contrib/llvm/tools/lld/ELF/InputSection.cpp

   1 //===- InputSection.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 "InputSection.h"
  11 #include "Config.h"
  12 #include "EhFrame.h"
  13 #include "Error.h"
  14 #include "InputFiles.h"
  15 #include "LinkerScript.h"
  16 #include "Memory.h"
  17 #include "OutputSections.h"
  18 #include "Relocations.h"
  19 #include "SyntheticSections.h"
  20 #include "Target.h"
  21 #include "Thunks.h"
  22 #include "llvm/Object/Decompressor.h"
  23 #include "llvm/Support/Compression.h"
  24 #include "llvm/Support/Endian.h"
  25 #include "llvm/Support/Path.h"
  26 #include <mutex>
  27
  28 using namespace llvm;
  29 using namespace llvm::ELF;
  30 using namespace llvm::object;
  31 using namespace llvm::support;
  32 using namespace llvm::support::endian;
  33 using namespace llvm::sys;
  34
  35 using namespace lld;
  36 using namespace lld::elf;
  37
  38 std::vector<InputSectionBase *> elf::InputSections;
  39
  40 // Returns a string to construct an error message.
  41 std::string lld::toString(const InputSectionBase *Sec) {
  42   // File can be absent if section is synthetic.
  43   std::string FileName = Sec->File ? Sec->File->getName() : "<internal>";
  44   return (FileName + ":(" + Sec->Name + ")").str();
  45 }
  46
  47 template <class ELFT>
  48 static ArrayRef<uint8_t> getSectionContents(elf::ObjectFile<ELFT> *File,
  49                                             const typename ELFT::Shdr *Hdr) {
  50   if (!File || Hdr->sh_type == SHT_NOBITS)
  51     return makeArrayRef<uint8_t>(nullptr, Hdr->sh_size);
  52   return check(File->getObj().getSectionContents(Hdr));
  53 }
  54
  55 InputSectionBase::InputSectionBase(InputFile *File, uint64_t Flags,
  56                                    uint32_t Type, uint64_t Entsize,
  57                                    uint32_t Link, uint32_t Info,
  58                                    uint32_t Alignment, ArrayRef<uint8_t> Data,
  59                                    StringRef Name, Kind SectionKind)
  60     : SectionBase(SectionKind, Name, Flags, Entsize, Alignment, Type, Info,
  61                   Link),
  62       File(File), Data(Data), Repl(this) {
  63   Live = !Config->GcSections || !(Flags & SHF_ALLOC);
  64   Assigned = false;
  65   NumRelocations = 0;
  66   AreRelocsRela = false;
  67
  68   // The ELF spec states that a value of 0 means the section has
  69   // no alignment constraits.
  70   uint32_t V = std::max<uint64_t>(Alignment, 1);
  71   if (!isPowerOf2_64(V))
  72     fatal(toString(File) + ": section sh_addralign is not a power of 2");
  73   this->Alignment = V;
  74 }
  75
  76 // GNU assembler 2.24 and LLVM 4.0.0's MC (the newest release as of
  77 // March 2017) fail to infer section types for sections starting with
  78 // ".init_array." or ".fini_array.". They set SHT_PROGBITS instead of
  79 // SHF_INIT_ARRAY. As a result, the following assembler directive
  80 // creates ".init_array.100" with SHT_PROGBITS, for example.
  81 //
  82 //   .section .init_array.100, "aw"
  83 //
  84 // This function forces SHT_{INIT,FINI}_ARRAY so that we can handle
  85 // incorrect inputs as if they were correct from the beginning.
  86 static uint64_t getType(uint64_t Type, StringRef Name) {
  87   if (Type == SHT_PROGBITS && Name.startswith(".init_array."))
  88     return SHT_INIT_ARRAY;
  89   if (Type == SHT_PROGBITS && Name.startswith(".fini_array."))
  90     return SHT_FINI_ARRAY;
  91   return Type;
  92 }
  93
  94 template <class ELFT>
  95 InputSectionBase::InputSectionBase(elf::ObjectFile<ELFT> *File,
  96                                    const typename ELFT::Shdr *Hdr,
  97                                    StringRef Name, Kind SectionKind)
  98     : InputSectionBase(File, Hdr->sh_flags & ~SHF_INFO_LINK,
  99                        getType(Hdr->sh_type, Name), Hdr->sh_entsize,
 100                        Hdr->sh_link, Hdr->sh_info, Hdr->sh_addralign,
 101                        getSectionContents(File, Hdr), Name, SectionKind) {
 102   // We reject object files having insanely large alignments even though
 103   // they are allowed by the spec. I think 4GB is a reasonable limitation.
 104   // We might want to relax this in the future.
 105   if (Hdr->sh_addralign > UINT32_MAX)
 106     fatal(toString(File) + ": section sh_addralign is too large");
 107 }
 108
 109 size_t InputSectionBase::getSize() const {
 110   if (auto *S = dyn_cast<SyntheticSection>(this))
 111     return S->getSize();
 112
 113   return Data.size();
 114 }
 115
 116 uint64_t InputSectionBase::getOffsetInFile() const {
 117   const uint8_t *FileStart = (const uint8_t *)File->MB.getBufferStart();
 118   const uint8_t *SecStart = Data.begin();
 119   return SecStart - FileStart;
 120 }
 121
 122 uint64_t SectionBase::getOffset(uint64_t Offset) const {
 123   switch (kind()) {
 124   case Output: {
 125     auto *OS = cast<OutputSection>(this);
 126     // For output sections we treat offset -1 as the end of the section.
