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/Compiler.h"
  24 #include "llvm/Support/Compression.h"
  25 #include "llvm/Support/Endian.h"
  26 #include "llvm/Support/Path.h"
  27 #include "llvm/Support/Threading.h"
  28 #include <mutex>
  29
  30 using namespace llvm;
  31 using namespace llvm::ELF;
  32 using namespace llvm::object;
  33 using namespace llvm::support;
  34 using namespace llvm::support::endian;
  35 using namespace llvm::sys;
  36
  37 using namespace lld;
  38 using namespace lld::elf;
  39
  40 std::vector<InputSectionBase *> elf::InputSections;
  41
  42 // Returns a string to construct an error message.
  43 std::string lld::toString(const InputSectionBase *Sec) {
  44   return (toString(Sec->File) + ":(" + 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 // Drop SHF_GROUP bit unless we are producing a re-linkable object file.
  77 // SHF_GROUP is a marker that a section belongs to some comdat group.
  78 // That flag doesn't make sense in an executable.
  79 static uint64_t getFlags(uint64_t Flags) {
  80   Flags &= ~(uint64_t)SHF_INFO_LINK;
  81   if (!Config->Relocatable)
  82     Flags &= ~(uint64_t)SHF_GROUP;
  83   return Flags;
  84 }
  85
  86 // GNU assembler 2.24 and LLVM 4.0.0's MC (the newest release as of
  87 // March 2017) fail to infer section types for sections starting with
  88 // ".init_array." or ".fini_array.". They set SHT_PROGBITS instead of
  89 // SHF_INIT_ARRAY. As a result, the following assembler directive
  90 // creates ".init_array.100" with SHT_PROGBITS, for example.
  91 //
  92 //   .section .init_array.100, "aw"
  93 //
  94 // This function forces SHT_{INIT,FINI}_ARRAY so that we can handle
  95 // incorrect inputs as if they were correct from the beginning.
  96 static uint64_t getType(uint64_t Type, StringRef Name) {
  97   if (Type == SHT_PROGBITS && Name.startswith(".init_array."))
  98     return SHT_INIT_ARRAY;
  99   if (Type == SHT_PROGBITS && Name.startswith(".fini_array."))
 100     return SHT_FINI_ARRAY;
 101   return Type;
 102 }
 103
 104 template <class ELFT>
 105 InputSectionBase::InputSectionBase(elf::ObjectFile<ELFT> *File,
 106                                    const typename ELFT::Shdr *Hdr,
 107                                    StringRef Name, Kind SectionKind)
 108     : InputSectionBase(File, getFlags(Hdr->sh_flags),
 109                        getType(Hdr->sh_type, Name), Hdr->sh_entsize,
 110                        Hdr->sh_link, Hdr->sh_info, Hdr->sh_addralign,
 111                        getSectionContents(File, Hdr), Name, SectionKind) {
 112   // We reject object files having insanely large alignments even though
 113   // they are allowed by the spec. I think 4GB is a reasonable limitation.
 114   // We might want to relax this in the future.
 115   if (Hdr->sh_addralign > UINT32_MAX)
 116     fatal(toString(File) + ": section sh_addralign is too large");
 117 }
 118
 119 size_t InputSectionBase::getSize() const {
 120   if (auto *S = dyn_cast<SyntheticSection>(this))
 121     return S->getSize();
 122
 123   return Data.size();
 124 }
 125
 126 uint64_t InputSectionBase::getOffsetInFile() const {
 127   const uint8_t *FileStart = (const uint8_t *)File->MB.getBufferStart();
 128   const uint8_t *SecStart = Data.begin();
 129   return SecStart - FileStart;
 130 }
 131
 132 uint64_t SectionBase::getOffset(uint64_t Offset) const {
 133   switch (kind()) {
 134   case Output: {
 135     auto *OS = cast<OutputSection>(this);
 136     // For output sections we treat offset -1 as the end of the section.
 137     return Offset == uint64_t(-1) ? OS->Size : Offset;
 138   }
 139   case Regular:
 140     return cast<InputSection>(this)->OutSecOff + Offset;
 141   case Synthetic: {
 142     auto *IS = cast<InputSection>(this);
 143     // For synthetic sections we treat offset -1 as the end of the section.
 144     return IS->OutSecOff + (Offset == uint64_t(-1) ? IS->getSize() : Offset);
 145   }
 146   case EHFrame:
 147     // The file crtbeginT.o has relocations pointing to the start of an empty
 148     // .eh_frame that is known to be the first in the link. It does that to
 149     // identify the start of the output .eh_frame.
 150     return Offset;
 151   case Merge:
 152     const MergeInputSection *MS = cast<MergeInputSection>(this);
 153     if (InputSection *IS = MS->getParent())
 154       return IS->OutSecOff + MS->getOffset(Offset);
 155     return MS->getOffset(Offset);
 156   }
 157   llvm_unreachable("invalid section kind");
 158 }
 159
 160 OutputSection *SectionBase::getOutputSection() {
 161   InputSection *Sec;
 162   if (auto *IS = dyn_cast<InputSection>(this))
 163     Sec = IS;
 164   else if (auto *MS = dyn_cast<MergeInputSection>(this))
 165     Sec = MS->getParent();
 166   else if (auto *EH = dyn_cast<EhInputSection>(this))
 167     Sec = EH->getParent();
 168   else
 169     return cast<OutputSection>(this);
 170   return Sec ? Sec->getParent() : nullptr;
 171 }
 172
 173 // Uncompress section contents. Note that this function is called
 174 // from parallel_for_each, so it must be thread-safe.
