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   std::string Filename = File ? File->getName() : "(internal)";
 280
 281   std::string Archive;
 282   if (!File->ArchiveName.empty())
 283     Archive = (" in archive " + File->ArchiveName).str();
 284
 285   // Find a symbol that encloses a given location.
 286   for (SymbolBody *B : getFile<ELFT>()->getSymbols())
 287     if (auto *D = dyn_cast<DefinedRegular>(B))
 288       if (D->Section == this && D->Value <= Off && Off < D->Value + D->Size)
 289         return Filename + ":(" + toString(*D) + ")" + Archive;
 290
 291   // If there's no symbol, print out the offset in the section.
 292   return (Filename + ":(" + Name + "+0x" + utohexstr(Off) + ")" + Archive)
 293       .str();
 294 }
 295
 296 InputSectionBase InputSectionBase::Discarded;
 297
 298 InputSection::InputSection(uint64_t Flags, uint32_t Type, uint32_t Alignment,
 299                            ArrayRef<uint8_t> Data, StringRef Name, Kind K)
 300     : InputSectionBase(nullptr, Flags, Type,
 301                        /*Entsize*/ 0, /*Link*/ 0, /*Info*/ 0, Alignment, Data,
 302                        Name, K) {}
 303
 304 template <class ELFT>
 305 InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 306                            const typename ELFT::Shdr *Header, StringRef Name)
 307     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::Regular) {}
 308
 309 bool InputSection::classof(const SectionBase *S) {
 310   return S->kind() == SectionBase::Regular ||
 311          S->kind() == SectionBase::Synthetic;
 312 }
 313
 314 bool InputSectionBase::classof(const SectionBase *S) {
 315   return S->kind() != Output;
 316 }
 317
 318 OutputSection *InputSection::getParent() const {
 319   return cast_or_null<OutputSection>(Parent);
 320 }
 321
 322 // Copy SHT_GROUP section contents. Used only for the -r option.
 323 template <class ELFT> void InputSection::copyShtGroup(uint8_t *Buf) {
 324   // ELFT::Word is the 32-bit integral type in the target endianness.
 325   typedef typename ELFT::Word u32;
 326   ArrayRef<u32> From = getDataAs<u32>();
 327   auto *To = reinterpret_cast<u32 *>(Buf);
 328
 329   // The first entry is not a section number but a flag.
 330   *To++ = From[0];
 331
 332   // Adjust section numbers because section numbers in an input object
 333   // files are different in the output.
 334   ArrayRef<InputSectionBase *> Sections = this->File->getSections();
 335   for (uint32_t Idx : From.slice(1))
 336     *To++ = Sections[Idx]->getOutputSection()->SectionIndex;
 337 }
 338
 339 InputSectionBase *InputSection::getRelocatedSection() {
 340   assert(this->Type == SHT_RELA || this->Type == SHT_REL);
 341   ArrayRef<InputSectionBase *> Sections = this->File->getSections();
 342   return Sections[this->Info];
 343 }
 344
 345 // This is used for -r and --emit-relocs. We can't use memcpy to copy
 346 // relocations because we need to update symbol table offset and section index
 347 // for each relocation. So we copy relocations one by one.
 348 template <class ELFT, class RelTy>
 349 void InputSection::copyRelocations(uint8_t *Buf, ArrayRef<RelTy> Rels) {
 350   InputSectionBase *RelocatedSection = getRelocatedSection();
 351
 352   // Loop is slow and have complexity O(N*M), where N - amount of
 353   // relocations and M - amount of symbols in symbol table.
 354   // That happens because getSymbolIndex(...) call below performs
 355   // simple linear search.
 356   for (const RelTy &Rel : Rels) {
 357     uint32_t Type = Rel.getType(Config->IsMips64EL);
 358     SymbolBody &Body = this->getFile<ELFT>()->getRelocTargetSym(Rel);
 359
 360     auto *P = reinterpret_cast<typename ELFT::Rela *>(Buf);
 361     Buf += sizeof(RelTy);
 362
 363     if (Config->IsRela)
 364       P->r_addend = getAddend<ELFT>(Rel);
 365
 366     // Output section VA is zero for -r, so r_offset is an offset within the
 367     // section, but for --emit-relocs it is an virtual address.