 127     return Offset == uint64_t(-1) ? OS->Size : Offset;
 128   }
 129   case Regular:
 130     return cast<InputSection>(this)->OutSecOff + Offset;
 131   case Synthetic: {
 132     auto *IS = cast<InputSection>(this);
 133     // For synthetic sections we treat offset -1 as the end of the section.
 134     return IS->OutSecOff + (Offset == uint64_t(-1) ? IS->getSize() : Offset);
 135   }
 136   case EHFrame:
 137     // The file crtbeginT.o has relocations pointing to the start of an empty
 138     // .eh_frame that is known to be the first in the link. It does that to
 139     // identify the start of the output .eh_frame.
 140     return Offset;
 141   case Merge:
 142     const MergeInputSection *MS = cast<MergeInputSection>(this);
 143     if (MS->MergeSec)
 144       return MS->MergeSec->OutSecOff + MS->getOffset(Offset);
 145     return MS->getOffset(Offset);
 146   }
 147   llvm_unreachable("invalid section kind");
 148 }
 149
 150 OutputSection *SectionBase::getOutputSection() {
 151   if (auto *IS = dyn_cast<InputSection>(this))
 152     return IS->OutSec;
 153   if (auto *MS = dyn_cast<MergeInputSection>(this))
 154     return MS->MergeSec ? MS->MergeSec->OutSec : nullptr;
 155   if (auto *EH = dyn_cast<EhInputSection>(this))
 156     return EH->EHSec->OutSec;
 157   return cast<OutputSection>(this);
 158 }
 159
 160 // Uncompress section contents. Note that this function is called
 161 // from parallel_for_each, so it must be thread-safe.
 162 void InputSectionBase::uncompress() {
 163   Decompressor Dec = check(Decompressor::create(Name, toStringRef(Data),
 164                                                 Config->IsLE, Config->Is64));
 165
 166   size_t Size = Dec.getDecompressedSize();
 167   char *OutputBuf;
 168   {
 169     static std::mutex Mu;
 170     std::lock_guard<std::mutex> Lock(Mu);
 171     OutputBuf = BAlloc.Allocate<char>(Size);
 172   }
 173
 174   if (Error E = Dec.decompress({OutputBuf, Size}))
 175     fatal(toString(this) +
 176           ": decompress failed: " + llvm::toString(std::move(E)));
 177   Data = ArrayRef<uint8_t>((uint8_t *)OutputBuf, Size);
 178 }
 179
 180 uint64_t SectionBase::getOffset(const DefinedRegular &Sym) const {
 181   return getOffset(Sym.Value);
 182 }
 183
 184 InputSectionBase *InputSectionBase::getLinkOrderDep() const {
 185   if ((Flags & SHF_LINK_ORDER) && Link != 0)
 186     return File->getSections()[Link];
 187   return nullptr;
 188 }
 189
 190 // Returns a source location string. Used to construct an error message.
 191 template <class ELFT>
 192 std::string InputSectionBase::getLocation(uint64_t Offset) {
 193   // We don't have file for synthetic sections.
 194   if (getFile<ELFT>() == nullptr)
 195     return (Config->OutputFile + ":(" + Name + "+0x" + utohexstr(Offset) + ")")
 196         .str();
 197
 198   // First check if we can get desired values from debugging information.
 199   std::string LineInfo = getFile<ELFT>()->getLineInfo(this, Offset);
 200   if (!LineInfo.empty())
 201     return LineInfo;
 202
 203   // File->SourceFile contains STT_FILE symbol that contains a
 204   // source file name. If it's missing, we use an object file name.
 205   std::string SrcFile = getFile<ELFT>()->SourceFile;
 206   if (SrcFile.empty())
 207     SrcFile = toString(File);
 208
 209   // Find a function symbol that encloses a given location.
 210   for (SymbolBody *B : getFile<ELFT>()->getSymbols())
 211     if (auto *D = dyn_cast<DefinedRegular>(B))
 212       if (D->Section == this && D->Type == STT_FUNC)
 213         if (D->Value <= Offset && Offset < D->Value + D->Size)
 214           return SrcFile + ":(function " + toString(*D) + ")";
 215
 216   // If there's no symbol, print out the offset in the section.
 217   return (SrcFile + ":(" + Name + "+0x" + utohexstr(Offset) + ")").str();
 218 }
 219
 220 // Returns a source location string. This function is intended to be
 221 // used for constructing an error message. The returned message looks
 222 // like this:
 223 //
 224 //   foo.c:42 (/home/alice/possibly/very/long/path/foo.c:42)
 225 //
 226 // Returns an empty string if there's no way to get line info.
 227 template <class ELFT> std::string InputSectionBase::getSrcMsg(uint64_t Offset) {
 228   // Synthetic sections don't have input files.
 229   elf::ObjectFile<ELFT> *File = getFile<ELFT>();
 230   if (!File)
 231     return "";
 232
 233   Optional<DILineInfo> Info = File->getDILineInfo(this, Offset);
 234
 235   // File->SourceFile contains STT_FILE symbol, and that is a last resort.
