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 #ifdef SPARSE_MAPPING
  44 #include <sys/mman.h>
  45 #endif
  46 #include <sys/mutex.h>
  47 #include <sys/mount.h>
  48 #include <sys/pcpu.h>
  49 #include <sys/proc.h>
  50 #include <sys/namei.h>
  51 #include <sys/fcntl.h>
  52 #include <sys/vnode.h>
  53 #include <sys/linker.h>
  54
  55 #include <machine/elf.h>
  56
  57 #include <net/vnet.h>
  58
  59 #include <security/mac/mac_framework.h>
  60
  61 #include <vm/vm.h>
  62 #include <vm/vm_param.h>
  63 #ifdef SPARSE_MAPPING
  64 #include <vm/vm_object.h>
  65 #include <vm/vm_kern.h>
  66 #include <vm/vm_extern.h>
  67 #endif
  68 #include <vm/pmap.h>
  69 #include <vm/vm_map.h>
  70
  71 #include <sys/link_elf.h>
  72
  73 #include "linker_if.h"
  74
  75 #define MAXSEGS 4
  76
  77 typedef struct elf_file {
  78         struct linker_file lf;          /* Common fields */
  79         int             preloaded;      /* Was file pre-loaded */
  80         caddr_t         address;        /* Relocation address */
  81 #ifdef SPARSE_MAPPING
  82         vm_object_t     object;         /* VM object to hold file pages */
  83 #endif
  84         Elf_Dyn         *dynamic;       /* Symbol table etc. */
  85         Elf_Hashelt     nbuckets;       /* DT_HASH info */
  86         Elf_Hashelt     nchains;
  87         const Elf_Hashelt *buckets;
  88         const Elf_Hashelt *chains;
  89         caddr_t         hash;
  90         caddr_t         strtab;         /* DT_STRTAB */
  91         int             strsz;          /* DT_STRSZ */
  92         const Elf_Sym   *symtab;                /* DT_SYMTAB */
  93         Elf_Addr        *got;           /* DT_PLTGOT */
  94         const Elf_Rel   *pltrel;        /* DT_JMPREL */
  95         int             pltrelsize;     /* DT_PLTRELSZ */
  96         const Elf_Rela  *pltrela;       /* DT_JMPREL */
  97         int             pltrelasize;    /* DT_PLTRELSZ */
  98         const Elf_Rel   *rel;           /* DT_REL */
  99         int             relsize;        /* DT_RELSZ */
 100         const Elf_Rela  *rela;          /* DT_RELA */
 101         int             relasize;       /* DT_RELASZ */
 102         caddr_t         modptr;
 103         const Elf_Sym   *ddbsymtab;     /* The symbol table we are using */
 104         long            ddbsymcnt;      /* Number of symbols */
 105         caddr_t         ddbstrtab;      /* String table */
 106         long            ddbstrcnt;      /* number of bytes in string table */
 107         caddr_t         symbase;        /* malloc'ed symbold base */
 108         caddr_t         strbase;        /* malloc'ed string base */
 109         caddr_t         ctftab;         /* CTF table */
 110         long            ctfcnt;         /* number of bytes in CTF table */
 111         caddr_t         ctfoff;         /* CTF offset table */
 112         caddr_t         typoff;         /* Type offset table */
 113         long            typlen;         /* Number of type entries. */
 114         Elf_Addr        pcpu_start;     /* Pre-relocation pcpu set start. */
 115         Elf_Addr        pcpu_stop;      /* Pre-relocation pcpu set stop. */
 116         Elf_Addr        pcpu_base;      /* Relocated pcpu set address. */
 117 #ifdef VIMAGE
 118         Elf_Addr        vnet_start;     /* Pre-relocation vnet set start. */
 119         Elf_Addr        vnet_stop;      /* Pre-relocation vnet set stop. */
 120         Elf_Addr        vnet_base;      /* Relocated vnet set address. */
 121 #endif
 122 #ifdef GDB
 123         struct link_map gdb;            /* hooks for gdb */
 124 #endif
 125 } *elf_file_t;
 126
 127 struct elf_set {
 128         Elf_Addr        es_start;
 129         Elf_Addr        es_stop;
 130         Elf_Addr        es_base;
 131         TAILQ_ENTRY(elf_set)    es_link;
 132 };
 133
 134 TAILQ_HEAD(elf_set_head, elf_set);
 135
 136 #include <kern/kern_ctf.c>
 137
 138 static int      link_elf_link_common_finish(linker_file_t);
 139 static int      link_elf_link_preload(linker_class_t cls,
 140                                       const char *, linker_file_t *);
 141 static int      link_elf_link_preload_finish(linker_file_t);
 142 static int      link_elf_load_file(linker_class_t, const char *,
 143                     linker_file_t *);
 144 static int      link_elf_lookup_symbol(linker_file_t, const char *,
 145                     c_linker_sym_t *);
 146 static int      link_elf_symbol_values(linker_file_t, c_linker_sym_t,
 147                     linker_symval_t *);
 148 static int      link_elf_search_symbol(linker_file_t, caddr_t,
 149                     c_linker_sym_t *, long *);
 150
 151 static void     link_elf_unload_file(linker_file_t);
 152 static void     link_elf_unload_preload(linker_file_t);
 153 static int      link_elf_lookup_set(linker_file_t, const char *,
 154                     void ***, void ***, int *);
 155 static int      link_elf_each_function_name(linker_file_t,
 156                     int (*)(const char *, void *), void *);
 157 static int      link_elf_each_function_nameval(linker_file_t,
 158                     linker_function_nameval_callback_t, void *);
 159 static void     link_elf_reloc_local(linker_file_t);
 160 static long     link_elf_symtab_get(linker_file_t, const Elf_Sym **);
 161 static long     link_elf_strtab_get(linker_file_t, caddr_t *);
 162 static int      elf_lookup(linker_file_t, Elf_Size, int, Elf_Addr *);
 163
 164 static kobj_method_t link_elf_methods[] = {
 165         KOBJMETHOD(linker_lookup_symbol,        link_elf_lookup_symbol),
 166         KOBJMETHOD(linker_symbol_values,        link_elf_symbol_values),
 167         KOBJMETHOD(linker_search_symbol,        link_elf_search_symbol),
 168         KOBJMETHOD(linker_unload,               link_elf_unload_file),
 169         KOBJMETHOD(linker_load_file,            link_elf_load_file),
 170         KOBJMETHOD(linker_link_preload,         link_elf_link_preload),
 171         KOBJMETHOD(linker_link_preload_finish,  link_elf_link_preload_finish),
 172         KOBJMETHOD(linker_lookup_set,           link_elf_lookup_set),
 173         KOBJMETHOD(linker_each_function_name,   link_elf_each_function_name),
 174         KOBJMETHOD(linker_each_function_nameval, link_elf_each_function_nameval),
 175         KOBJMETHOD(linker_ctf_get,              link_elf_ctf_get),
 176         KOBJMETHOD(linker_symtab_get,           link_elf_symtab_get),
 177         KOBJMETHOD(linker_strtab_get,           link_elf_strtab_get),
 178         KOBJMETHOD_END
 179 };
 180
 181 static struct linker_class link_elf_class = {
 182 #if ELF_TARG_CLASS == ELFCLASS32
 183         "elf32",
 184 #else
 185         "elf64",
 186 #endif
 187         link_elf_methods, sizeof(struct elf_file)
 188 };
 189
 190 typedef int (*elf_reloc_fn)(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase,
 191     const void *data, int type, elf_lookup_fn lookup);
 192
 193 static int      parse_dynamic(elf_file_t);
 194 static int      relocate_file(elf_file_t);
 195 static int      relocate_file1(elf_file_t ef, elf_lookup_fn lookup,
 196                     elf_reloc_fn reloc, bool ifuncs);
 197 static int      link_elf_preload_parse_symbols(elf_file_t);
 198
 199 static struct elf_set_head set_pcpu_list;
 200 #ifdef VIMAGE
 201 static struct elf_set_head set_vnet_list;
 202 #endif
 203
 204 static void
 205 elf_set_add(struct elf_set_head *list, Elf_Addr start, Elf_Addr stop, Elf_Addr base)
 206 {
 207         struct elf_set *set, *iter;
 208
 209         set = malloc(sizeof(*set), M_LINKER, M_WAITOK);
 210         set->es_start = start;
 211         set->es_stop = stop;
 212         set->es_base = base;
 213
 214         TAILQ_FOREACH(iter, list, es_link) {
 215
 216                 KASSERT((set->es_start < iter->es_start && set->es_stop < iter->es_stop) ||
 217                     (set->es_start > iter->es_start && set->es_stop > iter->es_stop),
 218                     ("linker sets intersection: to insert: 0x%jx-0x%jx; inserted: 0x%jx-0x%jx",
 219                     (uintmax_t)set->es_start, (uintmax_t)set->es_stop,
 220                     (uintmax_t)iter->es_start, (uintmax_t)iter->es_stop));
 221
 222                 if (iter->es_start > set->es_start) {
 223                         TAILQ_INSERT_BEFORE(iter, set, es_link);
 224                         break;
 225                 }
 226         }
 227
 228         if (iter == NULL)
 229                 TAILQ_INSERT_TAIL(list, set, es_link);
 230 }
 231
 232 static int
 233 elf_set_find(struct elf_set_head *list, Elf_Addr addr, Elf_Addr *start, Elf_Addr *base)
 234 {
 235         struct elf_set *set;
 236
 237         TAILQ_FOREACH(set, list, es_link) {
 238                 if (addr < set->es_start)
 239                         return (0);
 240                 if (addr < set->es_stop) {
 241                         *start = set->es_start;
 242                         *base = set->es_base;
 243                         return (1);
 244                 }
 245         }
 246
 247         return (0);
 248 }
 249
 250 static void
 251 elf_set_delete(struct elf_set_head *list, Elf_Addr start)
 252 {
 253         struct elf_set *set;
 254
 255         TAILQ_FOREACH(set, list, es_link) {
 256                 if (start < set->es_start)
 257                         break;
 258                 if (start == set->es_start) {
 259                         TAILQ_REMOVE(list, set, es_link);
 260                         free(set, M_LINKER);
 261                         return;
 262                 }
 263         }
 264         KASSERT(0, ("deleting unknown linker set (start = 0x%jx)",
 265             (uintmax_t)start));
 266 }
 267
 268 #ifdef GDB
 269 static void     r_debug_state(struct r_debug *, struct link_map *);
 270
 271 /*
 272  * A list of loaded modules for GDB to use for loading symbols.
