sys/amd64/linux/linux_sysvec.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2004 Tim J. Robbins
   3  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
   4  * Copyright (c) 2002 Doug Rabson
   5  * Copyright (c) 1998-1999 Andrew Gallatin
   6  * Copyright (c) 1994-1996 Søren Schmidt
   7  * All rights reserved.
   8  * Copyright (c) 2013, 2021 Dmitry Chagin <dchagin@FreeBSD.org>
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer
  15  *    in this position and unchanged.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  20  *    derived from this software without specific prior written permission
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  23  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  24  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  25  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  27  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  31  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #define __ELF_WORD_SIZE 64
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/exec.h>
  42 #include <sys/fcntl.h>
  43 #include <sys/imgact.h>
  44 #include <sys/imgact_elf.h>
  45 #include <sys/kernel.h>
  46 #include <sys/ktr.h>
  47 #include <sys/lock.h>
  48 #include <sys/malloc.h>
  49 #include <sys/module.h>
  50 #include <sys/mutex.h>
  51 #include <sys/proc.h>
  52 #include <sys/resourcevar.h>
  53 #include <sys/stddef.h>
  54 #include <sys/signalvar.h>
  55 #include <sys/syscallsubr.h>
  56 #include <sys/sysctl.h>
  57 #include <sys/sysent.h>
  58 #include <sys/sysproto.h>
  59 #include <sys/vnode.h>
  60 #include <sys/eventhandler.h>
  61
  62 #include <vm/vm.h>
  63 #include <vm/pmap.h>
  64 #include <vm/vm_extern.h>
  65 #include <vm/vm_map.h>
  66 #include <vm/vm_object.h>
  67 #include <vm/vm_page.h>
  68 #include <vm/vm_param.h>
  69
  70 #include <machine/cpu.h>
  71 #include <machine/md_var.h>
  72 #include <machine/pcb.h>
  73 #include <machine/specialreg.h>
  74 #include <machine/trap.h>
  75
  76 #include <x86/linux/linux_x86.h>
  77 #include <amd64/linux/linux.h>
  78 #include <amd64/linux/linux_proto.h>
  79 #include <compat/linux/linux_emul.h>
  80 #include <compat/linux/linux_fork.h>
  81 #include <compat/linux/linux_ioctl.h>
  82 #include <compat/linux/linux_mib.h>
  83 #include <compat/linux/linux_misc.h>
  84 #include <compat/linux/linux_signal.h>
  85 #include <compat/linux/linux_sysproto.h>
  86 #include <compat/linux/linux_util.h>
  87 #include <compat/linux/linux_vdso.h>
  88
  89 #include <x86/linux/linux_x86_sigframe.h>
  90
  91 MODULE_VERSION(linux64, 1);
  92
  93 #define LINUX_VDSOPAGE_SIZE     PAGE_SIZE * 2
  94 #define LINUX_VDSOPAGE_LA48     (VM_MAXUSER_ADDRESS_LA48 - \
  95                                     LINUX_VDSOPAGE_SIZE)
  96 #define LINUX_SHAREDPAGE_LA48   (LINUX_VDSOPAGE_LA48 - PAGE_SIZE)
  97                                 /*
  98                                  * PAGE_SIZE - the size
  99                                  * of the native SHAREDPAGE
 100                                  */
 101 #define LINUX_USRSTACK_LA48     LINUX_SHAREDPAGE_LA48
 102 #define LINUX_PS_STRINGS_LA48   (LINUX_USRSTACK_LA48 - \
 103                                     sizeof(struct ps_strings))
 104
 105 static int linux_szsigcode;
 106 static vm_object_t linux_vdso_obj;
 107 static char *linux_vdso_mapping;
 108 extern char _binary_linux_vdso_so_o_start;
 109 extern char _binary_linux_vdso_so_o_end;
 110 static vm_offset_t linux_vdso_base;
 111
 112 extern struct sysent linux_sysent[LINUX_SYS_MAXSYSCALL];
 113
 114 SET_DECLARE(linux_ioctl_handler_set, struct linux_ioctl_handler);
 115
 116 static int      linux_copyout_strings(struct image_params *imgp,
 117                     uintptr_t *stack_base);
 118 static int      linux_fixup_elf(uintptr_t *stack_base,
 119                     struct image_params *iparams);
 120 static bool     linux_trans_osrel(const Elf_Note *note, int32_t *osrel);
 121 static void     linux_vdso_install(const void *param);
 122 static void     linux_vdso_deinstall(const void *param);
 123 static void     linux_vdso_reloc(char *mapping, Elf_Addr offset);
 124 static void     linux_set_syscall_retval(struct thread *td, int error);
 125 static int      linux_fetch_syscall_args(struct thread *td);
 126 static void     linux_exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp,
 127                     uintptr_t stack);
 128 static void     linux_exec_sysvec_init(void *param);
 129 static int      linux_on_exec_vmspace(struct proc *p,
 130                     struct image_params *imgp);
 131 static void     linux_set_fork_retval(struct thread *td);
 132 static int      linux_vsyscall(struct thread *td);
 133
 134 #define LINUX_T_UNKNOWN  255
 135 static int _bsd_to_linux_trapcode[] = {
 136         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 0 */
 137         6,                      /* 1  T_PRIVINFLT */
 138         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 2 */
 139         3,                      /* 3  T_BPTFLT */