 236   if (!Info)
 237     return File->SourceFile;
 238
 239   std::string Path = Info->FileName;
 240   std::string Filename = path::filename(Path);
 241   std::string Lineno = ":" + std::to_string(Info->Line);
 242   if (Filename == Path)
 243     return Filename + Lineno;
 244   return Filename + Lineno + " (" + Path + Lineno + ")";
 245 }
 246
 247 // Returns a filename string along with an optional section name. This
 248 // function is intended to be used for constructing an error
 249 // message. The returned message looks like this:
 250 //
 251 //   path/to/foo.o:(function bar)
 252 //
 253 // or
 254 //
 255 //   path/to/foo.o:(function bar) in archive path/to/bar.a
 256 template <class ELFT> std::string InputSectionBase::getObjMsg(uint64_t Off) {
 257   // Synthetic sections don't have input files.
 258   elf::ObjectFile<ELFT> *File = getFile<ELFT>();
 259   std::string Filename = File ? File->getName() : "(internal)";
 260
 261   std::string Archive;
 262   if (!File->ArchiveName.empty())
 263     Archive = (" in archive " + File->ArchiveName).str();
 264
 265   // Find a symbol that encloses a given location.
 266   for (SymbolBody *B : getFile<ELFT>()->getSymbols())
 267     if (auto *D = dyn_cast<DefinedRegular>(B))
 268       if (D->Section == this && D->Value <= Off && Off < D->Value + D->Size)
 269         return Filename + ":(" + toString(*D) + ")" + Archive;
 270
 271   // If there's no symbol, print out the offset in the section.
 272   return (Filename + ":(" + Name + "+0x" + utohexstr(Off) + ")" + Archive)
 273       .str();
 274 }
 275
 276 InputSectionBase InputSectionBase::Discarded;
 277
 278 InputSection::InputSection(uint64_t Flags, uint32_t Type, uint32_t Alignment,
 279                            ArrayRef<uint8_t> Data, StringRef Name, Kind K)
 280     : InputSectionBase(nullptr, Flags, Type,
 281                        /*Entsize*/ 0, /*Link*/ 0, /*Info*/ 0, Alignment, Data,
 282                        Name, K) {}
 283
 284 template <class ELFT>
 285 InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 286                            const typename ELFT::Shdr *Header, StringRef Name)
 287     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::Regular) {}
 288
 289 bool InputSection::classof(const SectionBase *S) {
 290   return S->kind() == SectionBase::Regular ||
 291          S->kind() == SectionBase::Synthetic;
 292 }
 293
 294 bool InputSectionBase::classof(const SectionBase *S) {
 295   return S->kind() != Output;
 296 }
 297
 298 InputSectionBase *InputSection::getRelocatedSection() {
 299   assert(this->Type == SHT_RELA || this->Type == SHT_REL);
 300   ArrayRef<InputSectionBase *> Sections = this->File->getSections();
 301   return Sections[this->Info];
 302 }
 303
 304 // This is used for -r and --emit-relocs. We can't use memcpy to copy
 305 // relocations because we need to update symbol table offset and section index
 306 // for each relocation. So we copy relocations one by one.
 307 template <class ELFT, class RelTy>
 308 void InputSection::copyRelocations(uint8_t *Buf, ArrayRef<RelTy> Rels) {
 309   InputSectionBase *RelocatedSection = getRelocatedSection();
 310
 311   // Loop is slow and have complexity O(N*M), where N - amount of
 312   // relocations and M - amount of symbols in symbol table.
 313   // That happens because getSymbolIndex(...) call below performs
 314   // simple linear search.
 315   for (const RelTy &Rel : Rels) {
 316     uint32_t Type = Rel.getType(Config->IsMips64EL);
 317     SymbolBody &Body = this->getFile<ELFT>()->getRelocTargetSym(Rel);
 318
 319     auto *P = reinterpret_cast<typename ELFT::Rela *>(Buf);
 320     Buf += sizeof(RelTy);
 321
 322     if (Config->IsRela)
 323       P->r_addend = getAddend<ELFT>(Rel);
 324
 325     // Output section VA is zero for -r, so r_offset is an offset within the
 326     // section, but for --emit-relocs it is an virtual address.
 327     P->r_offset = RelocatedSection->OutSec->Addr +
 328                   RelocatedSection->getOffset(Rel.r_offset);
 329     P->setSymbolAndType(In<ELFT>::SymTab->getSymbolIndex(&Body), Type,
 330                         Config->IsMips64EL);
 331
 332     if (Body.Type == STT_SECTION) {
 333       // We combine multiple section symbols into only one per
 334       // section. This means we have to update the addend. That is
 335       // trivial for Elf_Rela, but for Elf_Rel we have to write to the
 336       // section data. We do that by adding to the Relocation vector.
 337
 338       // .eh_frame is horribly special and can reference discarded sections. To
 339       // avoid having to parse and recreate .eh_frame, we just replace any
 340       // relocation in it pointing to discarded sections with R_*_NONE, which
 341       // hopefully creates a frame that is ignored at runtime.
