stand/common/load_elf.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 Michael Smith <msmith@freebsd.org>
   3  * Copyright (c) 1998 Peter Wemm <peter@freebsd.org>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/exec.h>
  33 #include <sys/linker.h>
  34 #include <sys/module.h>
  35 #include <sys/stdint.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <machine/elf.h>
  38 #include <stand.h>
  39 #define FREEBSD_ELF
  40 #include <link.h>
  41
  42 #include "bootstrap.h"
  43
  44 #define COPYOUT(s,d,l)  archsw.arch_copyout((vm_offset_t)(s), d, l)
  45
  46 #if defined(__i386__) && __ELF_WORD_SIZE == 64
  47 #undef ELF_TARG_CLASS
  48 #undef ELF_TARG_MACH
  49 #define ELF_TARG_CLASS  ELFCLASS64
  50 #define ELF_TARG_MACH   EM_X86_64
  51 #endif
  52
  53 typedef struct elf_file {
  54     Elf_Phdr    *ph;
  55     Elf_Ehdr    *ehdr;
  56     Elf_Sym     *symtab;
  57     Elf_Hashelt *hashtab;
  58     Elf_Hashelt nbuckets;
  59     Elf_Hashelt nchains;
  60     Elf_Hashelt *buckets;
  61     Elf_Hashelt *chains;
  62     Elf_Rel     *rel;
  63     size_t      relsz;
  64     Elf_Rela    *rela;
  65     size_t      relasz;
  66     char        *strtab;
  67     size_t      strsz;
  68     int         fd;
  69     caddr_t     firstpage;
  70     size_t      firstlen;
  71     int         kernel;
  72     u_int64_t   off;
  73 } *elf_file_t;
  74
  75 static int __elfN(loadimage)(struct preloaded_file *mp, elf_file_t ef, u_int64_t loadaddr);
  76 static int __elfN(lookup_symbol)(struct preloaded_file *mp, elf_file_t ef, const char* name, Elf_Sym* sym);
  77 static int __elfN(reloc_ptr)(struct preloaded_file *mp, elf_file_t ef,
  78     Elf_Addr p, void *val, size_t len);
  79 static int __elfN(parse_modmetadata)(struct preloaded_file *mp, elf_file_t ef,
  80     Elf_Addr p_start, Elf_Addr p_end);
  81 static symaddr_fn __elfN(symaddr);
  82 static char     *fake_modname(const char *name);
  83
  84 const char      *__elfN(kerneltype) = "elf kernel";
  85 const char      *__elfN(moduletype) = "elf module";
  86
  87 u_int64_t       __elfN(relocation_offset) = 0;
  88
  89 static int
  90 __elfN(load_elf_header)(char *filename, elf_file_t ef)
  91 {
  92         ssize_t                  bytes_read;
  93         Elf_Ehdr                *ehdr;
  94         int                      err;
  95
  96         /*
  97         * Open the image, read and validate the ELF header
  98         */
  99         if (filename == NULL)   /* can't handle nameless */
 100                 return (EFTYPE);
 101         if ((ef->fd = open(filename, O_RDONLY)) == -1)
 102                 return (errno);
 103         ef->firstpage = malloc(PAGE_SIZE);
 104         if (ef->firstpage == NULL) {
 105                 close(ef->fd);
 106                 return (ENOMEM);
 107         }
 108         bytes_read = read(ef->fd, ef->firstpage, PAGE_SIZE);
 109         ef->firstlen = (size_t)bytes_read;
 110         if (bytes_read < 0 || ef->firstlen <= sizeof(Elf_Ehdr)) {
 111                 err = EFTYPE; /* could be EIO, but may be small file */
 112                 goto error;
 113         }
 114         ehdr = ef->ehdr = (Elf_Ehdr *)ef->firstpage;
 115
 116         /* Is it ELF? */
 117         if (!IS_ELF(*ehdr)) {
 118                 err = EFTYPE;
 119                 goto error;
 120         }
 121         if (ehdr->e_ident[EI_CLASS] != ELF_TARG_CLASS || /* Layout ? */
 122             ehdr->e_ident[EI_DATA] != ELF_TARG_DATA ||
 123             ehdr->e_ident[EI_VERSION] != EV_CURRENT || /* Version ? */
 124             ehdr->e_version != EV_CURRENT ||
 125             ehdr->e_machine != ELF_TARG_MACH) { /* Machine ? */
 126                 err = EFTYPE;
 127                 goto error;
 128         }
 129
 130         return (0);
 131
 132 error:
 133         if (ef->firstpage != NULL) {
 134                 free(ef->firstpage);
 135                 ef->firstpage = NULL;
 136         }
 137         if (ef->fd != -1) {
 138                 close(ef->fd);
 139                 ef->fd = -1;
 140         }
 141         return (err);
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Attempt to load the file (file) as an ELF module.  It will be stored at
 146  * (dest), and a pointer to a module structure describing the loaded object
 147  * will be saved in (result).
