sys/amd64/amd64/elf_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright 1996-1998 John D. Polstra.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  17  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  18  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  19  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  20  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  21  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  22  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  23  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  24  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  25  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/exec.h>
  35 #include <sys/imgact.h>
  36 #include <sys/linker.h>
  37 #include <sys/proc.h>
  38 #include <sys/reg.h>
  39 #include <sys/sysent.h>
  40 #include <sys/imgact_elf.h>
  41 #include <sys/syscall.h>
  42 #include <sys/signalvar.h>
  43 #include <sys/vnode.h>
  44
  45 #include <vm/vm.h>
  46 #include <vm/pmap.h>
  47 #include <vm/vm_param.h>
  48
  49 #include <machine/elf.h>
  50 #include <machine/fpu.h>
  51 #include <machine/md_var.h>
  52
  53 #include "vdso_offsets.h"
  54
  55 extern const char _binary_elf_vdso_so_1_start[];
  56 extern const char _binary_elf_vdso_so_1_end[];
  57 extern char _binary_elf_vdso_so_1_size;
  58
  59 struct sysentvec elf64_freebsd_sysvec_la48 = {
  60         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  61         .sv_table       = sysent,
  62         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  63         .sv_sendsig     = sendsig,
  64         .sv_sigcode     = _binary_elf_vdso_so_1_start,
  65         .sv_szsigcode   = (int *)&_binary_elf_vdso_so_1_size,
  66         .sv_sigcodeoff  = VDSO_SIGCODE_OFFSET,
  67         .sv_name        = "FreeBSD ELF64",
  68         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  69         .sv_elf_core_osabi = ELFOSABI_FREEBSD,
  70         .sv_elf_core_abi_vendor = FREEBSD_ABI_VENDOR,
  71         .sv_elf_core_prepare_notes = __elfN(prepare_notes),
  72         .sv_imgact_try  = NULL,
  73         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  74         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  75         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS_LA48,
  76         .sv_usrstack    = USRSTACK_LA48,
  77         .sv_psstrings   = PS_STRINGS_LA48,
  78         .sv_psstringssz = sizeof(struct ps_strings),
  79         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  80         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
  81         .sv_copyout_strings     = exec_copyout_strings,
  82         .sv_setregs     = exec_setregs,
  83         .sv_fixlimit    = NULL,
  84         .sv_maxssiz     = NULL,
  85         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ASLR | SV_LP64 | SV_SHP |
  86                             SV_TIMEKEEP | SV_RNG_SEED_VER | SV_DSO_SIG,
  87         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  88         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  89         .sv_syscallnames = syscallnames,
  90         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE_LA48,
  91         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  92         .sv_schedtail   = NULL,
  93         .sv_thread_detach = NULL,
  94         .sv_trap        = NULL,
  95         .sv_onexec_old  = exec_onexec_old,
  96         .sv_onexit      = exit_onexit,
  97         .sv_set_fork_retval = x86_set_fork_retval,
  98         .sv_regset_begin = SET_BEGIN(__elfN(regset)),
  99         .sv_regset_end  = SET_LIMIT(__elfN(regset)),
 100 };
 101
 102 struct sysentvec elf64_freebsd_sysvec_la57 = {
 103         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
 104         .sv_table       = sysent,
 105         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
 106         .sv_sendsig     = sendsig,
 107         .sv_sigcode     = _binary_elf_vdso_so_1_start,
 108         .sv_szsigcode   = (int *)&_binary_elf_vdso_so_1_size,
 109         .sv_sigcodeoff  = VDSO_SIGCODE_OFFSET,
 110         .sv_name        = "FreeBSD ELF64",
 111         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
 112         .sv_elf_core_osabi = ELFOSABI_FREEBSD,
 113         .sv_elf_core_abi_vendor = FREEBSD_ABI_VENDOR,
 114         .sv_elf_core_prepare_notes = __elfN(prepare_notes),
 115         .sv_imgact_try  = NULL,
 116         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
 117         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
 118         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS_LA57,
 119         .sv_usrstack    = USRSTACK_LA57,
 120         .sv_psstrings   = PS_STRINGS_LA57,
 121         .sv_psstringssz = sizeof(struct ps_strings),
 122         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
 123         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
 124         .sv_copyout_strings     = exec_copyout_strings,
 125         .sv_setregs     = exec_setregs,
 126         .sv_fixlimit    = NULL,
 127         .sv_maxssiz     = NULL,
 128         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ASLR | SV_LP64 | SV_SHP |
 129                             SV_TIMEKEEP | SV_RNG_SEED_VER | SV_DSO_SIG,
 130         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
 131         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
 132         .sv_syscallnames = syscallnames,
 133         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE_LA57,
 134         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
 135         .sv_schedtail   = NULL,
 136         .sv_thread_detach = NULL,
 137         .sv_trap        = NULL,
 138         .sv_onexec_old  = exec_onexec_old,
 139         .sv_onexit      = exit_onexit,
 140         .sv_set_fork_retval=  x86_set_fork_retval,
 141         .sv_regset_begin = SET_BEGIN(__elfN(regset)),
 142         .sv_regset_end  = SET_LIMIT(__elfN(regset)),
 143 };
 144
 145 static void
 146 amd64_init_sysvecs(void *arg)
 147 {