 342       SectionBase *Section = cast<DefinedRegular>(Body).Section;
 343       if (Section == &InputSection::Discarded) {
 344         P->setSymbolAndType(0, 0, false);
 345         continue;
 346       }
 347
 348       if (Config->IsRela) {
 349         P->r_addend += Body.getVA() - Section->getOutputSection()->Addr;
 350       } else if (Config->Relocatable) {
 351         const uint8_t *BufLoc = RelocatedSection->Data.begin() + Rel.r_offset;
 352         RelocatedSection->Relocations.push_back(
 353             {R_ABS, Type, Rel.r_offset, Target->getImplicitAddend(BufLoc, Type),
 354              &Body});
 355       }
 356     }
 357
 358   }
 359 }
 360
 361 static uint32_t getARMUndefinedRelativeWeakVA(uint32_t Type, uint32_t A,
 362                                               uint32_t P) {
 363   switch (Type) {
 364   case R_ARM_THM_JUMP11:
 365     return P + 2;
 366   case R_ARM_CALL:
 367   case R_ARM_JUMP24:
 368   case R_ARM_PC24:
 369   case R_ARM_PLT32:
 370   case R_ARM_PREL31:
 371   case R_ARM_THM_JUMP19:
 372   case R_ARM_THM_JUMP24:
 373     return P + 4;
 374   case R_ARM_THM_CALL:
 375     // We don't want an interworking BLX to ARM
 376     return P + 5;
 377   default:
 378     return A;
 379   }
 380 }
 381
 382 static uint64_t getAArch64UndefinedRelativeWeakVA(uint64_t Type, uint64_t A,
 383                                                   uint64_t P) {
 384   switch (Type) {
 385   case R_AARCH64_CALL26:
 386   case R_AARCH64_CONDBR19:
 387   case R_AARCH64_JUMP26:
 388   case R_AARCH64_TSTBR14:
 389     return P + 4;
 390   default:
 391     return A;
 392   }
 393 }
 394
 395 template <class ELFT>
 396 static typename ELFT::uint
 397 getRelocTargetVA(uint32_t Type, int64_t A, typename ELFT::uint P,
 398                  const SymbolBody &Body, RelExpr Expr) {
 399   switch (Expr) {
 400   case R_ABS:
 401   case R_RELAX_GOT_PC_NOPIC:
 402     return Body.getVA(A);
 403   case R_GOT:
 404   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_ABS:
 405     return Body.getGotVA<ELFT>() + A;
 406   case R_GOTONLY_PC:
 407     return In<ELFT>::Got->getVA() + A - P;
 408   case R_GOTONLY_PC_FROM_END:
 409     return In<ELFT>::Got->getVA() + A - P + In<ELFT>::Got->getSize();
 410   case R_GOTREL:
 411     return Body.getVA(A) - In<ELFT>::Got->getVA();
 412   case R_GOTREL_FROM_END:
 413     return Body.getVA(A) - In<ELFT>::Got->getVA() - In<ELFT>::Got->getSize();
 414   case R_GOT_FROM_END:
 415   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_END:
 416     return Body.getGotOffset() + A - In<ELFT>::Got->getSize();
 417   case R_GOT_OFF:
 418     return Body.getGotOffset() + A;
 419   case R_GOT_PAGE_PC:
 420   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_PAGE_PC:
 421     return getAArch64Page(Body.getGotVA<ELFT>() + A) - getAArch64Page(P);
 422   case R_GOT_PC:
 423   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE:
 424     return Body.getGotVA<ELFT>() + A - P;
 425   case R_HINT:
 426   case R_NONE:
 427   case R_TLSDESC_CALL:
 428     llvm_unreachable("cannot relocate hint relocs");
 429   case R_MIPS_GOTREL:
 430     return Body.getVA(A) - In<ELFT>::MipsGot->getGp();
 431   case R_MIPS_GOT_GP:
 432     return In<ELFT>::MipsGot->getGp() + A;
 433   case R_MIPS_GOT_GP_PC: {
 434     // R_MIPS_LO16 expression has R_MIPS_GOT_GP_PC type iif the target
 435     // is _gp_disp symbol. In that case we should use the following
 436     // formula for calculation "AHL + GP - P + 4". For details see p. 4-19 at
 437     // ftp://www.linux-mips.org/pub/linux/mips/doc/ABI/mipsabi.pdf
 438     uint64_t V = In<ELFT>::MipsGot->getGp() + A - P;
 439     if (Type == R_MIPS_LO16)
 440       V += 4;
 441     return V;
 442   }
 443   case R_MIPS_GOT_LOCAL_PAGE:
 444     // If relocation against MIPS local symbol requires GOT entry, this entry
 445     // should be initialized by 'page address'. This address is high 16-bits
 446     // of sum the symbol's value and the addend.
 447     return In<ELFT>::MipsGot->getVA() +
 448            In<ELFT>::MipsGot->getPageEntryOffset(Body, A) -
 449            In<ELFT>::MipsGot->getGp();
 450   case R_MIPS_GOT_OFF:
 451   case R_MIPS_GOT_OFF32:
 452     // In case of MIPS if a GOT relocation has non-zero addend this addend
 453     // should be applied to the GOT entry content not to the GOT entry offset.
 454     // That is why we use separate expression type.