 148  */
 149 int
 150 __elfN(loadfile)(char *filename, u_int64_t dest, struct preloaded_file **result)
 151 {
 152         return (__elfN(loadfile_raw)(filename, dest, result, 0));
 153 }
 154
 155 int
 156 __elfN(loadfile_raw)(char *filename, u_int64_t dest,
 157     struct preloaded_file **result, int multiboot)
 158 {
 159     struct preloaded_file       *fp, *kfp;
 160     struct elf_file             ef;
 161     Elf_Ehdr                    *ehdr;
 162     int                         err;
 163
 164     fp = NULL;
 165     bzero(&ef, sizeof(struct elf_file));
 166     ef.fd = -1;
 167
 168     err = __elfN(load_elf_header)(filename, &ef);
 169     if (err != 0)
 170         return (err);
 171
 172     ehdr = ef.ehdr;
 173
 174     /*
 175      * Check to see what sort of module we are.
 176      */
 177     kfp = file_findfile(NULL, __elfN(kerneltype));
 178 #ifdef __powerpc__
 179     /*
 180      * Kernels can be ET_DYN, so just assume the first loaded object is the
 181      * kernel. This assumption will be checked later.
 182      */
 183     if (kfp == NULL)
 184         ef.kernel = 1;
 185 #endif
 186     if (ef.kernel || ehdr->e_type == ET_EXEC) {
 187         /* Looks like a kernel */
 188         if (kfp != NULL) {
 189             printf("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadfile: kernel already loaded\n");
 190             err = EPERM;
 191             goto oerr;
 192         }
 193         /*
 194          * Calculate destination address based on kernel entrypoint.
 195          *
 196          * For ARM, the destination address is independent of any values in the
 197          * elf header (an ARM kernel can be loaded at any 2MB boundary), so we
 198          * leave dest set to the value calculated by archsw.arch_loadaddr() and
 199          * passed in to this function.
 200          */
 201 #ifndef __arm__
 202         if (ehdr->e_type == ET_EXEC)
 203             dest = (ehdr->e_entry & ~PAGE_MASK);
 204 #endif
 205         if ((ehdr->e_entry & ~PAGE_MASK) == 0) {
 206             printf("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadfile: not a kernel (maybe static binary?)\n");
 207             err = EPERM;
 208             goto oerr;
 209         }
 210         ef.kernel = 1;
 211
 212     } else if (ehdr->e_type == ET_DYN) {
 213         /* Looks like a kld module */
 214         if (multiboot != 0) {
 215                 printf("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadfile: can't load module as multiboot\n");
 216                 err = EPERM;
 217                 goto oerr;
 218         }
 219         if (kfp == NULL) {
 220             printf("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadfile: can't load module before kernel\n");
 221             err = EPERM;
 222             goto oerr;
 223         }
 224         if (strcmp(__elfN(kerneltype), kfp->f_type)) {
 225             printf("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadfile: can't load module with kernel type '%s'\n", kfp->f_type);
 226             err = EPERM;
 227             goto oerr;
 228         }
 229         /* Looks OK, got ahead */
 230         ef.kernel = 0;
 231
 232     } else {
 233         err = EFTYPE;
 234         goto oerr;
 235     }
 236
 237     if (archsw.arch_loadaddr != NULL)
 238         dest = archsw.arch_loadaddr(LOAD_ELF, ehdr, dest);
 239     else
 240         dest = roundup(dest, PAGE_SIZE);
 241
 242     /*
 243      * Ok, we think we should handle this.
 244      */
 245     fp = file_alloc();
 246     if (fp == NULL) {
 247             printf("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadfile: cannot allocate module info\n");
 248             err = EPERM;
 249             goto out;
 250     }
 251     if (ef.kernel == 1 && multiboot == 0)
 252         setenv("kernelname", filename, 1);
 253     fp->f_name = strdup(filename);
 254     if (multiboot == 0)
 255         fp->f_type = strdup(ef.kernel ?