 175 void InputSectionBase::uncompress() {
 176   Decompressor Dec = check(Decompressor::create(Name, toStringRef(Data),
 177                                                 Config->IsLE, Config->Is64));
 178
 179   size_t Size = Dec.getDecompressedSize();
 180   char *OutputBuf;
 181   {
 182     static std::mutex Mu;
 183     std::lock_guard<std::mutex> Lock(Mu);
 184     OutputBuf = BAlloc.Allocate<char>(Size);
 185   }
 186
 187   if (Error E = Dec.decompress({OutputBuf, Size}))
 188     fatal(toString(this) +
 189           ": decompress failed: " + llvm::toString(std::move(E)));
 190   this->Data = ArrayRef<uint8_t>((uint8_t *)OutputBuf, Size);
 191   this->Flags &= ~(uint64_t)SHF_COMPRESSED;
 192 }
 193
 194 uint64_t SectionBase::getOffset(const DefinedRegular &Sym) const {
 195   return getOffset(Sym.Value);
 196 }
 197
 198 InputSection *InputSectionBase::getLinkOrderDep() const {
 199   if ((Flags & SHF_LINK_ORDER) && Link != 0) {
 200     InputSectionBase *L = File->getSections()[Link];
 201     if (auto *IS = dyn_cast<InputSection>(L))
 202       return IS;
 203     error(
 204         "Merge and .eh_frame sections are not supported with SHF_LINK_ORDER " +
 205         toString(L));
 206   }
 207   return nullptr;
 208 }
 209
 210 // Returns a source location string. Used to construct an error message.
 211 template <class ELFT>
 212 std::string InputSectionBase::getLocation(uint64_t Offset) {
 213   // We don't have file for synthetic sections.
 214   if (getFile<ELFT>() == nullptr)
 215     return (Config->OutputFile + ":(" + Name + "+0x" + utohexstr(Offset) + ")")
 216         .str();
 217
 218   // First check if we can get desired values from debugging information.
 219   std::string LineInfo = getFile<ELFT>()->getLineInfo(this, Offset);
 220   if (!LineInfo.empty())
 221     return LineInfo;
 222
 223   // File->SourceFile contains STT_FILE symbol that contains a
 224   // source file name. If it's missing, we use an object file name.
 225   std::string SrcFile = getFile<ELFT>()->SourceFile;
 226   if (SrcFile.empty())
 227     SrcFile = toString(File);
 228
 229   // Find a function symbol that encloses a given location.
 230   for (SymbolBody *B : getFile<ELFT>()->getSymbols())
 231     if (auto *D = dyn_cast<DefinedRegular>(B))
 232       if (D->Section == this && D->Type == STT_FUNC)
 233         if (D->Value <= Offset && Offset < D->Value + D->Size)
 234           return SrcFile + ":(function " + toString(*D) + ")";
 235
 236   // If there's no symbol, print out the offset in the section.
 237   return (SrcFile + ":(" + Name + "+0x" + utohexstr(Offset) + ")").str();
 238 }
 239
 240 // Returns a source location string. This function is intended to be
 241 // used for constructing an error message. The returned message looks
 242 // like this:
 243 //
 244 //   foo.c:42 (/home/alice/possibly/very/long/path/foo.c:42)
 245 //
 246 // Returns an empty string if there's no way to get line info.
 247 template <class ELFT> std::string InputSectionBase::getSrcMsg(uint64_t Offset) {
 248   // Synthetic sections don't have input files.
 249   elf::ObjectFile<ELFT> *File = getFile<ELFT>();
 250   if (!File)
 251     return "";
 252
 253   Optional<DILineInfo> Info = File->getDILineInfo(this, Offset);
 254
 255   // File->SourceFile contains STT_FILE symbol, and that is a last resort.
 256   if (!Info)
 257     return File->SourceFile;
 258
 259   std::string Path = Info->FileName;
 260   std::string Filename = path::filename(Path);
 261   std::string Lineno = ":" + std::to_string(Info->Line);
 262   if (Filename == Path)
 263     return Filename + Lineno;
 264   return Filename + Lineno + " (" + Path + Lineno + ")";
 265 }
 266
 267 // Returns a filename string along with an optional section name. This
 268 // function is intended to be used for constructing an error
 269 // message. The returned message looks like this:
 270 //
 271 //   path/to/foo.o:(function bar)
 272 //
 273 // or
 274 //
 275 //   path/to/foo.o:(function bar) in archive path/to/bar.a
 276 template <class ELFT> std::string InputSectionBase::getObjMsg(uint64_t Off) {
 277   // Synthetic sections don't have input files.
 278   elf::ObjectFile<ELFT> *File = getFile<ELFT>();
 279   if (!File)
 280     return ("(internal):(" + Name + "+0x" + utohexstr(Off) + ")").str();
 281   std::string Filename = File->getName();
 282
 283   std::string Archive;
 284   if (!File->ArchiveName.empty())
 285     Archive = (" in archive " + File->ArchiveName).str();
 286
 287   // Find a symbol that encloses a given location.
 288   for (SymbolBody *B : getFile<ELFT>()->getSymbols())
 289     if (auto *D = dyn_cast<DefinedRegular>(B))
 290       if (D->Section == this && D->Value <= Off && Off < D->Value + D->Size)
 291         return Filename + ":(" + toString(*D) + ")" + Archive;
 292
 293   // If there's no symbol, print out the offset in the section.