 368     P->r_offset = RelocatedSection->getOutputSection()->Addr +
 369                   RelocatedSection->getOffset(Rel.r_offset);
 370     P->setSymbolAndType(InX::SymTab->getSymbolIndex(&Body), Type,
 371                         Config->IsMips64EL);
 372
 373     if (Body.Type == STT_SECTION) {
 374       // We combine multiple section symbols into only one per
 375       // section. This means we have to update the addend. That is
 376       // trivial for Elf_Rela, but for Elf_Rel we have to write to the
 377       // section data. We do that by adding to the Relocation vector.
 378
 379       // .eh_frame is horribly special and can reference discarded sections. To
 380       // avoid having to parse and recreate .eh_frame, we just replace any
 381       // relocation in it pointing to discarded sections with R_*_NONE, which
 382       // hopefully creates a frame that is ignored at runtime.
 383       SectionBase *Section = cast<DefinedRegular>(Body).Section;
 384       if (Section == &InputSection::Discarded) {
 385         P->setSymbolAndType(0, 0, false);
 386         continue;
 387       }
 388
 389       if (Config->IsRela) {
 390         P->r_addend += Body.getVA() - Section->getOutputSection()->Addr;
 391       } else if (Config->Relocatable) {
 392         const uint8_t *BufLoc = RelocatedSection->Data.begin() + Rel.r_offset;
 393         RelocatedSection->Relocations.push_back(
 394             {R_ABS, Type, Rel.r_offset, Target->getImplicitAddend(BufLoc, Type),
 395              &Body});
 396       }
 397     }
 398
 399   }
 400 }
 401
 402 // The ARM and AArch64 ABI handle pc-relative relocations to undefined weak
 403 // references specially. The general rule is that the value of the symbol in
 404 // this context is the address of the place P. A further special case is that
 405 // branch relocations to an undefined weak reference resolve to the next
 406 // instruction.
 407 static uint32_t getARMUndefinedRelativeWeakVA(uint32_t Type, uint32_t A,
 408                                               uint32_t P) {
 409   switch (Type) {
 410   // Unresolved branch relocations to weak references resolve to next
 411   // instruction, this will be either 2 or 4 bytes on from P.
 412   case R_ARM_THM_JUMP11:
 413     return P + 2 + A;
 414   case R_ARM_CALL:
 415   case R_ARM_JUMP24:
 416   case R_ARM_PC24:
 417   case R_ARM_PLT32:
 418   case R_ARM_PREL31:
 419   case R_ARM_THM_JUMP19:
 420   case R_ARM_THM_JUMP24:
 421     return P + 4 + A;
 422   case R_ARM_THM_CALL:
 423     // We don't want an interworking BLX to ARM
 424     return P + 5 + A;
 425   // Unresolved non branch pc-relative relocations
 426   // R_ARM_TARGET2 which can be resolved relatively is not present as it never
 427   // targets a weak-reference.
 428   case R_ARM_MOVW_PREL_NC:
 429   case R_ARM_MOVT_PREL:
 430   case R_ARM_REL32:
 431   case R_ARM_THM_MOVW_PREL_NC:
 432   case R_ARM_THM_MOVT_PREL:
 433     return P + A;
 434   }
 435   llvm_unreachable("ARM pc-relative relocation expected\n");
 436 }
 437
 438 // The comment above getARMUndefinedRelativeWeakVA applies to this function.
 439 static uint64_t getAArch64UndefinedRelativeWeakVA(uint64_t Type, uint64_t A,
 440                                                   uint64_t P) {
 441   switch (Type) {
 442   // Unresolved branch relocations to weak references resolve to next
 443   // instruction, this is 4 bytes on from P.
 444   case R_AARCH64_CALL26:
 445   case R_AARCH64_CONDBR19:
 446   case R_AARCH64_JUMP26:
 447   case R_AARCH64_TSTBR14:
 448     return P + 4 + A;
 449   // Unresolved non branch pc-relative relocations
 450   case R_AARCH64_PREL16:
 451   case R_AARCH64_PREL32:
 452   case R_AARCH64_PREL64:
 453   case R_AARCH64_ADR_PREL_LO21:
 454     return P + A;
 455   }
 456   llvm_unreachable("AArch64 pc-relative relocation expected\n");
 457 }
 458
 459 // ARM SBREL relocations are of the form S + A - B where B is the static base
 460 // The ARM ABI defines base to be "addressing origin of the output segment
 461 // defining the symbol S". We defined the "addressing origin"/static base to be
 462 // the base of the PT_LOAD segment containing the Body.