 140         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 4 */
 141         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 5 */
 142         16,                     /* 6  T_ARITHTRAP */
 143         254,                    /* 7  T_ASTFLT */
 144         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 8 */
 145         13,                     /* 9  T_PROTFLT */
 146         1,                      /* 10 T_TRCTRAP */
 147         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 11 */
 148         14,                     /* 12 T_PAGEFLT */
 149         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 13 */
 150         17,                     /* 14 T_ALIGNFLT */
 151         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 15 */
 152         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 16 */
 153         LINUX_T_UNKNOWN,        /* 17 */
 154         0,                      /* 18 T_DIVIDE */
 155         2,                      /* 19 T_NMI */
 156         4,                      /* 20 T_OFLOW */
 157         5,                      /* 21 T_BOUND */
 158         7,                      /* 22 T_DNA */
 159         8,                      /* 23 T_DOUBLEFLT */
 160         9,                      /* 24 T_FPOPFLT */
 161         10,                     /* 25 T_TSSFLT */
 162         11,                     /* 26 T_SEGNPFLT */
 163         12,                     /* 27 T_STKFLT */
 164         18,                     /* 28 T_MCHK */
 165         19,                     /* 29 T_XMMFLT */
 166         15                      /* 30 T_RESERVED */
 167 };
 168 #define bsd_to_linux_trapcode(code) \
 169     ((code)<nitems(_bsd_to_linux_trapcode)? \
 170      _bsd_to_linux_trapcode[(code)]: \
 171      LINUX_T_UNKNOWN)
 172
 173 LINUX_VDSO_SYM_INTPTR(linux_rt_sigcode);
 174 LINUX_VDSO_SYM_CHAR(linux_platform);
 175 LINUX_VDSO_SYM_INTPTR(kern_timekeep_base);
 176 LINUX_VDSO_SYM_INTPTR(kern_tsc_selector);
 177 LINUX_VDSO_SYM_INTPTR(kern_cpu_selector);
 178
 179 /*
 180  * If FreeBSD & Linux have a difference of opinion about what a trap
 181  * means, deal with it here.
 182  *
 183  * MPSAFE
 184  */
 185 static int
 186 linux_translate_traps(int signal, int trap_code)
 187 {
 188
 189         if (signal != SIGBUS)
 190                 return (signal);
 191         switch (trap_code) {
 192         case T_PROTFLT:
 193         case T_TSSFLT:
 194         case T_DOUBLEFLT:
 195         case T_PAGEFLT:
 196                 return (SIGSEGV);
 197         default:
 198                 return (signal);
 199         }
 200 }
 201
 202 static int
 203 linux_fetch_syscall_args(struct thread *td)
 204 {
 205         struct proc *p;
 206         struct trapframe *frame;
 207         struct syscall_args *sa;
 208
 209         p = td->td_proc;
 210         frame = td->td_frame;
 211         sa = &td->td_sa;
 212
 213         sa->args[0] = frame->tf_rdi;
 214         sa->args[1] = frame->tf_rsi;
 215         sa->args[2] = frame->tf_rdx;
 216         sa->args[3] = frame->tf_rcx;
 217         sa->args[4] = frame->tf_r8;
 218         sa->args[5] = frame->tf_r9;
 219         sa->code = frame->tf_rax;
 220         sa->original_code = sa->code;
 221
 222         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 223                 /* nosys */
 224                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[p->p_sysent->sv_size - 1];
 225         else
 226                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 227
 228         td->td_retval[0] = 0;
 229         return (0);
 230 }
 231
 232 static void
 233 linux_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 234 {
 235         struct trapframe *frame;
 236
 237         frame = td->td_frame;
 238
 239         switch (error) {
 240         case 0:
 241                 frame->tf_rax = td->td_retval[0];
 242                 frame->tf_r10 = frame->tf_rcx;
 243                 break;
 244
 245         case ERESTART:
 246                 /*
 247                  * Reconstruct pc, we know that 'syscall' is 2 bytes,
 248                  * lcall $X,y is 7 bytes, int 0x80 is 2 bytes.
 249                  * We saved this in tf_err.
 250                  *
 251                  */
 252                 frame->tf_rip -= frame->tf_err;
 253                 frame->tf_r10 = frame->tf_rcx;
 254                 break;
 255
 256         case EJUSTRETURN:
 257                 break;
 258
 259         default:
 260                 frame->tf_rax = bsd_to_linux_errno(error);
 261                 frame->tf_r10 = frame->tf_rcx;
 262                 break;
 263         }
 264
 265         /*
 266          * Differently from FreeBSD native ABI, on Linux only %rcx
 267          * and %r11 values are not preserved across the syscall.
 268          * Require full context restore to get all registers except
 269          * those two restored at return to usermode.
 270          *
 271          * XXX: Would be great to be able to avoid PCB_FULL_IRET
 272          *      for the error == 0 case.
