return value;
 239 }
 240
 241
 242 /* Names of the architecture-specific auditing callback functions.  */
 243 #define ARCH_LA_PLTENTER x86_64_gnu_pltenter
 244 #define ARCH_LA_PLTEXIT x86_64_gnu_pltexit
 245
 246 #endif /* !dl_machine_h */
 247
 248 #ifdef RESOLVE_MAP
 249
 250 /* Perform the relocation specified by RELOC and SYM (which is fully resolved).
 251    MAP is the object containing the reloc.  */
 252
 253 auto inline void
 254 __attribute__ ((always_inline))
 255 elf_machine_rela (struct link_map *map, const Elf64_Rela *reloc,
 256                   const Elf64_Sym *sym, const struct r_found_version *version,
 257                   void *const reloc_addr_arg)
 258 {
 259   Elf64_Addr *const reloc_addr = reloc_addr_arg;
 260   const unsigned long int r_type = ELF64_R_TYPE (reloc->r_info);
 261
 262 #if !defined RTLD_BOOTSTRAP || !defined HAVE_Z_COMBRELOC
 263   if (__builtin_expect (r_type == R_X86_64_RELATIVE, 0))
 264     {
 265 # if !defined RTLD_BOOTSTRAP && !defined HAVE_Z_COMBRELOC
 266       /* This is defined in rtld.c, but nowhere in the static libc.a;
 267          make the reference weak so static programs can still link.
 268          This declaration cannot be done when compiling rtld.c
 269          (i.e. #ifdef RTLD_BOOTSTRAP) because rtld.c contains the
 270          common defn for _dl_rtld_map, which is incompatible with a
 271          weak decl in the same file.  */
 272 #  ifndef SHARED
 273       weak_extern (GL(dl_rtld_map));
 274 #  endif
 275       if (map != &GL(dl_rtld_map)) /* Already done in rtld itself.  */
 276 # endif
 277         *reloc_addr = map->l_addr + reloc->r_addend;
 278     }
 279   else
 280 #endif
 281   if (__builtin_expect (r_type == R_X86_64_NONE, 0))
 282     return;
 283   else
 284     {
 285 #ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 286       const Elf64_Sym *const refsym = sym;
 287 #endif
 288       struct link_map *sym_map = RESOLVE_MAP (&sym, version, r_type);
 289       Elf64_Addr value = (sym == NULL ? 0
 290                           : (Elf64_Addr) sym_map->l_addr + sym->st_value);
 291
 292 #if defined RTLD_BOOTSTRAP && !USE___THREAD
 293       assert (r_type == R_X86_64_GLOB_DAT || r_type == R_X86_64_JUMP_SLOT);
 294       *reloc_addr = value + reloc->r_addend;
 295 #else
 296       switch (r_type)
 297         {
 298         case R_X86_64_GLOB_DAT:
 299         case R_X86_64_JUMP_SLOT:
 300           *reloc_addr = value + reloc->r_addend;
 301           break;
 302
 303 #if defined USE_TLS && !defined RESOLVE_CONFLICT_FIND_MAP
 304         case R_X86_64_DTPMOD64:
 305 # ifdef RTLD_BOOTSTRAP
 306           /* During startup the dynamic linker is always the module
 307              with index 1.
 308              XXX If this relocation is necessary move before RESOLVE
 309              call.  */
 310           *reloc_addr = 1;
 311 # else
 312           /* Get the information from the link map returned by the
 313              resolve function.  */
 314           if (sym_map != NULL)
 315             *reloc_addr = sym_map->l_tls_modid;
 316 # endif
 317           break;
 318         case R_X86_64_DTPOFF64:
 319 # ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 320           /* During relocation all TLS symbols are defined and used.
 321              Therefore the offset is already correct.  */
 322           if (sym != NULL)
 323             *reloc_addr = sym->st_value + reloc->r_addend;
 324 # endif
 325           break;
 326         case R_X86_64_TPOFF64:
 327           /* The offset is negative, forward from the thread pointer.  */
 328 # ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 329           if (sym != NULL)
 330 # endif
 331             {
 332 # ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 333               CHECK_STATIC_TLS (map, sym_map);
 334 # endif
 335               /* We know the offset of the object the symbol is contained in.
