sys/kern/link_elf.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 1998-2000 Doug Rabson
   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 AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include "opt_ddb.h"
  33 #include "opt_gdb.h"
  34
  35 #include <sys/param.h>
  36 #include <sys/systm.h>
  37 #ifdef GPROF
  38 #include <sys/gmon.h>
  39 #endif
  40 #include <sys/kernel.h>
  41 #include <sys/lock.h>
  42 #include <sys/malloc.h>
  43 #include <sys/mutex.h>
  44 #include <sys/mount.h>
  45 #include <sys/pcpu.h>
  46 #include <sys/proc.h>
  47 #include <sys/namei.h>
  48 #include <sys/fcntl.h>
  49 #include <sys/vnode.h>
  50 #include <sys/linker.h>
  51
  52 #include <machine/elf.h>
  53
  54 #include <net/vnet.h>
  55
  56 #include <security/mac/mac_framework.h>
  57
  58 #include <vm/vm.h>
  59 #include <vm/vm_param.h>
  60 #ifdef SPARSE_MAPPING
  61 #include <vm/vm_object.h>
  62 #include <vm/vm_kern.h>
  63 #include <vm/vm_extern.h>
  64 #endif
  65 #include <vm/pmap.h>
  66 #include <vm/vm_map.h>
  67
  68 #include <sys/link_elf.h>
  69
  70 #ifdef DDB_CTF
  71 #include <sys/zlib.h>
  72 #endif
  73
  74 #include "linker_if.h"
  75
  76 #define MAXSEGS 4
  77
  78 typedef struct elf_file {
  79         struct linker_file lf;          /* Common fields */
  80         int             preloaded;      /* Was file pre-loaded */
  81         caddr_t         address;        /* Relocation address */
  82 #ifdef SPARSE_MAPPING
  83         vm_object_t     object;         /* VM object to hold file pages */
  84 #endif
  85         Elf_Dyn         *dynamic;       /* Symbol table etc. */
  86         Elf_Hashelt     nbuckets;       /* DT_HASH info */
  87         Elf_Hashelt     nchains;
  88         const Elf_Hashelt *buckets;
  89         const Elf_Hashelt *chains;
  90         caddr_t         hash;
  91         caddr_t         strtab;         /* DT_STRTAB */
  92         int             strsz;          /* DT_STRSZ */
  93         const Elf_Sym   *symtab;                /* DT_SYMTAB */
  94         Elf_Addr        *got;           /* DT_PLTGOT */
  95         const Elf_Rel   *pltrel;        /* DT_JMPREL */
  96         int             pltrelsize;     /* DT_PLTRELSZ */
  97         const Elf_Rela  *pltrela;       /* DT_JMPREL */
  98         int             pltrelasize;    /* DT_PLTRELSZ */
  99         const Elf_Rel   *rel;           /* DT_REL */
 100         int             relsize;        /* DT_RELSZ */
 101         const Elf_Rela  *rela;          /* DT_RELA */
 102         int             relasize;       /* DT_RELASZ */
 103         caddr_t         modptr;
 104         const Elf_Sym   *ddbsymtab;     /* The symbol table we are using */
 105         long            ddbsymcnt;      /* Number of symbols */
 106         caddr_t         ddbstrtab;      /* String table */
 107         long            ddbstrcnt;      /* number of bytes in string table */
 108         caddr_t         symbase;        /* malloc'ed symbold base */
 109         caddr_t         strbase;        /* malloc'ed string base */
 110         caddr_t         ctftab;         /* CTF table */
 111         long            ctfcnt;         /* number of bytes in CTF table */
 112         caddr_t         ctfoff;         /* CTF offset table */
 113         caddr_t         typoff;         /* Type offset table */
 114         long            typlen;         /* Number of type entries. */
 115         Elf_Addr        pcpu_start;     /* Pre-relocation pcpu set start. */
 116         Elf_Addr        pcpu_stop;      /* Pre-relocation pcpu set stop. */
 117         Elf_Addr        pcpu_base;      /* Relocated pcpu set address. */
 118 #ifdef VIMAGE
 119         Elf_Addr        vnet_start;     /* Pre-relocation vnet set start. */
 120         Elf_Addr        vnet_stop;      /* Pre-relocation vnet set stop. */
 121         Elf_Addr        vnet_base;      /* Relocated vnet set address. */
 122 #endif
 123 #ifdef GDB
 124         struct link_map gdb;            /* hooks for gdb */
 125 #endif
 126 } *elf_file_t;
 127
 128 struct elf_set {
 129         Elf_Addr        es_start;
 130         Elf_Addr        es_stop;
 131         Elf_Addr        es_base;
 132         TAILQ_ENTRY(elf_set)    es_link;
 133 };
 134
 135 TAILQ_HEAD(elf_set_head, elf_set);
 136
 137 #include <kern/kern_ctf.c>
 138
 139 static int      link_elf_link_common_finish(linker_file_t);
 140 static int      link_elf_link_preload(linker_class_t cls,
 141                                       const char *, linker_file_t *);
 142 static int      link_elf_link_preload_finish(linker_file_t);
 143 static int      link_elf_load_file(linker_class_t, const char *,
 144                     linker_file_t *);
 145 static int      link_elf_lookup_symbol(linker_file_t, const char *,
 146                     c_linker_sym_t *);
 147 static int      link_elf_symbol_values(linker_file_t, c_linker_sym_t,
 148                     linker_symval_t *);
 149 static int      link_elf_search_symbol(linker_file_t, caddr_t,
 150                     c_linker_sym_t *, long *);
 151
 152 static void     link_elf_unload_file(linker_file_t);
 153 static void     link_elf_unload_preload(linker_file_t);
 154 static int      link_elf_lookup_set(linker_file_t, const char *,
 155                     void ***, void ***, int *);
 156 static int      link_elf_each_function_name(linker_file_t,
 157                     int (*)(const char *, void *), void *);
 158 static int      link_elf_each_function_nameval(linker_file_t,
 159                     linker_function_nameval_callback_t, void *);
 160 static void     link_elf_reloc_local(linker_file_t);
 161 static long     link_elf_symtab_get(linker_file_t, const Elf_Sym **);
 162 static long     link_elf_strtab_get(linker_file_t, caddr_t *);
 163 static int      elf_lookup(linker_file_t, Elf_Size, int, Elf_Addr *);
 164
 165 static kobj_method_t link_elf_methods[] = {
 166         KOBJMETHOD(linker_lookup_symbol,        link_elf_lookup_symbol),
 167         KOBJMETHOD(linker_symbol_values,        link_elf_symbol_values),
 168         KOBJMETHOD(linker_search_symbol,        link_elf_search_symbol),
 169         KOBJMETHOD(linker_unload,               link_elf_unload_file),
 170         KOBJMETHOD(linker_load_file,            link_elf_load_file),
 171         KOBJMETHOD(linker_link_preload,         link_elf_link_preload),
 172         KOBJMETHOD(linker_link_preload_finish,  link_elf_link_preload_finish),
 173         KOBJMETHOD(linker_lookup_set,           link_elf_lookup_set),
 174         KOBJMETHOD(linker_each_function_name,   link_elf_each_function_name),
 175         KOBJMETHOD(linker_each_function_nameval, link_elf_each_function_nameval),
 176         KOBJMETHOD(linker_ctf_get,              link_elf_ctf_get),
 177         KOBJMETHOD(linker_symtab_get,           link_elf_symtab_get),
 178         KOBJMETHOD(linker_strtab_get,           link_elf_strtab_get),
 179         { 0, 0 }
 180 };
 181
 182 static struct linker_class link_elf_class = {
 183 #if ELF_TARG_CLASS == ELFCLASS32
 184         "elf32",
 185 #else
 186         "elf64",
 187 #endif
 188         link_elf_methods, sizeof(struct elf_file)
 189 };
 190
 191 typedef int (*elf_reloc_fn)(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase,
 192     const void *data, int type, elf_lookup_fn lookup);
 193
 194 static int      parse_dynamic(elf_file_t);
 195 static int      relocate_file(elf_file_t);
 196 static int      relocate_file1(elf_file_t ef, elf_lookup_fn lookup,
 197                     elf_reloc_fn reloc, bool ifuncs);
 198 static int      link_elf_preload_parse_symbols(elf_file_t);
 199
 200 static struct elf_set_head set_pcpu_list;
 201 #ifdef VIMAGE
 202 static struct elf_set_head set_vnet_list;
 203 #endif
 204
 205 static void
 206 elf_set_add(struct elf_set_head *list, Elf_Addr start, Elf_Addr stop, Elf_Addr base)
 207 {
 208         struct elf_set *set, *iter;
 209
 210         set = malloc(sizeof(*set), M_LINKER, M_WAITOK);
 211         set->es_start = start;
 212         set->es_stop = stop;
 213         set->es_base = base;
 214
 215         TAILQ_FOREACH(iter, list, es_link) {
 216
 217                 KASSERT((set->es_start < iter->es_start && set->es_stop < iter->es_stop) ||