 273          */
 274         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
 275 }
 276
 277 static void
 278 linux_set_fork_retval(struct thread *td)
 279 {
 280         struct trapframe *frame = td->td_frame;
 281
 282         frame->tf_rax = 0;
 283 }
 284
 285 static int
 286 linux_copyout_auxargs(struct image_params *imgp, uintptr_t base)
 287 {
 288         Elf_Auxargs *args;
 289         Elf_Auxinfo *argarray, *pos;
 290         struct proc *p;
 291         int error, issetugid;
 292
 293         p = imgp->proc;
 294         args = (Elf64_Auxargs *)imgp->auxargs;
 295         argarray = pos = malloc(LINUX_AT_COUNT * sizeof(*pos), M_TEMP,
 296             M_WAITOK | M_ZERO);
 297
 298         issetugid = p->p_flag & P_SUGID ? 1 : 0;
 299         AUXARGS_ENTRY(pos, LINUX_AT_SYSINFO_EHDR, linux_vdso_base);
 300         AUXARGS_ENTRY(pos, LINUX_AT_HWCAP, cpu_feature);
 301         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_PAGESZ, args->pagesz);
 302         AUXARGS_ENTRY(pos, LINUX_AT_CLKTCK, stclohz);
 303         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_PHDR, args->phdr);
 304         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_PHENT, args->phent);
 305         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_PHNUM, args->phnum);
 306         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_BASE, args->base);
 307         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_FLAGS, args->flags);
 308         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_ENTRY, args->entry);
 309         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_UID, imgp->proc->p_ucred->cr_ruid);
 310         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_EUID, imgp->proc->p_ucred->cr_svuid);
 311         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_GID, imgp->proc->p_ucred->cr_rgid);
 312         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_EGID, imgp->proc->p_ucred->cr_svgid);
 313         AUXARGS_ENTRY(pos, LINUX_AT_SECURE, issetugid);
 314         AUXARGS_ENTRY_PTR(pos, LINUX_AT_RANDOM, imgp->canary);
 315         AUXARGS_ENTRY(pos, LINUX_AT_HWCAP2, 0);
 316         if (imgp->execpathp != 0)
 317                 AUXARGS_ENTRY_PTR(pos, LINUX_AT_EXECFN, imgp->execpathp);
 318         if (args->execfd != -1)
 319                 AUXARGS_ENTRY(pos, AT_EXECFD, args->execfd);
 320         AUXARGS_ENTRY(pos, LINUX_AT_PLATFORM, PTROUT(linux_platform));
 321         AUXARGS_ENTRY(pos, AT_NULL, 0);
 322
 323         free(imgp->auxargs, M_TEMP);
 324         imgp->auxargs = NULL;
 325         KASSERT(pos - argarray <= LINUX_AT_COUNT, ("Too many auxargs"));
 326
 327         error = copyout(argarray, (void *)base,
 328             sizeof(*argarray) * LINUX_AT_COUNT);
 329         free(argarray, M_TEMP);
 330         return (error);
 331 }
 332
 333 static int
 334 linux_fixup_elf(uintptr_t *stack_base, struct image_params *imgp)
 335 {
 336         Elf_Addr *base;
 337
 338         base = (Elf64_Addr *)*stack_base;
 339         base--;
 340         if (suword(base, (uint64_t)imgp->args->argc) == -1)
 341                 return (EFAULT);
 342
 343         *stack_base = (uintptr_t)base;
 344         return (0);
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Copy strings out to the new process address space, constructing new arg
 349  * and env vector tables. Return a pointer to the base so that it can be used
 350  * as the initial stack pointer.
 351  */
 352 static int
 353 linux_copyout_strings(struct image_params *imgp, uintptr_t *stack_base)
 354 {
 355         int argc, envc, error;
 356         char **vectp;
 357         char *stringp;
 358         uintptr_t destp, ustringp;
 359         struct ps_strings *arginfo;
 360         char canary[LINUX_AT_RANDOM_LEN];
 361         size_t execpath_len;
 362         struct proc *p;
 363
 364         p = imgp->proc;
 365         arginfo = (struct ps_strings *)PROC_PS_STRINGS(p);
 366         destp = (uintptr_t)arginfo;
 367
 368         if (imgp->execpath != NULL && imgp->auxargs != NULL) {
 369                 execpath_len = strlen(imgp->execpath) + 1;
 370                 destp -= execpath_len;
 371                 destp = rounddown2(destp, sizeof(void *));
 372                 imgp->execpathp = (void *)destp;
 373                 error = copyout(imgp->execpath, imgp->execpathp, execpath_len);
 374                 if (error != 0)
 375                         return (error);
 376         }
 377
 378         /* Prepare the canary for SSP. */
 379         arc4rand(canary, sizeof(canary), 0);
 380         destp -= roundup(sizeof(canary), sizeof(void *));
 381         imgp->canary = (void *)destp;
 382         error = copyout(canary, imgp->canary, sizeof(canary));
 383         if (error != 0)
 384                 return (error);
 385
 386         /* Allocate room for the argument and environment strings. */
 387         destp -= ARG_MAX - imgp->args->stringspace;
 388         destp = rounddown2(destp, sizeof(void *));
 389         ustringp = destp;
 390
 391         if (imgp->auxargs) {
 392                 /*
 393                  * Allocate room on the stack for the ELF auxargs
 394                  * array.  It has LINUX_AT_COUNT entries.
 395                  */
 396                 destp -= LINUX_AT_COUNT * sizeof(Elf64_Auxinfo);
 397                 destp = rounddown2(destp, sizeof(void *));
 398         }
 399
 400         vectp = (char **)destp;
 401
 402         /*
 403          * Allocate room for the argv[] and env vectors including the
 404          * terminating NULL pointers.
 405          */
 406         vectp -= imgp->args->argc + 1 + imgp->args->envc + 1;
 407
 408         /*
 409          * Starting with 2.24, glibc depends on a 16-byte stack alignment.
 410          * One "long argc" will be prepended later.