 273  */
 274 struct r_debug r_debug;
 275
 276 #define GDB_STATE(s) do {                               \
 277         r_debug.r_state = s; r_debug_state(NULL, NULL); \
 278 } while (0)
 279
 280 /*
 281  * Function for the debugger to set a breakpoint on to gain control.
 282  */
 283 static void
 284 r_debug_state(struct r_debug *dummy_one __unused,
 285               struct link_map *dummy_two __unused)
 286 {
 287 }
 288
 289 static void
 290 link_elf_add_gdb(struct link_map *l)
 291 {
 292         struct link_map *prev;
 293
 294         l->l_next = NULL;
 295
 296         if (r_debug.r_map == NULL) {
 297                 /* Add first. */
 298                 l->l_prev = NULL;
 299                 r_debug.r_map = l;
 300         } else {
 301                 /* Append to list. */
 302                 for (prev = r_debug.r_map;
 303                     prev->l_next != NULL;
 304                     prev = prev->l_next)
 305                         ;
 306                 l->l_prev = prev;
 307                 prev->l_next = l;
 308         }
 309 }
 310
 311 static void
 312 link_elf_delete_gdb(struct link_map *l)
 313 {
 314         if (l->l_prev == NULL) {
 315                 /* Remove first. */
 316                 if ((r_debug.r_map = l->l_next) != NULL)
 317                         l->l_next->l_prev = NULL;
 318         } else {
 319                 /* Remove any but first. */
 320                 if ((l->l_prev->l_next = l->l_next) != NULL)
 321                         l->l_next->l_prev = l->l_prev;
 322         }
 323 }
 324 #endif /* GDB */
 325
 326 /*
 327  * The kernel symbol table starts here.
 328  */
 329 extern struct _dynamic _DYNAMIC;
 330
 331 static void
 332 link_elf_error(const char *filename, const char *s)
 333 {
 334         if (filename == NULL)
 335                 printf("kldload: %s\n", s);
 336         else
 337                 printf("kldload: %s: %s\n", filename, s);
 338 }
 339
 340 static void
 341 link_elf_invoke_ctors(caddr_t addr, size_t size)
 342 {
 343         void (**ctor)(void);
 344         size_t i, cnt;
 345
 346         if (addr == NULL || size == 0)
 347                 return;
 348         cnt = size / sizeof(*ctor);
 349         ctor = (void *)addr;
 350         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 351                 if (ctor[i] != NULL)
 352                         (*ctor[i])();
 353         }
 354 }
 355
 356 /*
 357  * Actions performed after linking/loading both the preloaded kernel and any
 358  * modules; whether preloaded or dynamicly loaded.
 359  */
 360 static int
 361 link_elf_link_common_finish(linker_file_t lf)
 362 {
 363 #ifdef GDB
 364         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
 365         char *newfilename;
 366 #endif
 367         int error;
 368
 369         /* Notify MD code that a module is being loaded. */
 370         error = elf_cpu_load_file(lf);
 371         if (error != 0)
 372                 return (error);
 373
 374 #ifdef GDB
 375         GDB_STATE(RT_ADD);
 376         ef->gdb.l_addr = lf->address;
 377         newfilename = malloc(strlen(lf->filename) + 1, M_LINKER, M_WAITOK);
 378         strcpy(newfilename, lf->filename);
 379         ef->gdb.l_name = newfilename;
 380         ef->gdb.l_ld = ef->dynamic;
 381         link_elf_add_gdb(&ef->gdb);
 382         GDB_STATE(RT_CONSISTENT);
 383 #endif
 384
 385         /* Invoke .ctors */
 386         link_elf_invoke_ctors(lf->ctors_addr, lf->ctors_size);
 387         return (0);
 388 }
 389
 390 extern vm_offset_t __startkernel, __endkernel;
 391
 392 static void
 393 link_elf_init(void* arg)
 394 {
 395         Elf_Dyn *dp;
 396         Elf_Addr *ctors_addrp;
 397         Elf_Size *ctors_sizep;
 398         caddr_t modptr, baseptr, sizeptr;
 399         elf_file_t ef;
 400         char *modname;
 401
 402         linker_add_class(&link_elf_class);
 403
 404         dp = (Elf_Dyn *)&_DYNAMIC;
 405         modname = NULL;
 406         modptr = preload_search_by_type("elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) " kernel");
 407         if (modptr == NULL)
 408                 modptr = preload_search_by_type("elf kernel");
 409         modname = (char *)preload_search_info(modptr, MODINFO_NAME);
 410         if (modname == NULL)
 411                 modname = "kernel";
 412         linker_kernel_file = linker_make_file(modname, &link_elf_class);
 413         if (linker_kernel_file == NULL)
 414                 panic("%s: Can't create linker structures for kernel",
 415                     __func__);
 416
 417         ef = (elf_file_t) linker_kernel_file;
 418         ef->preloaded = 1;
 419 #ifdef __powerpc__
 420         ef->address = (caddr_t) (__startkernel - KERNBASE);
 421 #else
 422         ef->address = 0;
 423 #endif
 424 #ifdef SPARSE_MAPPING
 425         ef->object = NULL;
 426 #endif
 427         ef->dynamic = dp;
 428
 429         if (dp != NULL)
 430                 parse_dynamic(ef);
 431 #ifdef __powerpc__
 432         linker_kernel_file->address = (caddr_t)__startkernel;
 433         linker_kernel_file->size = (intptr_t)(__endkernel - __startkernel);
 434 #else
 435         linker_kernel_file->address += KERNBASE;
 436         linker_kernel_file->size = -(intptr_t)linker_kernel_file->address;
 437 #endif
 438
 439         if (modptr != NULL) {
 440                 ef->modptr = modptr;
 441                 baseptr = preload_search_info(modptr, MODINFO_ADDR);
 442                 if (baseptr != NULL)
 443                         linker_kernel_file->address = *(caddr_t *)baseptr;
 444                 sizeptr = preload_search_info(modptr, MODINFO_SIZE);
 445                 if (sizeptr != NULL)
 446                         linker_kernel_file->size = *(size_t *)sizeptr;
 447                 ctors_addrp = (Elf_Addr *)preload_search_info(modptr,
 448                         MODINFO_METADATA | MODINFOMD_CTORS_ADDR);
 449                 ctors_sizep = (Elf_Size *)preload_search_info(modptr,
 450                         MODINFO_METADATA | MODINFOMD_CTORS_SIZE);
 451                 if (ctors_addrp != NULL && ctors_sizep != NULL) {
 452                         linker_kernel_file->ctors_addr = ef->address +
 453                             *ctors_addrp;
 454                         linker_kernel_file->ctors_size = *ctors_sizep;
 455                 }
 456         }
 457         (void)link_elf_preload_parse_symbols(ef);
 458
 459 #ifdef GDB
 460         r_debug.r_map = NULL;
 461         r_debug.r_brk = r_debug_state;
 462         r_debug.r_state = RT_CONSISTENT;
 463 #endif
 464
 465         (void)link_elf_link_common_finish(linker_kernel_file);
 466         linker_kernel_file->flags |= LINKER_FILE_LINKED;
 467         TAILQ_INIT(&set_pcpu_list);
 468 #ifdef VIMAGE
 469         TAILQ_INIT(&set_vnet_list);
 470 #endif
 471 }
 472
 473 SYSINIT(link_elf, SI_SUB_KLD, SI_ORDER_THIRD, link_elf_init, NULL);
 474
 475 static int
 476 link_elf_preload_parse_symbols(elf_file_t ef)
 477 {
 478         caddr_t pointer;
 479         caddr_t ssym, esym, base;
 480         caddr_t strtab;
 481         int strcnt;
 482         Elf_Sym *symtab;
 483         int symcnt;