 256             __elfN(kerneltype) : __elfN(moduletype));
 257     else
 258         fp->f_type = strdup("elf multiboot kernel");
 259
 260 #ifdef ELF_VERBOSE
 261     if (ef.kernel)
 262         printf("%s entry at 0x%jx\n", filename, (uintmax_t)ehdr->e_entry);
 263 #else
 264     printf("%s ", filename);
 265 #endif
 266
 267     fp->f_size = __elfN(loadimage)(fp, &ef, dest);
 268     if (fp->f_size == 0 || fp->f_addr == 0)
 269         goto ioerr;
 270
 271     /* save exec header as metadata */
 272     file_addmetadata(fp, MODINFOMD_ELFHDR, sizeof(*ehdr), ehdr);
 273
 274     /* Load OK, return module pointer */
 275     *result = (struct preloaded_file *)fp;
 276     err = 0;
 277     goto out;
 278
 279  ioerr:
 280     err = EIO;
 281  oerr:
 282     file_discard(fp);
 283  out:
 284     if (ef.firstpage)
 285         free(ef.firstpage);
 286     if (ef.fd != -1)
 287         close(ef.fd);
 288     return(err);
 289 }
 290
 291 /*
 292  * With the file (fd) open on the image, and (ehdr) containing
 293  * the Elf header, load the image at (off)
 294  */
 295 static int
 296 __elfN(loadimage)(struct preloaded_file *fp, elf_file_t ef, u_int64_t off)
 297 {
 298     int         i;
 299     u_int       j;
 300     Elf_Ehdr    *ehdr;
 301     Elf_Phdr    *phdr, *php;
 302     Elf_Shdr    *shdr;
 303     char        *shstr;
 304     int         ret;
 305     vm_offset_t firstaddr;
 306     vm_offset_t lastaddr;
 307     size_t      chunk;
 308     ssize_t     result;
 309     Elf_Addr    ssym, esym;
 310     Elf_Dyn     *dp;
 311     Elf_Addr    adp;
 312     Elf_Addr    ctors;
 313     int         ndp;
 314     int         symstrindex;
 315     int         symtabindex;
 316     Elf_Size    size;
 317     u_int       fpcopy;
 318     Elf_Sym     sym;
 319     Elf_Addr    p_start, p_end;
 320
 321     dp = NULL;
 322     shdr = NULL;
 323     ret = 0;
 324     firstaddr = lastaddr = 0;
 325     ehdr = ef->ehdr;
 326     if (ehdr->e_type == ET_EXEC) {
 327 #if defined(__i386__) || defined(__amd64__)
 328 #if __ELF_WORD_SIZE == 64
 329         off = - (off & 0xffffffffff000000ull);/* x86_64 relocates after locore */
 330 #else
 331         off = - (off & 0xff000000u);    /* i386 relocates after locore */
 332 #endif
 333 #elif defined(__powerpc__)
 334         /*
 335          * On the purely virtual memory machines like e500, the kernel is
 336          * linked against its final VA range, which is most often not
 337          * available at the loader stage, but only after kernel initializes
 338          * and completes its VM settings. In such cases we cannot use p_vaddr
 339          * field directly to load ELF segments, but put them at some
 340          * 'load-time' locations.
 341          */
 342         if (off & 0xf0000000u) {
 343             off = -(off & 0xf0000000u);
 344             /*
 345              * XXX the physical load address should not be hardcoded. Note
 346              * that the Book-E kernel assumes that it's loaded at a 16MB
 347              * boundary for now...
 348              */
 349             off += 0x01000000;
 350             ehdr->e_entry += off;
 351 #ifdef ELF_VERBOSE
 352             printf("Converted entry 0x%08x\n", ehdr->e_entry);
 353 #endif
 354         } else
 355             off = 0;
 356 #elif defined(__arm__) && !defined(EFI)
 357         /*
 358          * The elf headers in arm kernels specify virtual addresses in all
 359          * header fields, even the ones that should be physical addresses.
 360          * We assume the entry point is in the first page, and masking the page
 361          * offset will leave us with the virtual address the kernel was linked
 362          * at.  We subtract that from the load offset, making 'off' into the
 363          * value which, when added to a virtual address in an elf header,
 364          * translates it to a physical address.  We do the va->pa conversion on
 365          * the entry point address in the header now, so that later we can
 366          * launch the kernel by just jumping to that address.
 367          *
 368          * When booting from UEFI the copyin and copyout functions handle
 369          * adjusting the location relative to the first virtual address.
 370          * Because of this there is no need to adjust the offset or entry
 371          * point address as these will both be handled by the efi code.
 372          */
 373         off -= ehdr->e_entry & ~PAGE_MASK;
 374         ehdr->e_entry += off;
 375 #ifdef ELF_VERBOSE
 376         printf("ehdr->e_entry 0x%08x, va<->pa off %llx\n", ehdr->e_entry, off);
 377 #endif
 378 #else
 379         off = 0;                /* other archs use direct mapped kernels */
 380 #endif
 381     }
 382     ef->off = off;
 383