 463 // The procedure call standard only defines a Read Write Position Independent
 464 // RWPI variant so in practice we should expect the static base to be the base
 465 // of the RW segment.
 466 static uint64_t getARMStaticBase(const SymbolBody &Body) {
 467   OutputSection *OS = Body.getOutputSection();
 468   if (!OS || !OS->FirstInPtLoad)
 469     fatal("SBREL relocation to " + Body.getName() + " without static base\n");
 470   return OS->FirstInPtLoad->Addr;
 471 }
 472
 473 static uint64_t getRelocTargetVA(uint32_t Type, int64_t A, uint64_t P,
 474                                  const SymbolBody &Body, RelExpr Expr) {
 475   switch (Expr) {
 476   case R_ABS:
 477   case R_RELAX_GOT_PC_NOPIC:
 478     return Body.getVA(A);
 479   case R_ARM_SBREL:
 480     return Body.getVA(A) - getARMStaticBase(Body);
 481   case R_GOT:
 482   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_ABS:
 483     return Body.getGotVA() + A;
 484   case R_GOTONLY_PC:
 485     return InX::Got->getVA() + A - P;
 486   case R_GOTONLY_PC_FROM_END:
 487     return InX::Got->getVA() + A - P + InX::Got->getSize();
 488   case R_GOTREL:
 489     return Body.getVA(A) - InX::Got->getVA();
 490   case R_GOTREL_FROM_END:
 491     return Body.getVA(A) - InX::Got->getVA() - InX::Got->getSize();
 492   case R_GOT_FROM_END:
 493   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_END:
 494     return Body.getGotOffset() + A - InX::Got->getSize();
 495   case R_GOT_OFF:
 496     return Body.getGotOffset() + A;
 497   case R_GOT_PAGE_PC:
 498   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_PAGE_PC:
 499     return getAArch64Page(Body.getGotVA() + A) - getAArch64Page(P);
 500   case R_GOT_PC:
 501   case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE:
 502     return Body.getGotVA() + A - P;
 503   case R_HINT:
 504   case R_NONE:
 505   case R_TLSDESC_CALL:
 506     llvm_unreachable("cannot relocate hint relocs");
 507   case R_MIPS_GOTREL:
 508     return Body.getVA(A) - InX::MipsGot->getGp();
 509   case R_MIPS_GOT_GP:
 510     return InX::MipsGot->getGp() + A;
 511   case R_MIPS_GOT_GP_PC: {
 512     // R_MIPS_LO16 expression has R_MIPS_GOT_GP_PC type iif the target
 513     // is _gp_disp symbol. In that case we should use the following
 514     // formula for calculation "AHL + GP - P + 4". For details see p. 4-19 at
 515     // ftp://www.linux-mips.org/pub/linux/mips/doc/ABI/mipsabi.pdf
 516     uint64_t V = InX::MipsGot->getGp() + A - P;
 517     if (Type == R_MIPS_LO16)
 518       V += 4;
 519     return V;
 520   }
 521   case R_MIPS_GOT_LOCAL_PAGE:
 522     // If relocation against MIPS local symbol requires GOT entry, this entry
 523     // should be initialized by 'page address'. This address is high 16-bits
 524     // of sum the symbol's value and the addend.
 525     return InX::MipsGot->getVA() + InX::MipsGot->getPageEntryOffset(Body, A) -
 526            InX::MipsGot->getGp();
 527   case R_MIPS_GOT_OFF:
 528   case R_MIPS_GOT_OFF32:
 529     // In case of MIPS if a GOT relocation has non-zero addend this addend
 530     // should be applied to the GOT entry content not to the GOT entry offset.
 531     // That is why we use separate expression type.
 532     return InX::MipsGot->getVA() + InX::MipsGot->getBodyEntryOffset(Body, A) -
 533            InX::MipsGot->getGp();
 534   case R_MIPS_TLSGD:
 535     return InX::MipsGot->getVA() + InX::MipsGot->getTlsOffset() +
 536            InX::MipsGot->getGlobalDynOffset(Body) - InX::MipsGot->getGp();
 537   case R_MIPS_TLSLD:
 538     return InX::MipsGot->getVA() + InX::MipsGot->getTlsOffset() +
 539            InX::MipsGot->getTlsIndexOff() - InX::MipsGot->getGp();
 540   case R_PAGE_PC:
 541   case R_PLT_PAGE_PC: {
 542     uint64_t Dest;
 543     if (Body.isUndefined() && !Body.isLocal() && Body.symbol()->isWeak())
 544       Dest = getAArch64Page(A);
 545     else
 546       Dest = getAArch64Page(Body.getVA(A));
 547     return Dest - getAArch64Page(P);
 548   }
 549   case R_PC: {
 550     uint64_t Dest;
 551     if (Body.isUndefined() && !Body.isLocal() && Body.symbol()->isWeak()) {
 552       // On ARM and AArch64 a branch to an undefined weak resolves to the
 553       // next instruction, otherwise the place.
