sys/sys/linker.h

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 1997-2000 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  * $FreeBSD$
  29  */
  30
  31 #ifndef _SYS_LINKER_H_
  32 #define _SYS_LINKER_H_
  33
  34 #ifdef _KERNEL
  35
  36 #include <machine/elf.h>
  37 #include <sys/kobj.h>
  38
  39 #ifdef MALLOC_DECLARE
  40 MALLOC_DECLARE(M_LINKER);
  41 #endif
  42
  43 struct mod_depend;
  44
  45 /*
  46  * Object representing a file which has been loaded by the linker.
  47  */
  48 typedef struct linker_file* linker_file_t;
  49 typedef TAILQ_HEAD(, linker_file) linker_file_list_t;
  50
  51 typedef caddr_t linker_sym_t;           /* opaque symbol */
  52 typedef c_caddr_t c_linker_sym_t;       /* const opaque symbol */
  53 typedef int (*linker_function_name_callback_t)(const char *, void *);
  54
  55 /*
  56  * expanded out linker_sym_t
  57  */
  58 typedef struct linker_symval {
  59     const char*         name;
  60     caddr_t             value;
  61     size_t              size;
  62 } linker_symval_t;
  63
  64 typedef int (*linker_function_nameval_callback_t)(linker_file_t, int, linker_symval_t *, void *);
  65
  66 struct common_symbol {
  67     STAILQ_ENTRY(common_symbol) link;
  68     char*               name;
  69     caddr_t             address;
  70 };
  71
  72 struct linker_file {
  73     KOBJ_FIELDS;
  74     int                 refs;           /* reference count */
  75     int                 userrefs;       /* kldload(2) count */
  76     int                 flags;
  77 #define LINKER_FILE_LINKED      0x1     /* file has been fully linked */
  78 #define LINKER_FILE_MODULES     0x2     /* file has >0 modules at preload */
  79     TAILQ_ENTRY(linker_file) link;      /* list of all loaded files */
  80     char*               filename;       /* file which was loaded */
  81     char*               pathname;       /* file name with full path */
  82     int                 id;             /* unique id */
  83     caddr_t             address;        /* load address */
  84     size_t              size;           /* size of file */
  85     caddr_t             ctors_addr;     /* address of .ctors */
  86     size_t              ctors_size;     /* size of .ctors */
  87     int                 ndeps;          /* number of dependencies */
  88     linker_file_t*      deps;           /* list of dependencies */
  89     STAILQ_HEAD(, common_symbol) common; /* list of common symbols */
  90     TAILQ_HEAD(, module) modules;       /* modules in this file */
  91     TAILQ_ENTRY(linker_file) loaded;    /* preload dependency support */
  92     int                 loadcnt;        /* load counter value */
  93
  94     /*
  95      * Function Boundary Tracing (FBT) or Statically Defined Tracing (SDT)
  96      * fields.
  97      */
  98     int                 nenabled;       /* number of enabled probes. */
  99     int                 fbt_nentries;   /* number of fbt entries created. */
 100
 101 #ifdef __arm__
 102     caddr_t             exidx_addr;     /* Unwind data index table start */
 103     size_t              exidx_size;     /* Unwind data index table size */
 104 #endif
 105 };
 106
 107 /*
 108  * Object implementing a class of file (a.out, elf, etc.)
 109  */
 110 typedef struct linker_class *linker_class_t;
 111 typedef TAILQ_HEAD(, linker_class) linker_class_list_t;
 112
 113 struct linker_class {
 114     KOBJ_CLASS_FIELDS;
 115     TAILQ_ENTRY(linker_class) link;     /* list of all file classes */
 116 };
 117
 118 /*
 119  * Function type used when iterating over the list of linker files.
 120  */
 121 typedef int linker_predicate_t(linker_file_t, void *);
 122
 123 /*
 124  * The "file" for the kernel.
 125  */
 126 extern linker_file_t    linker_kernel_file;
 127
 128 /*
 129  * Obtain a reference to a module, loading it if required.
 130  */
 131 int linker_reference_module(const char* _modname, struct mod_depend *_verinfo,
 132                             linker_file_t* _result);
 133
 134 /*
 135  * Release a reference to a module, unloading it if there are no more
 136  * references.  Note that one should either provide a module name and
 137  * optional version info or a linker file, but not both.
 138  */
 139 int linker_release_module(const char *_modname, struct mod_depend *_verinfo,
 140                           linker_file_t _file);
 141
 142 /*
 143  * Iterate over all of the currently loaded linker files calling the
 144  * predicate function while the function returns 0.  Returns the value
 145  * returned by the last predicate function.
 146  */
 147 int linker_file_foreach(linker_predicate_t *_predicate, void *_context);
 148
 149 /*
 150  * Lookup a symbol in a file.  If deps is TRUE, look in dependencies
 151  * if not found in file.