 218                     (set->es_start > iter->es_start && set->es_stop > iter->es_stop),
 219                     ("linker sets intersection: to insert: 0x%jx-0x%jx; inserted: 0x%jx-0x%jx",
 220                     (uintmax_t)set->es_start, (uintmax_t)set->es_stop,
 221                     (uintmax_t)iter->es_start, (uintmax_t)iter->es_stop));
 222
 223                 if (iter->es_start > set->es_start) {
 224                         TAILQ_INSERT_BEFORE(iter, set, es_link);
 225                         break;
 226                 }
 227         }
 228
 229         if (iter == NULL)
 230                 TAILQ_INSERT_TAIL(list, set, es_link);
 231 }
 232
 233 static int
 234 elf_set_find(struct elf_set_head *list, Elf_Addr addr, Elf_Addr *start, Elf_Addr *base)
 235 {
 236         struct elf_set *set;
 237
 238         TAILQ_FOREACH(set, list, es_link) {
 239                 if (addr < set->es_start)
 240                         return (0);
 241                 if (addr < set->es_stop) {
 242                         *start = set->es_start;
 243                         *base = set->es_base;
 244                         return (1);
 245                 }
 246         }
 247
 248         return (0);
 249 }
 250
 251 static void
 252 elf_set_delete(struct elf_set_head *list, Elf_Addr start)
 253 {
 254         struct elf_set *set;
 255
 256         TAILQ_FOREACH(set, list, es_link) {
 257                 if (start < set->es_start)
 258                         break;
 259                 if (start == set->es_start) {
 260                         TAILQ_REMOVE(list, set, es_link);
 261                         free(set, M_LINKER);
 262                         return;
 263                 }
 264         }
 265         KASSERT(0, ("deleting unknown linker set (start = 0x%jx)",
 266             (uintmax_t)start));
 267 }
 268
 269 #ifdef GDB
 270 static void     r_debug_state(struct r_debug *, struct link_map *);
 271
 272 /*
 273  * A list of loaded modules for GDB to use for loading symbols.
 274  */
 275 struct r_debug r_debug;
 276
 277 #define GDB_STATE(s) do {                               \
 278         r_debug.r_state = s; r_debug_state(NULL, NULL); \
 279 } while (0)
 280
 281 /*
 282  * Function for the debugger to set a breakpoint on to gain control.
 283  */
 284 static void
 285 r_debug_state(struct r_debug *dummy_one __unused,
 286               struct link_map *dummy_two __unused)
 287 {
 288 }
 289
 290 static void
 291 link_elf_add_gdb(struct link_map *l)
 292 {
 293         struct link_map *prev;
 294
 295         l->l_next = NULL;
 296
 297         if (r_debug.r_map == NULL) {
 298                 /* Add first. */
 299                 l->l_prev = NULL;
 300                 r_debug.r_map = l;
 301         } else {
 302                 /* Append to list. */
 303                 for (prev = r_debug.r_map;
 304                     prev->l_next != NULL;
 305                     prev = prev->l_next)
 306                         ;
 307                 l->l_prev = prev;
 308                 prev->l_next = l;
 309         }
 310 }
 311
 312 static void
 313 link_elf_delete_gdb(struct link_map *l)
 314 {
 315         if (l->l_prev == NULL) {
 316                 /* Remove first. */
 317                 if ((r_debug.r_map = l->l_next) != NULL)
 318                         l->l_next->l_prev = NULL;
 319         } else {
 320                 /* Remove any but first. */
 321                 if ((l->l_prev->l_next = l->l_next) != NULL)
 322                         l->l_next->l_prev = l->l_prev;
 323         }
 324 }
 325 #endif /* GDB */
 326
 327 /*
 328  * The kernel symbol table starts here.
 329  */
 330 extern struct _dynamic _DYNAMIC;
 331
 332 static void
 333 link_elf_error(const char *filename, const char *s)
 334 {
 335         if (filename == NULL)
 336                 printf("kldload: %s\n", s);
 337         else
 338                 printf("kldload: %s: %s\n", filename, s);
 339 }
 340
 341 static void
 342 link_elf_invoke_ctors(caddr_t addr, size_t size)
 343 {
 344         void (**ctor)(void);
 345         size_t i, cnt;
 346
 347         if (addr == NULL || size == 0)
 348                 return;
 349         cnt = size / sizeof(*ctor);
 350         ctor = (void *)addr;
 351         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 352                 if (ctor[i] != NULL)
 353                         (*ctor[i])();
 354         }
 355 }
 356
 357 /*
 358  * Actions performed after linking/loading both the preloaded kernel and any
 359  * modules; whether preloaded or dynamicly loaded.
 360  */
 361 static int
 362 link_elf_link_common_finish(linker_file_t lf)
 363 {
 364 #ifdef GDB
 365         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
 366         char *newfilename;
 367 #endif
 368         int error;
 369
 370         /* Notify MD code that a module is being loaded. */
 371         error = elf_cpu_load_file(lf);
 372         if (error != 0)
 373                 return (error);
 374
 375 #ifdef GDB
 376         GDB_STATE(RT_ADD);
 377         ef->gdb.l_addr = lf->address;
 378         newfilename = malloc(strlen(lf->filename) + 1, M_LINKER, M_WAITOK);
 379         strcpy(newfilename, lf->filename);
 380         ef->gdb.l_name = newfilename;
 381         ef->gdb.l_ld = ef->dynamic;
 382         link_elf_add_gdb(&ef->gdb);
 383         GDB_STATE(RT_CONSISTENT);
 384 #endif
 385
 386         /* Invoke .ctors */
 387         link_elf_invoke_ctors(lf->ctors_addr, lf->ctors_size);
 388         return (0);
 389 }
 390
 391 extern vm_offset_t __startkernel, __endkernel;
 392
 393 static void
 394 link_elf_init(void* arg)
 395 {
 396         Elf_Dyn *dp;
 397         Elf_Addr *ctors_addrp;
 398         Elf_Size *ctors_sizep;
 399         caddr_t modptr, baseptr, sizeptr;
 400         elf_file_t ef;
 401         char *modname;
 402
 403         linker_add_class(&link_elf_class);
 404
 405         dp = (Elf_Dyn *)&_DYNAMIC;
 406         modname = NULL;
 407         modptr = preload_search_by_type("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) " kernel");
 408         if (modptr == NULL)
 409                 modptr = preload_search_by_type("elf kernel");
 410         modname = (char *)preload_search_info(modptr, MODINFO_NAME);
 411         if (modname == NULL)
 412                 modname = "kernel";
 413         linker_kernel_file = linker_make_file(modname, &link_elf_class);
 414         if (linker_kernel_file == NULL)
 415                 panic("%s: Can't create linker structures for kernel",
 416                     __func__);
 417
 418         ef = (elf_file_t) linker_kernel_file;
 419         ef->preloaded = 1;
 420 #ifdef __powerpc__
 421         ef->address = (caddr_t) (__startkernel - KERNBASE);
 422 #else
 423         ef->address = 0;
 424 #endif
 425 #ifdef SPARSE_MAPPING
 426         ef->object = 0;
 427 #endif
 428         ef->dynamic = dp;
 429
 430         if (dp != NULL)
 431                 parse_dynamic(ef);
 432 #ifdef __powerpc__
 433         linker_kernel_file->address = (caddr_t)__startkernel;
 434         linker_kernel_file->size = (intptr_t)(__endkernel - __startkernel);
 435 #else
 436         linker_kernel_file->address += KERNBASE;
 437         linker_kernel_file->size = -(intptr_t)linker_kernel_file->address;
 438 #endif
 439
 440         if (modptr != NULL) {
 441                 ef->modptr = modptr;
 442                 baseptr = preload_search_info(modptr, MODINFO_ADDR);
 443                 if (baseptr != NULL)
 444                         linker_kernel_file->address = *(caddr_t *)baseptr;
 445                 sizeptr = preload_search_info(modptr, MODINFO_SIZE);
 446                 if (sizeptr != NULL)
 447                         linker_kernel_file->size = *(size_t *)sizeptr;
 448                 ctors_addrp = (Elf_Addr *)preload_search_info(modptr,
 449                         MODINFO_METADATA | MODINFOMD_CTORS_ADDR);
 450                 ctors_sizep = (Elf_Size *)preload_search_info(modptr,
 451                         MODINFO_METADATA | MODINFOMD_CTORS_SIZE);
 452                 if (ctors_addrp != NULL && ctors_sizep != NULL) {