 294   return (Filename + ":(" + Name + "+0x" + utohexstr(Off) + ")" + Archive)
 295       .str();
 296 }
 297
 298 InputSectionBase InputSectionBase::Discarded;
 299
 300 InputSection::InputSection(uint64_t Flags, uint32_t Type, uint32_t Alignment,
 301                            ArrayRef<uint8_t> Data, StringRef Name, Kind K)
 302     : InputSectionBase(nullptr, Flags, Type,
 303                        /*Entsize*/ 0, /*Link*/ 0, /*Info*/ 0, Alignment, Data,
 304                        Name, K) {}
 305
 306 template <class ELFT>
 307 InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 308                            const typename ELFT::Shdr *Header, StringRef Name)
 309     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::Regular) {}
 310
 311 bool InputSection::classof(const SectionBase *S) {
 312   return S->kind() == SectionBase::Regular ||
 313          S->kind() == SectionBase::Synthetic;
 314 }
 315
 316 bool InputSectionBase::classof(const SectionBase *S) {
 317   return S->kind() != Output;
 318 }
 319
 320 OutputSection *InputSection::getParent() const {
 321   return cast_or_null<OutputSection>(Parent);
 322 }
 323
 324 // Copy SHT_GROUP section contents. Used only for the -r option.
 325 template <class ELFT> void InputSection::copyShtGroup(uint8_t *Buf) {
 326   // ELFT::Word is the 32-bit integral type in the target endianness.
 327   typedef typename ELFT::Word u32;
 328   ArrayRef<u32> From = getDataAs<u32>();
 329   auto *To = reinterpret_cast<u32 *>(Buf);
 330
 331   // The first entry is not a section number but a flag.
 332   *To++ = From[0];
 333
 334   // Adjust section numbers because section numbers in an input object
 335   // files are different in the output.
 336   ArrayRef<InputSectionBase *> Sections = this->File->getSections();
 337   for (uint32_t Idx : From.slice(1))
 338     *To++ = Sections[Idx]->getOutputSection()->SectionIndex;
 339 }
 340
 341 InputSectionBase *InputSection::getRelocatedSection() {
 342   assert(this->Type == SHT_RELA || this->Type == SHT_REL);
 343   ArrayRef<InputSectionBase *> Sections = this->File->getSections();
 344   return Sections[this->Info];
 345 }
 346
 347 // This is used for -r and --emit-relocs. We can't use memcpy to copy
 348 // relocations because we need to update symbol table offset and section index
 349 // for each relocation. So we copy relocations one by one.
 350 template <class ELFT, class RelTy>
 351 void InputSection::copyRelocations(uint8_t *Buf, ArrayRef<RelTy> Rels) {
 352   InputSectionBase *RelocatedSection = getRelocatedSection();
 353
 354   // Loop is slow and have complexity O(N*M), where N - amount of
 355   // relocations and M - amount of symbols in symbol table.
 356   // That happens because getSymbolIndex(...) call below performs
 357   // simple linear search.
 358   for (const RelTy &Rel : Rels) {
 359     uint32_t Type = Rel.getType(Config->IsMips64EL);
 360     SymbolBody &Body = this->getFile<ELFT>()->getRelocTargetSym(Rel);
 361
 362     auto *P = reinterpret_cast<typename ELFT::Rela *>(Buf);
 363     Buf += sizeof(RelTy);
 364
 365     if (Config->IsRela)
 366       P->r_addend = getAddend<ELFT>(Rel);
 367
 368     // Output section VA is zero for -r, so r_offset is an offset within the
 369     // section, but for --emit-relocs it is an virtual address.
 370     P->r_offset = RelocatedSection->getOutputSection()->Addr +
 371                   RelocatedSection->getOffset(Rel.r_offset);
 372     P->setSymbolAndType(InX::SymTab->getSymbolIndex(&Body), Type,
 373                         Config->IsMips64EL);
 374
 375     if (Body.Type == STT_SECTION) {
 376       // We combine multiple section symbols into only one per
 377       // section. This means we have to update the addend. That is
 378       // trivial for Elf_Rela, but for Elf_Rel we have to write to the
 379       // section data. We do that by adding to the Relocation vector.
 380
 381       // .eh_frame is horribly special and can reference discarded sections. To
 382       // avoid having to parse and recreate .eh_frame, we just replace any
 383       // relocation in it pointing to discarded sections with R_*_NONE, which
 384       // hopefully creates a frame that is ignored at runtime.
 385       SectionBase *Section = cast<DefinedRegular>(Body).Section;
 386       if (Section == &InputSection::Discarded) {
 387         P->setSymbolAndType(0, 0, false);
 388         continue;
 389       }
 390
 391       if (Config->IsRela) {
 392         P->r_addend += Body.getVA() - Section->getOutputSection()->Addr;
 393       } else if (Config->Relocatable) {
 394         const uint8_t *BufLoc = RelocatedSection->Data.begin() + Rel.r_offset;
 395         RelocatedSection->Relocations.push_back(
 396             {R_ABS, Type, Rel.r_offset, Target->getImplicitAddend(BufLoc, Type),
 397              &Body});
 398       }
 399     }
 400
 401   }
 402 }
 403
 404 // The ARM and AArch64 ABI handle pc-relative relocations to undefined weak
 405 // references specially. The general rule is that the value of the symbol in
 406 // this context is the address of the place P. A further special case is that
 407 // branch relocations to an undefined weak reference resolve to the next
 408 // instruction.
 409 static uint32_t getARMUndefinedRelativeWeakVA(uint32_t Type, uint32_t A,
 410                                               uint32_t P) {
 411   switch (Type) {
 412   // Unresolved branch relocations to weak references resolve to next
 413   // instruction, this will be either 2 or 4 bytes on from P.
