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/sysent.h>
  39 #include <sys/imgact_elf.h>
  40 #include <sys/syscall.h>
  41 #include <sys/signalvar.h>
  42 #include <sys/vnode.h>
  43
  44 #include <vm/vm.h>
  45 #include <vm/pmap.h>
  46 #include <vm/vm_param.h>
  47
  48 #include <machine/elf.h>
  49 #include <machine/fpu.h>
  50 #include <machine/md_var.h>
  51
  52 struct sysentvec elf64_freebsd_sysvec_la48 = {
  53         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  54         .sv_table       = sysent,
  55         .sv_transtrap   = NULL,
  56         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  57         .sv_sendsig     = sendsig,
  58         .sv_sigcode     = sigcode,
  59         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  60         .sv_name        = "FreeBSD ELF64",
  61         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  62         .sv_imgact_try  = NULL,
  63         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  64         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  65         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS_LA48,
  66         .sv_usrstack    = USRSTACK_LA48,
  67         .sv_psstrings   = PS_STRINGS_LA48,
  68         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  69         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
  70         .sv_copyout_strings     = exec_copyout_strings,
  71         .sv_setregs     = exec_setregs,
  72         .sv_fixlimit    = NULL,
  73         .sv_maxssiz     = NULL,
  74         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ASLR | SV_LP64 | SV_SHP |
  75                             SV_TIMEKEEP | SV_RNG_SEED_VER,
  76         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  77         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  78         .sv_syscallnames = syscallnames,
  79         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE_LA48,
  80         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  81         .sv_schedtail   = NULL,
  82         .sv_thread_detach = NULL,
  83         .sv_trap        = NULL,
  84         .sv_stackgap    = elf64_stackgap,
  85 };
  86
  87 struct sysentvec elf64_freebsd_sysvec_la57 = {
  88         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  89         .sv_table       = sysent,
  90         .sv_transtrap   = NULL,
  91         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  92         .sv_sendsig     = sendsig,
  93         .sv_sigcode     = sigcode,
  94         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  95         .sv_name        = "FreeBSD ELF64",
  96         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  97         .sv_imgact_try  = NULL,
  98         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  99         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
 100         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS_LA57,
 101         .sv_usrstack    = USRSTACK_LA57,
 102         .sv_psstrings   = PS_STRINGS_LA57,
 103         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
 104         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
 105         .sv_copyout_strings     = exec_copyout_strings,
 106         .sv_setregs     = exec_setregs,
 107         .sv_fixlimit    = NULL,
 108         .sv_maxssiz     = NULL,
 109         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ASLR | SV_LP64 | SV_SHP |
 110                             SV_TIMEKEEP | SV_RNG_SEED_VER,
 111         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
 112         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
 113         .sv_syscallnames = syscallnames,
 114         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE_LA57,
 115         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
 116         .sv_schedtail   = NULL,
 117         .sv_thread_detach = NULL,
 118         .sv_trap        = NULL,
 119         .sv_stackgap    = elf64_stackgap,
 120 };
 121
 122 static void
 123 amd64_init_sysvecs(void *arg)
 124 {
 125         amd64_lower_shared_page(&elf64_freebsd_sysvec_la48);
 126         if (la57) {
 127                 exec_sysvec_init(&elf64_freebsd_sysvec_la57);
 128                 exec_sysvec_init_secondary(&elf64_freebsd_sysvec_la57,
 129                     &elf64_freebsd_sysvec_la48);
 130         } else {
 131                 exec_sysvec_init(&elf64_freebsd_sysvec_la48);
 132         }
 133 }
 134 SYSINIT(elf64_sysvec, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY, amd64_init_sysvecs, NULL);
 135
 136 void
 137 amd64_lower_shared_page(struct sysentvec *sv)
 138 {
 139         if (hw_lower_amd64_sharedpage != 0) {
 140                 sv->sv_maxuser -= PAGE_SIZE;
 141                 sv->sv_shared_page_base -= PAGE_SIZE;
 142                 sv->sv_usrstack -= PAGE_SIZE;
 143                 sv->sv_psstrings -= PAGE_SIZE;
 144         }
 145 }
 146
 147 static boolean_t
 148 freebsd_brand_info_la57_img_compat(struct image_params *imgp,
 149     int32_t *osrel __unused, uint32_t *fctl0)
 150 {
 151         if ((imgp->proc->p_md.md_flags & P_MD_LA57) != 0)
 152                 return (TRUE);
 153         if (fctl0 == NULL || (*fctl0 & NT_FREEBSD_FCTL_LA48) != 0)
 154                 return (FALSE);
 155         if ((imgp->proc->p_md.md_flags & P_MD_LA48) != 0)
 156                 return (FALSE);
 157         return (TRUE);
