libexec/rtld-elf/amd64/reloc.c

   1 /*-
   2  * Copyright 1996, 1997, 1998, 1999 John D. Polstra.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  15  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  16  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  17  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  18  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  19  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  20  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  21  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  22  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  23  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  24  *
  25  * $FreeBSD$
  26  */
  27
  28 /*
  29  * Dynamic linker for ELF.
  30  *
  31  * John Polstra <jdp@polstra.com>.
  32  */
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/mman.h>
  36 #include <machine/sysarch.h>
  37
  38 #include <dlfcn.h>
  39 #include <err.h>
  40 #include <errno.h>
  41 #include <fcntl.h>
  42 #include <stdarg.h>
  43 #include <stdio.h>
  44 #include <stdlib.h>
  45 #include <string.h>
  46 #include <unistd.h>
  47
  48 #include "debug.h"
  49 #include "rtld.h"
  50
  51 /*
  52  * Process the special R_X86_64_COPY relocations in the main program.  These
  53  * copy data from a shared object into a region in the main program's BSS
  54  * segment.
  55  *
  56  * Returns 0 on success, -1 on failure.
  57  */
  58 int
  59 do_copy_relocations(Obj_Entry *dstobj)
  60 {
  61     const Elf_Rela *relalim;
  62     const Elf_Rela *rela;
  63
  64     assert(dstobj->mainprog);   /* COPY relocations are invalid elsewhere */
  65
  66     relalim = (const Elf_Rela *) ((caddr_t) dstobj->rela + dstobj->relasize);
  67     for (rela = dstobj->rela;  rela < relalim;  rela++) {
  68         if (ELF_R_TYPE(rela->r_info) == R_X86_64_COPY) {
  69             void *dstaddr;
  70             const Elf_Sym *dstsym;
  71             const char *name;
  72             unsigned long hash;
  73             size_t size;
  74             const void *srcaddr;
  75             const Elf_Sym *srcsym;
  76             Obj_Entry *srcobj;
  77             const Ver_Entry *ve;
  78
  79             dstaddr = (void *) (dstobj->relocbase + rela->r_offset);
  80             dstsym = dstobj->symtab + ELF_R_SYM(rela->r_info);
  81             name = dstobj->strtab + dstsym->st_name;
  82             hash = elf_hash(name);
  83             size = dstsym->st_size;
  84             ve = fetch_ventry(dstobj, ELF_R_SYM(rela->r_info));
  85
  86             for (srcobj = dstobj->next;  srcobj != NULL;  srcobj = srcobj->next)
  87                 if ((srcsym = symlook_obj(name, hash, srcobj, ve, 0)) != NULL)
  88                     break;
  89
  90             if (srcobj == NULL) {
  91                 _rtld_error("Undefined symbol \"%s\" referenced from COPY"
  92                   " relocation in %s", name, dstobj->path);
  93                 return -1;
  94             }
  95
  96             srcaddr = (const void *) (srcobj->relocbase + srcsym->st_value);
  97             memcpy(dstaddr, srcaddr, size);
  98         }
  99     }
 100
 101     return 0;
 102 }
 103
 104 /* Initialize the special GOT entries. */
 105 void
 106 init_pltgot(Obj_Entry *obj)
 107 {
 108     if (obj->pltgot != NULL) {
 109         obj->pltgot[1] = (Elf_Addr) obj;
 110         obj->pltgot[2] = (Elf_Addr) &_rtld_bind_start;
 111     }
 112 }
 113
 114 /* Process the non-PLT relocations. */
 115 int
 116 reloc_non_plt(Obj_Entry *obj, Obj_Entry *obj_rtld)
 117 {
 118         const Elf_Rela *relalim;
 119         const Elf_Rela *rela;
 120         SymCache *cache;
 121         int bytes = obj->nchains * sizeof(SymCache);
 122         int r = -1;
 123
 124         /*
 125          * The dynamic loader may be called from a thread, we have
 126          * limited amounts of stack available so we cannot use alloca().