 414   case R_ARM_THM_JUMP11:
 415     return P + 2 + A;
 416   case R_ARM_CALL:
 417   case R_ARM_JUMP24:
 418   case R_ARM_PC24:
 419   case R_ARM_PLT32:
 420   case R_ARM_PREL31:
 421   case R_ARM_THM_JUMP19:
 422   case R_ARM_THM_JUMP24:
 423     return P + 4 + A;
 424   case R_ARM_THM_CALL:
 425     // We don't want an interworking BLX to ARM
 426     return P + 5 + A;
 427   // Unresolved non branch pc-relative relocations
 428   // R_ARM_TARGET2 which can be resolved relatively is not present as it never
 429   // targets a weak-reference.
 430   case R_ARM_MOVW_PREL_NC:
 431   case R_ARM_MOVT_PREL:
 432   case R_ARM_REL32:
 433   case R_ARM_THM_MOVW_PREL_NC:
 434   case R_ARM_THM_MOVT_PREL:
 435     return P + A;
 436   }
 437   llvm_unreachable("ARM pc-relative relocation expected\n");
 438 }
 439
 440 // The comment above getARMUndefinedRelativeWeakVA applies to this function.
 441 static uint64_t getAArch64UndefinedRelativeWeakVA(uint64_t Type, uint64_t A,
 442                                                   uint64_t P) {
 443   switch (Type) {
 444   // Unresolved branch relocations to weak references resolve to next
 445   // instruction, this is 4 bytes on from P.
 446   case R_AARCH64_CALL26:
 447   case R_AARCH64_CONDBR19:
 448   case R_AARCH64_JUMP26:
 449   case R_AARCH64_TSTBR14:
 450     return P + 4 + A;
 451   // Unresolved non branch pc-relative relocations
 452   case R_AARCH64_PREL16:
 453   case R_AARCH64_PREL32:
 454   case R_AARCH64_PREL64:
 455   case R_AARCH64_ADR_PREL_LO21:
 456     return P + A;
 457   }
 458   llvm_unreachable("AArch64 pc-relative relocation expected\n");
 459 }
 460
 461 // ARM SBREL relocations are of the form S + A - B where B is the static base
 462 // The ARM ABI defines base to be "addressing origin of the output segment
 463 // defining the symbol S". We defined the "addressing origin"/static base to be
 464 // the base of the PT_LOAD segment containing the Body.
 465 // The procedure call standard only defines a Read Write Position Independent
 466 // RWPI variant so in practice we should expect the static base to be the base
 467 // of the RW segment.
 468 static uint64_t getARMStaticBase(const SymbolBody &Body) {
 469   OutputSection *OS = Body.getOutputSection();
 470   if (!OS || !OS->FirstInPtLoad)
 471     fatal("SBREL relocation to " + Body.getName() + " without static base");
 472   return OS->FirstInPtLoad->Addr;
 473 }
 474
 475 static uint64_t getRelocTargetVA(uint32_t Type, int64_t A, uint64_t P,
 476                                  const SymbolBody &Body, RelExpr Expr) {
 477   switch (Expr) {
 478   case R_ABS:
 479   case R_RELAX_GOT_PC_NOPIC:
 480     return Body.getVA(A);
 481   case R_ARM_SBREL:
 482     return Body.getVA(A) - getARMStaticBase(Body);
 483   case R_GOT:
 484   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_ABS:
 485     return Body.getGotVA() + A;
 486   case R_GOTONLY_PC:
 487     return InX::Got->getVA() + A - P;
 488   case R_GOTONLY_PC_FROM_END:
 489     return InX::Got->getVA() + A - P + InX::Got->getSize();
 490   case R_GOTREL:
 491     return Body.getVA(A) - InX::Got->getVA();
 492   case R_GOTREL_FROM_END:
 493     return Body.getVA(A) - InX::Got->getVA() - InX::Got->getSize();
 494   case R_GOT_FROM_END:
 495   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_END:
 496     return Body.getGotOffset() + A - InX::Got->getSize();
 497   case R_GOT_OFF:
 498     return Body.getGotOffset() + A;
 499   case R_GOT_PAGE_PC:
 500   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_PAGE_PC:
 501     return getAArch64Page(Body.getGotVA() + A) - getAArch64Page(P);
 502   case R_GOT_PC:
 503   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE:
 504     return Body.getGotVA() + A - P;
 505   case R_HINT:
 506   case R_NONE:
 507   case R_TLSDESC_CALL:
 508     llvm_unreachable("cannot relocate hint relocs");
 509   case R_MIPS_GOTREL:
 510     return Body.getVA(A) - InX::MipsGot->getGp();
 511   case R_MIPS_GOT_GP:
 512     return InX::MipsGot->getGp() + A;
 513   case R_MIPS_GOT_GP_PC: {
 514     // R_MIPS_LO16 expression has R_MIPS_GOT_GP_PC type iif the target
 515     // is _gp_disp symbol. In that case we should use the following
 516     // formula for calculation "AHL + GP - P + 4". For details see p. 4-19 at
 517     // ftp://www.linux-mips.org/pub/linux/mips/doc/ABI/mipsabi.pdf
 518     uint64_t V = InX::MipsGot->getGp() + A - P;
 519     if (Type == R_MIPS_LO16)
 520       V += 4;
 521     return V;
 522   }
 523   case R_MIPS_GOT_LOCAL_PAGE:
 524     // If relocation against MIPS local symbol requires GOT entry, this entry
 525     // should be initialized by 'page address'. This address is high 16-bits
 526     // of sum the symbol's value and the addend.