 148         amd64_lower_shared_page(&elf64_freebsd_sysvec_la48);
 149         if (la57) {
 150                 exec_sysvec_init(&elf64_freebsd_sysvec_la57);
 151                 exec_sysvec_init_secondary(&elf64_freebsd_sysvec_la57,
 152                     &elf64_freebsd_sysvec_la48);
 153         } else {
 154                 exec_sysvec_init(&elf64_freebsd_sysvec_la48);
 155         }
 156 }
 157 SYSINIT(elf64_sysvec, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY, amd64_init_sysvecs, NULL);
 158
 159 void
 160 amd64_lower_shared_page(struct sysentvec *sv)
 161 {
 162         if (hw_lower_amd64_sharedpage != 0) {
 163                 sv->sv_maxuser -= PAGE_SIZE;
 164                 sv->sv_shared_page_base -= PAGE_SIZE;
 165                 sv->sv_usrstack -= PAGE_SIZE;
 166                 sv->sv_psstrings -= PAGE_SIZE;
 167         }
 168 }
 169
 170 static boolean_t
 171 freebsd_brand_info_la57_img_compat(struct image_params *imgp,
 172     int32_t *osrel __unused, uint32_t *fctl0)
 173 {
 174         if ((imgp->proc->p_md.md_flags & P_MD_LA57) != 0)
 175                 return (TRUE);
 176         if (fctl0 == NULL || (*fctl0 & NT_FREEBSD_FCTL_LA48) != 0)
 177                 return (FALSE);
 178         if ((imgp->proc->p_md.md_flags & P_MD_LA48) != 0)
 179                 return (FALSE);
 180         return (TRUE);
 181 }
 182
 183 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_la48 = {
 184         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 185         .machine        = EM_X86_64,
 186         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 187         .emul_path      = NULL,
 188         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 189         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 190         .interp_newpath = NULL,
 191         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 192         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 193 };
 194
 195 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_la57 = {
 196         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 197         .machine        = EM_X86_64,
 198         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 199         .emul_path      = NULL,
 200         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 201         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la57,
 202         .interp_newpath = NULL,
 203         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 204         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 205         .header_supported = freebsd_brand_info_la57_img_compat,
 206 };
 207
 208 static void
 209 sysinit_register_elf64_brand_entries(void *arg __unused)
 210 {
 211         /*
 212          * _57 must go first so it can either claim the image or hand
 213          * it to _48.
 214          */
 215         if (la57)
 216                 elf64_insert_brand_entry(&freebsd_brand_info_la57);
 217         elf64_insert_brand_entry(&freebsd_brand_info_la48);
 218 }
 219 SYSINIT(elf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 220     sysinit_register_elf64_brand_entries, NULL);
 221
 222 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_oinfo = {
 223         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 224         .machine        = EM_X86_64,
 225         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 226         .emul_path      = NULL,
 227         .interp_path    = "/usr/libexec/ld-elf.so.1",
 228         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 229         .interp_newpath = NULL,
 230         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 231         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 232 };
 233
 234 SYSINIT(oelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 235     (sysinit_cfunc_t)elf64_insert_brand_entry, &freebsd_brand_oinfo);
 236
 237 static Elf64_Brandinfo kfreebsd_brand_info = {
 238         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 239         .machine        = EM_X86_64,
 240         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 241         .emul_path      = NULL,
 242         .interp_path    = "/lib/ld-kfreebsd-x86-64.so.1",
 243         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 244         .interp_newpath = NULL,
 245         .brand_note     = &elf64_kfreebsd_brandnote,
 246         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE_MANDATORY
 247 };
 248
 249 SYSINIT(kelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 250     (sysinit_cfunc_t)elf64_insert_brand_entry, &kfreebsd_brand_info);
 251
 252 void
 253 elf64_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 254 {
 255         void *buf;
 256         size_t len;
 257
 258         len = 0;
 259         if (use_xsave) {
 260                 if (dst != NULL) {
 261                         fpugetregs(td);
 262                         len += elf64_populate_note(NT_X86_XSTATE,
 263                             get_pcb_user_save_td(td), dst,
 264                             cpu_max_ext_state_size, &buf);
 265                         *(uint64_t *)((char *)buf + X86_XSTATE_XCR0_OFFSET) =
 266                             xsave_mask;
 267                 } else
 268                         len += elf64_populate_note(NT_X86_XSTATE, NULL, NULL,
 269                             cpu_max_ext_state_size, NULL);
 270         }
 271         *off = len;
 272 }
 273
 274 bool
 275 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info)
 276 {
 277
 278         return (ELF_R_TYPE(r_info) == R_X86_64_IRELATIVE);
 279 }
 280
 281 /* Process one elf relocation with addend. */
 282 static int
 283 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 284     int type, bool late_ifunc, elf_lookup_fn lookup)
 285 {
 286         Elf64_Addr *where, val;
 287         Elf32_Addr *where32, val32;
 288         Elf_Addr addr;
 289         Elf_Addr addend;
 290         Elf_Size rtype, symidx;
 291         const Elf_Rel *rel;
 292         const Elf_Rela *rela;
 293         int error;
 294
 295         switch (type) {
 296         case ELF_RELOC_REL:
 297                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 298                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 299                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 300                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 301                 /* Addend is 32 bit on 32 bit relocs */
 302                 switch (rtype) {
 303                 case R_X86_64_PC32:
 304                 case R_X86_64_32S:
 305                 case R_X86_64_PLT32:
 306                         addend = *(Elf32_Addr *)where;
 307                         break;
 308                 default:
 309                         addend = *where;
 310                         break;
 311                 }
 312                 break;
 313         case ELF_RELOC_RELA:
 314                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 315                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 316                 addend = rela->r_addend;
 317                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 318                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 319                 break;
 320         default:
 321                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 322         }
 323
 324         if (late_ifunc) {
 325                 KASSERT(type == ELF_RELOC_RELA,
 326                     ("Only RELA ifunc relocations are supported"));
 327                 if (rtype != R_X86_64_IRELATIVE)
 328                         return (0);
 329         }
 330
 331         switch (rtype) {
 332                 case R_X86_64_NONE:     /* none */
 333                         break;
 334
 335                 case R_X86_64_64:       /* S + A */
 336                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 337                         val = addr + addend;
 338                         if (error != 0)
 339                                 return (-1);
 340                         if (*where != val)
 341                                 *where = val;
 342                         break;
 343
 344                 case R_X86_64_PC32:     /* S + A - P */
 345                 case R_X86_64_PLT32:    /* L + A - P, L is PLT location for
 346                                            the symbol, which we treat as S */
 347                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 348                         where32 = (Elf32_Addr *)where;
 349                         val32 = (Elf32_Addr)(addr + addend - (Elf_Addr)where);
 350                         if (error != 0)
 351                                 return (-1);
 352                         if (*where32 != val32)
 353                                 *where32 = val32;
 354                         break;
 355
 356                 case R_X86_64_32S:      /* S + A sign extend */
 357                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 358                         val32 = (Elf32_Addr)(addr + addend);
 359                         where32 = (Elf32_Addr *)where;
 360                         if (error != 0)
 361                                 return (-1);
 362                         if (*where32 != val32)
 363                                 *where32 = val32;
 364                         break;
 365
 366                 case R_X86_64_COPY:     /* none */
 367                         /*
 368                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 369                          * objects.
 370                          */
 371                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation, "
 372                             "symbol index %ld\n", symidx);
 373                         return (-1);
 374
 375                 case R_X86_64_GLOB_DAT: /* S */
 376                 case R_X86_64_JMP_SLOT: /* XXX need addend + offset */
 377                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 378                         if (error != 0)
 379                                 return (-1);
 380                         if (*where != addr)
 381                                 *where = addr;
 382                         break;
 383
 384                 case R_X86_64_RELATIVE: /* B + A */
 385                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 386                         val = addr;
 387                         if (*where != val)
 388                                 *where = val;
 389                         break;
 390
 391                 case R_X86_64_IRELATIVE:
 392                         addr = relocbase + addend;
 393                         val = ((Elf64_Addr (*)(void))addr)();
 394                         if (*where != val)
 395                                 *where = val;
 396                         break;
 397
 398                 default:
 399                         printf("kldload: unexpected relocation type %ld, "
 400                             "symbol index %ld\n", rtype, symidx);
 401                         return (-1);
 402         }
 403         return (0);
 404 }
 405
 406 int
 407 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 408     elf_lookup_fn lookup)
 409 {
 410
 411         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, false, lookup));
 412 }
 413
 414 int
 415 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 416     int type, elf_lookup_fn lookup)
 417 {
 418
 419         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, false, lookup));
 420 }
 421
 422 int
 423 elf_reloc_late(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 424     int type, elf_lookup_fn lookup)
 425 {
 426
 427         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, true, lookup));
 428 }
 429
 430 int
 431 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf __unused)
 432 {
 433
 434         return (0);
 435 }
 436
 437 int
 438 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 439 {
 440
 441         return (0);
 442 }
 443
 444 int
 445 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 446 {
 447
 448         return (0);
 449 }