 484
 485         if (ef->modptr == NULL)
 486                 return (0);
 487         pointer = preload_search_info(ef->modptr,
 488             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SSYM);
 489         if (pointer == NULL)
 490                 return (0);
 491         ssym = *(caddr_t *)pointer;
 492         pointer = preload_search_info(ef->modptr,
 493             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_ESYM);
 494         if (pointer == NULL)
 495                 return (0);
 496         esym = *(caddr_t *)pointer;
 497
 498         base = ssym;
 499
 500         symcnt = *(long *)base;
 501         base += sizeof(long);
 502         symtab = (Elf_Sym *)base;
 503         base += roundup(symcnt, sizeof(long));
 504
 505         if (base > esym || base < ssym) {
 506                 printf("Symbols are corrupt!\n");
 507                 return (EINVAL);
 508         }
 509
 510         strcnt = *(long *)base;
 511         base += sizeof(long);
 512         strtab = base;
 513         base += roundup(strcnt, sizeof(long));
 514
 515         if (base > esym || base < ssym) {
 516                 printf("Symbols are corrupt!\n");
 517                 return (EINVAL);
 518         }
 519
 520         ef->ddbsymtab = symtab;
 521         ef->ddbsymcnt = symcnt / sizeof(Elf_Sym);
 522         ef->ddbstrtab = strtab;
 523         ef->ddbstrcnt = strcnt;
 524
 525         return (0);
 526 }
 527
 528 static int
 529 parse_dynamic(elf_file_t ef)
 530 {
 531         Elf_Dyn *dp;
 532         int plttype = DT_REL;
 533
 534         for (dp = ef->dynamic; dp->d_tag != DT_NULL; dp++) {
 535                 switch (dp->d_tag) {
 536                 case DT_HASH:
 537                 {
 538                         /* From src/libexec/rtld-elf/rtld.c */
 539                         const Elf_Hashelt *hashtab = (const Elf_Hashelt *)
 540                             (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 541                         ef->nbuckets = hashtab[0];
 542                         ef->nchains = hashtab[1];
 543                         ef->buckets = hashtab + 2;
 544                         ef->chains = ef->buckets + ef->nbuckets;
 545                         break;
 546                 }
 547                 case DT_STRTAB:
 548                         ef->strtab = (caddr_t) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 549                         break;
 550                 case DT_STRSZ:
 551                         ef->strsz = dp->d_un.d_val;
 552                         break;
 553                 case DT_SYMTAB:
 554                         ef->symtab = (Elf_Sym*) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 555                         break;
 556                 case DT_SYMENT:
 557                         if (dp->d_un.d_val != sizeof(Elf_Sym))
 558                                 return (ENOEXEC);
 559                         break;
 560                 case DT_PLTGOT:
 561                         ef->got = (Elf_Addr *) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 562                         break;
 563                 case DT_REL:
 564                         ef->rel = (const Elf_Rel *) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 565                         break;
 566                 case DT_RELSZ:
 567                         ef->relsize = dp->d_un.d_val;
 568                         break;
 569                 case DT_RELENT:
 570                         if (dp->d_un.d_val != sizeof(Elf_Rel))
 571                                 return (ENOEXEC);
 572                         break;
 573                 case DT_JMPREL:
 574                         ef->pltrel = (const Elf_Rel *) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 575                         break;
 576                 case DT_PLTRELSZ:
 577                         ef->pltrelsize = dp->d_un.d_val;
 578                         break;
 579                 case DT_RELA:
 580                         ef->rela = (const Elf_Rela *) (ef->address + dp->d_un.d_ptr);
 581                         break;
 582                 case DT_RELASZ:
 583                         ef->relasize = dp->d_un.d_val;
 584                         break;
 585                 case DT_RELAENT:
 586                         if (dp->d_un.d_val != sizeof(Elf_Rela))
 587                                 return (ENOEXEC);
 588                         break;
 589                 case DT_PLTREL:
 590                         plttype = dp->d_un.d_val;
 591                         if (plttype != DT_REL && plttype != DT_RELA)
 592                                 return (ENOEXEC);
 593                         break;
 594 #ifdef GDB
 595                 case DT_DEBUG:
 596                         dp->d_un.d_ptr = (Elf_Addr)&r_debug;
 597                         break;
 598 #endif
 599                 }
 600         }
 601
 602         if (plttype == DT_RELA) {
 603                 ef->pltrela = (const Elf_Rela *)ef->pltrel;
 604                 ef->pltrel = NULL;
 605                 ef->pltrelasize = ef->pltrelsize;
 606                 ef->pltrelsize = 0;
 607         }
 608
 609         ef->ddbsymtab = ef->symtab;
 610         ef->ddbsymcnt = ef->nchains;
 611         ef->ddbstrtab = ef->strtab;
 612         ef->ddbstrcnt = ef->strsz;
 613
 614         return (0);
 615 }
 616
 617 #define LS_PADDING      0x90909090
 618 static int
 619 parse_dpcpu(elf_file_t ef)
 620 {
 621         int error, size;
 622 #if defined(__i386__)
 623         uint32_t pad;
 624 #endif
 625
 626         ef->pcpu_start = 0;
 627         ef->pcpu_stop = 0;
 628         error = link_elf_lookup_set(&ef->lf, "pcpu", (void ***)&ef->pcpu_start,
 629             (void ***)&ef->pcpu_stop, NULL);
 630         /* Error just means there is no pcpu set to relocate. */
 631         if (error != 0)
 632                 return (0);
 633         size = (uintptr_t)ef->pcpu_stop - (uintptr_t)ef->pcpu_start;
 634         /* Empty set? */
 635         if (size < 1)
 636                 return (0);
 637 #if defined(__i386__)
 638         /* In case we do find __start/stop_set_ symbols double-check. */
 639         if (size < 4) {
 640                 uprintf("Kernel module '%s' must be recompiled with "
 641                     "linker script\n", ef->lf.pathname);
 642                 return (ENOEXEC);
 643         }
 644
 645         /* Padding from linker-script correct? */
 646         pad = *(uint32_t *)((uintptr_t)ef->pcpu_stop - sizeof(pad));
 647         if (pad != LS_PADDING) {
 648                 uprintf("Kernel module '%s' must be recompiled with "
 649                     "linker script, invalid padding %#04x (%#04x)\n",
 650                     ef->lf.pathname, pad, LS_PADDING);
 651                 return (ENOEXEC);
 652         }
 653         /* If we only have valid padding, nothing to do. */
 654         if (size == 4)
 655                 return (0);
 656 #endif
 657         /*
 658          * Allocate space in the primary pcpu area.  Copy in our
 659          * initialization from the data section and then initialize
 660          * all per-cpu storage from that.
