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_errsize     = 0,
  56         .sv_errtbl      = NULL,
  57         .sv_transtrap   = NULL,
  58         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  59         .sv_sendsig     = sendsig,
  60         .sv_sigcode     = sigcode,
  61         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  62         .sv_name        = "FreeBSD ELF64",
  63         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  64         .sv_imgact_try  = NULL,
  65         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  66         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  67         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS_LA48,
  68         .sv_usrstack    = USRSTACK_LA48,
  69         .sv_psstrings   = PS_STRINGS_LA48,
  70         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  71         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
  72         .sv_copyout_strings     = exec_copyout_strings,
  73         .sv_setregs     = exec_setregs,
  74         .sv_fixlimit    = NULL,
  75         .sv_maxssiz     = NULL,
  76         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ASLR | SV_LP64 | SV_SHP |
  77                             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_LA48,
  82         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  83         .sv_schedtail   = NULL,
  84         .sv_thread_detach = NULL,
  85         .sv_trap        = NULL,
  86         .sv_stackgap    = elf64_stackgap,
  87 };
  88
  89 struct sysentvec elf64_freebsd_sysvec_la57 = {
  90         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  91         .sv_table       = sysent,
  92         .sv_errsize     = 0,
  93         .sv_errtbl      = NULL,
  94         .sv_transtrap   = NULL,
  95         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  96         .sv_sendsig     = sendsig,
  97         .sv_sigcode     = sigcode,
  98         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  99         .sv_name        = "FreeBSD ELF64",
 100         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
 101         .sv_imgact_try  = NULL,
 102         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
 103         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
 104         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS_LA57,
 105         .sv_usrstack    = USRSTACK_LA57,
 106         .sv_psstrings   = PS_STRINGS_LA57,
 107         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
 108         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
 109         .sv_copyout_strings     = exec_copyout_strings,
 110         .sv_setregs     = exec_setregs,
 111         .sv_fixlimit    = NULL,
 112         .sv_maxssiz     = NULL,
 113         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ASLR | SV_LP64 | SV_SHP |
 114                             SV_TIMEKEEP,
 115         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
 116         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
 117         .sv_syscallnames = syscallnames,
 118         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE_LA57,
 119         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
 120         .sv_schedtail   = NULL,
 121         .sv_thread_detach = NULL,
 122         .sv_trap        = NULL,
 123         .sv_stackgap    = elf64_stackgap,
 124 };
 125
 126 static void
 127 amd64_init_sysvecs(void *arg)
 128 {
 129         amd64_lower_shared_page(&elf64_freebsd_sysvec_la48);
 130         if (la57) {
 131                 exec_sysvec_init(&elf64_freebsd_sysvec_la57);
 132                 exec_sysvec_init_secondary(&elf64_freebsd_sysvec_la57,
 133                     &elf64_freebsd_sysvec_la48);
 134         } else {
 135                 exec_sysvec_init(&elf64_freebsd_sysvec_la48);
 136         }
 137 }
 138 SYSINIT(elf64_sysvec, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY, amd64_init_sysvecs, NULL);
 139
 140 void
 141 amd64_lower_shared_page(struct sysentvec *sv)
 142 {
 143         if (hw_lower_amd64_sharedpage != 0) {
 144                 sv->sv_maxuser -= PAGE_SIZE;
 145                 sv->sv_shared_page_base -= PAGE_SIZE;
 146                 sv->sv_usrstack -= PAGE_SIZE;
 147                 sv->sv_psstrings -= PAGE_SIZE;
 148         }
 149 }
 150
 151 static boolean_t
 152 freebsd_brand_info_la57_img_compat(struct image_params *imgp,
 153     int32_t *osrel __unused, uint32_t *fctl0)
 154 {
 155         if ((imgp->proc->p_md.md_flags & P_MD_LA57) != 0)
 156                 return (TRUE);
 157         if (fctl0 == NULL || (*fctl0 & NT_FREEBSD_FCTL_LA48) != 0)
 158                 return (FALSE);
 159         if ((imgp->proc->p_md.md_flags & P_MD_LA48) != 0)
 160                 return (FALSE);
 161         return (TRUE);
 162 }
 163
 164 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_la48 = {
 165         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 166         .machine        = EM_X86_64,
 167         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 168         .emul_path      = NULL,
 169         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 170         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 171         .interp_newpath = NULL,
 172         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 173         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 174 };
 175
 176 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_la57 = {
 177         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 178         .machine        = EM_X86_64,
 179         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 180         .emul_path      = NULL,
 181         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 182         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la57,
 183         .interp_newpath = NULL,
 184         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 185         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 186         .header_supported = freebsd_brand_info_la57_img_compat,
 187 };
 188
 189 static void
 190 sysinit_register_elf64_brand_entries(void *arg __unused)
 191 {
 192         /*
 193          * _57 must go first so it can either claim the image or hand
 194          * it to _48.
