ELF/Arch/X86_64.cpp

   1 //===- X86_64.cpp ---------------------------------------------------------===//
   2 //
   3 //                             The LLVM Linker
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9
  10 #include "InputFiles.h"
  11 #include "Symbols.h"
  12 #include "SyntheticSections.h"
  13 #include "Target.h"
  14 #include "lld/Common/ErrorHandler.h"
  15 #include "llvm/Object/ELF.h"
  16 #include "llvm/Support/Endian.h"
  17
  18 using namespace llvm;
  19 using namespace llvm::object;
  20 using namespace llvm::support::endian;
  21 using namespace llvm::ELF;
  22 using namespace lld;
  23 using namespace lld::elf;
  24
  25 namespace {
  26 template <class ELFT> class X86_64 : public TargetInfo {
  27 public:
  28   X86_64();
  29   RelExpr getRelExpr(RelType Type, const Symbol &S,
  30                      const uint8_t *Loc) const override;
  31   RelType getDynRel(RelType Type) const override;
  32   void writeGotPltHeader(uint8_t *Buf) const override;
  33   void writeGotPlt(uint8_t *Buf, const Symbol &S) const override;
  34   void writePltHeader(uint8_t *Buf) const override;
  35   void writePlt(uint8_t *Buf, uint64_t GotPltEntryAddr, uint64_t PltEntryAddr,
  36                 int32_t Index, unsigned RelOff) const override;
  37   void relocateOne(uint8_t *Loc, RelType Type, uint64_t Val) const override;
  38
  39   RelExpr adjustRelaxExpr(RelType Type, const uint8_t *Data,
  40                           RelExpr Expr) const override;
  41   void relaxGot(uint8_t *Loc, uint64_t Val) const override;
  42   void relaxTlsGdToIe(uint8_t *Loc, RelType Type, uint64_t Val) const override;
  43   void relaxTlsGdToLe(uint8_t *Loc, RelType Type, uint64_t Val) const override;
  44   void relaxTlsIeToLe(uint8_t *Loc, RelType Type, uint64_t Val) const override;
  45   void relaxTlsLdToLe(uint8_t *Loc, RelType Type, uint64_t Val) const override;
  46   bool adjustPrologueForCrossSplitStack(uint8_t *Loc,
  47                                         uint8_t *End) const override;
  48
  49 private:
  50   void relaxGotNoPic(uint8_t *Loc, uint64_t Val, uint8_t Op,
  51                      uint8_t ModRm) const;
  52 };
  53 } // namespace
  54
  55 template <class ELFT> X86_64<ELFT>::X86_64() {
  56   CopyRel = R_X86_64_COPY;
  57   GotRel = R_X86_64_GLOB_DAT;
  58   PltRel = R_X86_64_JUMP_SLOT;
  59   RelativeRel = R_X86_64_RELATIVE;
  60   IRelativeRel = R_X86_64_IRELATIVE;
  61   TlsGotRel = R_X86_64_TPOFF64;
  62   TlsModuleIndexRel = R_X86_64_DTPMOD64;
  63   TlsOffsetRel = R_X86_64_DTPOFF64;
  64   GotEntrySize = 8;
  65   GotPltEntrySize = 8;
  66   PltEntrySize = 16;
  67   PltHeaderSize = 16;
  68   TlsGdRelaxSkip = 2;
  69   TrapInstr = 0xcccccccc; // 0xcc = INT3
  70
  71   // Align to the large page size (known as a superpage or huge page).
  72   // FreeBSD automatically promotes large, superpage-aligned allocations.