 127          */
 128         cache = mmap(NULL, bytes, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANON, -1, 0);
 129         if (cache == MAP_FAILED)
 130             cache = NULL;
 131
 132         relalim = (const Elf_Rela *) ((caddr_t) obj->rela + obj->relasize);
 133         for (rela = obj->rela;  rela < relalim;  rela++) {
 134             Elf_Addr *where = (Elf_Addr *) (obj->relocbase + rela->r_offset);
 135             Elf32_Addr *where32 = (Elf32_Addr *)where;
 136
 137             switch (ELF_R_TYPE(rela->r_info)) {
 138
 139             case R_X86_64_NONE:
 140                 break;
 141
 142             case R_X86_64_64:
 143                 {
 144                     const Elf_Sym *def;
 145                     const Obj_Entry *defobj;
 146
 147                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 148                       false, cache);
 149                     if (def == NULL)
 150                         goto done;
 151
 152                     *where = (Elf_Addr) (defobj->relocbase + def->st_value + rela->r_addend);
 153                 }
 154                 break;
 155
 156             case R_X86_64_PC32:
 157                 /*
 158                  * I don't think the dynamic linker should ever see this
 159                  * type of relocation.  But the binutils-2.6 tools sometimes
 160                  * generate it.
 161                  */
 162                 {
 163                     const Elf_Sym *def;
 164                     const Obj_Entry *defobj;
 165
 166                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 167                       false, cache);
 168                     if (def == NULL)
 169                         goto done;
 170
 171                     *where32 = (Elf32_Addr) (unsigned long) (defobj->relocbase +
 172                         def->st_value + rela->r_addend - (Elf_Addr) where);
 173                 }
 174                 break;
 175         /* missing: R_X86_64_GOT32 R_X86_64_PLT32 */
 176
 177             case R_X86_64_COPY:
 178                 /*
 179                  * These are deferred until all other relocations have
 180                  * been done.  All we do here is make sure that the COPY
 181                  * relocation is not in a shared library.  They are allowed
 182                  * only in executable files.
 183                  */
 184                 if (!obj->mainprog) {
 185                     _rtld_error("%s: Unexpected R_X86_64_COPY relocation"
 186                       " in shared library", obj->path);
 187                     goto done;
 188                 }
 189                 break;
 190
 191             case R_X86_64_GLOB_DAT:
 192                 {
 193                     const Elf_Sym *def;
 194                     const Obj_Entry *defobj;
 195
 196                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 197                       false, cache);
 198                     if (def == NULL)
 199                         goto done;
 200
 201                     *where = (Elf_Addr) (defobj->relocbase + def->st_value);
 202                 }
 203                 break;
 204
 205             case R_X86_64_TPOFF64:
 206                 {
 207                     const Elf_Sym *def;
 208                     const Obj_Entry *defobj;
 209
 210                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 211                       false, cache);
 212                     if (def == NULL)
 213                         goto done;
 214
 215                     /*
 216                      * We lazily allocate offsets for static TLS as we
 217                      * see the first relocation that references the
 218                      * TLS block. This allows us to support (small
 219                      * amounts of) static TLS in dynamically loaded
 220                      * modules. If we run out of space, we generate an
 221                      * error.
 222                      */
 223                     if (!defobj->tls_done) {
 224                         if (!allocate_tls_offset((Obj_Entry*) defobj)) {
 225                             _rtld_error("%s: No space available for static "
 226                                         "Thread Local Storage", obj->path);
 227                             goto done;
 228                         }
 229                     }
 230
 231                     *where = (Elf_Addr) (def->st_value - defobj->tlsoffset +
 232                                          rela->r_addend);
 233                 }
 234                 break;
 235
 236             case R_X86_64_TPOFF32:
 237                 {
 238                     const Elf_Sym *def;
 239                     const Obj_Entry *defobj;
 240
 241                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 242                       false, cache);
 243                     if (def == NULL)
 244                         goto done;
 245
 246                     /*
 247                      * We lazily allocate offsets for static TLS as we
 248                      * see the first relocation that references the
 249                      * TLS block. This allows us to support (small
 250                      * amounts of) static TLS in dynamically loaded
 251                      * modules. If we run out of space, we generate an
 252                      * error.