 554       if (Config->EMachine == EM_ARM)
 555         Dest = getARMUndefinedRelativeWeakVA(Type, A, P);
 556       else if (Config->EMachine == EM_AARCH64)
 557         Dest = getAArch64UndefinedRelativeWeakVA(Type, A, P);
 558       else
 559         Dest = Body.getVA(A);
 560     } else {
 561       Dest = Body.getVA(A);
 562     }
 563     return Dest - P;
 564   }
 565   case R_PLT:
 566     return Body.getPltVA() + A;
 567   case R_PLT_PC:
 568   case R_PPC_PLT_OPD:
 569     return Body.getPltVA() + A - P;
 570   case R_PPC_OPD: {
 571     uint64_t SymVA = Body.getVA(A);
 572     // If we have an undefined weak symbol, we might get here with a symbol
 573     // address of zero. That could overflow, but the code must be unreachable,
 574     // so don't bother doing anything at all.
 575     if (!SymVA)
 576       return 0;
 577     if (Out::Opd) {
 578       // If this is a local call, and we currently have the address of a
 579       // function-descriptor, get the underlying code address instead.
 580       uint64_t OpdStart = Out::Opd->Addr;
 581       uint64_t OpdEnd = OpdStart + Out::Opd->Size;
 582       bool InOpd = OpdStart <= SymVA && SymVA < OpdEnd;
 583       if (InOpd)
 584         SymVA = read64be(&Out::OpdBuf[SymVA - OpdStart]);
 585     }
 586     return SymVA - P;
 587   }
 588   case R_PPC_TOC:
 589     return getPPC64TocBase() + A;
 590   case R_RELAX_GOT_PC:
 591     return Body.getVA(A) - P;
 592   case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE:
 593   case R_RELAX_TLS_IE_TO_LE:
 594   case R_RELAX_TLS_LD_TO_LE:
 595   case R_TLS:
 596     // A weak undefined TLS symbol resolves to the base of the TLS
 597     // block, i.e. gets a value of zero. If we pass --gc-sections to
 598     // lld and .tbss is not referenced, it gets reclaimed and we don't
 599     // create a TLS program header. Therefore, we resolve this
 600     // statically to zero.
 601     if (Body.isTls() && (Body.isLazy() || Body.isUndefined()) &&
 602         Body.symbol()->isWeak())
 603       return 0;
 604     if (Target->TcbSize)
 605       return Body.getVA(A) + alignTo(Target->TcbSize, Out::TlsPhdr->p_align);
 606     return Body.getVA(A) - Out::TlsPhdr->p_memsz;
 607   case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE_NEG:
 608   case R_NEG_TLS:
 609     return Out::TlsPhdr->p_memsz - Body.getVA(A);
 610   case R_SIZE:
 611     return A; // Body.getSize was already folded into the addend.
 612   case R_TLSDESC:
 613     return InX::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A;
 614   case R_TLSDESC_PAGE:
 615     return getAArch64Page(InX::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A) -
 616            getAArch64Page(P);
 617   case R_TLSGD:
 618     return InX::Got->getGlobalDynOffset(Body) + A - InX::Got->getSize();
 619   case R_TLSGD_PC:
 620     return InX::Got->getGlobalDynAddr(Body) + A - P;
 621   case R_TLSLD:
 622     return InX::Got->getTlsIndexOff() + A - InX::Got->getSize();
 623   case R_TLSLD_PC:
 624     return InX::Got->getTlsIndexVA() + A - P;
 625   }
 626   llvm_unreachable("Invalid expression");
 627 }
 628
 629 // This function applies relocations to sections without SHF_ALLOC bit.
 630 // Such sections are never mapped to memory at runtime. Debug sections are
 631 // an example. Relocations in non-alloc sections are much easier to
 632 // handle than in allocated sections because it will never need complex
 633 // treatement such as GOT or PLT (because at runtime no one refers them).
 634 // So, we handle relocations for non-alloc sections directly in this
 635 // function as a performance optimization.