 455     return In<ELFT>::MipsGot->getVA() +
 456            In<ELFT>::MipsGot->getBodyEntryOffset(Body, A) -
 457            In<ELFT>::MipsGot->getGp();
 458   case R_MIPS_TLSGD:
 459     return In<ELFT>::MipsGot->getVA() + In<ELFT>::MipsGot->getTlsOffset() +
 460            In<ELFT>::MipsGot->getGlobalDynOffset(Body) -
 461            In<ELFT>::MipsGot->getGp();
 462   case R_MIPS_TLSLD:
 463     return In<ELFT>::MipsGot->getVA() + In<ELFT>::MipsGot->getTlsOffset() +
 464            In<ELFT>::MipsGot->getTlsIndexOff() - In<ELFT>::MipsGot->getGp();
 465   case R_PAGE_PC:
 466   case R_PLT_PAGE_PC:
 467     if (Body.isUndefined() && !Body.isLocal() && Body.symbol()->isWeak())
 468       return getAArch64Page(A);
 469     return getAArch64Page(Body.getVA(A)) - getAArch64Page(P);
 470   case R_PC:
 471     if (Body.isUndefined() && !Body.isLocal() && Body.symbol()->isWeak()) {
 472       // On ARM and AArch64 a branch to an undefined weak resolves to the
 473       // next instruction, otherwise the place.
 474       if (Config->EMachine == EM_ARM)
 475         return getARMUndefinedRelativeWeakVA(Type, A, P);
 476       if (Config->EMachine == EM_AARCH64)
 477         return getAArch64UndefinedRelativeWeakVA(Type, A, P);
 478     }
 479     return Body.getVA(A) - P;
 480   case R_PLT:
 481     return Body.getPltVA() + A;
 482   case R_PLT_PC:
 483   case R_PPC_PLT_OPD:
 484     return Body.getPltVA() + A - P;
 485   case R_PPC_OPD: {
 486     uint64_t SymVA = Body.getVA(A);
 487     // If we have an undefined weak symbol, we might get here with a symbol
 488     // address of zero. That could overflow, but the code must be unreachable,
 489     // so don't bother doing anything at all.
 490     if (!SymVA)
 491       return 0;
 492     if (Out::Opd) {
 493       // If this is a local call, and we currently have the address of a
 494       // function-descriptor, get the underlying code address instead.
 495       uint64_t OpdStart = Out::Opd->Addr;
 496       uint64_t OpdEnd = OpdStart + Out::Opd->Size;
 497       bool InOpd = OpdStart <= SymVA && SymVA < OpdEnd;
 498       if (InOpd)
 499         SymVA = read64be(&Out::OpdBuf[SymVA - OpdStart]);
 500     }
 501     return SymVA - P;
 502   }
 503   case R_PPC_TOC:
 504     return getPPC64TocBase() + A;
 505   case R_RELAX_GOT_PC:
 506     return Body.getVA(A) - P;
 507   case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE:
 508   case R_RELAX_TLS_IE_TO_LE:
 509   case R_RELAX_TLS_LD_TO_LE:
 510   case R_TLS:
 511     // A weak undefined TLS symbol resolves to the base of the TLS
 512     // block, i.e. gets a value of zero. If we pass --gc-sections to
 513     // lld and .tbss is not referenced, it gets reclaimed and we don't
 514     // create a TLS program header. Therefore, we resolve this
 515     // statically to zero.
 516     if (Body.isTls() && (Body.isLazy() || Body.isUndefined()) &&
 517         Body.symbol()->isWeak())
 518       return 0;
 519     if (Target->TcbSize)
 520       return Body.getVA(A) + alignTo(Target->TcbSize, Out::TlsPhdr->p_align);
 521     return Body.getVA(A) - Out::TlsPhdr->p_memsz;
 522   case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE_NEG:
 523   case R_NEG_TLS:
 524     return Out::TlsPhdr->p_memsz - Body.getVA(A);
 525   case R_SIZE:
 526     return Body.getSize<ELFT>() + A;
 527   case R_TLSDESC:
 528     return In<ELFT>::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A;
 529   case R_TLSDESC_PAGE:
 530     return getAArch64Page(In<ELFT>::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A) -
 531            getAArch64Page(P);
 532   case R_TLSGD:
 533     return In<ELFT>::Got->getGlobalDynOffset(Body) + A -
 534            In<ELFT>::Got->getSize();
 535   case R_TLSGD_PC:
 536     return In<ELFT>::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A - P;
 537   case R_TLSLD:
 538     return In<ELFT>::Got->getTlsIndexOff() + A - In<ELFT>::Got->getSize();
 539   case R_TLSLD_PC:
 540     return In<ELFT>::Got->getTlsIndexVA() + A - P;
 541   }
 542   llvm_unreachable("Invalid expression");
 543 }
 544
 545 // This function applies relocations to sections without SHF_ALLOC bit.
 546 // Such sections are never mapped to memory at runtime. Debug sections are
 547 // an example. Relocations in non-alloc sections are much easier to
 548 // handle than in allocated sections because it will never need complex
 549 // treatement such as GOT or PLT (because at runtime no one refers them).
 550 // So, we handle relocations for non-alloc sections directly in this
 551 // function as a performance optimization.