  73   DefaultImageBase = 0x200000;
  74 }
  75
  76 template <class ELFT>
  77 RelExpr X86_64<ELFT>::getRelExpr(RelType Type, const Symbol &S,
  78                                  const uint8_t *Loc) const {
  79   switch (Type) {
  80   case R_X86_64_8:
  81   case R_X86_64_16:
  82   case R_X86_64_32:
  83   case R_X86_64_32S:
  84   case R_X86_64_64:
  85   case R_X86_64_DTPOFF32:
  86   case R_X86_64_DTPOFF64:
  87     return R_ABS;
  88   case R_X86_64_TPOFF32:
  89     return R_TLS;
  90   case R_X86_64_TLSLD:
  91     return R_TLSLD_PC;
  92   case R_X86_64_TLSGD:
  93     return R_TLSGD_PC;
  94   case R_X86_64_SIZE32:
  95   case R_X86_64_SIZE64:
  96     return R_SIZE;
  97   case R_X86_64_PLT32:
  98     return R_PLT_PC;
  99   case R_X86_64_PC32:
 100   case R_X86_64_PC64:
 101     return R_PC;
 102   case R_X86_64_GOT32:
 103   case R_X86_64_GOT64:
 104     return R_GOT_FROM_END;
 105   case R_X86_64_GOTPCREL:
 106   case R_X86_64_GOTPCRELX:
 107   case R_X86_64_REX_GOTPCRELX:
 108   case R_X86_64_GOTTPOFF:
 109     return R_GOT_PC;
 110   case R_X86_64_GOTOFF64:
 111     return R_GOTREL_FROM_END;
 112   case R_X86_64_GOTPC32:
 113   case R_X86_64_GOTPC64:
 114     return R_GOTONLY_PC_FROM_END;
 115   case R_X86_64_NONE:
 116     return R_NONE;
 117   default:
 118     return R_INVALID;
 119   }
 120 }
 121
 122 template <class ELFT> void X86_64<ELFT>::writeGotPltHeader(uint8_t *Buf) const {
 123   // The first entry holds the value of _DYNAMIC. It is not clear why that is
 124   // required, but it is documented in the psabi and the glibc dynamic linker
 125   // seems to use it (note that this is relevant for linking ld.so, not any
 126   // other program).
 127   write64le(Buf, InX::Dynamic->getVA());
 128 }
 129
 130 template <class ELFT>
 131 void X86_64<ELFT>::writeGotPlt(uint8_t *Buf, const Symbol &S) const {
 132   // See comments in X86::writeGotPlt.
 133   write64le(Buf, S.getPltVA() + 6);
 134 }
 135
 136 template <class ELFT> void X86_64<ELFT>::writePltHeader(uint8_t *Buf) const {
 137   const uint8_t PltData[] = {
 138       0xff, 0x35, 0, 0, 0, 0, // pushq GOTPLT+8(%rip)
 139       0xff, 0x25, 0, 0, 0, 0, // jmp *GOTPLT+16(%rip)
 140       0x0f, 0x1f, 0x40, 0x00, // nop
 141   };
 142   memcpy(Buf, PltData, sizeof(PltData));
 143   uint64_t GotPlt = InX::GotPlt->getVA();
 144   uint64_t Plt = InX::Plt->getVA();
 145   write32le(Buf + 2, GotPlt - Plt + 2); // GOTPLT+8
 146   write32le(Buf + 8, GotPlt - Plt + 4); // GOTPLT+16
 147 }
 148
 149 template <class ELFT>
 150 void X86_64<ELFT>::writePlt(uint8_t *Buf, uint64_t GotPltEntryAddr,
 151                             uint64_t PltEntryAddr, int32_t Index,
 152                             unsigned RelOff) const {
 153   const uint8_t Inst[] = {
 154       0xff, 0x25, 0, 0, 0, 0, // jmpq *got(%rip)
 155       0x68, 0, 0, 0, 0,       // pushq <relocation index>
 156       0xe9, 0, 0, 0, 0,       // jmpq plt[0]
 157   };
 158   memcpy(Buf, Inst, sizeof(Inst));
 159
 160   write32le(Buf + 2, GotPltEntryAddr - PltEntryAddr - 6);
 161   write32le(Buf + 7, Index);
 162   write32le(Buf + 12, -getPltEntryOffset(Index) - 16);
 163 }
 164
 165 template <class ELFT> RelType X86_64<ELFT>::getDynRel(RelType Type) const {
 166   if (Type == R_X86_64_64 || Type == R_X86_64_PC64 || Type == R_X86_64_SIZE32 ||
 167       Type == R_X86_64_SIZE64)
 168     return Type;
 169   return R_X86_64_NONE;
 170 }
 171
 172 template <class ELFT>
 173 void X86_64<ELFT>::relaxTlsGdToLe(uint8_t *Loc, RelType Type,
 174                                   uint64_t Val) const {
 175   // Convert
 176   //   .byte 0x66
 177   //   leaq x@tlsgd(%rip), %rdi
 178   //   .word 0x6666
 179   //   rex64
 180   //   call __tls_get_addr@plt
 181   // to
 182   //   mov %fs:0x0,%rax
 183   //   lea x@tpoff,%rax
 184   const uint8_t Inst[] = {
 185       0x64, 0x48, 0x8b, 0x04, 0x25, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // mov %fs:0x0,%rax
 186       0x48, 0x8d, 0x80, 0, 0, 0, 0,                         // lea x@tpoff,%rax
 187   };
 188   memcpy(Loc - 4, Inst, sizeof(Inst));
 189
 190   // The original code used a pc relative relocation and so we have to
 191   // compensate for the -4 in had in the addend.