 336                  It is a negative value which will be added to the
 337                  thread pointer.  */
 338               *reloc_addr = (sym->st_value + reloc->r_addend
 339                              - sym_map->l_tls_offset);
 340             }
 341           break;
 342 #endif  /* use TLS */
 343
 344 #ifndef RTLD_BOOTSTRAP
 345         case R_X86_64_64:
 346           *reloc_addr = value + reloc->r_addend;
 347           break;
 348         case R_X86_64_32:
 349           *(unsigned int *) reloc_addr = value + reloc->r_addend;
 350           if (value + reloc->r_addend > UINT_MAX)
 351             {
 352               const char *strtab;
 353
 354               strtab = (const char *) D_PTR (map, l_info[DT_STRTAB]);
 355
 356               _dl_error_printf ("\
 357 %s: Symbol `%s' causes overflow in R_X86_64_32 relocation\n",
 358                                 rtld_progname ?: "<program name unknown>",
 359                                 strtab + refsym->st_name);
 360             }
 361           break;
 362 # ifndef RESOLVE_CONFLICT_FIND_MAP
 363           /* Not needed for dl-conflict.c.  */
 364         case R_X86_64_PC32:
 365           *(unsigned int *) reloc_addr = value + reloc->r_addend
 366             - (Elf64_Addr) reloc_addr;
 367           if (value + reloc->r_addend - (Elf64_Addr) reloc_addr
 368               != (int)(value + reloc->r_addend - (Elf64_Addr) reloc_addr))
 369             {
 370               const char *strtab;
 371
 372               strtab = (const char *) D_PTR (map, l_info[DT_STRTAB]);
 373
 374               _dl_error_printf ("\
 375 %s: Symbol `%s' causes overflow in R_X86_64_PC32 relocation\n",
 376                                 rtld_progname ?: "<program name unknown>",
 377                                 strtab + refsym->st_name);
 378             }
 379           break;
 380         case R_X86_64_COPY:
 381           if (sym == NULL)
 382             /* This can happen in trace mode if an object could not be
 383                found.  */
 384             break;
 385           if (__builtin_expect (sym->st_size > refsym->st_size, 0)
 386               || (__builtin_expect (sym->st_size < refsym->st_size, 0)
 387                   && GLRO(dl_verbose)))
 388             {
 389               const char *strtab;
 390
 391               strtab = (const char *) D_PTR (map, l_info[DT_STRTAB]);
 392               _dl_error_printf ("\
 393 %s: Symbol `%s' has different size in shared object, consider re-linking\n",
 394                                 rtld_progname ?: "<program name unknown>",
 395                                 strtab + refsym->st_name);
 396             }
 397           memcpy (reloc_addr_arg, (void *) value,
 398                   MIN (sym->st_size, refsym->st_size));
 399           break;
 400 # endif
 401         default:
 402           _dl_reloc_bad_type (map, r_type, 0);
 403           break;
 404 #endif
 405         }
 406 #endif
 407     }
 408 }
 409
 410 auto inline void
 411 __attribute ((always_inline))
 412 elf_machine_rela_relative (Elf64_Addr l_addr, const Elf64_Rela *reloc,
 413                            void *const reloc_addr_arg)
 414 {
 415   Elf64_Addr *const reloc_addr = reloc_addr_arg;
 416   assert (ELF64_R_TYPE (reloc->r_info) == R_X86_64_RELATIVE);
 417   *reloc_addr = l_addr + reloc->r_addend;
 418 }
 419
 420 auto inline void
 421 __attribute ((always_inline))
 422 elf_machine_lazy_rel (struct link_map *map,
 423                       Elf64_Addr l_addr, const Elf64_Rela *reloc)
 424 {
 425   Elf64_Addr *const reloc_addr = (void *) (l_addr + reloc->r_offset);
 426   const unsigned long int r_type = ELF64_R_TYPE (reloc->r_info);
 427
 428   /* Check for unexpected PLT reloc type.  */
 429   if (__builtin_expect (r_type == R_X86_64_JUMP_SLOT, 1))
 430     {
 431       if (__builtin_expect (map->l_mach.plt, 0) == 0)
 432         *reloc_addr += l_addr;
 433       else
 434         *reloc_addr =
 435           map->l_mach.plt
 436           + (((Elf64_Addr) reloc_addr) - map->l_mach.gotplt) * 2;
 437     }
 438   else
 439     _dl_reloc_bad_type (map, r_type, 1);
 440 }
 441
 442 #endif /* RESOLVE_MAP */