 411          */
 412         vectp = (char **)((((uintptr_t)vectp + 8) & ~0xF) - 8);
 413
 414         /* vectp also becomes our initial stack base. */
 415         *stack_base = (uintptr_t)vectp;
 416
 417         stringp = imgp->args->begin_argv;
 418         argc = imgp->args->argc;
 419         envc = imgp->args->envc;
 420
 421         /* Copy out strings - arguments and environment. */
 422         error = copyout(stringp, (void *)ustringp,
 423             ARG_MAX - imgp->args->stringspace);
 424         if (error != 0)
 425                 return (error);
 426
 427         /* Fill in "ps_strings" struct for ps, w, etc. */
 428         if (suword(&arginfo->ps_argvstr, (long)(intptr_t)vectp) != 0 ||
 429             suword(&arginfo->ps_nargvstr, argc) != 0)
 430                 return (EFAULT);
 431
 432         /* Fill in argument portion of vector table. */
 433         for (; argc > 0; --argc) {
 434                 if (suword(vectp++, ustringp) != 0)
 435                         return (EFAULT);
 436                 while (*stringp++ != 0)
 437                         ustringp++;
 438                 ustringp++;
 439         }
 440
 441         /* A null vector table pointer separates the argp's from the envp's. */
 442         if (suword(vectp++, 0) != 0)
 443                 return (EFAULT);
 444
 445         if (suword(&arginfo->ps_envstr, (long)(intptr_t)vectp) != 0 ||
 446             suword(&arginfo->ps_nenvstr, envc) != 0)
 447                 return (EFAULT);
 448
 449         /* Fill in environment portion of vector table. */
 450         for (; envc > 0; --envc) {
 451                 if (suword(vectp++, ustringp) != 0)
 452                         return (EFAULT);
 453                 while (*stringp++ != 0)
 454                         ustringp++;
 455                 ustringp++;
 456         }
 457
 458         /* The end of the vector table is a null pointer. */
 459         if (suword(vectp, 0) != 0)
 460                 return (EFAULT);
 461
 462         if (imgp->auxargs) {
 463                 vectp++;
 464                 error = imgp->sysent->sv_copyout_auxargs(imgp,
 465                     (uintptr_t)vectp);
 466                 if (error != 0)
 467                         return (error);
 468         }
 469
 470         return (0);
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Reset registers to default values on exec.
 475  */
 476 static void
 477 linux_exec_setregs(struct thread *td, struct image_params *imgp,
 478     uintptr_t stack)
 479 {
 480         struct trapframe *regs;
 481         struct pcb *pcb;
 482         register_t saved_rflags;
 483
 484         regs = td->td_frame;
 485         pcb = td->td_pcb;
 486
 487         if (td->td_proc->p_md.md_ldt != NULL)
 488                 user_ldt_free(td);
 489
 490         pcb->pcb_fsbase = 0;
 491         pcb->pcb_gsbase = 0;
 492         clear_pcb_flags(pcb, PCB_32BIT);
 493         pcb->pcb_initial_fpucw = __LINUX_NPXCW__;
 494         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 495
 496         saved_rflags = regs->tf_rflags & PSL_T;
 497         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 498         regs->tf_rip = imgp->entry_addr;
 499         regs->tf_rsp = stack;
 500         regs->tf_rflags = PSL_USER | saved_rflags;
 501         regs->tf_ss = _udatasel;
 502         regs->tf_cs = _ucodesel;
 503         regs->tf_ds = _udatasel;
 504         regs->tf_es = _udatasel;
 505         regs->tf_fs = _ufssel;
 506         regs->tf_gs = _ugssel;
 507         regs->tf_flags = TF_HASSEGS;
 508
 509         x86_clear_dbregs(pcb);
 510
 511         /*
 512          * Drop the FP state if we hold it, so that the process gets a
 513          * clean FP state if it uses the FPU again.
 514          */
 515         fpstate_drop(td);
 516 }
 517
 518 /*
 519  * Copied from amd64/amd64/machdep.c
 520  *
 521  * XXX fpu state need? don't think so
 522  */
 523 int
 524 linux_rt_sigreturn(struct thread *td, struct linux_rt_sigreturn_args *args)
 525 {
 526         struct proc *p;
 527         struct l_ucontext uc;
 528         struct l_sigcontext *context;
 529         struct trapframe *regs;
 530         unsigned long rflags;
 531         int error;
 532         ksiginfo_t ksi;
 533
 534         regs = td->td_frame;
 535         error = copyin((void *)regs->tf_rbx, &uc, sizeof(uc));
 536         if (error != 0)
 537                 return (error);
 538
 539         p = td->td_proc;
 540         context = &uc.uc_mcontext;
 541         rflags = context->sc_rflags;
 542
 543         /*
 544          * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 545          */
 546         /*
 547          * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 548          * The cpu sets PSL_RF in tf_rflags for faults.  Debuggers
 549          * should sometimes set it there too.  tf_rflags is kept in
 550          * the signal context during signal handling and there is no
 551          * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 552          * corrupted by the signal handler without us knowing.