 453                         linker_kernel_file->ctors_addr = ef->address +
 454                             *ctors_addrp;
 455                         linker_kernel_file->ctors_size = *ctors_sizep;
 456                 }
 457         }
 458         (void)link_elf_preload_parse_symbols(ef);
 459
 460 #ifdef GDB
 461         r_debug.r_map = NULL;
 462         r_debug.r_brk = r_debug_state;
 463         r_debug.r_state = RT_CONSISTENT;
 464 #endif
 465
 466         (void)link_elf_link_common_finish(linker_kernel_file);
 467         linker_kernel_file->flags |= LINKER_FILE_LINKED;
 468         TAILQ_INIT(&set_pcpu_list);
 469 #ifdef VIMAGE
 470         TAILQ_INIT(&set_vnet_list);
 471 #endif
 472 }
 473
 474 SYSINIT(link_elf, SI_SUB_KLD, SI_ORDER_THIRD, link_elf_init, NULL);
 475
 476 static int
 477 link_elf_preload_parse_symbols(elf_file_t ef)
 478 {
 479         caddr_t pointer;
 480         caddr_t ssym, esym, base;
 481         caddr_t strtab;
 482         int strcnt;
 483         Elf_Sym *symtab;
 484         int symcnt;
 485
 486         if (ef->modptr == NULL)
 487                 return (0);
 488         pointer = preload_search_info(ef->modptr,
 489             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SSYM);
 490         if (pointer == NULL)
 491                 return (0);
 492         ssym = *(caddr_t *)pointer;
 493         pointer = preload_search_info(ef->modptr,
 494             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_ESYM);
 495         if (pointer == NULL)
 496                 return (0);
 497         esym = *(caddr_t *)pointer;
 498
 499         base = ssym;
 500
 501         symcnt = *(long *)base;
 502         base += sizeof(long);
 503         symtab = (Elf_Sym *)base;
 504         base += roundup(symcnt, sizeof(long));
 505
 506         if (base > esym || base < ssym) {
 507                 printf("Symbols are corrupt!\n");
 508                 return (EINVAL);
 509         }
 510
 511         strcnt = *(long *)base;
 512         base += sizeof(long);
 513         strtab = base;
 514         base += roundup(strcnt, sizeof(long));
 515
 516         if (base > esym || base < ssym) {
 517                 printf("Symbols are corrupt!\n");
 518                 return (EINVAL);
 519         }
 520
 521         ef->ddbsymtab = symtab;
 522         ef->ddbsymcnt = symcnt / sizeof(Elf_Sym);
 523         ef->ddbstrtab = strtab;
 524         ef->ddbstrcnt = strcnt;
 525
 526         return (0);
 527 }
 528
 529 static int
 530 parse_dynamic(elf_file_t ef)
 531 {
 532         Elf_Dyn *dp;
 533         int plttype = DT_REL;
 534
 535         for (dp = ef->dynamic; dp->d_tag != DT_NULL; dp++) {
 536                 switch (dp->d_tag) {
 537                 case DT_HASH:
 538                 {
 539                         /* From src/libexec/rtld-elf/rtld.c */
 540                         const Elf_Hashelt *hashtab = (const Elf_Hashelt *)
 541                             (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 542                         ef->nbuckets = hashtab[0];
 543                         ef->nchains = hashtab[1];
 544                         ef->buckets = hashtab + 2;
 545                         ef->chains = ef->buckets + ef->nbuckets;
 546                         break;
 547                 }
 548                 case DT_STRTAB:
 549                         ef->strtab = (caddr_t) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 550                         break;
 551                 case DT_STRSZ:
 552                         ef->strsz = dp->d_un.d_val;
 553                         break;
 554                 case DT_SYMTAB:
 555                         ef->symtab = (Elf_Sym*) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 556                         break;
 557                 case DT_SYMENT:
 558                         if (dp->d_un.d_val != sizeof(Elf_Sym))
 559                                 return (ENOEXEC);
 560                         break;
 561                 case DT_PLTGOT:
 562                         ef->got = (Elf_Addr *) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 563                         break;
 564                 case DT_REL:
 565                         ef->rel = (const Elf_Rel *) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 566                         break;
 567                 case DT_RELSZ:
 568                         ef->relsize = dp->d_un.d_val;
 569                         break;
 570                 case DT_RELENT:
 571                         if (dp->d_un.d_val != sizeof(Elf_Rel))
 572                                 return (ENOEXEC);
 573                         break;
 574                 case DT_JMPREL:
 575                         ef->pltrel = (const Elf_Rel *) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 576                         break;
 577                 case DT_PLTRELSZ:
 578                         ef->pltrelsize = dp->d_un.d_val;
 579                         break;
 580                 case DT_RELA:
 581                         ef->rela = (const Elf_Rela *) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 582                         break;
 583                 case DT_RELASZ:
 584                         ef->relasize = dp->d_un.d_val;
 585                         break;
 586                 case DT_RELAENT:
 587                         if (dp->d_un.d_val != sizeof(Elf_Rela))
 588                                 return (ENOEXEC);
 589                         break;
 590                 case DT_PLTREL:
 591                         plttype = dp->d_un.d_val;
 592                         if (plttype != DT_REL && plttype != DT_RELA)
 593                                 return (ENOEXEC);
 594                         break;
 595 #ifdef GDB
 596                 case DT_DEBUG:
 597                         dp->d_un.d_ptr = (Elf_Addr)&r_debug;
 598                         break;
 599 #endif
 600                 }
 601         }
 602
 603         if (plttype == DT_RELA) {
 604                 ef->pltrela = (const Elf_Rela *)ef->pltrel;
 605                 ef->pltrel = NULL;
 606                 ef->pltrelasize = ef->pltrelsize;
 607                 ef->pltrelsize = 0;
 608         }
 609
 610         ef->ddbsymtab = ef->symtab;
 611         ef->ddbsymcnt = ef->nchains;
 612         ef->ddbstrtab = ef->strtab;
 613         ef->ddbstrcnt = ef->strsz;
 614
 615         return (0);
 616 }
 617
 618 #define LS_PADDING      0x90909090
 619 static int
 620 parse_dpcpu(elf_file_t ef)
 621 {
 622         int error, size;
 623 #if defined(__i386__)
 624         uint32_t pad;
 625 #endif
 626
 627         ef->pcpu_start = 0;
 628         ef->pcpu_stop = 0;
 629         error = link_elf_lookup_set(&ef->lf, "pcpu", (void ***)&ef->pcpu_start,
 630             (void ***)&ef->pcpu_stop, NULL);
 631         /* Error just means there is no pcpu set to relocate. */
 632         if (error != 0)
 633                 return (0);
 634         size = (uintptr_t)ef->pcpu_stop - (uintptr_t)ef->pcpu_start;
 635         /* Empty set? */
 636         if (size < 1)
 637                 return (0);
 638 #if defined(__i386__)
 639         /* In case we do find __start/stop_set_ symbols double-check. */
 640         if (size < 4) {
 641                 uprintf("Kernel module '%s' must be recompiled with "
 642                     "linker script\n", ef->lf.pathname);
 643                 return (ENOEXEC);
 644         }
 645
 646         /* Padding from linker-script correct? */
 647         pad = *(uint32_t *)((uintptr_t)ef->pcpu_stop - sizeof(pad));
 648         if (pad != LS_PADDING) {
 649                 uprintf("Kernel module '%s' must be recompiled with "
 650                     "linker script, invalid padding %#04x (%#04x)\n",
 651                     ef->lf.pathname, pad, LS_PADDING);
 652                 return (ENOEXEC);
 653         }
 654         /* If we only have valid padding, nothing to do. */
 655         if (size == 4)
 656                 return (0);
 657 #endif
 658         /*
 659          * Allocate space in the primary pcpu area.  Copy in our
 660          * initialization from the data section and then initialize
 661          * all per-cpu storage from that.