 152  */
 153 caddr_t linker_file_lookup_symbol(linker_file_t _file, const char* _name,
 154                                   int _deps);
 155
 156 /*
 157  * Lookup a linker set in a file.  Return pointers to the first entry,
 158  * last + 1, and count of entries.  Use: for (p = start; p < stop; p++) {}
 159  * void *start is really: "struct yoursetmember ***start;"
 160  */
 161 int linker_file_lookup_set(linker_file_t _file, const char *_name,
 162                            void *_start, void *_stop, int *_count);
 163
 164 /*
 165  * List all functions in a file.
 166  */
 167 int linker_file_function_listall(linker_file_t,
 168                                  linker_function_nameval_callback_t, void *);
 169
 170 /*
 171  * Functions solely for use by the linker class handlers.
 172  */
 173 int linker_add_class(linker_class_t _cls);
 174 int linker_file_unload(linker_file_t _file, int flags);
 175 int linker_load_dependencies(linker_file_t _lf);
 176 linker_file_t linker_make_file(const char* _filename, linker_class_t _cls);
 177
 178 /*
 179  * DDB Helpers, tuned specifically for ddb/db_kld.c
 180  */
 181 int linker_ddb_lookup(const char *_symstr, c_linker_sym_t *_sym);
 182 int linker_ddb_search_symbol(caddr_t _value, c_linker_sym_t *_sym,
 183                              long *_diffp);
 184 int linker_ddb_symbol_values(c_linker_sym_t _sym, linker_symval_t *_symval);
 185 int linker_ddb_search_symbol_name(caddr_t value, char *buf, u_int buflen,
 186                                   long *offset);
 187
 188 /*
 189  * stack(9) helper for situations where kernel locking is required.
 190  */
 191 int linker_search_symbol_name_flags(caddr_t value, char *buf, u_int buflen,
 192     long *offset, int flags);
 193 int linker_search_symbol_name(caddr_t value, char *buf, u_int buflen,
 194     long *offset);
 195
 196 /* HWPMC helper */
 197 void *linker_hwpmc_list_objects(void);
 198
 199 #endif  /* _KERNEL */
 200
 201 /*
 202  * Module information subtypes
 203  */
 204 #define MODINFO_END             0x0000          /* End of list */
 205 #define MODINFO_NAME            0x0001          /* Name of module (string) */
 206 #define MODINFO_TYPE            0x0002          /* Type of module (string) */
 207 #define MODINFO_ADDR            0x0003          /* Loaded address */
 208 #define MODINFO_SIZE            0x0004          /* Size of module */
 209 #define MODINFO_EMPTY           0x0005          /* Has been deleted */
 210 #define MODINFO_ARGS            0x0006          /* Parameters string */
 211 #define MODINFO_METADATA        0x8000          /* Module-specfic */
 212
 213 #define MODINFOMD_AOUTEXEC      0x0001          /* a.out exec header */
 214 #define MODINFOMD_ELFHDR        0x0002          /* ELF header */
 215 #define MODINFOMD_SSYM          0x0003          /* start of symbols */
 216 #define MODINFOMD_ESYM          0x0004          /* end of symbols */
 217 #define MODINFOMD_DYNAMIC       0x0005          /* _DYNAMIC pointer */
 218 /* These values are MD on PowerPC */
 219 #if !defined(__powerpc__)
 220 #define MODINFOMD_ENVP          0x0006          /* envp[] */
 221 #define MODINFOMD_HOWTO         0x0007          /* boothowto */
 222 #define MODINFOMD_KERNEND       0x0008          /* kernend */
 223 #endif
 224 #define MODINFOMD_SHDR          0x0009          /* section header table */
 225 #define MODINFOMD_CTORS_ADDR    0x000a          /* address of .ctors */
 226 #define MODINFOMD_CTORS_SIZE    0x000b          /* size of .ctors */
 227 #define MODINFOMD_FW_HANDLE     0x000c          /* Firmware dependent handle */
 228 #define MODINFOMD_KEYBUF        0x000d          /* Crypto key intake buffer */
 229 #define MODINFOMD_FONT          0x000e          /* Console font */
 230 #define MODINFOMD_NOCOPY        0x8000          /* don't copy this metadata to the kernel */
 231
 232 #define MODINFOMD_DEPLIST       (0x4001 | MODINFOMD_NOCOPY)     /* depends on */
 233
 234 #ifdef _KERNEL
 235 #define MD_FETCH(mdp, info, type) ({ \
 236         type *__p; \
 237         __p = (type *)preload_search_info((mdp), MODINFO_METADATA | (info)); \
 238         __p ? *__p : 0; \
 239 })
 240 #endif
 241
 242 #define LINKER_HINTS_VERSION    1               /* linker.hints file version */
 243 #define LINKER_HINTS_MAX        (1 << 20)       /* Allow at most 1MB for linker.hints */
 244
 245 #ifdef _KERNEL
 246
 247 /*
 248  * Module lookup
 249  */
 250 extern vm_offset_t      preload_addr_relocate;
 251 extern caddr_t          preload_metadata;
 252
 253 extern void *           preload_fetch_addr(caddr_t _mod);
 254 extern size_t           preload_fetch_size(caddr_t _mod);
 255 extern caddr_t          preload_search_by_name(const char *_name);