 527     return InX::MipsGot->getVA() + InX::MipsGot->getPageEntryOffset(Body, A) -
 528            InX::MipsGot->getGp();
 529   case R_MIPS_GOT_OFF:
 530   case R_MIPS_GOT_OFF32:
 531     // In case of MIPS if a GOT relocation has non-zero addend this addend
 532     // should be applied to the GOT entry content not to the GOT entry offset.
 533     // That is why we use separate expression type.
 534     return InX::MipsGot->getVA() + InX::MipsGot->getBodyEntryOffset(Body, A) -
 535            InX::MipsGot->getGp();
 536   case R_MIPS_TLSGD:
 537     return InX::MipsGot->getVA() + InX::MipsGot->getTlsOffset() +
 538            InX::MipsGot->getGlobalDynOffset(Body) - InX::MipsGot->getGp();
 539   case R_MIPS_TLSLD:
 540     return InX::MipsGot->getVA() + InX::MipsGot->getTlsOffset() +
 541            InX::MipsGot->getTlsIndexOff() - InX::MipsGot->getGp();
 542   case R_PAGE_PC:
 543   case R_PLT_PAGE_PC: {
 544     uint64_t Dest;
 545     if (Body.isUndefined() && !Body.isLocal() && Body.symbol()->isWeak())
 546       Dest = getAArch64Page(A);
 547     else
 548       Dest = getAArch64Page(Body.getVA(A));
 549     return Dest - getAArch64Page(P);
 550   }
 551   case R_PC: {
 552     uint64_t Dest;
 553     if (Body.isUndefined() && !Body.isLocal() && Body.symbol()->isWeak()) {
 554       // On ARM and AArch64 a branch to an undefined weak resolves to the
 555       // next instruction, otherwise the place.
 556       if (Config->EMachine == EM_ARM)
 557         Dest = getARMUndefinedRelativeWeakVA(Type, A, P);
 558       else if (Config->EMachine == EM_AARCH64)
 559         Dest = getAArch64UndefinedRelativeWeakVA(Type, A, P);
 560       else
 561         Dest = Body.getVA(A);
 562     } else {
 563       Dest = Body.getVA(A);
 564     }
 565     return Dest - P;
 566   }
 567   case R_PLT:
 568     return Body.getPltVA() + A;
 569   case R_PLT_PC:
 570   case R_PPC_PLT_OPD:
 571     return Body.getPltVA() + A - P;
 572   case R_PPC_OPD: {
 573     uint64_t SymVA = Body.getVA(A);
 574     // If we have an undefined weak symbol, we might get here with a symbol
 575     // address of zero. That could overflow, but the code must be unreachable,
 576     // so don't bother doing anything at all.
 577     if (!SymVA)
 578       return 0;
 579     if (Out::Opd) {
 580       // If this is a local call, and we currently have the address of a
 581       // function-descriptor, get the underlying code address instead.
 582       uint64_t OpdStart = Out::Opd->Addr;
 583       uint64_t OpdEnd = OpdStart + Out::Opd->Size;
 584       bool InOpd = OpdStart <= SymVA && SymVA < OpdEnd;
 585       if (InOpd)
 586         SymVA = read64be(&Out::OpdBuf[SymVA - OpdStart]);
 587     }
 588     return SymVA - P;
 589   }
 590   case R_PPC_TOC:
 591     return getPPC64TocBase() + A;
 592   case R_RELAX_GOT_PC:
 593     return Body.getVA(A) - P;
 594   case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE:
 595   case R_RELAX_TLS_IE_TO_LE:
 596   case R_RELAX_TLS_LD_TO_LE:
 597   case R_TLS:
 598     // A weak undefined TLS symbol resolves to the base of the TLS
 599     // block, i.e. gets a value of zero. If we pass --gc-sections to
 600     // lld and .tbss is not referenced, it gets reclaimed and we don't
 601     // create a TLS program header. Therefore, we resolve this
 602     // statically to zero.
 603     if (Body.isTls() && (Body.isLazy() || Body.isUndefined()) &&
 604         Body.symbol()->isWeak())
 605       return 0;
 606     if (Target->TcbSize)
 607       return Body.getVA(A) + alignTo(Target->TcbSize, Out::TlsPhdr->p_align);
 608     return Body.getVA(A) - Out::TlsPhdr->p_memsz;
 609   case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE_NEG:
 610   case R_NEG_TLS:
 611     return Out::TlsPhdr->p_memsz - Body.getVA(A);
 612   case R_SIZE:
 613     return A; // Body.getSize was already folded into the addend.
 614   case R_TLSDESC:
 615     return InX::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A;
 616   case R_TLSDESC_PAGE:
 617     return getAArch64Page(InX::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A) -
 618            getAArch64Page(P);
 619   case R_TLSGD:
 620     return InX::Got->getGlobalDynOffset(Body) + A - InX::Got->getSize();
 621   case R_TLSGD_PC:
 622     return InX::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A - P;
 623   case R_TLSLD:
 624     return InX::Got->getTlsIndexOff() + A - InX::Got->getSize();
 625   case R_TLSLD_PC:
 626     return InX::Got->getTlsIndexVA() + A - P;
 627   }
 628   llvm_unreachable("Invalid expression");
 629 }
 630
 631 // This function applies relocations to sections without SHF_ALLOC bit.
 632 // Such sections are never mapped to memory at runtime. Debug sections are
 633 // an example. Relocations in non-alloc sections are much easier to
 634 // handle than in allocated sections because it will never need complex
 635 // treatement such as GOT or PLT (because at runtime no one refers them).
 636 // So, we handle relocations for non-alloc sections directly in this
 637 // function as a performance optimization.