 662          */
 663         ef->pcpu_base = (Elf_Addr)(uintptr_t)dpcpu_alloc(size);
 664         if (ef->pcpu_base == 0) {
 665                 printf("%s: pcpu module space is out of space; "
 666                     "cannot allocate %d for %s\n",
 667                     __func__, size, ef->lf.pathname);
 668                 return (ENOSPC);
 669         }
 670         memcpy((void *)ef->pcpu_base, (void *)ef->pcpu_start, size);
 671         dpcpu_copy((void *)ef->pcpu_base, size);
 672         elf_set_add(&set_pcpu_list, ef->pcpu_start, ef->pcpu_stop,
 673             ef->pcpu_base);
 674
 675         return (0);
 676 }
 677
 678 #ifdef VIMAGE
 679 static int
 680 parse_vnet(elf_file_t ef)
 681 {
 682         int error, size;
 683 #if defined(__i386__)
 684         uint32_t pad;
 685 #endif
 686
 687         ef->vnet_start = 0;
 688         ef->vnet_stop = 0;
 689         error = link_elf_lookup_set(&ef->lf, "vnet", (void ***)&ef->vnet_start,
 690             (void ***)&ef->vnet_stop, NULL);
 691         /* Error just means there is no vnet data set to relocate. */
 692         if (error != 0)
 693                 return (0);
 694         size = (uintptr_t)ef->vnet_stop - (uintptr_t)ef->vnet_start;
 695         /* Empty set? */
 696         if (size < 1)
 697                 return (0);
 698 #if defined(__i386__)
 699         /* In case we do find __start/stop_set_ symbols double-check. */
 700         if (size < 4) {
 701                 uprintf("Kernel module '%s' must be recompiled with "
 702                     "linker script\n", ef->lf.pathname);
 703                 return (ENOEXEC);
 704         }
 705
 706         /* Padding from linker-script correct? */
 707         pad = *(uint32_t *)((uintptr_t)ef->vnet_stop - sizeof(pad));
 708         if (pad != LS_PADDING) {
 709                 uprintf("Kernel module '%s' must be recompiled with "
 710                     "linker script, invalid padding %#04x (%#04x)\n",
 711                     ef->lf.pathname, pad, LS_PADDING);
 712                 return (ENOEXEC);
 713         }
 714         /* If we only have valid padding, nothing to do. */
 715         if (size == 4)
 716                 return (0);
 717 #endif
 718         /*
 719          * Allocate space in the primary vnet area.  Copy in our
 720          * initialization from the data section and then initialize
 721          * all per-vnet storage from that.
 722          */
 723         ef->vnet_base = (Elf_Addr)(uintptr_t)vnet_data_alloc(size);
 724         if (ef->vnet_base == 0) {
 725                 printf("%s: vnet module space is out of space; "
 726                     "cannot allocate %d for %s\n",
 727                     __func__, size, ef->lf.pathname);
 728                 return (ENOSPC);
 729         }
 730         memcpy((void *)ef->vnet_base, (void *)ef->vnet_start, size);
 731         vnet_data_copy((void *)ef->vnet_base, size);
 732         elf_set_add(&set_vnet_list, ef->vnet_start, ef->vnet_stop,
 733             ef->vnet_base);
 734
 735         return (0);
 736 }
 737 #endif
 738 #undef LS_PADDING
 739
 740 static int
 741 link_elf_link_preload(linker_class_t cls,
 742     const char* filename, linker_file_t *result)
 743 {
 744         Elf_Addr *ctors_addrp;
 745         Elf_Size *ctors_sizep;
 746         caddr_t modptr, baseptr, sizeptr, dynptr;
 747         char *type;
 748         elf_file_t ef;
 749         linker_file_t lf;
 750         int error;
 751         vm_offset_t dp;
 752
 753         /* Look to see if we have the file preloaded */
 754         modptr = preload_search_by_name(filename);
 755         if (modptr == NULL)
 756                 return (ENOENT);
 757
 758         type = (char *)preload_search_info(modptr, MODINFO_TYPE);
 759         baseptr = preload_search_info(modptr, MODINFO_ADDR);
 760         sizeptr = preload_search_info(modptr, MODINFO_SIZE);
 761         dynptr = preload_search_info(modptr,
 762             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_DYNAMIC);
 763         if (type == NULL ||
 764             (strcmp(type, "elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) " module") != 0 &&
 765              strcmp(type, "elf module") != 0))
 766                 return (EFTYPE);
 767         if (baseptr == NULL || sizeptr == NULL || dynptr == NULL)
 768                 return (EINVAL);
 769
 770         lf = linker_make_file(filename, &link_elf_class);
 771         if (lf == NULL)
 772                 return (ENOMEM);
 773
 774         ef = (elf_file_t) lf;
 775         ef->preloaded = 1;
 776         ef->modptr = modptr;
 777         ef->address = *(caddr_t *)baseptr;
 778 #ifdef SPARSE_MAPPING
 779         ef->object = 0;
 780 #endif
 781         dp = (vm_offset_t)ef->address + *(vm_offset_t *)dynptr;
 782         ef->dynamic = (Elf_Dyn *)dp;
 783         lf->address = ef->address;
 784         lf->size = *(size_t *)sizeptr;
 785
 786         ctors_addrp = (Elf_Addr *)preload_search_info(modptr,
 787             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_CTORS_ADDR);
 788         ctors_sizep = (Elf_Size *)preload_search_info(modptr,
 789             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_CTORS_SIZE);
 790         if (ctors_addrp != NULL && ctors_sizep != NULL) {
 791                 lf->ctors_addr = ef->address + *ctors_addrp;
 792                 lf->ctors_size = *ctors_sizep;
 793         }
 794
 795         error = parse_dynamic(ef);
 796         if (error == 0)
 797                 error = parse_dpcpu(ef);
 798 #ifdef VIMAGE
 799         if (error == 0)
 800                 error = parse_vnet(ef);
 801 #endif
 802         if (error != 0) {
 803                 linker_file_unload(lf, LINKER_UNLOAD_FORCE);
 804                 return (error);
 805         }
 806         link_elf_reloc_local(lf);
 807         *result = lf;
 808         return (0);
 809 }
 810
 811 static int
 812 link_elf_link_preload_finish(linker_file_t lf)
 813 {
 814         elf_file_t ef;
 815         int error;
 816
 817         ef = (elf_file_t) lf;
 818         error = relocate_file(ef);
 819         if (error != 0)
 820                 return (error);
 821         (void)link_elf_preload_parse_symbols(ef);
 822
 823         return (link_elf_link_common_finish(lf));
 824 }
 825
 826 static int
 827 link_elf_load_file(linker_class_t cls, const char* filename,
 828     linker_file_t* result)
 829 {
 830         struct nameidata nd;
 831         struct thread* td = curthread;  /* XXX */
 832         Elf_Ehdr *hdr;
 833         caddr_t firstpage;
 834         int nbytes, i;
 835         Elf_Phdr *phdr;
 836         Elf_Phdr *phlimit;
 837         Elf_Phdr *segs[MAXSEGS];
 838         int nsegs;
 839         Elf_Phdr *phdyn;
 840         caddr_t mapbase;
 841         size_t mapsize;
 842         Elf_Addr base_vaddr;
 843         Elf_Addr base_vlimit;
 844         int error = 0;
 845         ssize_t resid;
 846         int flags;
 847         elf_file_t ef;
 848         linker_file_t lf;
 849         Elf_Shdr *shdr;
 850         int symtabindex;
 851         int symstrindex;
 852         int shstrindex;
 853         int symcnt;
 854         int strcnt;
 855         char *shstrs;
 856
 857         shdr = NULL;
 858         lf = NULL;
 859         shstrs = NULL;
 860
 861         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, filename, td);
 862         flags = FREAD;
 863         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
 864         if (error != 0)
 865                 return (error);
 866         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
 867         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
 868                 error = ENOEXEC;
 869                 firstpage = NULL;
 870                 goto out;
 871         }
 872 #ifdef MAC
 873         error = mac_kld_check_load(curthread->td_ucred, nd.ni_vp);
 874         if (error != 0) {
 875                 firstpage = NULL;
 876                 goto out;
 877         }
 878 #endif
 879
 880         /*
 881          * Read the elf header from the file.