 552 template <class ELFT, class RelTy>
 553 void InputSection::relocateNonAlloc(uint8_t *Buf, ArrayRef<RelTy> Rels) {
 554   for (const RelTy &Rel : Rels) {
 555     uint32_t Type = Rel.getType(Config->IsMips64EL);
 556     uint64_t Offset = getOffset(Rel.r_offset);
 557     uint8_t *BufLoc = Buf + Offset;
 558     int64_t Addend = getAddend<ELFT>(Rel);
 559     if (!RelTy::IsRela)
 560       Addend += Target->getImplicitAddend(BufLoc, Type);
 561
 562     SymbolBody &Sym = this->getFile<ELFT>()->getRelocTargetSym(Rel);
 563     RelExpr Expr = Target->getRelExpr(Type, Sym, BufLoc);
 564     if (Expr == R_NONE)
 565       continue;
 566     if (Expr != R_ABS) {
 567       error(this->getLocation<ELFT>(Offset) + ": has non-ABS reloc");
 568       return;
 569     }
 570
 571     uint64_t AddrLoc = this->OutSec->Addr + Offset;
 572     uint64_t SymVA = 0;
 573     if (!Sym.isTls() || Out::TlsPhdr)
 574       SymVA = SignExtend64<sizeof(typename ELFT::uint) * 8>(
 575           getRelocTargetVA<ELFT>(Type, Addend, AddrLoc, Sym, R_ABS));
 576     Target->relocateOne(BufLoc, Type, SymVA);
 577   }
 578 }
 579
 580 template <class ELFT> elf::ObjectFile<ELFT> *InputSectionBase::getFile() const {
 581   return cast_or_null<elf::ObjectFile<ELFT>>(File);
 582 }
 583
 584 template <class ELFT>
 585 void InputSectionBase::relocate(uint8_t *Buf, uint8_t *BufEnd) {
 586   // scanReloc function in Writer.cpp constructs Relocations
 587   // vector only for SHF_ALLOC'ed sections. For other sections,
 588   // we handle relocations directly here.
 589   auto *IS = dyn_cast<InputSection>(this);
 590   if (IS && !(IS->Flags & SHF_ALLOC)) {
 591     if (IS->AreRelocsRela)
 592       IS->relocateNonAlloc<ELFT>(Buf, IS->template relas<ELFT>());
 593     else
 594       IS->relocateNonAlloc<ELFT>(Buf, IS->template rels<ELFT>());
 595     return;
 596   }
 597
 598   const unsigned Bits = sizeof(typename ELFT::uint) * 8;
 599   for (const Relocation &Rel : Relocations) {
 600     uint64_t Offset = getOffset(Rel.Offset);
 601     uint8_t *BufLoc = Buf + Offset;
 602     uint32_t Type = Rel.Type;
 603
 604     uint64_t AddrLoc = getOutputSection()->Addr + Offset;
 605     RelExpr Expr = Rel.Expr;
 606     uint64_t TargetVA = SignExtend64<Bits>(
 607         getRelocTargetVA<ELFT>(Type, Rel.Addend, AddrLoc, *Rel.Sym, Expr));
 608
 609     switch (Expr) {
 610     case R_RELAX_GOT_PC:
 611     case R_RELAX_GOT_PC_NOPIC:
 612       Target->relaxGot(BufLoc, TargetVA);
 613       break;
 614     case R_RELAX_TLS_IE_TO_LE:
 615       Target->relaxTlsIeToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 616       break;
 617     case R_RELAX_TLS_LD_TO_LE:
 618       Target->relaxTlsLdToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 619       break;
 620     case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE:
 621     case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE_NEG:
 622       Target->relaxTlsGdToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 623       break;
 624     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE:
 625     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_ABS:
 626     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_PAGE_PC:
 627     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_END:
 628       Target->relaxTlsGdToIe(BufLoc, Type, TargetVA);
 629       break;
 630     case R_PPC_PLT_OPD:
 631       // Patch a nop (0x60000000) to a ld.
 632       if (BufLoc + 8 <= BufEnd && read32be(BufLoc + 4) == 0x60000000)
 633         write32be(BufLoc + 4, 0xe8410028); // ld %r2, 40(%r1)
 634     // fallthrough
 635     default:
 636       Target->relocateOne(BufLoc, Type, TargetVA);
 637       break;
 638     }
 639   }
 640 }
 641
 642 template <class ELFT> void InputSection::writeTo(uint8_t *Buf) {
 643   if (this->Type == SHT_NOBITS)
 644     return;
 645
 646   if (auto *S = dyn_cast<SyntheticSection>(this)) {
 647     S->writeTo(Buf + OutSecOff);
 648     return;
 649   }
 650
 651   // If -r or --emit-relocs is given, then an InputSection
 652   // may be a relocation section.
 653   if (this->Type == SHT_RELA) {
 654     copyRelocations<ELFT>(Buf + OutSecOff,
 655                           this->template getDataAs<typename ELFT::Rela>());
 656     return;
 657   }
 658   if (this->Type == SHT_REL) {
 659     copyRelocations<ELFT>(Buf + OutSecOff,
 660                           this->template getDataAs<typename ELFT::Rel>());
 661     return;
 662   }
 663
 664   // Copy section contents from source object file to output file
 665   // and then apply relocations.