 636 template <class ELFT, class RelTy>
 637 void InputSection::relocateNonAlloc(uint8_t *Buf, ArrayRef<RelTy> Rels) {
 638   for (const RelTy &Rel : Rels) {
 639     uint32_t Type = Rel.getType(Config->IsMips64EL);
 640     uint64_t Offset = getOffset(Rel.r_offset);
 641     uint8_t *BufLoc = Buf + Offset;
 642     int64_t Addend = getAddend<ELFT>(Rel);
 643     if (!RelTy::IsRela)
 644       Addend += Target->getImplicitAddend(BufLoc, Type);
 645
 646     SymbolBody &Sym = this->getFile<ELFT>()->getRelocTargetSym(Rel);
 647     RelExpr Expr = Target->getRelExpr(Type, Sym, BufLoc);
 648     if (Expr == R_NONE)
 649       continue;
 650     if (Expr != R_ABS) {
 651       error(this->getLocation<ELFT>(Offset) + ": has non-ABS reloc");
 652       return;
 653     }
 654
 655     uint64_t AddrLoc = getParent()->Addr + Offset;
 656     uint64_t SymVA = 0;
 657     if (!Sym.isTls() || Out::TlsPhdr)
 658       SymVA = SignExtend64<sizeof(typename ELFT::uint) * 8>(
 659           getRelocTargetVA(Type, Addend, AddrLoc, Sym, R_ABS));
 660     Target->relocateOne(BufLoc, Type, SymVA);
 661   }
 662 }
 663
 664 template <class ELFT> elf::ObjectFile<ELFT> *InputSectionBase::getFile() const {
 665   return cast_or_null<elf::ObjectFile<ELFT>>(File);
 666 }
 667
 668 template <class ELFT>
 669 void InputSectionBase::relocate(uint8_t *Buf, uint8_t *BufEnd) {
 670   if (Flags & SHF_ALLOC)
 671     relocateAlloc(Buf, BufEnd);
 672   else
 673     relocateNonAlloc<ELFT>(Buf, BufEnd);
 674 }
 675
 676 template <class ELFT>
 677 void InputSectionBase::relocateNonAlloc(uint8_t *Buf, uint8_t *BufEnd) {
 678   // scanReloc function in Writer.cpp constructs Relocations
 679   // vector only for SHF_ALLOC'ed sections. For other sections,
 680   // we handle relocations directly here.
 681   auto *IS = cast<InputSection>(this);
 682   assert(!(IS->Flags & SHF_ALLOC));
 683   if (IS->AreRelocsRela)
 684     IS->relocateNonAlloc<ELFT>(Buf, IS->template relas<ELFT>());
 685   else
 686     IS->relocateNonAlloc<ELFT>(Buf, IS->template rels<ELFT>());
 687 }
 688
 689 void InputSectionBase::relocateAlloc(uint8_t *Buf, uint8_t *BufEnd) {
 690   assert(Flags & SHF_ALLOC);
 691   const unsigned Bits = Config->Wordsize * 8;
 692   for (const Relocation &Rel : Relocations) {
 693     uint64_t Offset = getOffset(Rel.Offset);
 694     uint8_t *BufLoc = Buf + Offset;
 695     uint32_t Type = Rel.Type;
 696
 697     uint64_t AddrLoc = getOutputSection()->Addr + Offset;
 698     RelExpr Expr = Rel.Expr;
 699     uint64_t TargetVA = SignExtend64(
 700         getRelocTargetVA(Type, Rel.Addend, AddrLoc, *Rel.Sym, Expr), Bits);
 701
 702     switch (Expr) {
 703     case R_RELAX_GOT_PC:
 704     case R_RELAX_GOT_PC_NOPIC:
 705       Target->relaxGot(BufLoc, TargetVA);
 706       break;
 707     case R_RELAX_TLS_IE_TO_LE:
 708       Target->relaxTlsIeToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 709       break;
 710     case R_RELAX_TLS_LD_TO_LE:
 711       Target->relaxTlsLdToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 712       break;
 713     case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE:
 714     case R_RELAX_TLS_GD_TO_LE_NEG:
 715       Target->relaxTlsGdToLe(BufLoc, Type, TargetVA);
 716       break;
 717     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE:
 718     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_ABS:
 719     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_PAGE_PC:
 720     case R_RELAX_TLS_GD_TO_IE_END:
 721       Target->relaxTlsGdToIe(BufLoc, Type, TargetVA);
 722       break;
 723     case R_PPC_PLT_OPD:
 724       // Patch a nop (0x60000000) to a ld.