 384     if (ef->kernel)
 385         __elfN(relocation_offset) = off;
 386
 387     if ((ehdr->e_phoff + ehdr->e_phnum * sizeof(*phdr)) > ef->firstlen) {
 388         printf("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadimage: program header not within first page\n");
 389         goto out;
 390     }
 391     phdr = (Elf_Phdr *)(ef->firstpage + ehdr->e_phoff);
 392
 393     for (i = 0; i < ehdr->e_phnum; i++) {
 394         /* We want to load PT_LOAD segments only.. */
 395         if (phdr[i].p_type != PT_LOAD)
 396             continue;
 397
 398 #ifdef ELF_VERBOSE
 399         printf("Segment: 0x%lx@0x%lx -> 0x%lx-0x%lx",
 400             (long)phdr[i].p_filesz, (long)phdr[i].p_offset,
 401             (long)(phdr[i].p_vaddr + off),
 402             (long)(phdr[i].p_vaddr + off + phdr[i].p_memsz - 1));
 403 #else
 404         if ((phdr[i].p_flags & PF_W) == 0) {
 405             printf("text=0x%lx ", (long)phdr[i].p_filesz);
 406         } else {
 407             printf("data=0x%lx", (long)phdr[i].p_filesz);
 408             if (phdr[i].p_filesz < phdr[i].p_memsz)
 409                 printf("+0x%lx", (long)(phdr[i].p_memsz -phdr[i].p_filesz));
 410             printf(" ");
 411         }
 412 #endif
 413         fpcopy = 0;
 414         if (ef->firstlen > phdr[i].p_offset) {
 415             fpcopy = ef->firstlen - phdr[i].p_offset;
 416             archsw.arch_copyin(ef->firstpage + phdr[i].p_offset,
 417                                phdr[i].p_vaddr + off, fpcopy);
 418         }
 419         if (phdr[i].p_filesz > fpcopy) {
 420             if (kern_pread(ef->fd, phdr[i].p_vaddr + off + fpcopy,
 421                 phdr[i].p_filesz - fpcopy, phdr[i].p_offset + fpcopy) != 0) {
 422                 printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE)
 423                     "_loadimage: read failed\n");
 424                 goto out;
 425             }
 426         }
 427         /* clear space from oversized segments; eg: bss */
 428         if (phdr[i].p_filesz < phdr[i].p_memsz) {
 429 #ifdef ELF_VERBOSE
 430             printf(" (bss: 0x%lx-0x%lx)",
 431                 (long)(phdr[i].p_vaddr + off + phdr[i].p_filesz),
 432                 (long)(phdr[i].p_vaddr + off + phdr[i].p_memsz - 1));
 433 #endif
 434
 435             kern_bzero(phdr[i].p_vaddr + off + phdr[i].p_filesz,
 436                 phdr[i].p_memsz - phdr[i].p_filesz);
 437         }
 438 #ifdef ELF_VERBOSE
 439         printf("\n");
 440 #endif
 441
 442         if (archsw.arch_loadseg != NULL)
 443             archsw.arch_loadseg(ehdr, phdr + i, off);
 444
 445         if (firstaddr == 0 || firstaddr > (phdr[i].p_vaddr + off))
 446             firstaddr = phdr[i].p_vaddr + off;
 447         if (lastaddr == 0 || lastaddr < (phdr[i].p_vaddr + off + phdr[i].p_memsz))
 448             lastaddr = phdr[i].p_vaddr + off + phdr[i].p_memsz;
 449     }
 450     lastaddr = roundup(lastaddr, sizeof(long));
 451
 452     /*
 453      * Get the section headers.  We need this for finding the .ctors
 454      * section as well as for loading any symbols.  Both may be hard
 455      * to do if reading from a .gz file as it involves seeking.  I
 456      * think the rule is going to have to be that you must strip a
 457      * file to remove symbols before gzipping it.
 458      */
 459     chunk = ehdr->e_shnum * ehdr->e_shentsize;
 460     if (chunk == 0 || ehdr->e_shoff == 0)
 461         goto nosyms;
 462     shdr = alloc_pread(ef->fd, ehdr->e_shoff, chunk);
 463     if (shdr == NULL) {
 464         printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE)
 465             "_loadimage: failed to read section headers");
 466         goto nosyms;
 467     }
 468     file_addmetadata(fp, MODINFOMD_SHDR, chunk, shdr);
 469
 470     /*
 471      * Read the section string table and look for the .ctors section.
 472      * We need to tell the kernel where it is so that it can call the
 473      * ctors.
 474      */
 475     chunk = shdr[ehdr->e_shstrndx].sh_size;
 476     if (chunk) {
 477         shstr = alloc_pread(ef->fd, shdr[ehdr->e_shstrndx].sh_offset, chunk);
 478         if (shstr) {
 479             for (i = 0; i < ehdr->e_shnum; i++) {
 480                 if (strcmp(shstr + shdr[i].sh_name, ".ctors") != 0)
 481                     continue;
 482                 ctors = shdr[i].sh_addr;
 483                 file_addmetadata(fp, MODINFOMD_CTORS_ADDR, sizeof(ctors),
 484                     &ctors);
 485                 size = shdr[i].sh_size;
 486                 file_addmetadata(fp, MODINFOMD_CTORS_SIZE, sizeof(size),
 487                     &size);
 488                 break;
 489             }
 490             free(shstr);
 491         }
 492     }
 493
 494     /*
 495      * Now load any symbols.