 666   memcpy(Buf + OutSecOff, Data.data(), Data.size());
 667   uint8_t *BufEnd = Buf + OutSecOff + Data.size();
 668   this->relocate<ELFT>(Buf, BufEnd);
 669 }
 670
 671 void InputSection::replace(InputSection *Other) {
 672   this->Alignment = std::max(this->Alignment, Other->Alignment);
 673   Other->Repl = this->Repl;
 674   Other->Live = false;
 675 }
 676
 677 template <class ELFT>
 678 EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 679                                const typename ELFT::Shdr *Header,
 680                                StringRef Name)
 681     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::EHFrame) {
 682   // Mark .eh_frame sections as live by default because there are
 683   // usually no relocations that point to .eh_frames. Otherwise,
 684   // the garbage collector would drop all .eh_frame sections.
 685   this->Live = true;
 686 }
 687
 688 bool EhInputSection::classof(const SectionBase *S) {
 689   return S->kind() == InputSectionBase::EHFrame;
 690 }
 691
 692 // Returns the index of the first relocation that points to a region between
 693 // Begin and Begin+Size.
 694 template <class IntTy, class RelTy>
 695 static unsigned getReloc(IntTy Begin, IntTy Size, const ArrayRef<RelTy> &Rels,
 696                          unsigned &RelocI) {
 697   // Start search from RelocI for fast access. That works because the
 698   // relocations are sorted in .eh_frame.
 699   for (unsigned N = Rels.size(); RelocI < N; ++RelocI) {
 700     const RelTy &Rel = Rels[RelocI];
 701     if (Rel.r_offset < Begin)
 702       continue;
 703
 704     if (Rel.r_offset < Begin + Size)
 705       return RelocI;
 706     return -1;
 707   }
 708   return -1;
 709 }
 710
 711 // .eh_frame is a sequence of CIE or FDE records.
 712 // This function splits an input section into records and returns them.
 713 template <class ELFT> void EhInputSection::split() {
 714   // Early exit if already split.
 715   if (!this->Pieces.empty())
 716     return;
 717
 718   if (this->NumRelocations) {
 719     if (this->AreRelocsRela)
 720       split<ELFT>(this->relas<ELFT>());
 721     else
 722       split<ELFT>(this->rels<ELFT>());
 723     return;
 724   }
 725   split<ELFT>(makeArrayRef<typename ELFT::Rela>(nullptr, nullptr));
 726 }
 727
 728 template <class ELFT, class RelTy>
 729 void EhInputSection::split(ArrayRef<RelTy> Rels) {
 730   ArrayRef<uint8_t> Data = this->Data;
 731   unsigned RelI = 0;
 732   for (size_t Off = 0, End = Data.size(); Off != End;) {
 733     size_t Size = readEhRecordSize<ELFT>(this, Off);
 734     this->Pieces.emplace_back(Off, this, Size, getReloc(Off, Size, Rels, RelI));
 735     // The empty record is the end marker.
 736     if (Size == 4)
 737       break;
 738     Off += Size;
 739   }
 740 }
 741
 742 static size_t findNull(ArrayRef<uint8_t> A, size_t EntSize) {
 743   // Optimize the common case.
 744   StringRef S((const char *)A.data(), A.size());
 745   if (EntSize == 1)
 746     return S.find(0);
 747
 748   for (unsigned I = 0, N = S.size(); I != N; I += EntSize) {
 749     const char *B = S.begin() + I;
 750     if (std::all_of(B, B + EntSize, [](char C) { return C == 0; }))
 751       return I;
 752   }
 753   return StringRef::npos;
 754 }
 755
 756 // Split SHF_STRINGS section. Such section is a sequence of
 757 // null-terminated strings.
 758 void MergeInputSection::splitStrings(ArrayRef<uint8_t> Data, size_t EntSize) {
 759   size_t Off = 0;
 760   bool IsAlloc = this->Flags & SHF_ALLOC;
 761   while (!Data.empty()) {
 762     size_t End = findNull(Data, EntSize);
 763     if (End == StringRef::npos)
 764       fatal(toString(this) + ": string is not null terminated");
 765     size_t Size = End + EntSize;
 766     Pieces.emplace_back(Off, !IsAlloc);
 767     Hashes.push_back(hash_value(toStringRef(Data.slice(0, Size))));
 768     Data = Data.slice(Size);
 769     Off += Size;
 770   }
 771 }
 772
 773 // Split non-SHF_STRINGS section. Such section is a sequence of
 774 // fixed size records.
 775 void MergeInputSection::splitNonStrings(ArrayRef<uint8_t> Data,
 776                                         size_t EntSize) {
 777   size_t Size = Data.size();
 778   assert((Size % EntSize) == 0);
 779   bool IsAlloc = this->Flags & SHF_ALLOC;
 780   for (unsigned I = 0, N = Size; I != N; I += EntSize) {
 781     Hashes.push_back(hash_value(toStringRef(Data.slice(I, EntSize))));
 782     Pieces.emplace_back(I, !IsAlloc);
 783   }
 784 }
 785
 786 template <class ELFT>
 787 MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 788                                      const typename ELFT::Shdr *Header,
 789                                      StringRef Name)
 790     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::Merge) {}
 791
 792 // This function is called after we obtain a complete list of input sections
 793 // that need to be linked. This is responsible to split section contents
 794 // into small chunks for further processing.
 795 //
 796 // Note that this function is called from parallel_for_each. This must be
 797 // thread-safe (i.e. no memory allocation from the pools).