 192   write32le(Loc + 8, Val + 4);
 193 }
 194
 195 template <class ELFT>
 196 void X86_64<ELFT>::relaxTlsGdToIe(uint8_t *Loc, RelType Type,
 197                                   uint64_t Val) const {
 198   // Convert
 199   //   .byte 0x66
 200   //   leaq x@tlsgd(%rip), %rdi
 201   //   .word 0x6666
 202   //   rex64
 203   //   call __tls_get_addr@plt
 204   // to
 205   //   mov %fs:0x0,%rax
 206   //   addq x@tpoff,%rax
 207   const uint8_t Inst[] = {
 208       0x64, 0x48, 0x8b, 0x04, 0x25, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // mov %fs:0x0,%rax
 209       0x48, 0x03, 0x05, 0, 0, 0, 0,                         // addq x@tpoff,%rax
 210   };
 211   memcpy(Loc - 4, Inst, sizeof(Inst));
 212
 213   // Both code sequences are PC relatives, but since we are moving the constant
 214   // forward by 8 bytes we have to subtract the value by 8.
 215   write32le(Loc + 8, Val - 8);
 216 }
 217
 218 // In some conditions, R_X86_64_GOTTPOFF relocation can be optimized to
 219 // R_X86_64_TPOFF32 so that it does not use GOT.
 220 template <class ELFT>
 221 void X86_64<ELFT>::relaxTlsIeToLe(uint8_t *Loc, RelType Type,
 222                                   uint64_t Val) const {
 223   uint8_t *Inst = Loc - 3;
 224   uint8_t Reg = Loc[-1] >> 3;
 225   uint8_t *RegSlot = Loc - 1;
 226
 227   // Note that ADD with RSP or R12 is converted to ADD instead of LEA
 228   // because LEA with these registers needs 4 bytes to encode and thus
 229   // wouldn't fit the space.
 230
 231   if (memcmp(Inst, "\x48\x03\x25", 3) == 0) {
 232     // "addq foo@gottpoff(%rip),%rsp" -> "addq $foo,%rsp"
 233     memcpy(Inst, "\x48\x81\xc4", 3);
 234   } else if (memcmp(Inst, "\x4c\x03\x25", 3) == 0) {
 235     // "addq foo@gottpoff(%rip),%r12" -> "addq $foo,%r12"
 236     memcpy(Inst, "\x49\x81\xc4", 3);
 237   } else if (memcmp(Inst, "\x4c\x03", 2) == 0) {
 238     // "addq foo@gottpoff(%rip),%r[8-15]" -> "leaq foo(%r[8-15]),%r[8-15]"
 239     memcpy(Inst, "\x4d\x8d", 2);
 240     *RegSlot = 0x80 | (Reg << 3) | Reg;
 241   } else if (memcmp(Inst, "\x48\x03", 2) == 0) {
 242     // "addq foo@gottpoff(%rip),%reg -> "leaq foo(%reg),%reg"
 243     memcpy(Inst, "\x48\x8d", 2);
 244     *RegSlot = 0x80 | (Reg << 3) | Reg;
 245   } else if (memcmp(Inst, "\x4c\x8b", 2) == 0) {
 246     // "movq foo@gottpoff(%rip),%r[8-15]" -> "movq $foo,%r[8-15]"
 247     memcpy(Inst, "\x49\xc7", 2);
 248     *RegSlot = 0xc0 | Reg;
 249   } else if (memcmp(Inst, "\x48\x8b", 2) == 0) {
 250     // "movq foo@gottpoff(%rip),%reg" -> "movq $foo,%reg"
 251     memcpy(Inst, "\x48\xc7", 2);
 252     *RegSlot = 0xc0 | Reg;
 253   } else {
 254     error(getErrorLocation(Loc - 3) +
 255           "R_X86_64_GOTTPOFF must be used in MOVQ or ADDQ instructions only");
 256   }
 257
 258   // The original code used a PC relative relocation.