 553          * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 554          * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 555          */
 556         if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 557                 uprintf("pid %d comm %s linux mangled rflags %#lx\n",
 558                     p->p_pid, p->p_comm, rflags);
 559                 return (EINVAL);
 560         }
 561
 562         /*
 563          * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 564          * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 565          * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 566          */
 567         if (!CS_SECURE(context->sc_cs)) {
 568                 uprintf("pid %d comm %s linux mangled cs %#x\n",
 569                     p->p_pid, p->p_comm, context->sc_cs);
 570                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 571                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 572                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 573                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 574                 ksi.ksi_addr = (void *)regs->tf_rip;
 575                 trapsignal(td, &ksi);
 576                 return (EINVAL);
 577         }
 578
 579         PROC_LOCK(p);
 580         linux_to_bsd_sigset(&uc.uc_sigmask, &td->td_sigmask);
 581         SIG_CANTMASK(td->td_sigmask);
 582         signotify(td);
 583         PROC_UNLOCK(p);
 584
 585         regs->tf_rdi    = context->sc_rdi;
 586         regs->tf_rsi    = context->sc_rsi;
 587         regs->tf_rdx    = context->sc_rdx;
 588         regs->tf_rbp    = context->sc_rbp;
 589         regs->tf_rbx    = context->sc_rbx;
 590         regs->tf_rcx    = context->sc_rcx;
 591         regs->tf_rax    = context->sc_rax;
 592         regs->tf_rip    = context->sc_rip;
 593         regs->tf_rsp    = context->sc_rsp;
 594         regs->tf_r8     = context->sc_r8;
 595         regs->tf_r9     = context->sc_r9;
 596         regs->tf_r10    = context->sc_r10;
 597         regs->tf_r11    = context->sc_r11;
 598         regs->tf_r12    = context->sc_r12;
 599         regs->tf_r13    = context->sc_r13;
 600         regs->tf_r14    = context->sc_r14;
 601         regs->tf_r15    = context->sc_r15;
 602         regs->tf_cs     = context->sc_cs;
 603         regs->tf_err    = context->sc_err;
 604         regs->tf_rflags = rflags;
 605
 606         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
 607         return (EJUSTRETURN);
 608 }
 609
 610 /*
 611  * copied from amd64/amd64/machdep.c
 612  *
 613  * Send an interrupt to process.
 614  */
 615 static void
 616 linux_rt_sendsig(sig_t catcher, ksiginfo_t *ksi, sigset_t *mask)
 617 {
 618         struct l_rt_sigframe sf, *sfp;
 619         struct proc *p;
 620         struct thread *td;
 621         struct sigacts *psp;
 622         caddr_t sp;
 623         struct trapframe *regs;
 624         int sig, code;
 625         int oonstack;
 626
 627         td = curthread;
 628         p = td->td_proc;
 629         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 630         sig = linux_translate_traps(ksi->ksi_signo, ksi->ksi_trapno);
 631         psp = p->p_sigacts;
 632         code = ksi->ksi_code;
 633         mtx_assert(&psp->ps_mtx, MA_OWNED);
 634         regs = td->td_frame;
 635         oonstack = sigonstack(regs->tf_rsp);
 636
 637         LINUX_CTR4(rt_sendsig, "%p, %d, %p, %u",
 638             catcher, sig, mask, code);
 639
 640         /* Save user context. */
 641         bzero(&sf, sizeof(sf));
 642         bsd_to_linux_sigset(mask, &sf.sf_uc.uc_sigmask);
 643         bsd_to_linux_sigset(mask, &sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_mask);
 644
 645         sf.sf_uc.uc_stack.ss_sp = PTROUT(td->td_sigstk.ss_sp);
 646         sf.sf_uc.uc_stack.ss_size = td->td_sigstk.ss_size;
 647         sf.sf_uc.uc_stack.ss_flags = (td->td_pflags & TDP_ALTSTACK)
 648             ? ((oonstack) ? LINUX_SS_ONSTACK : 0) : LINUX_SS_DISABLE;
 649
 650         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rdi    = regs->tf_rdi;
 651         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rsi    = regs->tf_rsi;
 652         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rdx    = regs->tf_rdx;
 653         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rbp    = regs->tf_rbp;
 654         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rbx    = regs->tf_rbx;
 655         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rcx    = regs->tf_rcx;
 656         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rax    = regs->tf_rax;
 657         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rip    = regs->tf_rip;
 658         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rsp    = regs->tf_rsp;
 659         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_r8     = regs->tf_r8;
 660         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_r9     = regs->tf_r9;
 661         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_r10    = regs->tf_r10;
 662         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_r11    = regs->tf_r11;
 663         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_r12    = regs->tf_r12;
 664         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_r13    = regs->tf_r13;
 665         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_r14    = regs->tf_r14;
 666         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_r15    = regs->tf_r15;
 667         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_cs     = regs->tf_cs;
 668         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_rflags = regs->tf_rflags;
 669         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_err    = regs->tf_err;
 670         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_trapno = bsd_to_linux_trapcode(code);
 671         sf.sf_uc.uc_mcontext.sc_cr2    = (register_t)ksi->ksi_addr;
 672
 673         /* Allocate space for the signal handler context. */