 661          */
 662         ef->pcpu_base = (Elf_Addr)(uintptr_t)dpcpu_alloc(size);
 663         if (ef->pcpu_base == 0) {
 664                 printf("%s: pcpu module space is out of space; "
 665                     "cannot allocate %d for %s\n",
 666                     __func__, size, ef->lf.pathname);
 667                 return (ENOSPC);
 668         }
 669         memcpy((void *)ef->pcpu_base, (void *)ef->pcpu_start, size);
 670         dpcpu_copy((void *)ef->pcpu_base, size);
 671         elf_set_add(&set_pcpu_list, ef->pcpu_start, ef->pcpu_stop,
 672             ef->pcpu_base);
 673
 674         return (0);
 675 }
 676
 677 #ifdef VIMAGE
 678 static int
 679 parse_vnet(elf_file_t ef)
 680 {
 681         int error, size;
 682 #if defined(__i386__)
 683         uint32_t pad;
 684 #endif
 685
 686         ef->vnet_start = 0;
 687         ef->vnet_stop = 0;
 688         error = link_elf_lookup_set(&ef->lf, "vnet", (void ***)&ef->vnet_start,
 689             (void ***)&ef->vnet_stop, NULL);
 690         /* Error just means there is no vnet data set to relocate. */
 691         if (error != 0)
 692                 return (0);
 693         size = (uintptr_t)ef->vnet_stop - (uintptr_t)ef->vnet_start;
 694         /* Empty set? */
 695         if (size < 1)
 696                 return (0);
 697 #if defined(__i386__)
 698         /* In case we do find __start/stop_set_ symbols double-check. */
 699         if (size < 4) {
 700                 uprintf("Kernel module '%s' must be recompiled with "
 701                     "linker script\n", ef->lf.pathname);
 702                 return (ENOEXEC);
 703         }
 704
 705         /* Padding from linker-script correct? */
 706         pad = *(uint32_t *)((uintptr_t)ef->vnet_stop - sizeof(pad));
 707         if (pad != LS_PADDING) {
 708                 uprintf("Kernel module '%s' must be recompiled with "
 709                     "linker script, invalid padding %#04x (%#04x)\n",
 710                     ef->lf.pathname, pad, LS_PADDING);
 711                 return (ENOEXEC);
 712         }
 713         /* If we only have valid padding, nothing to do. */
 714         if (size == 4)
 715                 return (0);
 716 #endif
 717         /*
 718          * Allocate space in the primary vnet area.  Copy in our
 719          * initialization from the data section and then initialize
 720          * all per-vnet storage from that.
 721          */
 722         ef->vnet_base = (Elf_Addr)(uintptr_t)vnet_data_alloc(size);
 723         if (ef->vnet_base == 0) {
 724                 printf("%s: vnet module space is out of space; "
 725                     "cannot allocate %d for %s\n",
 726                     __func__, size, ef->lf.pathname);
 727                 return (ENOSPC);
 728         }
 729         memcpy((void *)ef->vnet_base, (void *)ef->vnet_start, size);
 730         vnet_data_copy((void *)ef->vnet_base, size);
 731         elf_set_add(&set_vnet_list, ef->vnet_start, ef->vnet_stop,
 732             ef->vnet_base);
 733
 734         return (0);
 735 }
 736 #endif
 737 #undef LS_PADDING
 738
 739 static int
 740 link_elf_link_preload(linker_class_t cls,
 741     const char* filename, linker_file_t *result)
 742 {
 743         Elf_Addr *ctors_addrp;
 744         Elf_Size *ctors_sizep;
 745         caddr_t modptr, baseptr, sizeptr, dynptr;
 746         char *type;
 747         elf_file_t ef;
 748         linker_file_t lf;
 749         int error;
 750         vm_offset_t dp;
 751
 752         /* Look to see if we have the file preloaded */
 753         modptr = preload_search_by_name(filename);
 754         if (modptr == NULL)
 755                 return (ENOENT);
 756
 757         type = (char *)preload_search_info(modptr, MODINFO_TYPE);
 758         baseptr = preload_search_info(modptr, MODINFO_ADDR);
 759         sizeptr = preload_search_info(modptr, MODINFO_SIZE);
 760         dynptr = preload_search_info(modptr,
 761             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_DYNAMIC);
 762         if (type == NULL ||
 763             (strcmp(type, "elf" __XSTRING(__ELF_WORD_SIZE) " module") != 0 &&
 764              strcmp(type, "elf module") != 0))
 765                 return (EFTYPE);
 766         if (baseptr == NULL || sizeptr == NULL || dynptr == NULL)
 767                 return (EINVAL);
 768
 769         lf = linker_make_file(filename, &link_elf_class);
 770         if (lf == NULL)
 771                 return (ENOMEM);
 772
 773         ef = (elf_file_t) lf;
 774         ef->preloaded = 1;
 775         ef->modptr = modptr;
 776         ef->address = *(caddr_t *)baseptr;
 777 #ifdef SPARSE_MAPPING
 778         ef->object = NULL;
 779 #endif
 780         dp = (vm_offset_t)ef->address + *(vm_offset_t *)dynptr;
 781         ef->dynamic = (Elf_Dyn *)dp;
 782         lf->address = ef->address;
 783         lf->size = *(size_t *)sizeptr;
 784
 785         ctors_addrp = (Elf_Addr *)preload_search_info(modptr,
 786             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_CTORS_ADDR);
 787         ctors_sizep = (Elf_Size *)preload_search_info(modptr,
 788             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_CTORS_SIZE);
 789         if (ctors_addrp != NULL && ctors_sizep != NULL) {
 790                 lf->ctors_addr = ef->address + *ctors_addrp;
 791                 lf->ctors_size = *ctors_sizep;
 792         }
 793
 794         error = parse_dynamic(ef);
 795         if (error == 0)
 796                 error = parse_dpcpu(ef);
 797 #ifdef VIMAGE
 798         if (error == 0)
 799                 error = parse_vnet(ef);
 800 #endif
 801         if (error != 0) {
 802                 linker_file_unload(lf, LINKER_UNLOAD_FORCE);
 803                 return (error);
 804         }
 805         link_elf_reloc_local(lf);
 806         *result = lf;
 807         return (0);
 808 }
 809
 810 static int
 811 link_elf_link_preload_finish(linker_file_t lf)
 812 {
 813         elf_file_t ef;
 814         int error;
 815
 816         ef = (elf_file_t) lf;
 817         error = relocate_file(ef);
 818         if (error != 0)
 819                 return (error);
 820         (void)link_elf_preload_parse_symbols(ef);
 821
 822         return (link_elf_link_common_finish(lf));
 823 }
 824
 825 static int
 826 link_elf_load_file(linker_class_t cls, const char* filename,
 827     linker_file_t* result)
 828 {
 829         struct nameidata nd;
 830         struct thread* td = curthread;  /* XXX */
 831         Elf_Ehdr *hdr;
 832         caddr_t firstpage, segbase;
 833         int nbytes, i;
 834         Elf_Phdr *phdr;
 835         Elf_Phdr *phlimit;
 836         Elf_Phdr *segs[MAXSEGS];
 837         int nsegs;
 838         Elf_Phdr *phdyn;
 839         caddr_t mapbase;
 840         size_t mapsize;
 841         Elf_Addr base_vaddr;
 842         Elf_Addr base_vlimit;
 843         int error = 0;
 844         ssize_t resid;
 845         int flags;
 846         elf_file_t ef;
 847         linker_file_t lf;
 848         Elf_Shdr *shdr;
 849         int symtabindex;
 850         int symstrindex;
 851         int shstrindex;
 852         int symcnt;
 853         int strcnt;
 854         char *shstrs;
 855
 856         shdr = NULL;
 857         lf = NULL;
 858         shstrs = NULL;
 859
 860         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, filename, td);
 861         flags = FREAD;
 862         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
 863         if (error != 0)
 864                 return (error);
 865         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
 866         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
 867                 error = ENOEXEC;
 868                 firstpage = NULL;
 869                 goto out;
 870         }
 871 #ifdef MAC
 872         error = mac_kld_check_load(curthread->td_ucred, nd.ni_vp);
 873         if (error != 0) {
 874                 firstpage = NULL;
 875                 goto out;
 876         }
 877 #endif
 878
 879         /*
 880          * Read the elf header from the file.
