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 = {
  53         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  54         .sv_table       = sysent,
  55         .sv_mask        = 0,
  56         .sv_errsize     = 0,
  57         .sv_errtbl      = NULL,
  58         .sv_transtrap   = NULL,
  59         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  60         .sv_sendsig     = sendsig,
  61         .sv_sigcode     = sigcode,
  62         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  63         .sv_name        = "FreeBSD ELF64",
  64         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  65         .sv_imgact_try  = NULL,
  66         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  67         .sv_pagesize    = PAGE_SIZE,
  68         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  69         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
  70         .sv_usrstack    = USRSTACK,
  71         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
  72         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  73         .sv_copyout_strings     = exec_copyout_strings,
  74         .sv_setregs     = exec_setregs,
  75         .sv_fixlimit    = NULL,
  76         .sv_maxssiz     = NULL,
  77         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_LP64 | SV_SHP | SV_TIMEKEEP,
  78         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  79         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  80         .sv_syscallnames = syscallnames,
  81         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE,
  82         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  83         .sv_schedtail   = NULL,
  84         .sv_thread_detach = NULL,
  85         .sv_trap        = NULL,
  86 };
  87 INIT_SYSENTVEC(elf64_sysvec, &elf64_freebsd_sysvec);
  88
  89 void
  90 amd64_lower_shared_page(struct sysentvec *sv)
  91 {
  92         if (hw_lower_amd64_sharedpage != 0) {
  93                 sv->sv_maxuser -= PAGE_SIZE;
  94                 sv->sv_shared_page_base -= PAGE_SIZE;
  95                 sv->sv_usrstack -= PAGE_SIZE;
  96                 sv->sv_psstrings -= PAGE_SIZE;
  97         }
  98 }
  99
 100 /*
 101  * Do this fixup before INIT_SYSENTVEC (SI_ORDER_ANY) because the latter
 102  * uses the value of sv_shared_page_base.
 103  */
 104 SYSINIT(elf64_sysvec_fixup, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 105         (sysinit_cfunc_t) amd64_lower_shared_page,
 106         &elf64_freebsd_sysvec);
 107
 108 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 109         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 110         .machine        = EM_X86_64,
 111         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 112         .emul_path      = NULL,
 113         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 114         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec,
 115         .interp_newpath = NULL,
 116         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 117         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 118 };
 119
 120 SYSINIT(elf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 121         (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 122         &freebsd_brand_info);
 123
 124 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_oinfo = {
 125         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 126         .machine        = EM_X86_64,
 127         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 128         .emul_path      = NULL,
 129         .interp_path    = "/usr/libexec/ld-elf.so.1",
 130         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec,
 131         .interp_newpath = NULL,
 132         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 133         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 134 };
 135
 136 SYSINIT(oelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 137         (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 138         &freebsd_brand_oinfo);
 139
 140 static Elf64_Brandinfo kfreebsd_brand_info = {
 141         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 142         .machine        = EM_X86_64,
 143         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 144         .emul_path      = NULL,
 145         .interp_path    = "/lib/ld-kfreebsd-x86-64.so.1",
 146         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec,
 147         .interp_newpath = NULL,
 148         .brand_note     = &elf64_kfreebsd_brandnote,
 149         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE_MANDATORY
 150 };
 151
 152 SYSINIT(kelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 153         (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 154         &kfreebsd_brand_info);
 155
 156 void
 157 elf64_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 158 {
 159         void *buf;
 160         size_t len;
 161
 162         len = 0;
 163         if (use_xsave) {
 164                 if (dst != NULL) {
 165                         fpugetregs(td);
 166                         len += elf64_populate_note(NT_X86_XSTATE,
 167                             get_pcb_user_save_td(td), dst,
 168                             cpu_max_ext_state_size, &buf);
 169                         *(uint64_t *)((char *)buf + X86_XSTATE_XCR0_OFFSET) =
 170                             xsave_mask;
 171                 } else
 172                         len += elf64_populate_note(NT_X86_XSTATE, NULL, NULL,
 173                             cpu_max_ext_state_size, NULL);
 174         }
 175         *off = len;
 176 }
 177
 178 #define ERI_LOCAL       0x0001
 179 #define ERI_ONLYIFUNC   0x0002
 180
 181 /* Process one elf relocation with addend. */
 182 static int
 183 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 184     int type, elf_lookup_fn lookup, int flags)
 185 {
 186         Elf64_Addr *where, val;
 187         Elf32_Addr *where32, val32;
 188         Elf_Addr addr;