 674         if ((td->td_pflags & TDP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 675             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 676                 sp = (caddr_t)td->td_sigstk.ss_sp + td->td_sigstk.ss_size;
 677         } else
 678                 sp = (caddr_t)regs->tf_rsp - 128;
 679         sp -= sizeof(struct l_rt_sigframe);
 680         /* Align to 16 bytes. */
 681         sfp = (struct l_rt_sigframe *)((unsigned long)sp & ~0xFul);
 682
 683         /* Translate the signal. */
 684         sig = bsd_to_linux_signal(sig);
 685
 686         /* Build the argument list for the signal handler. */
 687         regs->tf_rdi = sig;                     /* arg 1 in %rdi */
 688         regs->tf_rax = 0;
 689         regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* arg 2 in %rsi */
 690         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc; /* arg 3 in %rdx */
 691         regs->tf_rcx = (register_t)catcher;
 692
 693         /* Fill in POSIX parts. */
 694         siginfo_to_lsiginfo(&ksi->ksi_info, &sf.sf_si, sig);
 695
 696         mtx_unlock(&psp->ps_mtx);
 697         PROC_UNLOCK(p);
 698
 699         /* Copy the sigframe out to the user's stack. */
 700         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(*sfp)) != 0) {
 701                 uprintf("pid %d comm %s has trashed its stack, killing\n",
 702                     p->p_pid, p->p_comm);
 703                 PROC_LOCK(p);
 704                 sigexit(td, SIGILL);
 705         }
 706
 707         regs->tf_rsp = (long)sfp;
 708         regs->tf_rip = linux_rt_sigcode;
 709         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T | PSL_D);
 710         regs->tf_cs = _ucodesel;
 711         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
 712         PROC_LOCK(p);
 713         mtx_lock(&psp->ps_mtx);
 714 }
 715
 716 #define LINUX_VSYSCALL_START            (-10UL << 20)
 717 #define LINUX_VSYSCALL_SZ               1024
 718
 719 const unsigned long linux_vsyscall_vector[] = {
 720         LINUX_SYS_gettimeofday,
 721         LINUX_SYS_linux_time,
 722         LINUX_SYS_linux_getcpu,
 723 };
 724
 725 static int
 726 linux_vsyscall(struct thread *td)
 727 {
 728         struct trapframe *frame;
 729         uint64_t retqaddr;
 730         int code, traced;
 731         int error;
 732
 733         frame = td->td_frame;
 734
 735         /* Check %rip for vsyscall area. */
 736         if (__predict_true(frame->tf_rip < LINUX_VSYSCALL_START))
 737                 return (EINVAL);
 738         if ((frame->tf_rip & (LINUX_VSYSCALL_SZ - 1)) != 0)
 739                 return (EINVAL);
 740         code = (frame->tf_rip - LINUX_VSYSCALL_START) / LINUX_VSYSCALL_SZ;
 741         if (code >= nitems(linux_vsyscall_vector))
 742                 return (EINVAL);
 743
 744         /*
 745          * vsyscall called as callq *(%rax), so we must
 746          * use return address from %rsp and also fixup %rsp.
 747          */
 748         error = copyin((void *)frame->tf_rsp, &retqaddr, sizeof(retqaddr));
 749         if (error)
 750                 return (error);
 751
 752         frame->tf_rip = retqaddr;
 753         frame->tf_rax = linux_vsyscall_vector[code];
 754         frame->tf_rsp += 8;
 755
 756         traced = (frame->tf_flags & PSL_T);
 757
 758         amd64_syscall(td, traced);
 759
 760         return (0);
 761 }
 762
 763 struct sysentvec elf_linux_sysvec = {
 764         .sv_size        = LINUX_SYS_MAXSYSCALL,
 765         .sv_table       = linux_sysent,
 766         .sv_fixup       = linux_fixup_elf,
 767         .sv_sendsig     = linux_rt_sendsig,
 768         .sv_sigcode     = &_binary_linux_vdso_so_o_start,
 769         .sv_szsigcode   = &linux_szsigcode,
 770         .sv_name        = "Linux ELF64",
 771         .sv_coredump    = elf64_coredump,
 772         .sv_elf_core_osabi = ELFOSABI_NONE,
 773         .sv_elf_core_abi_vendor = LINUX_ABI_VENDOR,
 774         .sv_elf_core_prepare_notes = linux64_prepare_notes,
 775         .sv_imgact_try  = linux_exec_imgact_try,
 776         .sv_minsigstksz = LINUX_MINSIGSTKSZ,
 777         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
 778         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS_LA48,
 779         .sv_usrstack    = LINUX_USRSTACK_LA48,
 780         .sv_psstrings   = LINUX_PS_STRINGS_LA48,
 781         .sv_psstringssz = sizeof(struct ps_strings),
 782         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
 783         .sv_copyout_auxargs = linux_copyout_auxargs,
 784         .sv_copyout_strings = linux_copyout_strings,
 785         .sv_setregs     = linux_exec_setregs,
 786         .sv_fixlimit    = NULL,
 787         .sv_maxssiz     = NULL,
 788         .sv_flags       = SV_ABI_LINUX | SV_LP64 | SV_SHP | SV_SIG_DISCIGN |
 789             SV_SIG_WAITNDQ | SV_TIMEKEEP,
 790         .sv_set_syscall_retval = linux_set_syscall_retval,
 791         .sv_fetch_syscall_args = linux_fetch_syscall_args,
 792         .sv_syscallnames = NULL,
 793         .sv_shared_page_base = LINUX_SHAREDPAGE_LA48,
 794         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
 795         .sv_schedtail   = linux_schedtail,
 796         .sv_thread_detach = linux_thread_detach,
 797         .sv_trap        = linux_vsyscall,
 798         .sv_onexec      = linux_on_exec_vmspace,
 799         .sv_onexit      = linux_on_exit,
 800         .sv_ontdexit    = linux_thread_dtor,
 801         .sv_setid_allowed = &linux_setid_allowed_query,
 802         .sv_set_fork_retval = linux_set_fork_retval,
 803 };
 804
 805 static int
 806 linux_on_exec_vmspace(struct proc *p, struct image_params *imgp)
 807 {
 808         int error;
 809
 810         error = linux_map_vdso(p, linux_vdso_obj, linux_vdso_base,
 811             LINUX_VDSOPAGE_SIZE, imgp);
 812         if (error == 0)
 813                 linux_on_exec(p, imgp);
 814         return (error);
 815 }
 816
 817 /*
 818  * linux_vdso_install() and linux_exec_sysvec_init() must be called
 819  * after exec_sysvec_init() which is SI_SUB_EXEC (SI_ORDER_ANY).