 253                      */
 254                     if (!defobj->tls_done) {
 255                         if (!allocate_tls_offset((Obj_Entry*) defobj)) {
 256                             _rtld_error("%s: No space available for static "
 257                                         "Thread Local Storage", obj->path);
 258                             goto done;
 259                         }
 260                     }
 261
 262                     *where32 = (Elf32_Addr) (def->st_value -
 263                                              defobj->tlsoffset +
 264                                              rela->r_addend);
 265                 }
 266                 break;
 267
 268             case R_X86_64_DTPMOD64:
 269                 {
 270                     const Elf_Sym *def;
 271                     const Obj_Entry *defobj;
 272
 273                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 274                       false, cache);
 275                     if (def == NULL)
 276                         goto done;
 277
 278                     *where += (Elf_Addr) defobj->tlsindex;
 279                 }
 280                 break;
 281
 282             case R_X86_64_DTPOFF64:
 283                 {
 284                     const Elf_Sym *def;
 285                     const Obj_Entry *defobj;
 286
 287                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 288                       false, cache);
 289                     if (def == NULL)
 290                         goto done;
 291
 292                     *where += (Elf_Addr) (def->st_value + rela->r_addend);
 293                 }
 294                 break;
 295
 296             case R_X86_64_DTPOFF32:
 297                 {
 298                     const Elf_Sym *def;
 299                     const Obj_Entry *defobj;
 300
 301                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 302                       false, cache);
 303                     if (def == NULL)
 304                         goto done;
 305
 306                     *where32 += (Elf32_Addr) (def->st_value + rela->r_addend);
 307                 }
 308                 break;
 309
 310             case R_X86_64_RELATIVE:
 311                 *where = (Elf_Addr)(obj->relocbase + rela->r_addend);
 312                 break;
 313
 314         /* missing: R_X86_64_GOTPCREL, R_X86_64_32, R_X86_64_32S, R_X86_64_16, R_X86_64_PC16, R_X86_64_8, R_X86_64_PC8 */
 315
 316             default:
 317                 _rtld_error("%s: Unsupported relocation type %u"
 318                   " in non-PLT relocations\n", obj->path,
 319                   (unsigned int)ELF_R_TYPE(rela->r_info));
 320                 goto done;
 321             }
 322         }
 323         r = 0;
 324 done:
 325         if (cache)
 326             munmap(cache, bytes);
 327         return(r);
 328 }
 329
 330 /* Process the PLT relocations. */
 331 int
 332 reloc_plt(Obj_Entry *obj)
 333 {
 334     const Elf_Rela *relalim;
 335     const Elf_Rela *rela;
 336
 337     relalim = (const Elf_Rela *)((char *)obj->pltrela + obj->pltrelasize);
 338     for (rela = obj->pltrela;  rela < relalim;  rela++) {
 339         Elf_Addr *where;
 340
 341         assert(ELF_R_TYPE(rela->r_info) == R_X86_64_JMP_SLOT);
 342
 343         /* Relocate the GOT slot pointing into the PLT. */
 344         where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
 345         *where += (Elf_Addr)obj->relocbase;
 346     }
 347     return 0;
 348 }
 349
 350 /* Relocate the jump slots in an object. */
 351 int
 352 reloc_jmpslots(Obj_Entry *obj)
 353 {
 354     const Elf_Rela *relalim;
 355     const Elf_Rela *rela;
 356
 357     if (obj->jmpslots_done)
 358         return 0;
 359     relalim = (const Elf_Rela *)((char *)obj->pltrela + obj->pltrelasize);
 360     for (rela = obj->pltrela;  rela < relalim;  rela++) {
 361         Elf_Addr *where, target;
 362         const Elf_Sym *def;
 363         const Obj_Entry *defobj;
 364
 365         assert(ELF_R_TYPE(rela->r_info) == R_X86_64_JMP_SLOT);
 366         where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
 367         def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj, true, NULL);
 368         if (def == NULL)
 369             return -1;
 370         target = (Elf_Addr)(defobj->relocbase + def->st_value + rela->r_addend);
 371         reloc_jmpslot(where, target, defobj, obj, (const Elf_Rel *)rela);
 372     }
 373     obj->jmpslots_done = true;
 374     return 0;
 375 }
 376
 377 void
 378 allocate_initial_tls(Obj_Entry *objs)
 379 {
 380     /*
 381      * Fix the size of the static TLS block by using the maximum
 382      * offset allocated so far and adding a bit for dynamic modules to
 383      * use.
 384      */
 385     tls_static_space = tls_last_offset + RTLD_STATIC_TLS_EXTRA;
 386     amd64_set_fsbase(allocate_tls(objs, 0,
 387                                   3*sizeof(Elf_Addr), sizeof(Elf_Addr)));
 388 }
 389
 390 void *__tls_get_addr(tls_index *ti)
 391 {
 392     Elf_Addr** segbase;
 393     Elf_Addr* dtv;
 394
 395     __asm __volatile("movq %%fs:0, %0" : "=r" (segbase));
 396     dtv = segbase[1];
 397
 398     return tls_get_addr_common(&segbase[1], ti->ti_module, ti->ti_offset);
 399 }