 189         Elf_Addr addend;
 190         Elf_Size rtype, symidx;
 191         const Elf_Rel *rel;
 192         const Elf_Rela *rela;
 193         int error;
 194
 195         switch (type) {
 196         case ELF_RELOC_REL:
 197                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 198                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 199                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 200                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 201                 /* Addend is 32 bit on 32 bit relocs */
 202                 switch (rtype) {
 203                 case R_X86_64_PC32:
 204                 case R_X86_64_32S:
 205                 case R_X86_64_PLT32:
 206                         addend = *(Elf32_Addr *)where;
 207                         break;
 208                 default:
 209                         addend = *where;
 210                         break;
 211                 }
 212                 break;
 213         case ELF_RELOC_RELA:
 214                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 215                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 216                 addend = rela->r_addend;
 217                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 218                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 219                 break;
 220         default:
 221                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 222         }
 223
 224         if (((flags & ERI_ONLYIFUNC) == 0) ^ (rtype != R_X86_64_IRELATIVE))
 225                 return (0);
 226
 227         switch (rtype) {
 228                 case R_X86_64_NONE:     /* none */
 229                         break;
 230
 231                 case R_X86_64_64:               /* S + A */
 232                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 233                         val = addr + addend;
 234                         if (error != 0)
 235                                 return -1;
 236                         if (*where != val)
 237                                 *where = val;
 238                         break;
 239
 240                 case R_X86_64_PC32:     /* S + A - P */
 241                 case R_X86_64_PLT32:    /* L + A - P, L is PLT location for
 242                                            the symbol, which we treat as S */
 243                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 244                         where32 = (Elf32_Addr *)where;
 245                         val32 = (Elf32_Addr)(addr + addend - (Elf_Addr)where);
 246                         if (error != 0)
 247                                 return -1;
 248                         if (*where32 != val32)
 249                                 *where32 = val32;
 250                         break;
 251
 252                 case R_X86_64_32S:      /* S + A sign extend */
 253                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 254                         val32 = (Elf32_Addr)(addr + addend);
 255                         where32 = (Elf32_Addr *)where;
 256                         if (error != 0)
 257                                 return -1;
 258                         if (*where32 != val32)
 259                                 *where32 = val32;
 260                         break;
 261
 262                 case R_X86_64_COPY:     /* none */
 263                         /*
 264                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 265                          * objects.
 266                          */
 267                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation\n");
 268                         return (-1);
 269                         break;
 270
 271                 case R_X86_64_GLOB_DAT: /* S */
 272                 case R_X86_64_JMP_SLOT: /* XXX need addend + offset */
 273                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 274                         if (error != 0)
 275                                 return -1;
 276                         if (*where != addr)
 277                                 *where = addr;
 278                         break;
 279
 280                 case R_X86_64_RELATIVE: /* B + A */
 281                         addr = relocbase + addend;
 282                         val = addr;
 283                         if (*where != val)
 284                                 *where = val;
 285                         break;
 286
 287                 case R_X86_64_IRELATIVE:
 288                         addr = relocbase + addend;
 289                         val = ((Elf64_Addr (*)(void))addr)();
 290                         if (*where != val)
 291                                 *where = val;
 292                         break;
 293
 294                 default:
 295                         printf("kldload: unexpected relocation type %ld\n",
 296                                rtype);
 297                         return (-1);
 298         }
 299         return (0);
 300 }
 301
 302 int
 303 elf_reloc_ifunc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 304     int type, elf_lookup_fn lookup)
 305 {
 306
 307         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, lookup,
 308             ERI_ONLYIFUNC));
 309 }
 310
 311 int
 312 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 313     elf_lookup_fn lookup)
 314 {
 315
 316         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, lookup, 0));
 317 }
 318
 319 int
 320 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 321     int type, elf_lookup_fn lookup)
 322 {
 323
 324         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, lookup,
 325             ERI_LOCAL));
 326 }
 327
 328 int
 329 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf __unused)
 330 {
 331
 332         return (0);
 333 }
 334
 335 int
 336 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 337 {
 338
 339         return (0);
 340 }