 638 template <class ELFT, class RelTy>
 639 void InputSection::relocateNonAlloc(uint8_t *Buf, ArrayRef<RelTy> Rels) {
 640   for (const RelTy &Rel : Rels) {
 641     uint32_t Type = Rel.getType(Config->IsMips64EL);
 642     uint64_t Offset = getOffset(Rel.r_offset);
 643     uint8_t *BufLoc = Buf + Offset;
 644     int64_t Addend = getAddend<ELFT>(Rel);
 645     if (!RelTy::IsRela)
 646       Addend += Target->getImplicitAddend(BufLoc, Type);
 647
 648     SymbolBody &Sym = this->getFile<ELFT>()->getRelocTargetSym(Rel);
 649     RelExpr Expr = Target->getRelExpr(Type, Sym, BufLoc);
 650     if (Expr == R_NONE)
 651       continue;
 652     if (Expr != R_ABS) {
 653       error(this->getLocation<ELFT>(Offset) + ": has non-ABS reloc");
 654       return;
 655     }
 656
 657     uint64_t AddrLoc = getParent()->Addr + Offset;
 658     uint64_t SymVA = 0;
 659     if (!Sym.isTls() || Out::TlsPhdr)
 660       SymVA = SignExtend64<sizeof(typename ELFT::uint) * 8>(
 661           getRelocTargetVA(Type, Addend, AddrLoc, Sym, R_ABS));
 662     Target->relocateOne(BufLoc, Type, SymVA);
 663   }
 664 }
 665
 666 template <class ELFT> elf::ObjectFile<ELFT> *InputSectionBase::getFile() const {
 667   return cast_or_null<elf::ObjectFile<ELFT>>(File);
 668 }
 669
 670 template <class ELFT>
 671 void InputSectionBase::relocate(uint8_t *Buf, uint8_t *BufEnd) {
 672   if (Flags & SHF_ALLOC)
 673     relocateAlloc(Buf, BufEnd);
 674   else
 675     relocateNonAlloc<ELFT>(Buf, BufEnd);
 676 }
 677
 678 template <class ELFT>
 679 void InputSectionBase::relocateNonAlloc(uint8_t *Buf, uint8_t *BufEnd) {
 680   // scanReloc function in Writer.cpp constructs Relocations
 681   // vector only for SHF_ALLOC'ed sections. For other sections,
 682   // we handle relocations directly here.
 683   auto *IS = cast<InputSection>(this);
 684   assert(!(IS->Flags & SHF_ALLOC));
 685   if (IS->AreRelocsRela)
 686     IS->relocateNonAlloc<ELFT>(Buf, IS->template relas<ELFT>());
 687   else
 688     IS->relocateNonAlloc<ELFT>(Buf, IS->template rels<ELFT>());
 689 }
 690
 691 void InputSectionBase::relocateAlloc(uint8_t *Buf, uint8_t *BufEnd) {
 692   assert(Flags & SHF_ALLOC);
 693   const unsigned Bits = Config->Wordsize * 8;
 694   for (const Relocation &Rel : Relocations) {
 695     uint64_t Offset = getOffset(Rel.Offset);
 696     uint8_t *BufLoc = Buf + Offset;
 697     uint32_t Type = Rel.Type;
 698
 699     uint64_t AddrLoc = getOutputSection()->Addr + Offset;
 700     RelExpr Expr = Rel.Expr;
 701     uint64_t TargetVA = SignExtend64(
 702         getRelocTargetVA(Type, Rel.Addend, AddrLoc, *Rel.Sym, Expr), Bits);
 703
 704     switch (Expr) {
 705     case R_RELAX_GOT_PC:
 706     case R_RELAX_GOT_PC_NOPIC:
 707       Target->relaxGot(BufLoc, TargetVA);
 708       break;
 709     case R_RELAX_TLS_IE_TO_LE:
 710       Target->relaxTlsIeToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 711       break;
 712     case R_RELAX_TLS_LD_TO_LE:
 713       Target->relaxTlsLdToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 714       break;
 715     case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE:
 716     case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE_NEG:
 717       Target->relaxTlsGdToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 718       break;
 719     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE:
 720     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_ABS:
 721     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_PAGE_PC:
 722     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_END:
 723       Target->relaxTlsGdToIe(BufLoc, Type, TargetVA);
 724       break;
 725     case R_PPC_PLT_OPD:
 726       // Patch a nop (0x60000000) to a ld.
 727       if (BufLoc + 8 <= BufEnd && read32be(BufLoc + 4) == 0x60000000)
 728         write32be(BufLoc + 4, 0xe8410028); // ld %r2, 40(%r1)
 729       LLVM_FALLTHROUGH;
 730     default:
 731       Target->relocateOne(BufLoc, Type, TargetVA);
 732       break;
 733     }
 734   }
 735 }
 736
 737 template <class ELFT> void InputSection::writeTo(uint8_t *Buf) {
 738   if (this->Type == SHT_NOBITS)
 739     return;
 740
 741   if (auto *S = dyn_cast<SyntheticSection>(this)) {
 742     S->writeTo(Buf + OutSecOff);
 743     return;
 744   }
 745
 746   // If -r or --emit-relocs is given, then an InputSection
 747   // may be a relocation section.
 748   if (this->Type == SHT_RELA) {
 749     copyRelocations<ELFT>(Buf + OutSecOff,
 750                           this->template getDataAs<typename ELFT::Rela>());
 751     return;
 752   }
 753   if (this->Type == SHT_REL) {
 754     copyRelocations<ELFT>(Buf + OutSecOff,
 755                           this->template getDataAs<typename ELFT::Rel>());
 756     return;
 757   }
 758
 759   // If -r is given, we may have a SHT_GROUP section.