 882          */
 883         firstpage = malloc(PAGE_SIZE, M_LINKER, M_WAITOK);
 884         hdr = (Elf_Ehdr *)firstpage;
 885         error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp, firstpage, PAGE_SIZE, 0,
 886             UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
 887             &resid, td);
 888         nbytes = PAGE_SIZE - resid;
 889         if (error != 0)
 890                 goto out;
 891
 892         if (!IS_ELF(*hdr)) {
 893                 error = ENOEXEC;
 894                 goto out;
 895         }
 896
 897         if (hdr->e_ident[EI_CLASS] != ELF_TARG_CLASS ||
 898             hdr->e_ident[EI_DATA] != ELF_TARG_DATA) {
 899                 link_elf_error(filename, "Unsupported file layout");
 900                 error = ENOEXEC;
 901                 goto out;
 902         }
 903         if (hdr->e_ident[EI_VERSION] != EV_CURRENT ||
 904             hdr->e_version != EV_CURRENT) {
 905                 link_elf_error(filename, "Unsupported file version");
 906                 error = ENOEXEC;
 907                 goto out;
 908         }
 909         if (hdr->e_type != ET_EXEC && hdr->e_type != ET_DYN) {
 910                 error = ENOSYS;
 911                 goto out;
 912         }
 913         if (hdr->e_machine != ELF_TARG_MACH) {
 914                 link_elf_error(filename, "Unsupported machine");
 915                 error = ENOEXEC;
 916                 goto out;
 917         }
 918
 919         /*
 920          * We rely on the program header being in the first page.
 921          * This is not strictly required by the ABI specification, but
 922          * it seems to always true in practice.  And, it simplifies
 923          * things considerably.
 924          */
 925         if (!((hdr->e_phentsize == sizeof(Elf_Phdr)) &&
 926               (hdr->e_phoff + hdr->e_phnum*sizeof(Elf_Phdr) <= PAGE_SIZE) &&
 927               (hdr->e_phoff + hdr->e_phnum*sizeof(Elf_Phdr) <= nbytes)))
 928                 link_elf_error(filename, "Unreadable program headers");
 929
 930         /*
 931          * Scan the program header entries, and save key information.
 932          *
 933          * We rely on there being exactly two load segments, text and data,
 934          * in that order.
 935          */
 936         phdr = (Elf_Phdr *) (firstpage + hdr->e_phoff);
 937         phlimit = phdr + hdr->e_phnum;
 938         nsegs = 0;
 939         phdyn = NULL;
 940         while (phdr < phlimit) {
 941                 switch (phdr->p_type) {
 942                 case PT_LOAD:
 943                         if (nsegs == MAXSEGS) {
 944                                 link_elf_error(filename, "Too many sections");
 945                                 error = ENOEXEC;
 946                                 goto out;
 947                         }
 948                         /*
 949                          * XXX: We just trust they come in right order ??
 950                          */
 951                         segs[nsegs] = phdr;
 952                         ++nsegs;
 953                         break;
 954
 955                 case PT_DYNAMIC:
 956                         phdyn = phdr;
 957                         break;
 958
 959                 case PT_INTERP:
 960                         error = ENOSYS;
 961                         goto out;
 962                 }
 963
 964                 ++phdr;
 965         }
 966         if (phdyn == NULL) {
 967                 link_elf_error(filename, "Object is not dynamically-linked");
 968                 error = ENOEXEC;
 969                 goto out;
 970         }
 971         if (nsegs == 0) {
 972                 link_elf_error(filename, "No sections");
 973                 error = ENOEXEC;
 974                 goto out;
 975         }
 976
 977         /*
 978          * Allocate the entire address space of the object, to stake
 979          * out our contiguous region, and to establish the base
 980          * address for relocation.
 981          */
 982         base_vaddr = trunc_page(segs[0]->p_vaddr);
 983         base_vlimit = round_page(segs[nsegs - 1]->p_vaddr +
 984             segs[nsegs - 1]->p_memsz);
 985         mapsize = base_vlimit - base_vaddr;
 986
 987         lf = linker_make_file(filename, &link_elf_class);
 988         if (lf == NULL) {
 989                 error = ENOMEM;
 990                 goto out;
 991         }
 992
 993         ef = (elf_file_t) lf;
 994 #ifdef SPARSE_MAPPING
 995         ef->object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, mapsize >> PAGE_SHIFT);
 996         if (ef->object == NULL) {
 997                 error = ENOMEM;
 998                 goto out;
 999         }
1000         ef->address = (caddr_t) vm_map_min(kernel_map);
1001         error = vm_map_find(kernel_map, ef->object, 0,
1002             (vm_offset_t *) &ef->address, mapsize, 0, VMFS_OPTIMAL_SPACE,
1003             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0);
1004         if (error != 0) {
1005                 vm_object_deallocate(ef->object);
1006                 ef->object = 0;
1007                 goto out;
1008         }
1009 #else
1010         ef->address = malloc(mapsize, M_LINKER, M_EXEC | M_WAITOK);
1011 #endif
1012         mapbase = ef->address;
1013
1014         /*
1015          * Read the text and data sections and zero the bss.
1016          */
1017         for (i = 0; i < nsegs; i++) {
1018                 caddr_t segbase = mapbase + segs[i]->p_vaddr - base_vaddr;
1019                 error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp,
1020                     segbase, segs[i]->p_filesz, segs[i]->p_offset,
1021                     UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
1022                     &resid, td);
1023                 if (error != 0)
1024                         goto out;
1025                 bzero(segbase + segs[i]->p_filesz,
1026                     segs[i]->p_memsz - segs[i]->p_filesz);
1027
1028 #ifdef SPARSE_MAPPING
1029                 /*
1030                  * Wire down the pages
1031                  */
1032                 error = vm_map_wire(kernel_map,
1033                     (vm_offset_t) segbase,
1034                     (vm_offset_t) segbase + segs[i]->p_memsz,
1035                     VM_MAP_WIRE_SYSTEM|VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
1036                 if (error != KERN_SUCCESS) {
1037                         error = ENOMEM;
1038                         goto out;
1039                 }
1040 #endif
1041         }
1042
1043 #ifdef GPROF
1044         /* Update profiling information with the new text segment. */
1045         mtx_lock(&Giant);
1046         kmupetext((uintfptr_t)(mapbase + segs[0]->p_vaddr - base_vaddr +
1047             segs[0]->p_memsz));
1048         mtx_unlock(&Giant);
1049 #endif
1050
1051         ef->dynamic = (Elf_Dyn *) (mapbase + phdyn->p_vaddr - base_vaddr);
1052
1053         lf->address = ef->address;
1054         lf->size = mapsize;
1055
1056         error = parse_dynamic(ef);
1057         if (error != 0)
1058                 goto out;
1059         error = parse_dpcpu(ef);
1060         if (error != 0)
1061                 goto out;
1062 #ifdef VIMAGE
1063         error = parse_vnet(ef);
1064         if (error != 0)
1065                 goto out;
1066 #endif
1067         link_elf_reloc_local(lf);
1068
1069         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1070         error = linker_load_dependencies(lf);
1071         vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1072         if (error != 0)
1073                 goto out;
1074         error = relocate_file(ef);
1075         if (error != 0)
1076                 goto out;
1077
1078         /*
1079          * Try and load the symbol table if it's present.  (you can
1080          * strip it!)