 496      */
 497     symtabindex = -1;
 498     symstrindex = -1;
 499     for (i = 0; i < ehdr->e_shnum; i++) {
 500         if (shdr[i].sh_type != SHT_SYMTAB)
 501             continue;
 502         for (j = 0; j < ehdr->e_phnum; j++) {
 503             if (phdr[j].p_type != PT_LOAD)
 504                 continue;
 505             if (shdr[i].sh_offset >= phdr[j].p_offset &&
 506                 (shdr[i].sh_offset + shdr[i].sh_size <=
 507                  phdr[j].p_offset + phdr[j].p_filesz)) {
 508                 shdr[i].sh_offset = 0;
 509                 shdr[i].sh_size = 0;
 510                 break;
 511             }
 512         }
 513         if (shdr[i].sh_offset == 0 || shdr[i].sh_size == 0)
 514             continue;           /* alread loaded in a PT_LOAD above */
 515         /* Save it for loading below */
 516         symtabindex = i;
 517         symstrindex = shdr[i].sh_link;
 518     }
 519     if (symtabindex < 0 || symstrindex < 0)
 520         goto nosyms;
 521
 522     /* Ok, committed to a load. */
 523 #ifndef ELF_VERBOSE
 524     printf("syms=[");
 525 #endif
 526     ssym = lastaddr;
 527     for (i = symtabindex; i >= 0; i = symstrindex) {
 528 #ifdef ELF_VERBOSE
 529         char    *secname;
 530
 531         switch(shdr[i].sh_type) {
 532             case SHT_SYMTAB:            /* Symbol table */
 533                 secname = "symtab";
 534                 break;
 535             case SHT_STRTAB:            /* String table */
 536                 secname = "strtab";
 537                 break;
 538             default:
 539                 secname = "WHOA!!";
 540                 break;
 541         }
 542 #endif
 543
 544         size = shdr[i].sh_size;
 545         archsw.arch_copyin(&size, lastaddr, sizeof(size));
 546         lastaddr += sizeof(size);
 547
 548 #ifdef ELF_VERBOSE
 549         printf("\n%s: 0x%jx@0x%jx -> 0x%jx-0x%jx", secname,
 550             (uintmax_t)shdr[i].sh_size, (uintmax_t)shdr[i].sh_offset,
 551             (uintmax_t)lastaddr, (uintmax_t)(lastaddr + shdr[i].sh_size));
 552 #else
 553         if (i == symstrindex)
 554             printf("+");
 555         printf("0x%lx+0x%lx", (long)sizeof(size), (long)size);
 556 #endif
 557
 558         if (lseek(ef->fd, (off_t)shdr[i].sh_offset, SEEK_SET) == -1) {
 559             printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadimage: could not seek for symbols - skipped!");
 560             lastaddr = ssym;
 561             ssym = 0;
 562             goto nosyms;
 563         }
 564         result = archsw.arch_readin(ef->fd, lastaddr, shdr[i].sh_size);
 565         if (result < 0 || (size_t)result != shdr[i].sh_size) {
 566             printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_loadimage: could not read symbols - skipped! (%ju != %ju)", (uintmax_t)result,
 567                 (uintmax_t)shdr[i].sh_size);
 568             lastaddr = ssym;
 569             ssym = 0;
 570             goto nosyms;
 571         }
 572         /* Reset offsets relative to ssym */
 573         lastaddr += shdr[i].sh_size;
 574         lastaddr = roundup(lastaddr, sizeof(size));
 575         if (i == symtabindex)
 576             symtabindex = -1;
 577         else if (i == symstrindex)
 578             symstrindex = -1;
 579     }
 580     esym = lastaddr;
 581 #ifndef ELF_VERBOSE
 582     printf("]");
 583 #endif
 584
 585     file_addmetadata(fp, MODINFOMD_SSYM, sizeof(ssym), &ssym);
 586     file_addmetadata(fp, MODINFOMD_ESYM, sizeof(esym), &esym);
 587
 588 nosyms:
 589     printf("\n");
 590
 591     ret = lastaddr - firstaddr;
 592     fp->f_addr = firstaddr;
 593
 594     php = NULL;
 595     for (i = 0; i < ehdr->e_phnum; i++) {
 596         if (phdr[i].p_type == PT_DYNAMIC) {
 597             php = phdr + i;
 598             adp = php->p_vaddr;
 599             file_addmetadata(fp, MODINFOMD_DYNAMIC, sizeof(adp), &adp);
 600             break;
 601         }
 602     }
 603
 604     if (php == NULL)    /* this is bad, we cannot get to symbols or _DYNAMIC */
 605         goto out;
 606
 607     ndp = php->p_filesz / sizeof(Elf_Dyn);
 608     if (ndp == 0)
 609         goto out;
 610     dp = malloc(php->p_filesz);
 611     if (dp == NULL)
 612         goto out;
 613     archsw.arch_copyout(php->p_vaddr + off, dp, php->p_filesz);
 614
 615     ef->strsz = 0;
 616     for (i = 0; i < ndp; i++) {
 617         if (dp[i].d_tag == 0)
 618             break;
 619         switch (dp[i].d_tag) {
 620         case DT_HASH:
 621             ef->hashtab = (Elf_Hashelt*)(uintptr_t)(dp[i].d_un.d_ptr + off);
 622             break;
 623         case DT_STRTAB:
 624             ef->strtab = (char *)(uintptr_t)(dp[i].d_un.d_ptr + off);
 625             break;
 626         case DT_STRSZ:
 627             ef->strsz = dp[i].d_un.d_val;
 628             break;
 629         case DT_SYMTAB:
 630             ef->symtab = (Elf_Sym*)(uintptr_t)(dp[i].d_un.d_ptr + off);
 631             break;
 632         case DT_REL:
 633             ef->rel = (Elf_Rel *)(uintptr_t)(dp[i].d_un.d_ptr + off);
 634             break;
 635         case DT_RELSZ:
 636             ef->relsz = dp[i].d_un.d_val;
 637             break;
 638         case DT_RELA:
 639             ef->rela = (Elf_Rela *)(uintptr_t)(dp[i].d_un.d_ptr + off);
 640             break;
 641         case DT_RELASZ:
 642             ef->relasz = dp[i].d_un.d_val;
 643             break;
 644         default:
 645             break;
 646         }
 647     }
 648     if (ef->hashtab == NULL || ef->symtab == NULL ||
 649         ef->strtab == NULL || ef->strsz == 0)
 650         goto out;
 651     COPYOUT(ef->hashtab, &ef->nbuckets, sizeof(ef->nbuckets));
 652     COPYOUT(ef->hashtab + 1, &ef->nchains, sizeof(ef->nchains));
 653     ef->buckets = ef->hashtab + 2;