 760   if (this->Type == SHT_GROUP) {
 761     copyShtGroup<ELFT>(Buf + OutSecOff);
 762     return;
 763   }
 764
 765   // Copy section contents from source object file to output file
 766   // and then apply relocations.
 767   memcpy(Buf + OutSecOff, Data.data(), Data.size());
 768   uint8_t *BufEnd = Buf + OutSecOff + Data.size();
 769   this->relocate<ELFT>(Buf, BufEnd);
 770 }
 771
 772 void InputSection::replace(InputSection *Other) {
 773   this->Alignment = std::max(this->Alignment, Other->Alignment);
 774   Other->Repl = this->Repl;
 775   Other->Live = false;
 776 }
 777
 778 template <class ELFT>
 779 EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 780                                const typename ELFT::Shdr *Header,
 781                                StringRef Name)
 782     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::EHFrame) {
 783   // Mark .eh_frame sections as live by default because there are
 784   // usually no relocations that point to .eh_frames. Otherwise,
 785   // the garbage collector would drop all .eh_frame sections.
 786   this->Live = true;
 787 }
 788
 789 SyntheticSection *EhInputSection::getParent() const {
 790   return cast_or_null<SyntheticSection>(Parent);
 791 }
 792
 793 bool EhInputSection::classof(const SectionBase *S) {
 794   return S->kind() == InputSectionBase::EHFrame;
 795 }
 796
 797 // Returns the index of the first relocation that points to a region between
 798 // Begin and Begin+Size.
 799 template <class IntTy, class RelTy>
 800 static unsigned getReloc(IntTy Begin, IntTy Size, const ArrayRef<RelTy> &Rels,
 801                          unsigned &RelocI) {
 802   // Start search from RelocI for fast access. That works because the
 803   // relocations are sorted in .eh_frame.
 804   for (unsigned N = Rels.size(); RelocI < N; ++RelocI) {
 805     const RelTy &Rel = Rels[RelocI];
 806     if (Rel.r_offset < Begin)
 807       continue;
 808
 809     if (Rel.r_offset < Begin + Size)
 810       return RelocI;
 811     return -1;
 812   }
 813   return -1;
 814 }
 815
 816 // .eh_frame is a sequence of CIE or FDE records.
 817 // This function splits an input section into records and returns them.
 818 template <class ELFT> void EhInputSection::split() {
 819   // Early exit if already split.
 820   if (!this->Pieces.empty())
 821     return;
 822
 823   if (this->NumRelocations) {
 824     if (this->AreRelocsRela)
 825       split<ELFT>(this->relas<ELFT>());
 826     else
 827       split<ELFT>(this->rels<ELFT>());
 828     return;
 829   }
 830   split<ELFT>(makeArrayRef<typename ELFT::Rela>(nullptr, nullptr));
 831 }
 832
 833 template <class ELFT, class RelTy>
 834 void EhInputSection::split(ArrayRef<RelTy> Rels) {
 835   ArrayRef<uint8_t> Data = this->Data;
 836   unsigned RelI = 0;
 837   for (size_t Off = 0, End = Data.size(); Off != End;) {
 838     size_t Size = readEhRecordSize<ELFT>(this, Off);
 839     this->Pieces.emplace_back(Off, this, Size, getReloc(Off, Size, Rels, RelI));
 840     // The empty record is the end marker.
 841     if (Size == 4)
 842       break;
 843     Off += Size;
 844   }
 845 }
 846
 847 static size_t findNull(ArrayRef<uint8_t> A, size_t EntSize) {
 848   // Optimize the common case.
 849   StringRef S((const char *)A.data(), A.size());
 850   if (EntSize == 1)
 851     return S.find(0);
 852
 853   for (unsigned I = 0, N = S.size(); I != N; I += EntSize) {
 854     const char *B = S.begin() + I;
 855     if (std::all_of(B, B + EntSize, [](char C) { return C == 0; }))
 856       return I;
 857   }
 858   return StringRef::npos;
 859 }
 860
 861 SyntheticSection *MergeInputSection::getParent() const {
 862   return cast_or_null<SyntheticSection>(Parent);
 863 }
 864
 865 // Split SHF_STRINGS section. Such section is a sequence of
 866 // null-terminated strings.
 867 void MergeInputSection::splitStrings(ArrayRef<uint8_t> Data, size_t EntSize) {
 868   size_t Off = 0;
 869   bool IsAlloc = this->Flags & SHF_ALLOC;
 870   while (!Data.empty()) {
 871     size_t End = findNull(Data, EntSize);
 872     if (End == StringRef::npos)
 873       fatal(toString(this) + ": string is not null terminated");
 874     size_t Size = End + EntSize;
 875     Pieces.emplace_back(Off, !IsAlloc);
 876     Hashes.push_back(hash_value(toStringRef(Data.slice(0, Size))));
 877     Data = Data.slice(Size);
 878     Off += Size;
 879   }
 880 }
 881
 882 // Split non-SHF_STRINGS section. Such section is a sequence of
 883 // fixed size records.
 884 void MergeInputSection::splitNonStrings(ArrayRef<uint8_t> Data,
 885                                         size_t EntSize) {
 886   size_t Size = Data.size();
 887   assert((Size % EntSize) == 0);
 888   bool IsAlloc = this->Flags & SHF_ALLOC;
 889   for (unsigned I = 0, N = Size; I != N; I += EntSize) {
 890     Hashes.push_back(hash_value(toStringRef(Data.slice(I, EntSize))));
 891     Pieces.emplace_back(I, !IsAlloc);
 892   }
 893 }
 894
 895 template <class ELFT>
 896 MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 897                                      const typename ELFT::Shdr *Header,
 898                                      StringRef Name)
 899     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::Merge) {}
 900
 901 // This function is called after we obtain a complete list of input sections
 902 // that need to be linked. This is responsible to split section contents
 903 // into small chunks for further processing.