 881          */
 882         firstpage = malloc(PAGE_SIZE, M_LINKER, M_WAITOK);
 883         hdr = (Elf_Ehdr *)firstpage;
 884         error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp, firstpage, PAGE_SIZE, 0,
 885             UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
 886             &resid, td);
 887         nbytes = PAGE_SIZE - resid;
 888         if (error != 0)
 889                 goto out;
 890
 891         if (!IS_ELF(*hdr)) {
 892                 error = ENOEXEC;
 893                 goto out;
 894         }
 895
 896         if (hdr->e_ident[EI_CLASS] != ELF_TARG_CLASS ||
 897             hdr->e_ident[EI_DATA] != ELF_TARG_DATA) {
 898                 link_elf_error(filename, "Unsupported file layout");
 899                 error = ENOEXEC;
 900                 goto out;
 901         }
 902         if (hdr->e_ident[EI_VERSION] != EV_CURRENT ||
 903             hdr->e_version != EV_CURRENT) {
 904                 link_elf_error(filename, "Unsupported file version");
 905                 error = ENOEXEC;
 906                 goto out;
 907         }
 908         if (hdr->e_type != ET_EXEC && hdr->e_type != ET_DYN) {
 909                 error = ENOSYS;
 910                 goto out;
 911         }
 912         if (hdr->e_machine != ELF_TARG_MACH) {
 913                 link_elf_error(filename, "Unsupported machine");
 914                 error = ENOEXEC;
 915                 goto out;
 916         }
 917
 918         /*
 919          * We rely on the program header being in the first page.
 920          * This is not strictly required by the ABI specification, but
 921          * it seems to always true in practice.  And, it simplifies
 922          * things considerably.
 923          */
 924         if (!((hdr->e_phentsize == sizeof(Elf_Phdr)) &&
 925               (hdr->e_phoff + hdr->e_phnum*sizeof(Elf_Phdr) <= PAGE_SIZE) &&
 926               (hdr->e_phoff + hdr->e_phnum*sizeof(Elf_Phdr) <= nbytes)))
 927                 link_elf_error(filename, "Unreadable program headers");
 928
 929         /*
 930          * Scan the program header entries, and save key information.
 931          *
 932          * We rely on there being exactly two load segments, text and data,
 933          * in that order.
 934          */
 935         phdr = (Elf_Phdr *) (firstpage + hdr->e_phoff);
 936         phlimit = phdr + hdr->e_phnum;
 937         nsegs = 0;
 938         phdyn = NULL;
 939         while (phdr < phlimit) {
 940                 switch (phdr->p_type) {
 941                 case PT_LOAD:
 942                         if (nsegs == MAXSEGS) {
 943                                 link_elf_error(filename, "Too many sections");
 944                                 error = ENOEXEC;
 945                                 goto out;
 946                         }
 947                         /*
 948                          * XXX: We just trust they come in right order ??
 949                          */
 950                         segs[nsegs] = phdr;
 951                         ++nsegs;
 952                         break;
 953
 954                 case PT_DYNAMIC:
 955                         phdyn = phdr;
 956                         break;
 957
 958                 case PT_INTERP:
 959                         error = ENOSYS;
 960                         goto out;
 961                 }
 962
 963                 ++phdr;
 964         }
 965         if (phdyn == NULL) {
 966                 link_elf_error(filename, "Object is not dynamically-linked");
 967                 error = ENOEXEC;
 968                 goto out;
 969         }
 970         if (nsegs == 0) {
 971                 link_elf_error(filename, "No sections");
 972                 error = ENOEXEC;
 973                 goto out;
 974         }
 975
 976         /*
 977          * Allocate the entire address space of the object, to stake
 978          * out our contiguous region, and to establish the base
 979          * address for relocation.
 980          */
 981         base_vaddr = trunc_page(segs[0]->p_vaddr);
 982         base_vlimit = round_page(segs[nsegs - 1]->p_vaddr +
 983             segs[nsegs - 1]->p_memsz);
 984         mapsize = base_vlimit - base_vaddr;
 985
 986         lf = linker_make_file(filename, &link_elf_class);
 987         if (lf == NULL) {
 988                 error = ENOMEM;
 989                 goto out;
 990         }
 991
 992         ef = (elf_file_t) lf;
 993 #ifdef SPARSE_MAPPING
 994         ef->object = vm_object_allocate(OBJT_PHYS, atop(mapsize));
 995         if (ef->object == NULL) {
 996                 error = ENOMEM;
 997                 goto out;
 998         }
 999 #ifdef __amd64__
1000         mapbase = (caddr_t)KERNBASE;
1001 #else
1002         mapbase = (caddr_t)vm_map_min(kernel_map);
1003 #endif
1004         /*
1005          * Mapping protections are downgraded after relocation processing.
1006          */
1007         error = vm_map_find(kernel_map, ef->object, 0,
1008             (vm_offset_t *)&mapbase, mapsize, 0, VMFS_OPTIMAL_SPACE,
1009             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0);
1010         if (error != 0) {
1011                 vm_object_deallocate(ef->object);
1012                 ef->object = NULL;
1013                 goto out;
1014         }
1015 #else
1016         mapbase = malloc(mapsize, M_LINKER, M_EXEC | M_WAITOK);
1017 #endif
1018         ef->address = mapbase;
1019
1020         /*
1021          * Read the text and data sections and zero the bss.
1022          */
1023         for (i = 0; i < nsegs; i++) {
1024                 segbase = mapbase + segs[i]->p_vaddr - base_vaddr;
1025
1026 #ifdef SPARSE_MAPPING
1027                 /*
1028                  * Consecutive segments may have different mapping permissions,
1029                  * so be strict and verify that their mappings do not overlap.
1030                  */
1031                 if (((vm_offset_t)segbase & PAGE_MASK) != 0) {
1032                         error = EINVAL;
1033                         goto out;
1034                 }
1035
1036                 error = vm_map_wire(kernel_map,
1037                     (vm_offset_t)segbase,
1038                     (vm_offset_t)segbase + round_page(segs[i]->p_memsz),
1039                     VM_MAP_WIRE_SYSTEM | VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
1040                 if (error != KERN_SUCCESS) {
1041                         error = ENOMEM;
1042                         goto out;
1043                 }
1044 #endif
1045
1046                 error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp,
1047                     segbase, segs[i]->p_filesz, segs[i]->p_offset,
1048                     UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
1049                     &resid, td);
1050                 if (error != 0)
1051                         goto out;
1052                 bzero(segbase + segs[i]->p_filesz,
1053                     segs[i]->p_memsz - segs[i]->p_filesz);
1054         }
1055
1056 #ifdef GPROF
1057         /* Update profiling information with the new text segment. */
1058         mtx_lock(&Giant);
1059         kmupetext((uintfptr_t)(mapbase + segs[0]->p_vaddr - base_vaddr +
1060             segs[0]->p_memsz));
1061         mtx_unlock(&Giant);
1062 #endif
1063
1064         ef->dynamic = (Elf_Dyn *) (mapbase + phdyn->p_vaddr - base_vaddr);
1065
1066         lf->address = ef->address;
1067         lf->size = mapsize;
1068
1069         error = parse_dynamic(ef);
1070         if (error != 0)
1071                 goto out;
1072         error = parse_dpcpu(ef);
1073         if (error != 0)
1074                 goto out;
1075 #ifdef VIMAGE
1076         error = parse_vnet(ef);
1077         if (error != 0)
1078                 goto out;
1079 #endif
1080         link_elf_reloc_local(lf);
1081
1082         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1083         error = linker_load_dependencies(lf);
1084         vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1085         if (error != 0)
1086                 goto out;
1087         error = relocate_file(ef);
1088         if (error != 0)
1089                 goto out;
1090
1091 #ifdef SPARSE_MAPPING
1092         /*
1093          * Downgrade permissions on text segment mappings now that relocation
1094          * processing is complete.  Restrict permissions on read-only segments.
1095          */
1096         for (i = 0; i < nsegs; i++) {
1097                 vm_prot_t prot;
1098
1099                 if (segs[i]->p_type != PT_LOAD)
1100                         continue;
1101
1102                 prot = VM_PROT_READ;
1103                 if ((segs[i]->p_flags & PF_W) != 0)
1104                         prot |= VM_PROT_WRITE;
1105                 if ((segs[i]->p_flags & PF_X) != 0)
1106                         prot |= VM_PROT_EXECUTE;
1107                 segbase = mapbase + segs[i]->p_vaddr - base_vaddr;
1108                 error = vm_map_protect(kernel_map,
1109                     (vm_offset_t)segbase,
1110                     (vm_offset_t)segbase + round_page(segs[i]->p_memsz),
1111                     prot, FALSE);
1112                 if (error != KERN_SUCCESS) {
1113                         error = ENOMEM;
1114                         goto out;
1115                 }
1116         }
1117 #endif
1118
1119         /*
1120          * Try and load the symbol table if it's present.  (you can
1121          * strip it!)