1081          */
1082         nbytes = hdr->e_shnum * hdr->e_shentsize;
1083         if (nbytes == 0 || hdr->e_shoff == 0)
1084                 goto nosyms;
1085         shdr = malloc(nbytes, M_LINKER, M_WAITOK | M_ZERO);
1086         error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp,
1087             (caddr_t)shdr, nbytes, hdr->e_shoff,
1088             UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
1089             &resid, td);
1090         if (error != 0)
1091                 goto out;
1092
1093         /* Read section string table */
1094         shstrindex = hdr->e_shstrndx;
1095         if (shstrindex != 0 && shdr[shstrindex].sh_type == SHT_STRTAB &&
1096             shdr[shstrindex].sh_size != 0) {
1097                 nbytes = shdr[shstrindex].sh_size;
1098                 shstrs = malloc(nbytes, M_LINKER, M_WAITOK | M_ZERO);
1099                 error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp, (caddr_t)shstrs, nbytes,
1100                     shdr[shstrindex].sh_offset, UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED,
1101                     td->td_ucred, NOCRED, &resid, td);
1102                 if (error)
1103                         goto out;
1104         }
1105
1106         symtabindex = -1;
1107         symstrindex = -1;
1108         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
1109                 if (shdr[i].sh_type == SHT_SYMTAB) {
1110                         symtabindex = i;
1111                         symstrindex = shdr[i].sh_link;
1112                 } else if (shstrs != NULL && shdr[i].sh_name != 0 &&
1113                     strcmp(shstrs + shdr[i].sh_name, ".ctors") == 0) {
1114                         /* Record relocated address and size of .ctors. */
1115                         lf->ctors_addr = mapbase + shdr[i].sh_addr - base_vaddr;
1116                         lf->ctors_size = shdr[i].sh_size;
1117                 }
1118         }
1119         if (symtabindex < 0 || symstrindex < 0)
1120                 goto nosyms;
1121
1122         symcnt = shdr[symtabindex].sh_size;
1123         ef->symbase = malloc(symcnt, M_LINKER, M_WAITOK);
1124         strcnt = shdr[symstrindex].sh_size;
1125         ef->strbase = malloc(strcnt, M_LINKER, M_WAITOK);
1126
1127         error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp,
1128             ef->symbase, symcnt, shdr[symtabindex].sh_offset,
1129             UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
1130             &resid, td);
1131         if (error != 0)
1132                 goto out;
1133         error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp,
1134             ef->strbase, strcnt, shdr[symstrindex].sh_offset,
1135             UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
1136             &resid, td);
1137         if (error != 0)
1138                 goto out;
1139
1140         ef->ddbsymcnt = symcnt / sizeof(Elf_Sym);
1141         ef->ddbsymtab = (const Elf_Sym *)ef->symbase;
1142         ef->ddbstrcnt = strcnt;
1143         ef->ddbstrtab = ef->strbase;
1144
1145 nosyms:
1146         error = link_elf_link_common_finish(lf);
1147         if (error != 0)
1148                 goto out;
1149
1150         *result = lf;
1151
1152 out:
1153         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1154         vn_close(nd.ni_vp, FREAD, td->td_ucred, td);
1155         if (error != 0 && lf != NULL)
1156                 linker_file_unload(lf, LINKER_UNLOAD_FORCE);
1157         free(shdr, M_LINKER);
1158         free(firstpage, M_LINKER);
1159         free(shstrs, M_LINKER);
1160
1161         return (error);
1162 }
1163
1164 Elf_Addr
1165 elf_relocaddr(linker_file_t lf, Elf_Addr x)
1166 {
1167         elf_file_t ef;
1168
1169         ef = (elf_file_t)lf;
1170         if (x >= ef->pcpu_start && x < ef->pcpu_stop)
1171                 return ((x - ef->pcpu_start) + ef->pcpu_base);
1172 #ifdef VIMAGE
1173         if (x >= ef->vnet_start && x < ef->vnet_stop)
1174                 return ((x - ef->vnet_start) + ef->vnet_base);
1175 #endif
1176         return (x);
1177 }
1178
1179
1180 static void
1181 link_elf_unload_file(linker_file_t file)
1182 {
1183         elf_file_t ef = (elf_file_t) file;
1184
1185         if (ef->pcpu_base != 0) {
1186                 dpcpu_free((void *)ef->pcpu_base,
1187                     ef->pcpu_stop - ef->pcpu_start);
1188                 elf_set_delete(&set_pcpu_list, ef->pcpu_start);
1189         }
1190 #ifdef VIMAGE
1191         if (ef->vnet_base != 0) {
1192                 vnet_data_free((void *)ef->vnet_base,
1193                     ef->vnet_stop - ef->vnet_start);
1194                 elf_set_delete(&set_vnet_list, ef->vnet_start);
1195         }
1196 #endif
1197 #ifdef GDB
1198         if (ef->gdb.l_ld != NULL) {
1199                 GDB_STATE(RT_DELETE);
1200                 free((void *)(uintptr_t)ef->gdb.l_name, M_LINKER);
1201                 link_elf_delete_gdb(&ef->gdb);
1202                 GDB_STATE(RT_CONSISTENT);
1203         }
1204 #endif
1205
1206         /* Notify MD code that a module is being unloaded. */
1207         elf_cpu_unload_file(file);
1208
1209         if (ef->preloaded) {
1210                 link_elf_unload_preload(file);
1211                 return;
1212         }
1213
1214 #ifdef SPARSE_MAPPING
1215         if (ef->object != NULL) {
1216                 vm_map_remove(kernel_map, (vm_offset_t) ef->address,
1217                     (vm_offset_t) ef->address
1218                     + (ef->object->size << PAGE_SHIFT));
1219         }
1220 #else
1221         free(ef->address, M_LINKER);
1222 #endif
1223         free(ef->symbase, M_LINKER);
1224         free(ef->strbase, M_LINKER);
1225         free(ef->ctftab, M_LINKER);
1226         free(ef->ctfoff, M_LINKER);
1227         free(ef->typoff, M_LINKER);
1228 }
1229
1230 static void
1231 link_elf_unload_preload(linker_file_t file)
1232 {
1233         if (file->pathname != NULL)
1234                 preload_delete_name(file->pathname);
1235 }
1236
1237 static const char *
1238 symbol_name(elf_file_t ef, Elf_Size r_info)
1239 {
1240         const Elf_Sym *ref;
1241
1242         if (ELF_R_SYM(r_info)) {
1243                 ref = ef->symtab + ELF_R_SYM(r_info);
1244                 return (ef->strtab + ref->st_name);
1245         }
1246         return (NULL);
1247 }
1248
1249 static int
1250 symbol_type(elf_file_t ef, Elf_Size r_info)
1251 {
1252         const Elf_Sym *ref;
1253
1254         if (ELF_R_SYM(r_info)) {
1255                 ref = ef->symtab + ELF_R_SYM(r_info);
1256                 return (ELF_ST_TYPE(ref->st_info));
1257         }
1258         return (STT_NOTYPE);
1259 }
1260
1261 static int
1262 relocate_file1(elf_file_t ef, elf_lookup_fn lookup, elf_reloc_fn reloc,
1263     bool ifuncs)
1264 {
1265         const Elf_Rel *rel;
1266         const Elf_Rela *rela;
1267         const char *symname;
1268
1269 #define APPLY_RELOCS(iter, tbl, tblsize, type) do {                     \
1270         for ((iter) = (tbl); (iter) != NULL &&                          \
1271             (iter) < (tbl) + (tblsize) / sizeof(*(iter)); (iter)++) {   \
1272                 if ((symbol_type(ef, (iter)->r_info) ==                 \
1273                     STT_GNU_IFUNC ||                                    \
1274                     elf_is_ifunc_reloc((iter)->r_info)) != ifuncs)      \
1275                         continue;                                       \
1276                 if (reloc(&ef->lf, (Elf_Addr)ef->address,               \
1277                     (iter), (type), lookup)) {                          \
1278                         symname = symbol_name(ef, (iter)->r_info);      \
1279                         printf("link_elf: symbol %s undefined\n",       \
1280                             symname);                                   \
1281                         return (ENOENT);                                \
1282                 }                                                       \
1283         }                                                               \
1284 } while (0)
1285
1286         APPLY_RELOCS(rel, ef->rel, ef->relsize, ELF_RELOC_REL);
1287         APPLY_RELOCS(rela, ef->rela, ef->relasize, ELF_RELOC_RELA);
1288         APPLY_RELOCS(rel, ef->pltrel, ef->pltrelsize, ELF_RELOC_REL);
1289         APPLY_RELOCS(rela, ef->pltrela, ef->pltrelasize, ELF_RELOC_RELA);
1290
1291 #undef APPLY_RELOCS
1292
1293         return (0);
1294 }
1295
1296 static int
1297 relocate_file(elf_file_t ef)
1298 {
1299         int error;
1300
1301         error = relocate_file1(ef, elf_lookup, elf_reloc, false);
1302         if (error == 0)
1303                 error = relocate_file1(ef, elf_lookup, elf_reloc, true);
1304         return (error);
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Hash function for symbol table lookup.  Don't even think about changing
1309  * this.  It is specified by the System V ABI.