 904 //
 905 // Note that this function is called from parallel_for_each. This must be
 906 // thread-safe (i.e. no memory allocation from the pools).
 907 void MergeInputSection::splitIntoPieces() {
 908   ArrayRef<uint8_t> Data = this->Data;
 909   uint64_t EntSize = this->Entsize;
 910   if (this->Flags & SHF_STRINGS)
 911     splitStrings(Data, EntSize);
 912   else
 913     splitNonStrings(Data, EntSize);
 914
 915   if (Config->GcSections && (this->Flags & SHF_ALLOC))
 916     for (uint64_t Off : LiveOffsets)
 917       this->getSectionPiece(Off)->Live = true;
 918 }
 919
 920 bool MergeInputSection::classof(const SectionBase *S) {
 921   return S->kind() == InputSectionBase::Merge;
 922 }
 923
 924 // Do binary search to get a section piece at a given input offset.
 925 SectionPiece *MergeInputSection::getSectionPiece(uint64_t Offset) {
 926   auto *This = static_cast<const MergeInputSection *>(this);
 927   return const_cast<SectionPiece *>(This->getSectionPiece(Offset));
 928 }
 929
 930 template <class It, class T, class Compare>
 931 static It fastUpperBound(It First, It Last, const T &Value, Compare Comp) {
 932   size_t Size = std::distance(First, Last);
 933   assert(Size != 0);
 934   while (Size != 1) {
 935     size_t H = Size / 2;
 936     const It MI = First + H;
 937     Size -= H;
 938     First = Comp(Value, *MI) ? First : First + H;
 939   }
 940   return Comp(Value, *First) ? First : First + 1;
 941 }
 942
 943 const SectionPiece *MergeInputSection::getSectionPiece(uint64_t Offset) const {
 944   uint64_t Size = this->Data.size();
 945   if (Offset >= Size)
 946     fatal(toString(this) + ": entry is past the end of the section");
 947
 948   // Find the element this offset points to.
 949   auto I = fastUpperBound(
 950       Pieces.begin(), Pieces.end(), Offset,
 951       [](const uint64_t &A, const SectionPiece &B) { return A < B.InputOff; });
 952   --I;
 953   return &*I;
 954 }
 955
 956 // Returns the offset in an output section for a given input offset.
 957 // Because contents of a mergeable section is not contiguous in output,
 958 // it is not just an addition to a base output offset.
 959 uint64_t MergeInputSection::getOffset(uint64_t Offset) const {
 960   // Initialize OffsetMap lazily.
 961   llvm::call_once(InitOffsetMap, [&] {
 962     OffsetMap.reserve(Pieces.size());
 963     for (const SectionPiece &Piece : Pieces)
 964       OffsetMap[Piece.InputOff] = Piece.OutputOff;
 965   });
 966
 967   // Find a string starting at a given offset.
 968   auto It = OffsetMap.find(Offset);
 969   if (It != OffsetMap.end())
 970     return It->second;
 971
 972   if (!this->Live)
 973     return 0;
 974
 975   // If Offset is not at beginning of a section piece, it is not in the map.
 976   // In that case we need to search from the original section piece vector.
 977   const SectionPiece &Piece = *this->getSectionPiece(Offset);
 978   if (!Piece.Live)
 979     return 0;
 980
 981   uint64_t Addend = Offset - Piece.InputOff;
 982   return Piece.OutputOff + Addend;
 983 }
 984
 985 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
 986                                     const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
 987 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
 988                                     const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
 989 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
 990                                     const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
 991 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
 992                                     const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
 993
 994 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF32LE>(uint64_t);
 995 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF32BE>(uint64_t);
 996 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF64LE>(uint64_t);
 997 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF64BE>(uint64_t);
 998
 999 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF32LE>(uint64_t);
1000 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF32BE>(uint64_t);
1001 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF64LE>(uint64_t);
1002 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF64BE>(uint64_t);
1003
1004 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF32LE>(uint64_t);
1005 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF32BE>(uint64_t);
1006 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF64LE>(uint64_t);
1007 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF64BE>(uint64_t);
1008
1009 template void InputSection::writeTo<ELF32LE>(uint8_t *);
1010 template void InputSection::writeTo<ELF32BE>(uint8_t *);
1011 template void InputSection::writeTo<ELF64LE>(uint8_t *);
1012 template void InputSection::writeTo<ELF64BE>(uint8_t *);
1013
1014 template elf::ObjectFile<ELF32LE> *InputSectionBase::getFile<ELF32LE>() const;
1015 template elf::ObjectFile<ELF32BE> *InputSectionBase::getFile<ELF32BE>() const;
1016 template elf::ObjectFile<ELF64LE> *InputSectionBase::getFile<ELF64LE>() const;
1017 template elf::ObjectFile<ELF64BE> *InputSectionBase::getFile<ELF64BE>() const;
1018
1019 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
1020                                               const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
1021 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
1022                                               const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
1023 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
1024                                               const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
1025 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
1026                                               const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
1027
1028 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
1029                                         const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
1030 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
1031                                         const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
1032 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
1033                                         const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
1034 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
1035                                         const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
1036
1037 template void EhInputSection::split<ELF32LE>();
1038 template void EhInputSection::split<ELF32BE>();
1039 template void EhInputSection::split<ELF64LE>();
1040 template void EhInputSection::split<ELF64BE>();