 195          */
 196         if (la57)
 197                 elf64_insert_brand_entry(&freebsd_brand_info_la57);
 198         elf64_insert_brand_entry(&freebsd_brand_info_la48);
 199 }
 200 SYSINIT(elf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 201     sysinit_register_elf64_brand_entries, NULL);
 202
 203 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_oinfo = {
 204         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 205         .machine        = EM_X86_64,
 206         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 207         .emul_path      = NULL,
 208         .interp_path    = "/usr/libexec/ld-elf.so.1",
 209         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 210         .interp_newpath = NULL,
 211         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 212         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 213 };
 214
 215 SYSINIT(oelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 216     (sysinit_cfunc_t)elf64_insert_brand_entry, &freebsd_brand_oinfo);
 217
 218 static Elf64_Brandinfo kfreebsd_brand_info = {
 219         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 220         .machine        = EM_X86_64,
 221         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 222         .emul_path      = NULL,
 223         .interp_path    = "/lib/ld-kfreebsd-x86-64.so.1",
 224         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_la48,
 225         .interp_newpath = NULL,
 226         .brand_note     = &elf64_kfreebsd_brandnote,
 227         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE_MANDATORY
 228 };
 229
 230 SYSINIT(kelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 231     (sysinit_cfunc_t)elf64_insert_brand_entry, &kfreebsd_brand_info);
 232
 233 void
 234 elf64_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 235 {
 236         void *buf;
 237         size_t len;
 238
 239         len = 0;
 240         if (use_xsave) {
 241                 if (dst != NULL) {
 242                         fpugetregs(td);
 243                         len += elf64_populate_note(NT_X86_XSTATE,
 244                             get_pcb_user_save_td(td), dst,
 245                             cpu_max_ext_state_size, &buf);
 246                         *(uint64_t *)((char *)buf + X86_XSTATE_XCR0_OFFSET) =
 247                             xsave_mask;
 248                 } else
 249                         len += elf64_populate_note(NT_X86_XSTATE, NULL, NULL,
 250                             cpu_max_ext_state_size, NULL);
 251         }
 252         *off = len;
 253 }
 254
 255 bool
 256 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info)
 257 {
 258
 259         return (ELF_R_TYPE(r_info) == R_X86_64_IRELATIVE);
 260 }
 261
 262 /* Process one elf relocation with addend. */
 263 static int
 264 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 265     int type, bool late_ifunc, elf_lookup_fn lookup)
 266 {
 267         Elf64_Addr *where, val;
 268         Elf32_Addr *where32, val32;
 269         Elf_Addr addr;
 270         Elf_Addr addend;
 271         Elf_Size rtype, symidx;
 272         const Elf_Rel *rel;
 273         const Elf_Rela *rela;
 274         int error;
 275
 276         switch (type) {
 277         case ELF_RELOC_REL:
 278                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 279                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 280                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 281                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 282                 /* Addend is 32 bit on 32 bit relocs */
 283                 switch (rtype) {
 284                 case R_X86_64_PC32:
 285                 case R_X86_64_32S:
 286                 case R_X86_64_PLT32:
 287                         addend = *(Elf32_Addr *)where;
 288                         break;
 289                 default:
 290                         addend = *where;
 291                         break;
 292                 }
 293                 break;
 294         case ELF_RELOC_RELA:
 295                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 296                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 297                 addend = rela->r_addend;
 298                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 299                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 300                 break;
 301         default:
 302                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 303         }
 304
 305         if (late_ifunc) {