 725       if (BufLoc + 8 <= BufEnd && read32be(BufLoc + 4) == 0x60000000)
 726         write32be(BufLoc + 4, 0xe8410028); // ld %r2, 40(%r1)
 727       LLVM_FALLTHROUGH;
 728     default:
 729       Target->relocateOne(BufLoc, Type, TargetVA);
 730       break;
 731     }
 732   }
 733 }
 734
 735 template <class ELFT> void InputSection::writeTo(uint8_t *Buf) {
 736   if (this->Type == SHT_NOBITS)
 737     return;
 738
 739   if (auto *S = dyn_cast<SyntheticSection>(this)) {
 740     S->writeTo(Buf + OutSecOff);
 741     return;
 742   }
 743
 744   // If -r or --emit-relocs is given, then an InputSection
 745   // may be a relocation section.
 746   if (this->Type == SHT_RELA) {
 747     copyRelocations<ELFT>(Buf + OutSecOff,
 748                           this->template getDataAs<typename ELFT::Rela>());
 749     return;
 750   }
 751   if (this->Type == SHT_REL) {
 752     copyRelocations<ELFT>(Buf + OutSecOff,
 753                           this->template getDataAs<typename ELFT::Rel>());
 754     return;
 755   }
 756
 757   // If -r is given, we may have a SHT_GROUP section.
 758   if (this->Type == SHT_GROUP) {
 759     copyShtGroup<ELFT>(Buf + OutSecOff);
 760     return;
 761   }
 762
 763   // Copy section contents from source object file to output file
 764   // and then apply relocations.
 765   memcpy(Buf + OutSecOff, Data.data(), Data.size());
 766   uint8_t *BufEnd = Buf + OutSecOff + Data.size();
 767   this->relocate<ELFT>(Buf, BufEnd);
 768 }
 769
 770 void InputSection::replace(InputSection *Other) {
 771   this->Alignment = std::max(this->Alignment, Other->Alignment);
 772   Other->Repl = this->Repl;
 773   Other->Live = false;
 774 }
 775
 776 template <class ELFT>
 777 EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 778                                const typename ELFT::Shdr *Header,
 779                                StringRef Name)
 780     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::EHFrame) {
 781   // Mark .eh_frame sections as live by default because there are
 782   // usually no relocations that point to .eh_frames. Otherwise,
 783   // the garbage collector would drop all .eh_frame sections.
 784   this->Live = true;
 785 }
 786
 787 SyntheticSection *EhInputSection::getParent() const {
 788   return cast_or_null<SyntheticSection>(Parent);
 789 }
 790
 791 bool EhInputSection::classof(const SectionBase *S) {
 792   return S->kind() == InputSectionBase::EHFrame;
 793 }
 794
 795 // Returns the index of the first relocation that points to a region between
 796 // Begin and Begin+Size.
 797 template <class IntTy, class RelTy>
 798 static unsigned getReloc(IntTy Begin, IntTy Size, const ArrayRef<RelTy> &Rels,
 799                          unsigned &RelocI) {
 800   // Start search from RelocI for fast access. That works because the
 801   // relocations are sorted in .eh_frame.
 802   for (unsigned N = Rels.size(); RelocI < N; ++RelocI) {
 803     const RelTy &Rel = Rels[RelocI];
 804     if (Rel.r_offset < Begin)
 805       continue;
 806
 807     if (Rel.r_offset < Begin + Size)
 808       return RelocI;
 809     return -1;
 810   }
 811   return -1;
 812 }
 813
 814 // .eh_frame is a sequence of CIE or FDE records.
 815 // This function splits an input section into records and returns them.
 816 template <class ELFT> void EhInputSection::split() {
 817   // Early exit if already split.
 818   if (!this->Pieces.empty())
 819     return;
 820
 821   if (this->NumRelocations) {
 822     if (this->AreRelocsRela)
 823       split<ELFT>(this->relas<ELFT>());
 824     else
 825       split<ELFT>(this->rels<ELFT>());
 826     return;
 827   }
 828   split<ELFT>(makeArrayRef<typename ELFT::Rela>(nullptr, nullptr));
 829 }
 830
 831 template <class ELFT, class RelTy>
 832 void EhInputSection::split(ArrayRef<RelTy> Rels) {
 833   ArrayRef<uint8_t> Data = this->Data;
 834   unsigned RelI = 0;
 835   for (size_t Off = 0, End = Data.size(); Off != End;) {
 836     size_t Size = readEhRecordSize<ELFT>(this, Off);
 837     this->Pieces.emplace_back(Off, this, Size, getReloc(Off, Size, Rels, RelI));
 838     // The empty record is the end marker.