 259   // Need to compensate for the -4 it had in the addend.
 260   write32le(Loc, Val + 4);
 261 }
 262
 263 template <class ELFT>
 264 void X86_64<ELFT>::relaxTlsLdToLe(uint8_t *Loc, RelType Type,
 265                                   uint64_t Val) const {
 266   // Convert
 267   //   leaq bar@tlsld(%rip), %rdi
 268   //   callq __tls_get_addr@PLT
 269   //   leaq bar@dtpoff(%rax), %rcx
 270   // to
 271   //   .word 0x6666
 272   //   .byte 0x66
 273   //   mov %fs:0,%rax
 274   //   leaq bar@tpoff(%rax), %rcx
 275   if (Type == R_X86_64_DTPOFF64) {
 276     write64le(Loc, Val);
 277     return;
 278   }
 279   if (Type == R_X86_64_DTPOFF32) {
 280     write32le(Loc, Val);
 281     return;
 282   }
 283
 284   const uint8_t Inst[] = {
 285       0x66, 0x66,                                           // .word 0x6666
 286       0x66,                                                 // .byte 0x66
 287       0x64, 0x48, 0x8b, 0x04, 0x25, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // mov %fs:0,%rax
 288   };
 289   memcpy(Loc - 3, Inst, sizeof(Inst));
 290 }
 291
 292 template <class ELFT>
 293 void X86_64<ELFT>::relocateOne(uint8_t *Loc, RelType Type, uint64_t Val) const {
 294   switch (Type) {
 295   case R_X86_64_8:
 296     checkUInt(Loc, Val, 8, Type);
 297     *Loc = Val;
 298     break;
 299   case R_X86_64_16:
 300     checkUInt(Loc, Val, 16, Type);
 301     write16le(Loc, Val);
 302     break;
 303   case R_X86_64_32:
 304     checkUInt(Loc, Val, 32, Type);
 305     write32le(Loc, Val);
 306     break;
 307   case R_X86_64_32S:
 308   case R_X86_64_TPOFF32:
 309   case R_X86_64_GOT32:
 310   case R_X86_64_GOTPC32:
 311   case R_X86_64_GOTPCREL:
 312   case R_X86_64_GOTPCRELX:
 313   case R_X86_64_REX_GOTPCRELX:
 314   case R_X86_64_PC32:
 315   case R_X86_64_GOTTPOFF:
 316   case R_X86_64_PLT32:
 317   case R_X86_64_TLSGD:
 318   case R_X86_64_TLSLD:
 319   case R_X86_64_DTPOFF32:
 320   case R_X86_64_SIZE32:
 321     checkInt(Loc, Val, 32, Type);
 322     write32le(Loc, Val);
 323     break;
 324   case R_X86_64_64:
 325   case R_X86_64_DTPOFF64:
 326   case R_X86_64_GLOB_DAT:
 327   case R_X86_64_PC64:
 328   case R_X86_64_SIZE64:
 329   case R_X86_64_GOT64:
 330   case R_X86_64_GOTOFF64:
 331   case R_X86_64_GOTPC64:
 332     write64le(Loc, Val);
 333     break;
 334   default:
 335     error(getErrorLocation(Loc) + "unrecognized reloc " + Twine(Type));
 336   }
 337 }
 338
 339 template <class ELFT>
 340 RelExpr X86_64<ELFT>::adjustRelaxExpr(RelType Type, const uint8_t *Data,
 341                                       RelExpr RelExpr) const {
 342   if (Type != R_X86_64_GOTPCRELX && Type != R_X86_64_REX_GOTPCRELX)
 343     return RelExpr;
 344   const uint8_t Op = Data[-2];
 345   const uint8_t ModRm = Data[-1];
 346
 347   // FIXME: When PIC is disabled and foo is defined locally in the
 348   // lower 32 bit address space, memory operand in mov can be converted into
 349   // immediate operand. Otherwise, mov must be changed to lea. We support only
 350   // latter relaxation at this moment.