 654     ef->chains = ef->buckets + ef->nbuckets;
 655
 656     if (__elfN(lookup_symbol)(fp, ef, "__start_set_modmetadata_set", &sym) != 0)
 657         return 0;
 658     p_start = sym.st_value + ef->off;
 659     if (__elfN(lookup_symbol)(fp, ef, "__stop_set_modmetadata_set", &sym) != 0)
 660         return ENOENT;
 661     p_end = sym.st_value + ef->off;
 662
 663     if (__elfN(parse_modmetadata)(fp, ef, p_start, p_end) == 0)
 664         goto out;
 665
 666     if (ef->kernel)                     /* kernel must not depend on anything */
 667         goto out;
 668
 669 out:
 670     if (dp)
 671         free(dp);
 672     if (shdr)
 673         free(shdr);
 674     return ret;
 675 }
 676
 677 static char invalid_name[] = "bad";
 678
 679 char *
 680 fake_modname(const char *name)
 681 {
 682     const char *sp, *ep;
 683     char *fp;
 684     size_t len;
 685
 686     sp = strrchr(name, '/');
 687     if (sp)
 688         sp++;
 689     else
 690         sp = name;
 691     ep = strrchr(name, '.');
 692     if (ep) {
 693             if (ep == name) {
 694                 sp = invalid_name;
 695                 ep = invalid_name + sizeof(invalid_name) - 1;
 696             }
 697     } else
 698         ep = name + strlen(name);
 699     len = ep - sp;
 700     fp = malloc(len + 1);
 701     if (fp == NULL)
 702         return NULL;
 703     memcpy(fp, sp, len);
 704     fp[len] = '\0';
 705     return fp;
 706 }
 707
 708 #if (defined(__i386__) || defined(__powerpc__)) && __ELF_WORD_SIZE == 64
 709 struct mod_metadata64 {
 710         int             md_version;     /* structure version MDTV_* */
 711         int             md_type;        /* type of entry MDT_* */
 712         u_int64_t       md_data;        /* specific data */
 713         u_int64_t       md_cval;        /* common string label */
 714 };
 715 #endif
 716 #if defined(__amd64__) && __ELF_WORD_SIZE == 32
 717 struct mod_metadata32 {
 718         int             md_version;     /* structure version MDTV_* */
 719         int             md_type;        /* type of entry MDT_* */
 720         u_int32_t       md_data;        /* specific data */
 721         u_int32_t       md_cval;        /* common string label */
 722 };
 723 #endif
 724
 725 int
 726 __elfN(load_modmetadata)(struct preloaded_file *fp, u_int64_t dest)
 727 {
 728         struct elf_file          ef;
 729         int                      err, i, j;
 730         Elf_Shdr                *sh_meta, *shdr = NULL;
 731         Elf_Shdr                *sh_data[2];
 732         char                    *shstrtab = NULL;
 733         size_t                   size;
 734         Elf_Addr                 p_start, p_end;
 735
 736         bzero(&ef, sizeof(struct elf_file));
 737         ef.fd = -1;
 738
 739         err = __elfN(load_elf_header)(fp->f_name, &ef);
 740         if (err != 0)
 741                 goto out;
 742
 743         if (ef.kernel == 1 || ef.ehdr->e_type == ET_EXEC) {
 744                 ef.kernel = 1;
 745         } else if (ef.ehdr->e_type != ET_DYN) {
 746                 err = EFTYPE;
 747                 goto out;
 748         }
 749
 750         size = ef.ehdr->e_shnum * ef.ehdr->e_shentsize;
 751         shdr = alloc_pread(ef.fd, ef.ehdr->e_shoff, size);
 752         if (shdr == NULL) {
 753                 err = ENOMEM;
 754                 goto out;
 755         }
 756
 757         /* Load shstrtab. */
 758         shstrtab = alloc_pread(ef.fd, shdr[ef.ehdr->e_shstrndx].sh_offset,
 759             shdr[ef.ehdr->e_shstrndx].sh_size);
 760         if (shstrtab == NULL) {
 761                 printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE)
 762                     "load_modmetadata: unable to load shstrtab\n");
 763                 err = EFTYPE;
 764                 goto out;
 765         }
 766
 767         /* Find set_modmetadata_set and data sections. */
 768         sh_data[0] = sh_data[1] = sh_meta = NULL;
 769         for (i = 0, j = 0; i < ef.ehdr->e_shnum; i++) {
 770                 if (strcmp(&shstrtab[shdr[i].sh_name],
 771                     "set_modmetadata_set") == 0) {
 772                         sh_meta = &shdr[i];
 773                 }
 774                 if ((strcmp(&shstrtab[shdr[i].sh_name], ".data") == 0) ||
 775                     (strcmp(&shstrtab[shdr[i].sh_name], ".rodata") == 0)) {
 776                         sh_data[j++] = &shdr[i];
 777                 }
 778         }
 779         if (sh_meta == NULL || sh_data[0] == NULL || sh_data[1] == NULL) {
 780                 printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE)
 781     "load_modmetadata: unable to find set_modmetadata_set or data sections\n");
 782                 err = EFTYPE;
 783                 goto out;
 784         }
 785
 786         /* Load set_modmetadata_set into memory */
 787         err = kern_pread(ef.fd, dest, sh_meta->sh_size, sh_meta->sh_offset);
 788         if (err != 0) {
 789                 printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE)
 790     "load_modmetadata: unable to load set_modmetadata_set: %d\n", err);
 791                 goto out;
 792         }
 793         p_start = dest;
 794         p_end = dest + sh_meta->sh_size;
 795         dest += sh_meta->sh_size;
 796
 797         /* Load data sections into memory. */
 798         err = kern_pread(ef.fd, dest, sh_data[0]->sh_size,
 799             sh_data[0]->sh_offset);
 800         if (err != 0) {
 801                 printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE)
 802                     "load_modmetadata: unable to load data: %d\n", err);
 803                 goto out;
 804         }
 805
 806         /*
 807          * We have to increment the dest, so that the offset is the same into
 808          * both the .rodata and .data sections.