 306                 KASSERT(type == ELF_RELOC_RELA,
 307                     ("Only RELA ifunc relocations are supported"));
 308                 if (rtype != R_X86_64_IRELATIVE)
 309                         return (0);
 310         }
 311
 312         switch (rtype) {
 313                 case R_X86_64_NONE:     /* none */
 314                         break;
 315
 316                 case R_X86_64_64:               /* S + A */
 317                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 318                         val = addr + addend;
 319                         if (error != 0)
 320                                 return -1;
 321                         if (*where != val)
 322                                 *where = val;
 323                         break;
 324
 325                 case R_X86_64_PC32:     /* S + A - P */
 326                 case R_X86_64_PLT32:    /* L + A - P, L is PLT location for
 327                                            the symbol, which we treat as S */
 328                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 329                         where32 = (Elf32_Addr *)where;
 330                         val32 = (Elf32_Addr)(addr + addend - (Elf_Addr)where);
 331                         if (error != 0)
 332                                 return -1;
 333                         if (*where32 != val32)
 334                                 *where32 = val32;
 335                         break;
 336
 337                 case R_X86_64_32S:      /* S + A sign extend */
 338                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 339                         val32 = (Elf32_Addr)(addr + addend);
 340                         where32 = (Elf32_Addr *)where;
 341                         if (error != 0)
 342                                 return -1;
 343                         if (*where32 != val32)
 344                                 *where32 = val32;
 345                         break;
 346
 347                 case R_X86_64_COPY:     /* none */
 348                         /*
 349                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 350                          * objects.
 351                          */
 352                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation\n");
 353                         return (-1);
 354
 355                 case R_X86_64_GLOB_DAT: /* S */
 356                 case R_X86_64_JMP_SLOT: /* XXX need addend + offset */
 357                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 358                         if (error != 0)
 359                                 return -1;
 360                         if (*where != addr)
 361                                 *where = addr;
 362                         break;
 363
 364                 case R_X86_64_RELATIVE: /* B + A */
 365                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 366                         val = addr;
 367                         if (*where != val)
 368                                 *where = val;
 369                         break;
 370
 371                 case R_X86_64_IRELATIVE:
 372                         addr = relocbase + addend;
 373                         val = ((Elf64_Addr (*)(void))addr)();
 374                         if (*where != val)
 375                                 *where = val;
 376                         break;
 377
 378                 default:
 379                         printf("kldload: unexpected relocation type %ld\n",
 380                                rtype);
 381                         return (-1);
 382         }
 383         return (0);
 384 }
 385
 386 int
 387 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 388     elf_lookup_fn lookup)
 389 {
 390
 391         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, false, lookup));
 392 }
 393
 394 int
 395 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 396     int type, elf_lookup_fn lookup)
 397 {
 398
 399         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, false, lookup));
 400 }
 401
 402 int
 403 elf_reloc_late(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 404     int type, elf_lookup_fn lookup)
 405 {
 406
 407         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, true, lookup));
 408 }
 409
 410 int
 411 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf __unused)
 412 {
 413
 414         return (0);
 415 }
 416
 417 int
 418 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 419 {
 420
 421         return (0);
 422 }
 423
 424 int
 425 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 426 {
 427
 428         return (0);
 429 }