 351   if (Op == 0x8b)
 352     return R_RELAX_GOT_PC;
 353
 354   // Relax call and jmp.
 355   if (Op == 0xff && (ModRm == 0x15 || ModRm == 0x25))
 356     return R_RELAX_GOT_PC;
 357
 358   // Relaxation of test, adc, add, and, cmp, or, sbb, sub, xor.
 359   // If PIC then no relaxation is available.
 360   // We also don't relax test/binop instructions without REX byte,
 361   // they are 32bit operations and not common to have.
 362   assert(Type == R_X86_64_REX_GOTPCRELX);
 363   return Config->Pic ? RelExpr : R_RELAX_GOT_PC_NOPIC;
 364 }
 365
 366 // A subset of relaxations can only be applied for no-PIC. This method
 367 // handles such relaxations. Instructions encoding information was taken from:
 368 // "Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual V2"
 369 // (http://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/manuals/
 370 //    64-ia-32-architectures-software-developer-instruction-set-reference-manual-325383.pdf)
 371 template <class ELFT>
 372 void X86_64<ELFT>::relaxGotNoPic(uint8_t *Loc, uint64_t Val, uint8_t Op,
 373                                  uint8_t ModRm) const {
 374   const uint8_t Rex = Loc[-3];
 375   // Convert "test %reg, foo@GOTPCREL(%rip)" to "test $foo, %reg".
 376   if (Op == 0x85) {
 377     // See "TEST-Logical Compare" (4-428 Vol. 2B),
 378     // TEST r/m64, r64 uses "full" ModR / M byte (no opcode extension).
 379
 380     // ModR/M byte has form XX YYY ZZZ, where
 381     // YYY is MODRM.reg(register 2), ZZZ is MODRM.rm(register 1).
 382     // XX has different meanings:
 383     // 00: The operand's memory address is in reg1.
 384     // 01: The operand's memory address is reg1 + a byte-sized displacement.
 385     // 10: The operand's memory address is reg1 + a word-sized displacement.
 386     // 11: The operand is reg1 itself.
 387     // If an instruction requires only one operand, the unused reg2 field
 388     // holds extra opcode bits rather than a register code
 389     // 0xC0 == 11 000 000 binary.
 390     // 0x38 == 00 111 000 binary.
 391     // We transfer reg2 to reg1 here as operand.
 392     // See "2.1.3 ModR/M and SIB Bytes" (Vol. 2A 2-3).
 393     Loc[-1] = 0xc0 | (ModRm & 0x38) >> 3; // ModR/M byte.
 394
 395     // Change opcode from TEST r/m64, r64 to TEST r/m64, imm32
 396     // See "TEST-Logical Compare" (4-428 Vol. 2B).
 397     Loc[-2] = 0xf7;
 398
 399     // Move R bit to the B bit in REX byte.
 400     // REX byte is encoded as 0100WRXB, where
 401     // 0100 is 4bit fixed pattern.
 402     // REX.W When 1, a 64-bit operand size is used. Otherwise, when 0, the
 403     //   default operand size is used (which is 32-bit for most but not all
 404     //   instructions).
 405     // REX.R This 1-bit value is an extension to the MODRM.reg field.
 406     // REX.X This 1-bit value is an extension to the SIB.index field.
 407     // REX.B This 1-bit value is an extension to the MODRM.rm field or the
 408     // SIB.base field.
 409     // See "2.2.1.2 More on REX Prefix Fields " (2-8 Vol. 2A).
 410     Loc[-3] = (Rex & ~0x4) | (Rex & 0x4) >> 2;
 411     write32le(Loc, Val);
 412     return;
 413   }
 414
 415   // If we are here then we need to relax the adc, add, and, cmp, or, sbb, sub
 416   // or xor operations.