1122          */
1123         nbytes = hdr->e_shnum * hdr->e_shentsize;
1124         if (nbytes == 0 || hdr->e_shoff == 0)
1125                 goto nosyms;
1126         shdr = malloc(nbytes, M_LINKER, M_WAITOK | M_ZERO);
1127         error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp,
1128             (caddr_t)shdr, nbytes, hdr->e_shoff,
1129             UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
1130             &resid, td);
1131         if (error != 0)
1132                 goto out;
1133
1134         /* Read section string table */
1135         shstrindex = hdr->e_shstrndx;
1136         if (shstrindex != 0 && shdr[shstrindex].sh_type == SHT_STRTAB &&
1137             shdr[shstrindex].sh_size != 0) {
1138                 nbytes = shdr[shstrindex].sh_size;
1139                 shstrs = malloc(nbytes, M_LINKER, M_WAITOK | M_ZERO);
1140                 error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp, (caddr_t)shstrs, nbytes,
1141                     shdr[shstrindex].sh_offset, UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED,
1142                     td->td_ucred, NOCRED, &resid, td);
1143                 if (error)
1144                         goto out;
1145         }
1146
1147         symtabindex = -1;
1148         symstrindex = -1;
1149         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
1150                 if (shdr[i].sh_type == SHT_SYMTAB) {
1151                         symtabindex = i;
1152                         symstrindex = shdr[i].sh_link;
1153                 } else if (shstrs != NULL && shdr[i].sh_name != 0 &&
1154                     strcmp(shstrs + shdr[i].sh_name, ".ctors") == 0) {
1155                         /* Record relocated address and size of .ctors. */
1156                         lf->ctors_addr = mapbase + shdr[i].sh_addr - base_vaddr;
1157                         lf->ctors_size = shdr[i].sh_size;
1158                 }
1159         }
1160         if (symtabindex < 0 || symstrindex < 0)
1161                 goto nosyms;
1162
1163         symcnt = shdr[symtabindex].sh_size;
1164         ef->symbase = malloc(symcnt, M_LINKER, M_WAITOK);
1165         strcnt = shdr[symstrindex].sh_size;
1166         ef->strbase = malloc(strcnt, M_LINKER, M_WAITOK);
1167
1168         error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp,
1169             ef->symbase, symcnt, shdr[symtabindex].sh_offset,
1170             UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
1171             &resid, td);
1172         if (error != 0)
1173                 goto out;
1174         error = vn_rdwr(UIO_READ, nd.ni_vp,
1175             ef->strbase, strcnt, shdr[symstrindex].sh_offset,
1176             UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, td->td_ucred, NOCRED,
1177             &resid, td);
1178         if (error != 0)
1179                 goto out;
1180
1181         ef->ddbsymcnt = symcnt / sizeof(Elf_Sym);
1182         ef->ddbsymtab = (const Elf_Sym *)ef->symbase;
1183         ef->ddbstrcnt = strcnt;
1184         ef->ddbstrtab = ef->strbase;
1185
1186 nosyms:
1187         error = link_elf_link_common_finish(lf);
1188         if (error != 0)
1189                 goto out;
1190
1191         *result = lf;
1192
1193 out:
1194         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1195         vn_close(nd.ni_vp, FREAD, td->td_ucred, td);
1196         if (error != 0 && lf != NULL)
1197                 linker_file_unload(lf, LINKER_UNLOAD_FORCE);
1198         free(shdr, M_LINKER);
1199         free(firstpage, M_LINKER);
1200         free(shstrs, M_LINKER);
1201
1202         return (error);
1203 }
1204
1205 Elf_Addr
1206 elf_relocaddr(linker_file_t lf, Elf_Addr x)
1207 {
1208         elf_file_t ef;
1209
1210         KASSERT(lf->ops->cls == (kobj_class_t)&link_elf_class,
1211             ("elf_relocaddr: unexpected linker file %p", lf));
1212
1213         ef = (elf_file_t)lf;
1214         if (x >= ef->pcpu_start && x < ef->pcpu_stop)
1215                 return ((x - ef->pcpu_start) + ef->pcpu_base);
1216 #ifdef VIMAGE
1217         if (x >= ef->vnet_start && x < ef->vnet_stop)
1218                 return ((x - ef->vnet_start) + ef->vnet_base);
1219 #endif
1220         return (x);
1221 }
1222
1223
1224 static void
1225 link_elf_unload_file(linker_file_t file)
1226 {
1227         elf_file_t ef = (elf_file_t) file;
1228
1229         if (ef->pcpu_base != 0) {
1230                 dpcpu_free((void *)ef->pcpu_base,
1231                     ef->pcpu_stop - ef->pcpu_start);
1232                 elf_set_delete(&set_pcpu_list, ef->pcpu_start);
1233         }
1234 #ifdef VIMAGE
1235         if (ef->vnet_base != 0) {
1236                 vnet_data_free((void *)ef->vnet_base,
1237                     ef->vnet_stop - ef->vnet_start);
1238                 elf_set_delete(&set_vnet_list, ef->vnet_start);
1239         }
1240 #endif
1241 #ifdef GDB
1242         if (ef->gdb.l_ld != NULL) {
1243                 GDB_STATE(RT_DELETE);
1244                 free((void *)(uintptr_t)ef->gdb.l_name, M_LINKER);
1245                 link_elf_delete_gdb(&ef->gdb);
1246                 GDB_STATE(RT_CONSISTENT);
1247         }
1248 #endif
1249
1250         /* Notify MD code that a module is being unloaded. */
1251         elf_cpu_unload_file(file);
1252
1253         if (ef->preloaded) {
1254                 link_elf_unload_preload(file);
1255                 return;
1256         }
1257
1258 #ifdef SPARSE_MAPPING
1259         if (ef->object != NULL) {
1260                 vm_map_remove(kernel_map, (vm_offset_t) ef->address,
1261                     (vm_offset_t) ef->address
1262                     + (ef->object->size << PAGE_SHIFT));
1263         }
1264 #else
1265         free(ef->address, M_LINKER);
1266 #endif
1267         free(ef->symbase, M_LINKER);
1268         free(ef->strbase, M_LINKER);
1269         free(ef->ctftab, M_LINKER);
1270         free(ef->ctfoff, M_LINKER);
1271         free(ef->typoff, M_LINKER);
1272 }
1273
1274 static void
1275 link_elf_unload_preload(linker_file_t file)
1276 {
1277         if (file->pathname != NULL)
1278                 preload_delete_name(file->pathname);
1279 }
1280
1281 static const char *
1282 symbol_name(elf_file_t ef, Elf_Size r_info)
1283 {
1284         const Elf_Sym *ref;
1285
1286         if (ELF_R_SYM(r_info)) {
1287                 ref = ef->symtab + ELF_R_SYM(r_info);
1288                 return (ef->strtab + ref->st_name);
1289         }
1290         return (NULL);
1291 }
1292
1293 static int
1294 symbol_type(elf_file_t ef, Elf_Size r_info)
1295 {
1296         const Elf_Sym *ref;
1297
1298         if (ELF_R_SYM(r_info)) {
1299                 ref = ef->symtab + ELF_R_SYM(r_info);
1300                 return (ELF_ST_TYPE(ref->st_info));
1301         }
1302         return (STT_NOTYPE);
1303 }
1304
1305 static int
1306 relocate_file1(elf_file_t ef, elf_lookup_fn lookup, elf_reloc_fn reloc,
1307     bool ifuncs)
1308 {
1309         const Elf_Rel *rel;
1310         const Elf_Rela *rela;
1311         const char *symname;
1312
1313 #define APPLY_RELOCS(iter, tbl, tblsize, type) do {                     \
1314         for ((iter) = (tbl); (iter) != NULL &&                          \
1315             (iter) < (tbl) + (tblsize) / sizeof(*(iter)); (iter)++) {   \
1316                 if ((symbol_type(ef, (iter)->r_info) ==                 \
1317                     STT_GNU_IFUNC ||                                    \
1318                     elf_is_ifunc_reloc((iter)->r_info)) != ifuncs)      \
1319                         continue;                                       \
1320                 if (reloc(&ef->lf, (Elf_Addr)ef->address,               \
1321                     (iter), (type), lookup)) {                          \
1322                         symname = symbol_name(ef, (iter)->r_info);      \
1323                         printf("link_elf: symbol %s undefined\n",       \
1324                             symname);                                   \
1325                         return (ENOENT);                                \
1326                 }                                                       \
1327         }                                                               \
1328 } while (0)
1329
1330         APPLY_RELOCS(rel, ef->rel, ef->relsize, ELF_RELOC_REL);
1331         APPLY_RELOCS(rela, ef->rela, ef->relasize, ELF_RELOC_RELA);
1332         APPLY_RELOCS(rel, ef->pltrel, ef->pltrelsize, ELF_RELOC_REL);
1333         APPLY_RELOCS(rela, ef->pltrela, ef->pltrelasize, ELF_RELOC_RELA);
1334
1335 #undef APPLY_RELOCS
1336
1337         return (0);
1338 }
1339
1340 static int
1341 relocate_file(elf_file_t ef)
1342 {
1343         int error;
1344
1345         error = relocate_file1(ef, elf_lookup, elf_reloc, false);
1346         if (error == 0)
1347                 error = relocate_file1(ef, elf_lookup, elf_reloc, true);
1348         return (error);
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Hash function for symbol table lookup.  Don't even think about changing
1353  * this.  It is specified by the System V ABI.