 809          */
 810         ef.off = -(sh_data[0]->sh_addr - dest);
 811         dest += (sh_data[1]->sh_addr - sh_data[0]->sh_addr);
 812
 813         err = kern_pread(ef.fd, dest, sh_data[1]->sh_size,
 814             sh_data[1]->sh_offset);
 815         if (err != 0) {
 816                 printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE)
 817                     "load_modmetadata: unable to load data: %d\n", err);
 818                 goto out;
 819         }
 820
 821         err = __elfN(parse_modmetadata)(fp, &ef, p_start, p_end);
 822         if (err != 0) {
 823                 printf("\nelf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE)
 824                     "load_modmetadata: unable to parse metadata: %d\n", err);
 825                 goto out;
 826         }
 827
 828 out:
 829         if (shstrtab != NULL)
 830                 free(shstrtab);
 831         if (shdr != NULL)
 832                 free(shdr);
 833         if (ef.firstpage != NULL)
 834                 free(ef.firstpage);
 835         if (ef.fd != -1)
 836                 close(ef.fd);
 837         return (err);
 838 }
 839
 840 int
 841 __elfN(parse_modmetadata)(struct preloaded_file *fp, elf_file_t ef,
 842     Elf_Addr p_start, Elf_Addr p_end)
 843 {
 844     struct mod_metadata md;
 845 #if (defined(__i386__) || defined(__powerpc__)) && __ELF_WORD_SIZE == 64
 846     struct mod_metadata64 md64;
 847 #elif defined(__amd64__) && __ELF_WORD_SIZE == 32
 848     struct mod_metadata32 md32;
 849 #endif
 850     struct mod_depend *mdepend;
 851     struct mod_version mver;
 852     char *s;
 853     int error, modcnt, minfolen;
 854     Elf_Addr v, p;
 855
 856     modcnt = 0;
 857     p = p_start;
 858     while (p < p_end) {
 859         COPYOUT(p, &v, sizeof(v));
 860         error = __elfN(reloc_ptr)(fp, ef, p, &v, sizeof(v));
 861         if (error == EOPNOTSUPP)
 862             v += ef->off;
 863         else if (error != 0)
 864             return (error);
 865 #if (defined(__i386__) || defined(__powerpc__)) && __ELF_WORD_SIZE == 64
 866         COPYOUT(v, &md64, sizeof(md64));
 867         error = __elfN(reloc_ptr)(fp, ef, v, &md64, sizeof(md64));
 868         if (error == EOPNOTSUPP) {
 869             md64.md_cval += ef->off;
 870             md64.md_data += ef->off;
 871         } else if (error != 0)
 872             return (error);
 873         md.md_version = md64.md_version;
 874         md.md_type = md64.md_type;
 875         md.md_cval = (const char *)(uintptr_t)md64.md_cval;
 876         md.md_data = (void *)(uintptr_t)md64.md_data;
 877 #elif defined(__amd64__) && __ELF_WORD_SIZE == 32
 878         COPYOUT(v, &md32, sizeof(md32));
 879         error = __elfN(reloc_ptr)(fp, ef, v, &md32, sizeof(md32));
 880         if (error == EOPNOTSUPP) {
 881             md32.md_cval += ef->off;
 882             md32.md_data += ef->off;
 883         } else if (error != 0)
 884             return (error);
 885         md.md_version = md32.md_version;
 886         md.md_type = md32.md_type;
 887         md.md_cval = (const char *)(uintptr_t)md32.md_cval;
 888         md.md_data = (void *)(uintptr_t)md32.md_data;
 889 #else
 890         COPYOUT(v, &md, sizeof(md));
 891         error = __elfN(reloc_ptr)(fp, ef, v, &md, sizeof(md));
 892         if (error == EOPNOTSUPP) {
 893             md.md_cval += ef->off;
 894             md.md_data = (void *)((uintptr_t)md.md_data + (uintptr_t)ef->off);
 895         } else if (error != 0)
 896             return (error);
 897 #endif
 898         p += sizeof(Elf_Addr);
 899         switch(md.md_type) {
 900           case MDT_DEPEND:
 901             if (ef->kernel)             /* kernel must not depend on anything */
 902               break;
 903             s = strdupout((vm_offset_t)md.md_cval);
 904             minfolen = sizeof(*mdepend) + strlen(s) + 1;
 905             mdepend = malloc(minfolen);
 906             if (mdepend == NULL)
 907                 return ENOMEM;
 908             COPYOUT((vm_offset_t)md.md_data, mdepend, sizeof(*mdepend));
 909             strcpy((char*)(mdepend + 1), s);
 910             free(s);