1310  */
1311 static unsigned long
1312 elf_hash(const char *name)
1313 {
1314         const unsigned char *p = (const unsigned char *) name;
1315         unsigned long h = 0;
1316         unsigned long g;
1317
1318         while (*p != '\0') {
1319                 h = (h << 4) + *p++;
1320                 if ((g = h & 0xf0000000) != 0)
1321                         h ^= g >> 24;
1322                 h &= ~g;
1323         }
1324         return (h);
1325 }
1326
1327 static int
1328 link_elf_lookup_symbol(linker_file_t lf, const char *name, c_linker_sym_t *sym)
1329 {
1330         elf_file_t ef = (elf_file_t) lf;
1331         unsigned long symnum;
1332         const Elf_Sym* symp;
1333         const char *strp;
1334         unsigned long hash;
1335         int i;
1336
1337         /* If we don't have a hash, bail. */
1338         if (ef->buckets == NULL || ef->nbuckets == 0) {
1339                 printf("link_elf_lookup_symbol: missing symbol hash table\n");
1340                 return (ENOENT);
1341         }
1342
1343         /* First, search hashed global symbols */
1344         hash = elf_hash(name);
1345         symnum = ef->buckets[hash % ef->nbuckets];
1346
1347         while (symnum != STN_UNDEF) {
1348                 if (symnum >= ef->nchains) {
1349                         printf("%s: corrupt symbol table\n", __func__);
1350                         return (ENOENT);
1351                 }
1352
1353                 symp = ef->symtab + symnum;
1354                 if (symp->st_name == 0) {
1355                         printf("%s: corrupt symbol table\n", __func__);
1356                         return (ENOENT);
1357                 }
1358
1359                 strp = ef->strtab + symp->st_name;
1360
1361                 if (strcmp(name, strp) == 0) {
1362                         if (symp->st_shndx != SHN_UNDEF ||
1363                             (symp->st_value != 0 &&
1364                             (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC ||
1365                             ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC))) {
1366                                 *sym = (c_linker_sym_t) symp;
1367                                 return (0);
1368                         }
1369                         return (ENOENT);
1370                 }
1371
1372                 symnum = ef->chains[symnum];
1373         }
1374
1375         /* If we have not found it, look at the full table (if loaded) */
1376         if (ef->symtab == ef->ddbsymtab)
1377                 return (ENOENT);
1378
1379         /* Exhaustive search */
1380         for (i = 0, symp = ef->ddbsymtab; i < ef->ddbsymcnt; i++, symp++) {
1381                 strp = ef->ddbstrtab + symp->st_name;
1382                 if (strcmp(name, strp) == 0) {
1383                         if (symp->st_shndx != SHN_UNDEF ||
1384                             (symp->st_value != 0 &&
1385                             (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC ||
1386                             ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC))) {
1387                                 *sym = (c_linker_sym_t) symp;
1388                                 return (0);
1389                         }
1390                         return (ENOENT);
1391                 }
1392         }
1393
1394         return (ENOENT);
1395 }
1396
1397 static int
1398 link_elf_symbol_values(linker_file_t lf, c_linker_sym_t sym,
1399     linker_symval_t *symval)
1400 {
1401         elf_file_t ef;
1402         const Elf_Sym *es;
1403         caddr_t val;
1404
1405         ef = (elf_file_t)lf;
1406         es = (const Elf_Sym *)sym;
1407         if (es >= ef->symtab && es < (ef->symtab + ef->nchains)) {
1408                 symval->name = ef->strtab + es->st_name;
1409                 val = (caddr_t)ef->address + es->st_value;
1410                 if (ELF_ST_TYPE(es->st_info) == STT_GNU_IFUNC)
1411                         val = ((caddr_t (*)(void))val)();
1412                 symval->value = val;
1413                 symval->size = es->st_size;
1414                 return (0);
1415         }
1416         if (ef->symtab == ef->ddbsymtab)
1417                 return (ENOENT);
1418         if (es >= ef->ddbsymtab && es < (ef->ddbsymtab + ef->ddbsymcnt)) {
1419                 symval->name = ef->ddbstrtab + es->st_name;
1420                 val = (caddr_t)ef->address + es->st_value;
1421                 if (ELF_ST_TYPE(es->st_info) == STT_GNU_IFUNC)
1422                         val = ((caddr_t (*)(void))val)();
1423                 symval->value = val;
1424                 symval->size = es->st_size;
1425                 return (0);
1426         }
1427         return (ENOENT);
1428 }
1429
1430 static int
1431 link_elf_search_symbol(linker_file_t lf, caddr_t value,
1432     c_linker_sym_t *sym, long *diffp)
1433 {
1434         elf_file_t ef = (elf_file_t) lf;
1435         u_long off = (uintptr_t) (void *) value;
1436         u_long diff = off;
1437         u_long st_value;
1438         const Elf_Sym* es;
1439         const Elf_Sym* best = NULL;
1440         int i;
1441
1442         for (i = 0, es = ef->ddbsymtab; i < ef->ddbsymcnt; i++, es++) {
1443                 if (es->st_name == 0)
1444                         continue;
1445                 st_value = es->st_value + (uintptr_t) (void *) ef->address;
1446                 if (off >= st_value) {
1447                         if (off - st_value < diff) {
1448                                 diff = off - st_value;
1449                                 best = es;
1450                                 if (diff == 0)
1451                                         break;
1452                         } else if (off - st_value == diff) {
1453                                 best = es;
1454                         }
1455                 }
1456         }
1457         if (best == NULL)
1458                 *diffp = off;
1459         else
1460                 *diffp = diff;
1461         *sym = (c_linker_sym_t) best;
1462
1463         return (0);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Look up a linker set on an ELF system.