 417
 418   // Convert "binop foo@GOTPCREL(%rip), %reg" to "binop $foo, %reg".
 419   // Logic is close to one for test instruction above, but we also
 420   // write opcode extension here, see below for details.
 421   Loc[-1] = 0xc0 | (ModRm & 0x38) >> 3 | (Op & 0x3c); // ModR/M byte.
 422
 423   // Primary opcode is 0x81, opcode extension is one of:
 424   // 000b = ADD, 001b is OR, 010b is ADC, 011b is SBB,
 425   // 100b is AND, 101b is SUB, 110b is XOR, 111b is CMP.
 426   // This value was wrote to MODRM.reg in a line above.
 427   // See "3.2 INSTRUCTIONS (A-M)" (Vol. 2A 3-15),
 428   // "INSTRUCTION SET REFERENCE, N-Z" (Vol. 2B 4-1) for
 429   // descriptions about each operation.
 430   Loc[-2] = 0x81;
 431   Loc[-3] = (Rex & ~0x4) | (Rex & 0x4) >> 2;
 432   write32le(Loc, Val);
 433 }
 434
 435 template <class ELFT>
 436 void X86_64<ELFT>::relaxGot(uint8_t *Loc, uint64_t Val) const {
 437   const uint8_t Op = Loc[-2];
 438   const uint8_t ModRm = Loc[-1];
 439
 440   // Convert "mov foo@GOTPCREL(%rip),%reg" to "lea foo(%rip),%reg".
 441   if (Op == 0x8b) {
 442     Loc[-2] = 0x8d;
 443     write32le(Loc, Val);
 444     return;
 445   }
 446
 447   if (Op != 0xff) {
 448     // We are relaxing a rip relative to an absolute, so compensate
 449     // for the old -4 addend.
 450     assert(!Config->Pic);
 451     relaxGotNoPic(Loc, Val + 4, Op, ModRm);
 452     return;
 453   }
 454
 455   // Convert call/jmp instructions.
 456   if (ModRm == 0x15) {
 457     // ABI says we can convert "call *foo@GOTPCREL(%rip)" to "nop; call foo".
 458     // Instead we convert to "addr32 call foo" where addr32 is an instruction
 459     // prefix. That makes result expression to be a single instruction.
 460     Loc[-2] = 0x67; // addr32 prefix
 461     Loc[-1] = 0xe8; // call
 462     write32le(Loc, Val);
 463     return;
 464   }
 465
 466   // Convert "jmp *foo@GOTPCREL(%rip)" to "jmp foo; nop".
 467   // jmp doesn't return, so it is fine to use nop here, it is just a stub.
 468   assert(ModRm == 0x25);
 469   Loc[-2] = 0xe9; // jmp
 470   Loc[3] = 0x90;  // nop
 471   write32le(Loc - 1, Val + 1);
 472 }
 473
 474 // This anonymous namespace works around a warning bug in
 475 // old versions of gcc. See https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=56480
 476 namespace {
 477
 478 // A split-stack prologue starts by checking the amount of stack remaining
 479 // in one of two ways:
 480 // A) Comparing of the stack pointer to a field in the tcb.
 481 // B) Or a load of a stack pointer offset with an lea to r10 or r11.