 911             file_addmetadata(fp, MODINFOMD_DEPLIST, minfolen, mdepend);
 912             free(mdepend);
 913             break;
 914           case MDT_VERSION:
 915             s = strdupout((vm_offset_t)md.md_cval);
 916             COPYOUT((vm_offset_t)md.md_data, &mver, sizeof(mver));
 917             file_addmodule(fp, s, mver.mv_version, NULL);
 918             free(s);
 919             modcnt++;
 920             break;
 921         }
 922     }
 923     if (modcnt == 0) {
 924         s = fake_modname(fp->f_name);
 925         file_addmodule(fp, s, 1, NULL);
 926         free(s);
 927     }
 928     return 0;
 929 }
 930
 931 static unsigned long
 932 elf_hash(const char *name)
 933 {
 934     const unsigned char *p = (const unsigned char *) name;
 935     unsigned long h = 0;
 936     unsigned long g;
 937
 938     while (*p != '\0') {
 939         h = (h << 4) + *p++;
 940         if ((g = h & 0xf0000000) != 0)
 941             h ^= g >> 24;
 942         h &= ~g;
 943     }
 944     return h;
 945 }
 946
 947 static const char __elfN(bad_symtable)[] = "elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) "_lookup_symbol: corrupt symbol table\n";
 948 int
 949 __elfN(lookup_symbol)(struct preloaded_file *fp, elf_file_t ef, const char* name,
 950                   Elf_Sym *symp)
 951 {
 952     Elf_Hashelt symnum;
 953     Elf_Sym sym;
 954     char *strp;
 955     unsigned long hash;
 956
 957     hash = elf_hash(name);
 958     COPYOUT(&ef->buckets[hash % ef->nbuckets], &symnum, sizeof(symnum));
 959
 960     while (symnum != STN_UNDEF) {
 961         if (symnum >= ef->nchains) {
 962             printf(__elfN(bad_symtable));
 963             return ENOENT;
 964         }
 965
 966         COPYOUT(ef->symtab + symnum, &sym, sizeof(sym));
 967         if (sym.st_name == 0) {
 968             printf(__elfN(bad_symtable));
 969             return ENOENT;
 970         }
 971
 972         strp = strdupout((vm_offset_t)(ef->strtab + sym.st_name));
 973         if (strcmp(name, strp) == 0) {
 974             free(strp);
 975             if (sym.st_shndx != SHN_UNDEF ||
 976                 (sym.st_value != 0 &&
 977                  ELF_ST_TYPE(sym.st_info) == STT_FUNC)) {
 978                 *symp = sym;
 979                 return 0;
 980             }
 981             return ENOENT;
 982         }
 983         free(strp);
 984         COPYOUT(&ef->chains[symnum], &symnum, sizeof(symnum));
 985     }
 986     return ENOENT;
 987 }
 988
 989 /*
 990  * Apply any intra-module relocations to the value. p is the load address
 991  * of the value and val/len is the value to be modified. This does NOT modify
 992  * the image in-place, because this is done by kern_linker later on.
 993  *
 994  * Returns EOPNOTSUPP if no relocation method is supplied.
 995  */
 996 static int
 997 __elfN(reloc_ptr)(struct preloaded_file *mp, elf_file_t ef,
 998     Elf_Addr p, void *val, size_t len)
 999 {
1000         size_t n;
1001         Elf_Rela a;
1002         Elf_Rel r;
1003         int error;
1004
1005         /*
1006          * The kernel is already relocated, but we still want to apply
1007          * offset adjustments.
1008          */
1009         if (ef->kernel)
1010                 return (EOPNOTSUPP);
1011
1012         for (n = 0; n < ef->relsz / sizeof(r); n++) {
1013                 COPYOUT(ef->rel + n, &r, sizeof(r));
1014
1015                 error = __elfN(reloc)(ef, __elfN(symaddr), &r, ELF_RELOC_REL,
1016                     ef->off, p, val, len);
1017                 if (error != 0)
1018                         return (error);
1019         }
1020         for (n = 0; n < ef->relasz / sizeof(a); n++) {
1021                 COPYOUT(ef->rela + n, &a, sizeof(a));
1022
1023                 error = __elfN(reloc)(ef, __elfN(symaddr), &a, ELF_RELOC_RELA,
1024                     ef->off, p, val, len);
1025                 if (error != 0)
1026                         return (error);
1027         }
1028
1029         return (0);
1030 }
1031
1032 static Elf_Addr
1033 __elfN(symaddr)(struct elf_file *ef, Elf_Size symidx)
1034 {
1035
1036         /* Symbol lookup by index not required here. */
1037         return (0);
1038 }