 798 void MergeInputSection::splitIntoPieces() {
 799   ArrayRef<uint8_t> Data = this->Data;
 800   uint64_t EntSize = this->Entsize;
 801   if (this->Flags & SHF_STRINGS)
 802     splitStrings(Data, EntSize);
 803   else
 804     splitNonStrings(Data, EntSize);
 805
 806   if (Config->GcSections && (this->Flags & SHF_ALLOC))
 807     for (uint64_t Off : LiveOffsets)
 808       this->getSectionPiece(Off)->Live = true;
 809 }
 810
 811 bool MergeInputSection::classof(const SectionBase *S) {
 812   return S->kind() == InputSectionBase::Merge;
 813 }
 814
 815 // Do binary search to get a section piece at a given input offset.
 816 SectionPiece *MergeInputSection::getSectionPiece(uint64_t Offset) {
 817   auto *This = static_cast<const MergeInputSection *>(this);
 818   return const_cast<SectionPiece *>(This->getSectionPiece(Offset));
 819 }
 820
 821 template <class It, class T, class Compare>
 822 static It fastUpperBound(It First, It Last, const T &Value, Compare Comp) {
 823   size_t Size = std::distance(First, Last);
 824   assert(Size != 0);
 825   while (Size != 1) {
 826     size_t H = Size / 2;
 827     const It MI = First + H;
 828     Size -= H;
 829     First = Comp(Value, *MI) ? First : First + H;
 830   }
 831   return Comp(Value, *First) ? First : First + 1;
 832 }
 833
 834 const SectionPiece *MergeInputSection::getSectionPiece(uint64_t Offset) const {
 835   uint64_t Size = this->Data.size();
 836   if (Offset >= Size)
 837     fatal(toString(this) + ": entry is past the end of the section");
 838
 839   // Find the element this offset points to.
 840   auto I = fastUpperBound(
 841       Pieces.begin(), Pieces.end(), Offset,
 842       [](const uint64_t &A, const SectionPiece &B) { return A < B.InputOff; });
 843   --I;
 844   return &*I;
 845 }
 846
 847 // Returns the offset in an output section for a given input offset.
 848 // Because contents of a mergeable section is not contiguous in output,
 849 // it is not just an addition to a base output offset.
 850 uint64_t MergeInputSection::getOffset(uint64_t Offset) const {
 851   // Initialize OffsetMap lazily.
 852   std::call_once(InitOffsetMap, [&] {
 853     OffsetMap.reserve(Pieces.size());
 854     for (const SectionPiece &Piece : Pieces)
 855       OffsetMap[Piece.InputOff] = Piece.OutputOff;
 856   });
 857
 858   // Find a string starting at a given offset.
 859   auto It = OffsetMap.find(Offset);
 860   if (It != OffsetMap.end())
 861     return It->second;
 862
 863   if (!this->Live)
 864     return 0;
 865
 866   // If Offset is not at beginning of a section piece, it is not in the map.
 867   // In that case we need to search from the original section piece vector.
 868   const SectionPiece &Piece = *this->getSectionPiece(Offset);
 869   if (!Piece.Live)
 870     return 0;
 871
 872   uint64_t Addend = Offset - Piece.InputOff;
 873   return Piece.OutputOff + Addend;
 874 }
 875
 876 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
 877                                     const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
 878 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
 879                                     const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
 880 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
 881                                     const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
 882 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
 883                                     const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
 884
 885 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF32LE>(uint64_t);
 886 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF32BE>(uint64_t);
 887 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF64LE>(uint64_t);
 888 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF64BE>(uint64_t);
 889
 890 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF32LE>(uint64_t);
 891 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF32BE>(uint64_t);
 892 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF64LE>(uint64_t);
 893 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF64BE>(uint64_t);
 894
 895 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF32LE>(uint64_t);
 896 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF32BE>(uint64_t);
 897 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF64LE>(uint64_t);
 898 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF64BE>(uint64_t);
 899
 900 template void InputSection::writeTo<ELF32LE>(uint8_t *);
 901 template void InputSection::writeTo<ELF32BE>(uint8_t *);
 902 template void InputSection::writeTo<ELF64LE>(uint8_t *);
 903 template void InputSection::writeTo<ELF64BE>(uint8_t *);
 904
 905 template elf::ObjectFile<ELF32LE> *InputSectionBase::getFile<ELF32LE>() const;
 906 template elf::ObjectFile<ELF32BE> *InputSectionBase::getFile<ELF32BE>() const;
 907 template elf::ObjectFile<ELF64LE> *InputSectionBase::getFile<ELF64LE>() const;
 908 template elf::ObjectFile<ELF64BE> *InputSectionBase::getFile<ELF64BE>() const;
 909
 910 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
 911                                               const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
 912 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
 913                                               const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
 914 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
 915                                               const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
 916 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
 917                                               const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
 918
 919 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
 920                                         const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
 921 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
 922                                         const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
 923 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
 924                                         const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
 925 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
 926                                         const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
 927
 928 template void EhInputSection::split<ELF32LE>();
 929 template void EhInputSection::split<ELF32BE>();
 930 template void EhInputSection::split<ELF64LE>();
 931 template void EhInputSection::split<ELF64BE>();