 482 template <>
 483 bool X86_64<ELF64LE>::adjustPrologueForCrossSplitStack(uint8_t *Loc,
 484                                                        uint8_t *End) const {
 485   // Replace "cmp %fs:0x70,%rsp" and subsequent branch
 486   // with "stc, nopl 0x0(%rax,%rax,1)"
 487   if (Loc + 8 < End && memcmp(Loc, "\x64\x48\x3b\x24\x25", 4) == 0) {
 488     memcpy(Loc, "\xf9\x0f\x1f\x84\x00\x00\x00\x00", 8);
 489     return true;
 490   }
 491
 492   // Adjust "lea -0x200(%rsp),%r10" to lea "-0x4200(%rsp),%r10"
 493   if (Loc + 7 < End && memcmp(Loc, "\x4c\x8d\x94\x24\x00\xfe\xff", 7) == 0) {
 494     memcpy(Loc, "\x4c\x8d\x94\x24\x00\xbe\xff", 7);
 495     return true;
 496   }
 497
 498   // Adjust "lea -0x200(%rsp),%r11" to lea "-0x4200(%rsp),%r11"
 499   if (Loc + 7 < End && memcmp(Loc, "\x4c\x8d\x9c\x24\x00\xfe\xff", 7) == 0) {
 500     memcpy(Loc, "\x4c\x8d\x9c\x24\x00\xbe\xff", 7);
 501     return true;
 502   }
 503   return false;
 504 }
 505
 506 template <>
 507 bool X86_64<ELF32LE>::adjustPrologueForCrossSplitStack(uint8_t *Loc,
 508                                                        uint8_t *End) const {
 509   llvm_unreachable("Target doesn't support split stacks.");
 510 }
 511
 512 } // namespace
 513
 514 // These nonstandard PLT entries are to migtigate Spectre v2 security
 515 // vulnerability. In order to mitigate Spectre v2, we want to avoid indirect
 516 // branch instructions such as `jmp *GOTPLT(%rip)`. So, in the following PLT
 517 // entries, we use a CALL followed by MOV and RET to do the same thing as an
 518 // indirect jump. That instruction sequence is so-called "retpoline".
 519 //
 520 // We have two types of retpoline PLTs as a size optimization. If `-z now`
 521 // is specified, all dynamic symbols are resolved at load-time. Thus, when
 522 // that option is given, we can omit code for symbol lazy resolution.
 523 namespace {
 524 template <class ELFT> class Retpoline : public X86_64<ELFT> {
 525 public:
 526   Retpoline();
 527   void writeGotPlt(uint8_t *Buf, const Symbol &S) const override;
 528   void writePltHeader(uint8_t *Buf) const override;
 529   void writePlt(uint8_t *Buf, uint64_t GotPltEntryAddr, uint64_t PltEntryAddr,
 530                 int32_t Index, unsigned RelOff) const override;
 531 };
 532
 533 template <class ELFT> class RetpolineZNow : public X86_64<ELFT> {
 534 public:
 535   RetpolineZNow();
 536   void writeGotPlt(uint8_t *Buf, const Symbol &S) const override {}
 537   void writePltHeader(uint8_t *Buf) const override;
 538   void writePlt(uint8_t *Buf, uint64_t GotPltEntryAddr, uint64_t PltEntryAddr,
 539                 int32_t Index, unsigned RelOff) const override;
 540 };
 541 } // namespace
 542
 543 template <class ELFT> Retpoline<ELFT>::Retpoline() {
 544   TargetInfo::PltHeaderSize = 48;
 545   TargetInfo::PltEntrySize = 32;
 546 }
 547
 548 template <class ELFT>
 549 void Retpoline<ELFT>::writeGotPlt(uint8_t *Buf, const Symbol &S) const {
 550   write64le(Buf, S.getPltVA() + 17);
 551 }
 552
 553 template <class ELFT> void Retpoline<ELFT>::writePltHeader(uint8_t *Buf) const {
 554   const uint8_t Insn[] = {
 555       0xff, 0x35, 0,    0,    0,    0,          // 0:    pushq GOTPLT+8(%rip)
 556       0x4c, 0x8b, 0x1d, 0,    0,    0,    0,    // 6:    mov GOTPLT+16(%rip), %r11
 557       0xe8, 0x0e, 0x00, 0x00, 0x00,             // d:    callq next
 558       0xf3, 0x90,                               // 12: loop: pause
 559       0x0f, 0xae, 0xe8,                         // 14:   lfence
 560       0xeb, 0xf9,                               // 17:   jmp loop
 561       0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, // 19:   int3; .align 16
 562       0x4c, 0x89, 0x1c, 0x24,                   // 20: next: mov %r11, (%rsp)