 158 }
 159
 160 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_la48 = {
 161         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 162         .machine        = EM_X86_64,
 163         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 164         .emul_path      = NULL,
 165         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 166         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 167         .interp_newpath = NULL,
 168         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 169         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 170 };
 171
 172 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_la57 = {
 173         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 174         .machine        = EM_X86_64,
 175         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 176         .emul_path      = NULL,
 177         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 178         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la57,
 179         .interp_newpath = NULL,
 180         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 181         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 182         .header_supported = freebsd_brand_info_la57_img_compat,
 183 };
 184
 185 static void
 186 sysinit_register_elf64_brand_entries(void *arg __unused)
 187 {
 188         /*
 189          * _57 must go first so it can either claim the image or hand
 190          * it to _48.
 191          */
 192         if (la57)
 193                 elf64_insert_brand_entry(&freebsd_brand_info_la57);
 194         elf64_insert_brand_entry(&freebsd_brand_info_la48);
 195 }
 196 SYSINIT(elf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 197     sysinit_register_elf64_brand_entries, NULL);
 198
 199 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_oinfo = {
 200         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 201         .machine        = EM_X86_64,
 202         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 203         .emul_path      = NULL,
 204         .interp_path    = "/usr/libexec/ld-elf.so.1",
 205         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 206         .interp_newpath = NULL,
 207         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 208         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 209 };
 210
 211 SYSINIT(oelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 212     (sysinit_cfunc_t)elf64_insert_brand_entry, &freebsd_brand_oinfo);
 213
 214 static Elf64_Brandinfo kfreebsd_brand_info = {
 215         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 216         .machine        = EM_X86_64,
 217         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 218         .emul_path      = NULL,
 219         .interp_path    = "/lib/ld-kfreebsd-x86-64.so.1",
 220         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 221         .interp_newpath = NULL,
 222         .brand_note     = &elf64_kfreebsd_brandnote,
 223         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE_MANDATORY
 224 };
 225
 226 SYSINIT(kelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 227     (sysinit_cfunc_t)elf64_insert_brand_entry, &kfreebsd_brand_info);
 228
 229 void
 230 elf64_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 231 {
 232         void *buf;
 233         size_t len;
 234
 235         len = 0;
 236         if (use_xsave) {
 237                 if (dst != NULL) {
 238                         fpugetregs(td);
 239                         len += elf64_populate_note(NT_X86_XSTATE,
 240                             get_pcb_user_save_td(td), dst,
 241                             cpu_max_ext_state_size, &buf);
 242                         *(uint64_t *)((char *)buf + X86_XSTATE_XCR0_OFFSET) =
 243                             xsave_mask;
 244                 } else
 245                         len += elf64_populate_note(NT_X86_XSTATE, NULL, NULL,
 246                             cpu_max_ext_state_size, NULL);
 247         }
 248         *off = len;
 249 }
 250
 251 bool
 252 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info)
 253 {
 254
 255         return (ELF_R_TYPE(r_info) == R_X86_64_IRELATIVE);
 256 }
 257
 258 /* Process one elf relocation with addend. */
 259 static int
 260 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 261     int type, bool late_ifunc, elf_lookup_fn lookup)
 262 {
 263         Elf64_Addr *where, val;
 264         Elf32_Addr *where32, val32;
 265         Elf_Addr addr;
 266         Elf_Addr addend;
 267         Elf_Size rtype, symidx;
 268         const Elf_Rel *rel;
 269         const Elf_Rela *rela;
 270         int error;
 271
 272         switch (type) {
 273         case ELF_RELOC_REL:
 274                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 275                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 276                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 277                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 278                 /* Addend is 32 bit on 32 bit relocs */
 279                 switch (rtype) {
 280                 case R_X86_64_PC32:
 281                 case R_X86_64_32S:
 282                 case R_X86_64_PLT32:
 283                         addend = *(Elf32_Addr *)where;
 284                         break;
 285                 default:
 286                         addend = *where;
 287                         break;
 288                 }
 289                 break;
 290         case ELF_RELOC_RELA:
 291                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 292                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 293                 addend = rela->r_addend;
 294                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 295                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 296                 break;
 297         default:
 298                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 299         }
 300
 301         if (late_ifunc) {
 302                 KASSERT(type == ELF_RELOC_RELA,
 303                     ("Only RELA ifunc relocations are supported"));
 304                 if (rtype != R_X86_64_IRELATIVE)
 305                         return (0);
 306         }
 307
 308         switch (rtype) {
 309                 case R_X86_64_NONE:     /* none */
 310                         break;
 311
 312                 case R_X86_64_64:       /* S + A */
 313                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 314                         val = addr + addend;
 315                         if (error != 0)
 316                                 return (-1);
 317                         if (*where != val)
 318                                 *where = val;
 319                         break;
 320
 321                 case R_X86_64_PC32:     /* S + A - P */
 322                 case R_X86_64_PLT32:    /* L + A - P, L is PLT location for
 323                                            the symbol, which we treat as S */
 324                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 325                         where32 = (Elf32_Addr *)where;
 326                         val32 = (Elf32_Addr)(addr + addend - (Elf_Addr)where);
 327                         if (error != 0)
 328                                 return (-1);
 329                         if (*where32 != val32)
 330                                 *where32 = val32;
 331                         break;
 332
 333                 case R_X86_64_32S:      /* S + A sign extend */
 334                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 335                         val32 = (Elf32_Addr)(addr + addend);
 336                         where32 = (Elf32_Addr *)where;
 337                         if (error != 0)
 338                                 return (-1);
 339                         if (*where32 != val32)
 340                                 *where32 = val32;
 341                         break;
 342
 343                 case R_X86_64_COPY:     /* none */
 344                         /*
 345                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 346                          * objects.
 347                          */
 348                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation, "
 349                             "symbol index %ld\n", symidx);
 350                         return (-1);
 351
 352                 case R_X86_64_GLOB_DAT: /* S */
 353                 case R_X86_64_JMP_SLOT: /* XXX need addend + offset */
 354                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 355                         if (error != 0)
 356                                 return (-1);
 357                         if (*where != addr)
 358                                 *where = addr;
 359                         break;
 360
 361                 case R_X86_64_RELATIVE: /* B + A */
 362                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 363                         val = addr;
 364                         if (*where != val)
 365                                 *where = val;
 366                         break;
 367
 368                 case R_X86_64_IRELATIVE:
 369                         addr = relocbase + addend;
 370                         val = ((Elf64_Addr (*)(void))addr)();
 371                         if (*where != val)
 372                                 *where = val;
 373                         break;
 374
 375                 default:
 376                         printf("kldload: unexpected relocation type %ld, "
 377                             "symbol index %ld\n", rtype, symidx);
 378                         return (-1);
 379         }
 380         return (0);
 381 }
 382
 383 int
 384 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 385     elf_lookup_fn lookup)
 386 {
 387
 388         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, false, lookup));
 389 }
 390
 391 int
 392 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 393     int type, elf_lookup_fn lookup)
 394 {
 395
 396         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, false, lookup));
 397 }
 398
 399 int
 400 elf_reloc_late(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 401     int type, elf_lookup_fn lookup)
 402 {
 403
 404         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, true, lookup));
 405 }
 406
 407 int
 408 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf __unused)
 409 {
 410
 411         return (0);
 412 }
 413
 414 int
 415 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 416 {
 417
 418         return (0);
 419 }
 420
 421 int
 422 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 423 {
 424
 425         return (0);
 426 }