 256 extern caddr_t          preload_search_by_type(const char *_type);
 257 extern caddr_t          preload_search_next_name(caddr_t _base);
 258 extern caddr_t          preload_search_info(caddr_t _mod, int _inf);
 259 extern void             preload_delete_name(const char *_name);
 260 extern void             preload_bootstrap_relocate(vm_offset_t _offset);
 261 extern void             preload_dump(void);
 262
 263 #ifdef KLD_DEBUG
 264
 265 extern int kld_debug;
 266 #define KLD_DEBUG_FILE  1       /* file load/unload */
 267 #define KLD_DEBUG_SYM   2       /* symbol lookup */
 268
 269 #define KLD_DPF(cat, args)                                      \
 270         do {                                                    \
 271                 if (kld_debug & KLD_DEBUG_##cat) printf args;   \
 272         } while (0)
 273
 274 #else
 275
 276 #define KLD_DPF(cat, args)
 277
 278 #endif
 279
 280 typedef int elf_lookup_fn(linker_file_t, Elf_Size, int, Elf_Addr *);
 281
 282 /* Support functions */
 283 bool    elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info);
 284 int     elf_reloc(linker_file_t _lf, Elf_Addr base, const void *_rel,
 285             int _type, elf_lookup_fn _lu);
 286 int     elf_reloc_local(linker_file_t _lf, Elf_Addr base, const void *_rel,
 287             int _type, elf_lookup_fn _lu);
 288 Elf_Addr elf_relocaddr(linker_file_t _lf, Elf_Addr addr);
 289 const Elf_Sym *elf_get_sym(linker_file_t _lf, Elf_Size _symidx);
 290 const char *elf_get_symname(linker_file_t _lf, Elf_Size _symidx);
 291 void    link_elf_ireloc(caddr_t kmdp);
 292
 293 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__)
 294 int     elf_reloc_late(linker_file_t _lf, Elf_Addr base, const void *_rel,
 295             int _type, elf_lookup_fn _lu);
 296 void    link_elf_late_ireloc(void);
 297 #endif
 298
 299 typedef struct linker_ctf {
 300         const uint8_t   *ctftab;        /* Decompressed CTF data. */
 301         int             ctfcnt;         /* Number of CTF data bytes. */
 302         const Elf_Sym   *symtab;        /* Ptr to the symbol table. */
 303         int             nsym;           /* Number of symbols. */
 304         const char      *strtab;        /* Ptr to the string table. */
 305         int             strcnt;         /* Number of string bytes. */
 306         uint32_t        **ctfoffp;      /* Ptr to array of obj/fnc offsets. */
 307         uint32_t        **typoffp;      /* Ptr to array of type offsets. */
 308         long            *typlenp;       /* Ptr to number of type data entries. */
 309 } linker_ctf_t;
 310
 311 int     linker_ctf_get(linker_file_t, linker_ctf_t *);
 312
 313 int elf_cpu_load_file(linker_file_t);
 314 int elf_cpu_unload_file(linker_file_t);
 315 int elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t, Elf_Dyn *);
 316
 317 /* values for type */
 318 #define ELF_RELOC_REL   1
 319 #define ELF_RELOC_RELA  2
 320
 321 /*
 322  * This is version 1 of the KLD file status structure. It is identified
 323  * by its _size_ in the version field.
 324  */
 325 struct kld_file_stat_1 {
 326     int         version;        /* set to sizeof(struct kld_file_stat_1) */
 327     char        name[MAXPATHLEN];
 328     int         refs;
 329     int         id;
 330     caddr_t     address;        /* load address */
 331     size_t      size;           /* size in bytes */
 332 };
 333 #endif /* _KERNEL */
 334
 335 struct kld_file_stat {
 336     int         version;        /* set to sizeof(struct kld_file_stat) */
 337     char        name[MAXPATHLEN];
 338     int         refs;
 339     int         id;
 340     caddr_t     address;        /* load address */
 341     size_t      size;           /* size in bytes */
 342     char        pathname[MAXPATHLEN];
 343 };
 344
 345 struct kld_sym_lookup {
 346     int         version;        /* set to sizeof(struct kld_sym_lookup) */
 347     char        *symname;       /* Symbol name we are looking up */
 348     u_long      symvalue;
 349     size_t      symsize;
 350 };
 351 #define KLDSYM_LOOKUP   1
 352
 353 /*
 354  * Flags for kldunloadf() and linker_file_unload()
 355  */
 356 #define LINKER_UNLOAD_NORMAL    0
 357 #define LINKER_UNLOAD_FORCE     1
 358
 359 #ifndef _KERNEL
 360
 361 #include <sys/cdefs.h>
 362
 363 __BEGIN_DECLS
 364 int     kldload(const char* _file);
 365 int     kldunload(int _fileid);
 366 int     kldunloadf(int _fileid, int flags);
 367 int     kldfind(const char* _file);
 368 int     kldnext(int _fileid);
 369 int     kldstat(int _fileid, struct kld_file_stat* _stat);
 370 int     kldfirstmod(int _fileid);
 371 int     kldsym(int _fileid, int _cmd, void *_data);
 372 __END_DECLS
 373
 374 #endif
 375
 376 #endif /* !_SYS_LINKER_H_ */