 563       0xc3,                                     // 24:   ret
 564       0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, // 25:   int3; padding
 565       0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc,                   // 2c:   int3; padding
 566   };
 567   memcpy(Buf, Insn, sizeof(Insn));
 568
 569   uint64_t GotPlt = InX::GotPlt->getVA();
 570   uint64_t Plt = InX::Plt->getVA();
 571   write32le(Buf + 2, GotPlt - Plt - 6 + 8);
 572   write32le(Buf + 9, GotPlt - Plt - 13 + 16);
 573 }
 574
 575 template <class ELFT>
 576 void Retpoline<ELFT>::writePlt(uint8_t *Buf, uint64_t GotPltEntryAddr,
 577                                uint64_t PltEntryAddr, int32_t Index,
 578                                unsigned RelOff) const {
 579   const uint8_t Insn[] = {
 580       0x4c, 0x8b, 0x1d, 0, 0, 0, 0, // 0:  mov foo@GOTPLT(%rip), %r11
 581       0xe8, 0,    0,    0,    0,    // 7:  callq plt+0x20
 582       0xe9, 0,    0,    0,    0,    // c:  jmp plt+0x12
 583       0x68, 0,    0,    0,    0,    // 11: pushq <relocation index>
 584       0xe9, 0,    0,    0,    0,    // 16: jmp plt+0
 585       0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, // 1b: int3; padding
 586   };
 587   memcpy(Buf, Insn, sizeof(Insn));
 588
 589   uint64_t Off = TargetInfo::getPltEntryOffset(Index);
 590
 591   write32le(Buf + 3, GotPltEntryAddr - PltEntryAddr - 7);
 592   write32le(Buf + 8, -Off - 12 + 32);
 593   write32le(Buf + 13, -Off - 17 + 18);
 594   write32le(Buf + 18, Index);
 595   write32le(Buf + 23, -Off - 27);
 596 }
 597
 598 template <class ELFT> RetpolineZNow<ELFT>::RetpolineZNow() {
 599   TargetInfo::PltHeaderSize = 32;
 600   TargetInfo::PltEntrySize = 16;
 601 }
 602
 603 template <class ELFT>
 604 void RetpolineZNow<ELFT>::writePltHeader(uint8_t *Buf) const {
 605   const uint8_t Insn[] = {
 606       0xe8, 0x0b, 0x00, 0x00, 0x00, // 0:    call next
 607       0xf3, 0x90,                   // 5:  loop: pause
 608       0x0f, 0xae, 0xe8,             // 7:    lfence
 609       0xeb, 0xf9,                   // a:    jmp loop
 610       0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc,       // c:    int3; .align 16
 611       0x4c, 0x89, 0x1c, 0x24,       // 10: next: mov %r11, (%rsp)
 612       0xc3,                         // 14:   ret
 613       0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, // 15:   int3; padding
 614       0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc, // 1a:   int3; padding
 615       0xcc,                         // 1f:   int3; padding
 616   };
 617   memcpy(Buf, Insn, sizeof(Insn));
 618 }
 619
 620 template <class ELFT>
 621 void RetpolineZNow<ELFT>::writePlt(uint8_t *Buf, uint64_t GotPltEntryAddr,
 622                                    uint64_t PltEntryAddr, int32_t Index,
 623                                    unsigned RelOff) const {
 624   const uint8_t Insn[] = {
 625       0x4c, 0x8b, 0x1d, 0,    0, 0, 0, // mov foo@GOTPLT(%rip), %r11
 626       0xe9, 0,    0,    0,    0,       // jmp plt+0
 627       0xcc, 0xcc, 0xcc, 0xcc,          // int3; padding
 628   };
 629   memcpy(Buf, Insn, sizeof(Insn));
 630
 631   write32le(Buf + 3, GotPltEntryAddr - PltEntryAddr - 7);
 632   write32le(Buf + 8, -TargetInfo::getPltEntryOffset(Index) - 12);
 633 }
 634
 635 template <class ELFT> static TargetInfo *getTargetInfo() {
 636   if (Config->ZRetpolineplt) {
 637     if (Config->ZNow) {
 638       static RetpolineZNow<ELFT> T;
 639       return &T;
 640     }
 641     static Retpoline<ELFT> T;
 642     return &T;
 643   }
 644
 645   static X86_64<ELFT> T;
 646   return &T;
 647 }
 648
 649 TargetInfo *elf::getX32TargetInfo() { return getTargetInfo<ELF32LE>(); }
 650 TargetInfo *elf::getX86_64TargetInfo() { return getTargetInfo<ELF64LE>(); }