1354  */
1355 static unsigned long
1356 elf_hash(const char *name)
1357 {
1358         const unsigned char *p = (const unsigned char *) name;
1359         unsigned long h = 0;
1360         unsigned long g;
1361
1362         while (*p != '\0') {
1363                 h = (h << 4) + *p++;
1364                 if ((g = h & 0xf0000000) != 0)
1365                         h ^= g >> 24;
1366                 h &= ~g;
1367         }
1368         return (h);
1369 }
1370
1371 static int
1372 link_elf_lookup_symbol(linker_file_t lf, const char *name, c_linker_sym_t *sym)
1373 {
1374         elf_file_t ef = (elf_file_t) lf;
1375         unsigned long symnum;
1376         const Elf_Sym* symp;
1377         const char *strp;
1378         unsigned long hash;
1379         int i;
1380
1381         /* If we don't have a hash, bail. */
1382         if (ef->buckets == NULL || ef->nbuckets == 0) {
1383                 printf("link_elf_lookup_symbol: missing symbol hash table\n");
1384                 return (ENOENT);
1385         }
1386
1387         /* First, search hashed global symbols */
1388         hash = elf_hash(name);
1389         symnum = ef->buckets[hash % ef->nbuckets];
1390
1391         while (symnum != STN_UNDEF) {
1392                 if (symnum >= ef->nchains) {
1393                         printf("%s: corrupt symbol table\n", __func__);
1394                         return (ENOENT);
1395                 }
1396
1397                 symp = ef->symtab + symnum;
1398                 if (symp->st_name == 0) {
1399                         printf("%s: corrupt symbol table\n", __func__);
1400                         return (ENOENT);
1401                 }
1402
1403                 strp = ef->strtab + symp->st_name;
1404
1405                 if (strcmp(name, strp) == 0) {
1406                         if (symp->st_shndx != SHN_UNDEF ||
1407                             (symp->st_value != 0 &&
1408                             (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC ||
1409                             ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC))) {
1410                                 *sym = (c_linker_sym_t) symp;
1411                                 return (0);
1412                         }
1413                         return (ENOENT);
1414                 }
1415
1416                 symnum = ef->chains[symnum];
1417         }
1418
1419         /* If we have not found it, look at the full table (if loaded) */
1420         if (ef->symtab == ef->ddbsymtab)
1421                 return (ENOENT);
1422
1423         /* Exhaustive search */
1424         for (i = 0, symp = ef->ddbsymtab; i < ef->ddbsymcnt; i++, symp++) {
1425                 strp = ef->ddbstrtab + symp->st_name;
1426                 if (strcmp(name, strp) == 0) {
1427                         if (symp->st_shndx != SHN_UNDEF ||
1428                             (symp->st_value != 0 &&
1429                             (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC ||
1430                             ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC))) {
1431                                 *sym = (c_linker_sym_t) symp;
1432                                 return (0);
1433                         }
1434                         return (ENOENT);
1435                 }
1436         }
1437
1438         return (ENOENT);
1439 }
1440
1441 static int
1442 link_elf_symbol_values(linker_file_t lf, c_linker_sym_t sym,
1443     linker_symval_t *symval)
1444 {
1445         elf_file_t ef;
1446         const Elf_Sym *es;
1447         caddr_t val;
1448
1449         ef = (elf_file_t)lf;
1450         es = (const Elf_Sym *)sym;
1451         if (es >= ef->symtab && es < (ef->symtab + ef->nchains)) {
1452                 symval->name = ef->strtab + es->st_name;
1453                 val = (caddr_t)ef->address + es->st_value;
1454                 if (ELF_ST_TYPE(es->st_info) == STT_GNU_IFUNC)
1455                         val = ((caddr_t (*)(void))val)();
1456                 symval->value = val;
1457                 symval->size = es->st_size;
1458                 return (0);
1459         }
1460         if (ef->symtab == ef->ddbsymtab)
1461                 return (ENOENT);
1462         if (es >= ef->ddbsymtab && es < (ef->ddbsymtab + ef->ddbsymcnt)) {
1463                 symval->name = ef->ddbstrtab + es->st_name;
1464                 val = (caddr_t)ef->address + es->st_value;
1465                 if (ELF_ST_TYPE(es->st_info) == STT_GNU_IFUNC)
1466                         val = ((caddr_t (*)(void))val)();
1467                 symval->value = val;
1468                 symval->size = es->st_size;
1469                 return (0);
1470         }
1471         return (ENOENT);
1472 }
1473
1474 static int
1475 link_elf_search_symbol(linker_file_t lf, caddr_t value,
1476     c_linker_sym_t *sym, long *diffp)
1477 {
1478         elf_file_t ef = (elf_file_t) lf;
1479         u_long off = (uintptr_t) (void *) value;
1480         u_long diff = off;
1481         u_long st_value;
1482         const Elf_Sym* es;
1483         const Elf_Sym* best = NULL;
1484         int i;
1485
1486         for (i = 0, es = ef->ddbsymtab; i < ef->ddbsymcnt; i++, es++) {
1487                 if (es->st_name == 0)
1488                         continue;
1489                 st_value = es->st_value + (uintptr_t) (void *) ef->address;
1490                 if (off >= st_value) {
1491                         if (off - st_value < diff) {
1492                                 diff = off - st_value;
1493                                 best = es;
1494                                 if (diff == 0)
1495                                         break;
1496                         } else if (off - st_value == diff) {
1497                                 best = es;
1498                         }
1499                 }
1500         }
1501         if (best == NULL)
1502                 *diffp = off;
1503         else
1504                 *diffp = diff;
1505         *sym = (c_linker_sym_t) best;
1506
1507         return (0);
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Look up a linker set on an ELF system.