 820  */
 821 static void
 822 linux_exec_sysvec_init(void *param)
 823 {
 824         l_uintptr_t *ktimekeep_base, *ktsc_selector;
 825         struct sysentvec *sv;
 826         ptrdiff_t tkoff;
 827
 828         sv = param;
 829         amd64_lower_shared_page(sv);
 830         /* Fill timekeep_base */
 831         exec_sysvec_init(sv);
 832
 833         tkoff = kern_timekeep_base - linux_vdso_base;
 834         ktimekeep_base = (l_uintptr_t *)(linux_vdso_mapping + tkoff);
 835         *ktimekeep_base = sv->sv_timekeep_base;
 836
 837         tkoff = kern_tsc_selector - linux_vdso_base;
 838         ktsc_selector = (l_uintptr_t *)(linux_vdso_mapping + tkoff);
 839         *ktsc_selector = linux_vdso_tsc_selector_idx();
 840         if (bootverbose)
 841                 printf("Linux x86-64 vDSO tsc_selector: %lu\n", *ktsc_selector);
 842
 843         tkoff = kern_cpu_selector - linux_vdso_base;
 844         ktsc_selector = (l_uintptr_t *)(linux_vdso_mapping + tkoff);
 845         *ktsc_selector = linux_vdso_cpu_selector_idx();
 846         if (bootverbose)
 847                 printf("Linux x86-64 vDSO cpu_selector: %lu\n", *ktsc_selector);
 848 }
 849 SYSINIT(elf_linux_exec_sysvec_init, SI_SUB_EXEC + 1, SI_ORDER_ANY,
 850     linux_exec_sysvec_init, &elf_linux_sysvec);
 851
 852 static void
 853 linux_vdso_install(const void *param)
 854 {
 855         char *vdso_start = &_binary_linux_vdso_so_o_start;
 856         char *vdso_end = &_binary_linux_vdso_so_o_end;
 857
 858         linux_szsigcode = vdso_end - vdso_start;
 859         MPASS(linux_szsigcode <= LINUX_VDSOPAGE_SIZE);
 860
 861         linux_vdso_base = LINUX_VDSOPAGE_LA48;
 862         if (hw_lower_amd64_sharedpage != 0)
 863                 linux_vdso_base -= PAGE_SIZE;
 864
 865         __elfN(linux_vdso_fixup)(vdso_start, linux_vdso_base);
 866
 867         linux_vdso_obj = __elfN(linux_shared_page_init)
 868             (&linux_vdso_mapping, LINUX_VDSOPAGE_SIZE);
 869         bcopy(vdso_start, linux_vdso_mapping, linux_szsigcode);
 870
 871         linux_vdso_reloc(linux_vdso_mapping, linux_vdso_base);
 872 }
 873 SYSINIT(elf_linux_vdso_init, SI_SUB_EXEC + 1, SI_ORDER_FIRST,
 874     linux_vdso_install, NULL);
 875
 876 static void
 877 linux_vdso_deinstall(const void *param)
 878 {
 879
 880         __elfN(linux_shared_page_fini)(linux_vdso_obj,
 881             linux_vdso_mapping, LINUX_VDSOPAGE_SIZE);
 882 }
 883 SYSUNINIT(elf_linux_vdso_uninit, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 884     linux_vdso_deinstall, NULL);
 885
 886 static void
 887 linux_vdso_reloc(char *mapping, Elf_Addr offset)
 888 {
 889         const Elf_Ehdr *ehdr;
 890         const Elf_Shdr *shdr;
 891         Elf64_Addr *where, val;
 892         Elf_Size rtype, symidx;
 893         const Elf_Rela *rela;
 894         Elf_Addr addr, addend;
 895         int relacnt;
 896         int i, j;
 897
 898         MPASS(offset != 0);
 899
 900         relacnt = 0;
 901         ehdr = (const Elf_Ehdr *)mapping;
 902         shdr = (const Elf_Shdr *)(mapping + ehdr->e_shoff);
 903         for (i = 0; i < ehdr->e_shnum; i++)
 904         {
 905                 switch (shdr[i].sh_type) {
 906                 case SHT_REL:
 907                         printf("Linux x86_64 vDSO: unexpected Rel section\n");
 908                         break;
 909                 case SHT_RELA:
 910                         rela = (const Elf_Rela *)(mapping + shdr[i].sh_offset);
 911                         relacnt = shdr[i].sh_size / sizeof(*rela);
 912                 }
 913         }
 914
 915         for (j = 0; j < relacnt; j++, rela++) {
 916                 where = (Elf_Addr *)(mapping + rela->r_offset);
 917                 addend = rela->r_addend;
 918                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 919                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 920
 921                 switch (rtype) {
 922                 case R_X86_64_NONE:     /* none */
 923                         break;
 924
 925                 case R_X86_64_RELATIVE: /* B + A */
 926                         addr = (Elf_Addr)(offset + addend);
 927                         val = addr;
 928                         if (*where != val)
 929                                 *where = val;
 930                         break;
 931                 case R_X86_64_IRELATIVE:
 932                         printf("Linux x86_64 vDSO: unexpected ifunc relocation, "
 933                             "symbol index %ld\n", symidx);
 934                         break;
 935                 default:
 936                         printf("Linux x86_64 vDSO: unexpected relocation type %ld, "
 937                             "symbol index %ld\n", rtype, symidx);
 938                 }
 939         }
 940 }
 941
 942 static char GNULINUX_ABI_VENDOR[] = "GNU";
 943 static int GNULINUX_ABI_DESC = 0;
 944
 945 static bool
 946 linux_trans_osrel(const Elf_Note *note, int32_t *osrel)
 947 {
 948         const Elf32_Word *desc;
 949         uintptr_t p;
 950
 951         p = (uintptr_t)(note + 1);
 952         p += roundup2(note->n_namesz, sizeof(Elf32_Addr));