 839     if (Size == 4)
 840       break;
 841     Off += Size;
 842   }
 843 }
 844
 845 static size_t findNull(ArrayRef<uint8_t> A, size_t EntSize) {
 846   // Optimize the common case.
 847   StringRef S((const char *)A.data(), A.size());
 848   if (EntSize == 1)
 849     return S.find(0);
 850
 851   for (unsigned I = 0, N = S.size(); I != N; I += EntSize) {
 852     const char *B = S.begin() + I;
 853     if (std::all_of(B, B + EntSize, [](char C) { return C == 0; }))
 854       return I;
 855   }
 856   return StringRef::npos;
 857 }
 858
 859 SyntheticSection *MergeInputSection::getParent() const {
 860   return cast_or_null<SyntheticSection>(Parent);
 861 }
 862
 863 // Split SHF_STRINGS section. Such section is a sequence of
 864 // null-terminated strings.
 865 void MergeInputSection::splitStrings(ArrayRef<uint8_t> Data, size_t EntSize) {
 866   size_t Off = 0;
 867   bool IsAlloc = this->Flags & SHF_ALLOC;
 868   while (!Data.empty()) {
 869     size_t End = findNull(Data, EntSize);
 870     if (End == StringRef::npos)
 871       fatal(toString(this) + ": string is not null terminated");
 872     size_t Size = End + EntSize;
 873     Pieces.emplace_back(Off, !IsAlloc);
 874     Hashes.push_back(hash_value(toStringRef(Data.slice(0, Size))));
 875     Data = Data.slice(Size);
 876     Off += Size;
 877   }
 878 }
 879
 880 // Split non-SHF_STRINGS section. Such section is a sequence of
 881 // fixed size records.
 882 void MergeInputSection::splitNonStrings(ArrayRef<uint8_t> Data,
 883                                         size_t EntSize) {
 884   size_t Size = Data.size();
 885   assert((Size % EntSize) == 0);
 886   bool IsAlloc = this->Flags & SHF_ALLOC;
 887   for (unsigned I = 0, N = Size; I != N; I += EntSize) {
 888     Hashes.push_back(hash_value(toStringRef(Data.slice(I, EntSize))));
 889     Pieces.emplace_back(I, !IsAlloc);
 890   }
 891 }
 892
 893 template <class ELFT>
 894 MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELFT> *F,
 895                                      const typename ELFT::Shdr *Header,
 896                                      StringRef Name)
 897     : InputSectionBase(F, Header, Name, InputSectionBase::Merge) {}
 898
 899 // This function is called after we obtain a complete list of input sections
 900 // that need to be linked. This is responsible to split section contents
 901 // into small chunks for further processing.
 902 //
 903 // Note that this function is called from parallel_for_each. This must be
 904 // thread-safe (i.e. no memory allocation from the pools).
 905 void MergeInputSection::splitIntoPieces() {
 906   ArrayRef<uint8_t> Data = this->Data;
 907   uint64_t EntSize = this->Entsize;
 908   if (this->Flags & SHF_STRINGS)
 909     splitStrings(Data, EntSize);
 910   else
 911     splitNonStrings(Data, EntSize);
 912
 913   if (Config->GcSections && (this->Flags & SHF_ALLOC))
 914     for (uint64_t Off : LiveOffsets)
 915       this->getSectionPiece(Off)->Live = true;
 916 }
 917
 918 bool MergeInputSection::classof(const SectionBase *S) {
 919   return S->kind() == InputSectionBase::Merge;
 920 }
 921
 922 // Do binary search to get a section piece at a given input offset.
 923 SectionPiece *MergeInputSection::getSectionPiece(uint64_t Offset) {
 924   auto *This = static_cast<const MergeInputSection *>(this);
 925   return const_cast<SectionPiece *>(This->getSectionPiece(Offset));
 926 }
 927
 928 template <class It, class T, class Compare>
 929 static It fastUpperBound(It First, It Last, const T &Value, Compare Comp) {
 930   size_t Size = std::distance(First, Last);
 931   assert(Size != 0);
 932   while (Size != 1) {
 933     size_t H = Size / 2;
 934     const It MI = First + H;
 935     Size -= H;
 936     First = Comp(Value, *MI) ? First : First + H;
 937   }
 938   return Comp(Value, *First) ? First : First + 1;
 939 }
 940
 941 const SectionPiece *MergeInputSection::getSectionPiece(uint64_t Offset) const {
 942   uint64_t Size = this->Data.size();
 943   if (Offset >= Size)
 944     fatal(toString(this) + ": entry is past the end of the section");
 945
 946   // Find the element this offset points to.