1512  */
1513 static int
1514 link_elf_lookup_set(linker_file_t lf, const char *name,
1515     void ***startp, void ***stopp, int *countp)
1516 {
1517         c_linker_sym_t sym;
1518         linker_symval_t symval;
1519         char *setsym;
1520         void **start, **stop;
1521         int len, error = 0, count;
1522
1523         len = strlen(name) + sizeof("__start_set_"); /* sizeof includes \0 */
1524         setsym = malloc(len, M_LINKER, M_WAITOK);
1525
1526         /* get address of first entry */
1527         snprintf(setsym, len, "%s%s", "__start_set_", name);
1528         error = link_elf_lookup_symbol(lf, setsym, &sym);
1529         if (error != 0)
1530                 goto out;
1531         link_elf_symbol_values(lf, sym, &symval);
1532         if (symval.value == 0) {
1533                 error = ESRCH;
1534                 goto out;
1535         }
1536         start = (void **)symval.value;
1537
1538         /* get address of last entry */
1539         snprintf(setsym, len, "%s%s", "__stop_set_", name);
1540         error = link_elf_lookup_symbol(lf, setsym, &sym);
1541         if (error != 0)
1542                 goto out;
1543         link_elf_symbol_values(lf, sym, &symval);
1544         if (symval.value == 0) {
1545                 error = ESRCH;
1546                 goto out;
1547         }
1548         stop = (void **)symval.value;
1549
1550         /* and the number of entries */
1551         count = stop - start;
1552
1553         /* and copy out */
1554         if (startp != NULL)
1555                 *startp = start;
1556         if (stopp != NULL)
1557                 *stopp = stop;
1558         if (countp != NULL)
1559                 *countp = count;
1560
1561 out:
1562         free(setsym, M_LINKER);
1563         return (error);
1564 }
1565
1566 static int
1567 link_elf_each_function_name(linker_file_t file,
1568   int (*callback)(const char *, void *), void *opaque)
1569 {
1570         elf_file_t ef = (elf_file_t)file;
1571         const Elf_Sym *symp;
1572         int i, error;
1573
1574         /* Exhaustive search */
1575         for (i = 0, symp = ef->ddbsymtab; i < ef->ddbsymcnt; i++, symp++) {
1576                 if (symp->st_value != 0 &&
1577                     (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC ||
1578                     ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC)) {
1579                         error = callback(ef->ddbstrtab + symp->st_name, opaque);
1580                         if (error != 0)
1581                                 return (error);
1582                 }
1583         }
1584         return (0);
1585 }
1586
1587 static int
1588 link_elf_each_function_nameval(linker_file_t file,
1589     linker_function_nameval_callback_t callback, void *opaque)
1590 {
1591         linker_symval_t symval;
1592         elf_file_t ef = (elf_file_t)file;
1593         const Elf_Sym* symp;
1594         int i, error;
1595
1596         /* Exhaustive search */
1597         for (i = 0, symp = ef->ddbsymtab; i < ef->ddbsymcnt; i++, symp++) {
1598                 if (symp->st_value != 0 &&
1599                     (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC ||
1600                     ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC)) {
1601                         error = link_elf_symbol_values(file,
1602                             (c_linker_sym_t) symp, &symval);
1603                         if (error != 0)
1604                                 return (error);
1605                         error = callback(file, i, &symval, opaque);
1606                         if (error != 0)
1607                                 return (error);
1608                 }
1609         }
1610         return (0);
1611 }
1612
1613 const Elf_Sym *
1614 elf_get_sym(linker_file_t lf, Elf_Size symidx)
1615 {
1616         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1617
1618         if (symidx >= ef->nchains)
1619                 return (NULL);
1620         return (ef->symtab + symidx);
1621 }
1622
1623 const char *
1624 elf_get_symname(linker_file_t lf, Elf_Size symidx)
1625 {
1626         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1627         const Elf_Sym *sym;
1628
1629         if (symidx >= ef->nchains)
1630                 return (NULL);
1631         sym = ef->symtab + symidx;
1632         return (ef->strtab + sym->st_name);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Symbol lookup function that can be used when the symbol index is known (ie
1637  * in relocations). It uses the symbol index instead of doing a fully fledged
1638  * hash table based lookup when such is valid. For example for local symbols.
1639  * This is not only more efficient, it's also more correct. It's not always
1640  * the case that the symbol can be found through the hash table.
1641  */
1642 static int
1643 elf_lookup(linker_file_t lf, Elf_Size symidx, int deps, Elf_Addr *res)
1644 {
1645         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1646         const Elf_Sym *sym;
1647         const char *symbol;
1648         Elf_Addr addr, start, base;
1649
1650         /* Don't even try to lookup the symbol if the index is bogus. */
1651         if (symidx >= ef->nchains) {
1652                 *res = 0;
1653                 return (EINVAL);
1654         }
1655
1656         sym = ef->symtab + symidx;
1657
1658         /*
1659          * Don't do a full lookup when the symbol is local. It may even
1660          * fail because it may not be found through the hash table.
1661          */
1662         if (ELF_ST_BIND(sym->st_info) == STB_LOCAL) {
1663                 /* Force lookup failure when we have an insanity. */
1664                 if (sym->st_shndx == SHN_UNDEF || sym->st_value == 0) {
1665                         *res = 0;
1666                         return (EINVAL);
1667                 }
1668                 *res = ((Elf_Addr)ef->address + sym->st_value);
1669                 return (0);
1670         }
1671
1672         /*
1673          * XXX we can avoid doing a hash table based lookup for global
1674          * symbols as well. This however is not always valid, so we'll
1675          * just do it the hard way for now. Performance tweaks can
1676          * always be added.
1677          */
1678
1679         symbol = ef->strtab + sym->st_name;
1680
1681         /* Force a lookup failure if the symbol name is bogus. */
1682         if (*symbol == 0) {
1683                 *res = 0;
1684                 return (EINVAL);
1685         }
1686
1687         addr = ((Elf_Addr)linker_file_lookup_symbol(lf, symbol, deps));
1688         if (addr == 0 && ELF_ST_BIND(sym->st_info) != STB_WEAK) {
1689                 *res = 0;
1690                 return (EINVAL);
1691         }
1692
1693         if (elf_set_find(&set_pcpu_list, addr, &start, &base))
1694                 addr = addr - start + base;
1695 #ifdef VIMAGE
1696         else if (elf_set_find(&set_vnet_list, addr, &start, &base))
1697                 addr = addr - start + base;
1698 #endif
1699         *res = addr;
1700         return (0);
1701 }
1702
1703 static void
1704 link_elf_reloc_local(linker_file_t lf)
1705 {
1706         const Elf_Rel *rellim;
1707         const Elf_Rel *rel;
1708         const Elf_Rela *relalim;
1709         const Elf_Rela *rela;
1710         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1711
1712         /* Perform relocations without addend if there are any: */
1713         if ((rel = ef->rel) != NULL) {
1714                 rellim = (const Elf_Rel *)((const char *)ef->rel + ef->relsize);
1715                 while (rel < rellim) {
1716                         elf_reloc_local(lf, (Elf_Addr)ef->address, rel,
1717                             ELF_RELOC_REL, elf_lookup);
1718                         rel++;
1719                 }
1720         }
1721
1722         /* Perform relocations with addend if there are any: */
1723         if ((rela = ef->rela) != NULL) {
1724                 relalim = (const Elf_Rela *)
1725                     ((const char *)ef->rela + ef->relasize);
1726                 while (rela < relalim) {
1727                         elf_reloc_local(lf, (Elf_Addr)ef->address, rela,
1728                             ELF_RELOC_RELA, elf_lookup);
1729                         rela++;
1730                 }
1731         }
1732 }
1733
1734 static long
1735 link_elf_symtab_get(linker_file_t lf, const Elf_Sym **symtab)
1736 {
1737         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1738
1739         *symtab = ef->ddbsymtab;
1740
1741         if (*symtab == NULL)
1742                 return (0);
1743
1744         return (ef->ddbsymcnt);
1745 }
1746
1747 static long
1748 link_elf_strtab_get(linker_file_t lf, caddr_t *strtab)
1749 {
1750         elf_file_t ef = (elf_file_t)lf;
1751
1752         *strtab = ef->ddbstrtab;
1753
1754         if (*strtab == NULL)
1755                 return (0);
1756
1757         return (ef->ddbstrcnt);
1758 }
1759
1760 #if defined(__i386__) || defined(__amd64__) || defined(__aarch64__)
1761 /*
1762  * Use this lookup routine when performing relocations early during boot.
1763  * The generic lookup routine depends on kobj, which is not initialized
1764  * at that point.
1765  */
1766 static int
1767 elf_lookup_ifunc(linker_file_t lf, Elf_Size symidx, int deps __unused,
1768     Elf_Addr *res)
1769 {
1770         elf_file_t ef;
1771         const Elf_Sym *symp;
1772         caddr_t val;
1773
1774         ef = (elf_file_t)lf;
1775         symp = ef->symtab + symidx;
1776         if (ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_GNU_IFUNC) {
1777                 val = (caddr_t)ef->address + symp->st_value;
1778                 *res = ((Elf_Addr (*)(void))val)();
1779                 return (0);
1780         }
1781         return (ENOENT);
1782 }
1783
1784 void
1785 link_elf_ireloc(caddr_t kmdp)
1786 {
1787         struct elf_file eff;
1788         elf_file_t ef;
1789
1790         ef = &eff;
1791
1792         bzero_early(ef, sizeof(*ef));
1793
1794         ef->modptr = kmdp;
1795         ef->dynamic = (Elf_Dyn *)&_DYNAMIC;
1796         parse_dynamic(ef);
1797         ef->address = 0;
1798         link_elf_preload_parse_symbols(ef);
1799         relocate_file1(ef, elf_lookup_ifunc, elf_reloc, true);
1800 }
1801 #endif