1468  */
1469 static int
1470 link_elf_lookup_set(linker_file_t lf, const char *name,
1471     void ***startp, void ***stopp, int *countp)
1472 {
1473         c_linker_sym_t sym;
1474         linker_symval_t symval;
1475         char *setsym;
1476         void **start, **stop;
1477         int len, error = 0, count;
1478
1479         len = strlen(name) + sizeof("__start_set_"); /* sizeof includes \0 */
1480         setsym = malloc(len, M_LINKER, M_WAITOK);
1481
1482         /* get address of first entry */
1483         snprintf(setsym, len, "%s%s", "__start_set_", name);
1484         error = link_elf_lookup_symbol(lf, setsym, &sym);
1485         if (error != 0)
1486                 goto out;
1487         link_elf_symbol_values(lf, sym, &symval);
1488         if (symval.value == 0) {
1489                 error = ESRCH;
1490                 goto out;
1491         }
1492         start = (void **)symval.value;
1493
1494         /* get address of last entry */
1495         snprintf(setsym, len, "%s%s", "__stop_set_", name);
1496         error = link_elf_lookup_symbol(lf, setsym, &sym);
1497         if (error != 0)
1498                 goto out;
1499         link_elf_symbol_values(lf, sym, &symval);
1500         if (symval.value == 0) {
1501                 error = ESRCH;
1502                 goto out;
1503         }
1504         stop = (void **)symval.value;
1505
1506         /* and the number of entries */
1507         count = stop - start;
1508
1509         /* and copy out */
1510         if (startp != NULL)
1511                 *startp = start;
1512         if (stopp != NULL)
1513                 *stopp = stop;
1514         if (countp != NULL)
1515                 *countp = count;
1516
1517 out:
1518         free(setsym, M_LINKER);
1519         return (error);
1520 }
1521
1522 static int
1523 link_elf_each_function_name(linker_file_t file,
1524   int (*callback)(const char *, void *), void *opaque)
1525 {
1526         elf_file_t ef = (elf_file_t)file;
1527         const Elf_Sym *symp;
1528         int i, error;
1529
1530         /* Exhaustive search */
1531         for (i = 0, symp = ef->ddbsymtab; i < ef->ddbsymcnt; i++, symp++) {
1532                 if (symp->st_value != 0 &&
1533                     (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC ||
1534                     ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC)) {
1535                         error = callback(ef->ddbstrtab + symp->st_name, opaque);
1536                         if (error != 0)
1537                                 return (error);
1538                 }
1539         }
1540         return (0);
1541 }
1542
1543 static int
1544 link_elf_each_function_nameval(linker_file_t file,
1545     linker_function_nameval_callback_t callback, void *opaque)
1546 {
1547         linker_symval_t symval;
1548         elf_file_t ef = (elf_file_t)file;
1549         const Elf_Sym* symp;
1550         int i, error;
1551
1552         /* Exhaustive search */
1553         for (i = 0, symp = ef->ddbsymtab; i < ef->ddbsymcnt; i++, symp++) {
1554                 if (symp->st_value != 0 &&
1555                     (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC ||
1556                     ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC)) {
1557                         error = link_elf_symbol_values(file,
1558                             (c_linker_sym_t) symp, &symval);
1559                         if (error != 0)
1560                                 return (error);
1561                         error = callback(file, i, &symval, opaque);
1562                         if (error != 0)
1563                                 return (error);
1564                 }
1565         }
1566         return (0);
1567 }
1568
1569 const Elf_Sym *
1570 elf_get_sym(linker_file_t lf, Elf_Size symidx)
1571 {
1572         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1573
1574         if (symidx >= ef->nchains)
1575                 return (NULL);
1576         return (ef->symtab + symidx);
1577 }
1578
1579 const char *
1580 elf_get_symname(linker_file_t lf, Elf_Size symidx)
1581 {
1582         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1583         const Elf_Sym *sym;
1584
1585         if (symidx >= ef->nchains)
1586                 return (NULL);
1587         sym = ef->symtab + symidx;
1588         return (ef->strtab + sym->st_name);
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Symbol lookup function that can be used when the symbol index is known (ie
1593  * in relocations). It uses the symbol index instead of doing a fully fledged
1594  * hash table based lookup when such is valid. For example for local symbols.
1595  * This is not only more efficient, it's also more correct. It's not always
1596  * the case that the symbol can be found through the hash table.
1597  */
1598 static int
1599 elf_lookup(linker_file_t lf, Elf_Size symidx, int deps, Elf_Addr *res)
1600 {
1601         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1602         const Elf_Sym *sym;
1603         const char *symbol;
1604         Elf_Addr addr, start, base;
1605
1606         /* Don't even try to lookup the symbol if the index is bogus. */
1607         if (symidx >= ef->nchains) {
1608                 *res = 0;
1609                 return (EINVAL);
1610         }
1611
1612         sym = ef->symtab + symidx;
1613
1614         /*
1615          * Don't do a full lookup when the symbol is local. It may even
1616          * fail because it may not be found through the hash table.
1617          */
1618         if (ELF_ST_BIND(sym->st_info) == STB_LOCAL) {
1619                 /* Force lookup failure when we have an insanity. */
1620                 if (sym->st_shndx == SHN_UNDEF || sym->st_value == 0) {
1621                         *res = 0;
1622                         return (EINVAL);
1623                 }
1624                 *res = ((Elf_Addr)ef->address + sym->st_value);
1625                 return (0);
1626         }
1627
1628         /*
1629          * XXX we can avoid doing a hash table based lookup for global
1630          * symbols as well. This however is not always valid, so we'll
1631          * just do it the hard way for now. Performance tweaks can
1632          * always be added.
1633          */
1634
1635         symbol = ef->strtab + sym->st_name;
1636
1637         /* Force a lookup failure if the symbol name is bogus. */
1638         if (*symbol == 0) {
1639                 *res = 0;
1640                 return (EINVAL);
1641         }
1642
1643         addr = ((Elf_Addr)linker_file_lookup_symbol(lf, symbol, deps));
1644         if (addr == 0 && ELF_ST_BIND(sym->st_info) != STB_WEAK) {
1645                 *res = 0;
1646                 return (EINVAL);
1647         }
1648
1649         if (elf_set_find(&set_pcpu_list, addr, &start, &base))
1650                 addr = addr - start + base;
1651 #ifdef VIMAGE
1652         else if (elf_set_find(&set_vnet_list, addr, &start, &base))
1653                 addr = addr - start + base;
1654 #endif
1655         *res = addr;
1656         return (0);
1657 }
1658
1659 static void
1660 link_elf_reloc_local(linker_file_t lf)
1661 {
1662         const Elf_Rel *rellim;
1663         const Elf_Rel *rel;
1664         const Elf_Rela *relalim;
1665         const Elf_Rela *rela;
1666         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1667
1668         /* Perform relocations without addend if there are any: */
1669         if ((rel = ef->rel) != NULL) {
1670                 rellim = (const Elf_Rel *)((const char *)ef->rel + ef->relsize);
1671                 while (rel < rellim) {
1672                         elf_reloc_local(lf, (Elf_Addr)ef->address, rel,
1673                             ELF_RELOC_REL, elf_lookup);
1674                         rel++;
1675                 }
1676         }
1677
1678         /* Perform relocations with addend if there are any: */
1679         if ((rela = ef->rela) != NULL) {
1680                 relalim = (const Elf_Rela *)
1681                     ((const char *)ef->rela + ef->relasize);
1682                 while (rela < relalim) {
1683                         elf_reloc_local(lf, (Elf_Addr)ef->address, rela,
1684                             ELF_RELOC_RELA, elf_lookup);
1685                         rela++;
1686                 }
1687         }
1688 }
1689
1690 static long
1691 link_elf_symtab_get(linker_file_t lf, const Elf_Sym **symtab)
1692 {
1693         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1694
1695         *symtab = ef->ddbsymtab;
1696
1697         if (*symtab == NULL)
1698                 return (0);
1699
1700         return (ef->ddbsymcnt);
1701 }
1702
1703 static long
1704 link_elf_strtab_get(linker_file_t lf, caddr_t *strtab)
1705 {
1706         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1707
1708         *strtab = ef->ddbstrtab;
1709
1710         if (*strtab == NULL)
1711                 return (0);
1712
1713         return (ef->ddbstrcnt);
1714 }
1715
1716 #if defined(__i386__) || defined(__amd64__) || defined(__aarch64__)
1717 /*
1718  * Use this lookup routine when performing relocations early during boot.
1719  * The generic lookup routine depends on kobj, which is not initialized
1720  * at that point.
1721  */
1722 static int
1723 elf_lookup_ifunc(linker_file_t lf, Elf_Size symidx, int deps __unused,
1724     Elf_Addr *res)
1725 {
1726         elf_file_t ef;
1727         const Elf_Sym *symp;
1728         caddr_t val;
1729
1730         ef = (elf_file_t)lf;
1731         symp = ef->symtab + symidx;
1732         if (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC) {
1733                 val = (caddr_t)ef->address + symp->st_value;
1734                 *res = ((Elf_Addr (*)(void))val)();
1735                 return (0);
1736         }
1737         return (ENOENT);
1738 }
1739
1740 void
1741 link_elf_ireloc(caddr_t kmdp)
1742 {
1743         struct elf_file eff;
1744         elf_file_t ef;
1745
1746         ef = &eff;
1747
1748         bzero_early(ef, sizeof(*ef));
1749
1750         ef->modptr = kmdp;
1751         ef->dynamic = (Elf_Dyn *)&_DYNAMIC;
1752         parse_dynamic(ef);
1753         ef->address = 0;
1754         link_elf_preload_parse_symbols(ef);
1755         relocate_file1(ef, elf_lookup_ifunc, elf_reloc, true);
1756 }
1757 #endif