 947   auto I = fastUpperBound(
 948       Pieces.begin(), Pieces.end(), Offset,
 949       [](const uint64_t &A, const SectionPiece &B) { return A < B.InputOff; });
 950   --I;
 951   return &*I;
 952 }
 953
 954 // Returns the offset in an output section for a given input offset.
 955 // Because contents of a mergeable section is not contiguous in output,
 956 // it is not just an addition to a base output offset.
 957 uint64_t MergeInputSection::getOffset(uint64_t Offset) const {
 958   // Initialize OffsetMap lazily.
 959   llvm::call_once(InitOffsetMap, [&] {
 960     OffsetMap.reserve(Pieces.size());
 961     for (const SectionPiece &Piece : Pieces)
 962       OffsetMap[Piece.InputOff] = Piece.OutputOff;
 963   });
 964
 965   // Find a string starting at a given offset.
 966   auto It = OffsetMap.find(Offset);
 967   if (It != OffsetMap.end())
 968     return It->second;
 969
 970   if (!this->Live)
 971     return 0;
 972
 973   // If Offset is not at beginning of a section piece, it is not in the map.
 974   // In that case we need to search from the original section piece vector.
 975   const SectionPiece &Piece = *this->getSectionPiece(Offset);
 976   if (!Piece.Live)
 977     return 0;
 978
 979   uint64_t Addend = Offset - Piece.InputOff;
 980   return Piece.OutputOff + Addend;
 981 }
 982
 983 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
 984                                     const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
 985 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
 986                                     const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
 987 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
 988                                     const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
 989 template InputSection::InputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
 990                                     const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
 991
 992 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF32LE>(uint64_t);
 993 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF32BE>(uint64_t);
 994 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF64LE>(uint64_t);
 995 template std::string InputSectionBase::getLocation<ELF64BE>(uint64_t);
 996
 997 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF32LE>(uint64_t);
 998 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF32BE>(uint64_t);
 999 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF64LE>(uint64_t);
1000 template std::string InputSectionBase::getSrcMsg<ELF64BE>(uint64_t);
1001
1002 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF32LE>(uint64_t);
1003 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF32BE>(uint64_t);
1004 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF64LE>(uint64_t);
1005 template std::string InputSectionBase::getObjMsg<ELF64BE>(uint64_t);
1006
1007 template void InputSection::writeTo<ELF32LE>(uint8_t *);
1008 template void InputSection::writeTo<ELF32BE>(uint8_t *);
1009 template void InputSection::writeTo<ELF64LE>(uint8_t *);
1010 template void InputSection::writeTo<ELF64BE>(uint8_t *);
1011
1012 template elf::ObjectFile<ELF32LE> *InputSectionBase::getFile<ELF32LE>() const;
1013 template elf::ObjectFile<ELF32BE> *InputSectionBase::getFile<ELF32BE>() const;
1014 template elf::ObjectFile<ELF64LE> *InputSectionBase::getFile<ELF64LE>() const;
1015 template elf::ObjectFile<ELF64BE> *InputSectionBase::getFile<ELF64BE>() const;
1016
1017 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
1018                                               const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
1019 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
1020                                               const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
1021 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
1022                                               const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
1023 template MergeInputSection::MergeInputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
1024                                               const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
1025
1026 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF32LE> *,
1027                                         const ELF32LE::Shdr *, StringRef);
1028 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF32BE> *,
1029                                         const ELF32BE::Shdr *, StringRef);
1030 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF64LE> *,
1031                                         const ELF64LE::Shdr *, StringRef);
1032 template EhInputSection::EhInputSection(elf::ObjectFile<ELF64BE> *,
1033                                         const ELF64BE::Shdr *, StringRef);
1034
1035 template void EhInputSection::split<ELF32LE>();
1036 template void EhInputSection::split<ELF32BE>();
1037 template void EhInputSection::split<ELF64LE>();
1038 template void EhInputSection::split<ELF64BE>();