 953
 954         desc = (const Elf32_Word *)p;
 955         if (desc[0] != GNULINUX_ABI_DESC)
 956                 return (false);
 957
 958         /*
 959          * For Linux we encode osrel using the Linux convention of
 960          *      (version << 16) | (major << 8) | (minor)
 961          * See macro in linux_mib.h
 962          */
 963         *osrel = LINUX_KERNVER(desc[1], desc[2], desc[3]);
 964
 965         return (true);
 966 }
 967
 968 static Elf_Brandnote linux64_brandnote = {
 969         .hdr.n_namesz   = sizeof(GNULINUX_ABI_VENDOR),
 970         .hdr.n_descsz   = 16,
 971         .hdr.n_type     = 1,
 972         .vendor         = GNULINUX_ABI_VENDOR,
 973         .flags          = BN_TRANSLATE_OSREL,
 974         .trans_osrel    = linux_trans_osrel
 975 };
 976
 977 static Elf64_Brandinfo linux_glibc2brand = {
 978         .brand          = ELFOSABI_LINUX,
 979         .machine        = EM_X86_64,
 980         .compat_3_brand = "Linux",
 981         .emul_path      = linux_emul_path,
 982         .interp_path    = "/lib64/ld-linux-x86-64.so.2",
 983         .sysvec         = &elf_linux_sysvec,
 984         .interp_newpath = NULL,
 985         .brand_note     = &linux64_brandnote,
 986         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 987 };
 988
 989 static Elf64_Brandinfo linux_glibc2brandshort = {
 990         .brand          = ELFOSABI_LINUX,
 991         .machine        = EM_X86_64,
 992         .compat_3_brand = "Linux",
 993         .emul_path      = linux_emul_path,
 994         .interp_path    = "/lib64/ld-linux.so.2",
 995         .sysvec         = &elf_linux_sysvec,
 996         .interp_newpath = NULL,
 997         .brand_note     = &linux64_brandnote,
 998         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 999 };
1000
1001 static Elf64_Brandinfo linux_muslbrand = {
1002         .brand          = ELFOSABI_LINUX,
1003         .machine        = EM_X86_64,
1004         .compat_3_brand = "Linux",
1005         .emul_path      = linux_emul_path,
1006         .interp_path    = "/lib/ld-musl-x86_64.so.1",
1007         .sysvec         = &elf_linux_sysvec,
1008         .interp_newpath = NULL,
1009         .brand_note     = &linux64_brandnote,
1010         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE |
1011                             LINUX_BI_FUTEX_REQUEUE
1012 };
1013
1014 Elf64_Brandinfo *linux_brandlist[] = {
1015         &linux_glibc2brand,
1016         &linux_glibc2brandshort,
1017         &linux_muslbrand,
1018         NULL
1019 };
1020
1021 static int
1022 linux64_elf_modevent(module_t mod, int type, void *data)
1023 {
1024         Elf64_Brandinfo **brandinfo;
1025         int error;
1026         struct linux_ioctl_handler **lihp;
1027
1028         error = 0;
1029
1030         switch(type) {
1031         case MOD_LOAD:
1032                 for (brandinfo = &linux_brandlist[0]; *brandinfo != NULL;
1033                      ++brandinfo)
1034                         if (elf64_insert_brand_entry(*brandinfo) < 0)
1035                                 error = EINVAL;
1036                 if (error == 0) {
1037                         SET_FOREACH(lihp, linux_ioctl_handler_set)
1038                                 linux_ioctl_register_handler(*lihp);
1039                         stclohz = (stathz ? stathz : hz);
1040                         if (bootverbose)
1041                                 printf("Linux x86-64 ELF exec handler installed\n");
1042                 } else
1043                         printf("cannot insert Linux x86-64 ELF brand handler\n");
1044                 break;
1045         case MOD_UNLOAD:
1046                 for (brandinfo = &linux_brandlist[0]; *brandinfo != NULL;
1047                      ++brandinfo)
1048                         if (elf64_brand_inuse(*brandinfo))
1049                                 error = EBUSY;
1050                 if (error == 0) {
1051                         for (brandinfo = &linux_brandlist[0];
1052                              *brandinfo != NULL; ++brandinfo)
1053                                 if (elf64_remove_brand_entry(*brandinfo) < 0)
1054                                         error = EINVAL;
1055                 }
1056                 if (error == 0) {
1057                         SET_FOREACH(lihp, linux_ioctl_handler_set)
1058                                 linux_ioctl_unregister_handler(*lihp);
1059                         if (bootverbose)
1060                                 printf("Linux x86_64 ELF exec handler removed\n");
1061                 } else
1062                         printf("Could not deinstall Linux x86_64 ELF interpreter entry\n");
1063                 break;
1064         default:
1065                 return (EOPNOTSUPP);
1066         }
1067         return (error);
1068 }
1069
1070 static moduledata_t linux64_elf_mod = {
1071         "linux64elf",
1072         linux64_elf_modevent,
1073         0
1074 };
1075
1076 DECLARE_MODULE_TIED(linux64elf, linux64_elf_mod, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY);
1077 MODULE_DEPEND(linux64elf, linux_common, 1, 1, 1);
1078 FEATURE(linux64, "Linux 64bit support");