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             size_t size;
  73             const void *srcaddr;
  74             const Elf_Sym *srcsym;
  75             const Obj_Entry *srcobj, *defobj;
  76             SymLook req;
  77             int res;
  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             size = dstsym->st_size;
  83             symlook_init(&req, name);
  84             req.ventry = fetch_ventry(dstobj, ELF_R_SYM(rela->r_info));
  85
  86             for (srcobj = dstobj->next;  srcobj != NULL;  srcobj = srcobj->next) {
  87                 res = symlook_obj(&req, srcobj);
  88                 if (res == 0) {
  89                     srcsym = req.sym_out;
  90                     defobj = req.defobj_out;
  91                     break;
  92                 }
  93             }
  94
  95             if (srcobj == NULL) {
  96                 _rtld_error("Undefined symbol \"%s\" referenced from COPY"
  97                   " relocation in %s", name, dstobj->path);
  98                 return -1;
  99             }
 100
 101             srcaddr = (const void *) (defobj->relocbase + srcsym->st_value);
 102             memcpy(dstaddr, srcaddr, size);
 103         }
 104     }
 105
 106     return 0;
 107 }
 108
 109 /* Initialize the special GOT entries. */
 110 void
 111 init_pltgot(Obj_Entry *obj)
 112 {
 113     if (obj->pltgot != NULL) {
 114         obj->pltgot[1] = (Elf_Addr) obj;
 115         obj->pltgot[2] = (Elf_Addr) &_rtld_bind_start;
 116     }
 117 }
 118
 119 /* Process the non-PLT relocations. */
 120 int
 121 reloc_non_plt(Obj_Entry *obj, Obj_Entry *obj_rtld, RtldLockState *lockstate)
 122 {
 123         const Elf_Rela *relalim;
 124         const Elf_Rela *rela;
 125         SymCache *cache;
 126         int r = -1;
 127
 128         /*
 129          * The dynamic loader may be called from a thread, we have
 130          * limited amounts of stack available so we cannot use alloca().
 131          */
 132         if (obj != obj_rtld) {
 133             cache = calloc(obj->nchains, sizeof(SymCache));
 134             /* No need to check for NULL here */
 135         } else
 136             cache = NULL;
 137
 138         relalim = (const Elf_Rela *) ((caddr_t) obj->rela + obj->relasize);
 139         for (rela = obj->rela;  rela < relalim;  rela++) {
 140             Elf_Addr *where = (Elf_Addr *) (obj->relocbase + rela->r_offset);
 141             Elf32_Addr *where32 = (Elf32_Addr *)where;
 142
 143             switch (ELF_R_TYPE(rela->r_info)) {
 144
 145             case R_X86_64_NONE:
 146                 break;
 147
 148             case R_X86_64_64:
 149                 {
 150                     const Elf_Sym *def;
 151                     const Obj_Entry *defobj;
 152
 153                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 154                       false, cache, lockstate);
 155                     if (def == NULL)
 156                         goto done;
 157
 158                     *where = (Elf_Addr) (defobj->relocbase + def->st_value + rela->r_addend);
 159                 }
 160                 break;
 161
 162             case R_X86_64_PC32:
 163                 /*
 164                  * I don't think the dynamic linker should ever see this
 165                  * type of relocation.  But the binutils-2.6 tools sometimes
 166                  * generate it.
 167                  */
 168                 {
 169                     const Elf_Sym *def;
 170                     const Obj_Entry *defobj;
 171
 172                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 173                       false, cache, lockstate);
 174                     if (def == NULL)
 175                         goto done;
 176
 177                     *where32 = (Elf32_Addr) (unsigned long) (defobj->relocbase +
 178                         def->st_value + rela->r_addend - (Elf_Addr) where);
 179                 }
 180                 break;
 181         /* missing: R_X86_64_GOT32 R_X86_64_PLT32 */
 182
 183             case R_X86_64_COPY:
 184                 /*
 185                  * These are deferred until all other relocations have
 186                  * been done.  All we do here is make sure that the COPY
 187                  * relocation is not in a shared library.  They are allowed
 188                  * only in executable files.
 189                  */
 190                 if (!obj->mainprog) {
 191                     _rtld_error("%s: Unexpected R_X86_64_COPY relocation"
 192                       " in shared library", obj->path);
 193                     goto done;
 194                 }
 195                 break;
 196
 197             case R_X86_64_GLOB_DAT:
 198                 {
 199                     const Elf_Sym *def;
 200                     const Obj_Entry *defobj;
 201
 202                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 203                       false, cache, lockstate);
 204                     if (def == NULL)
 205                         goto done;
 206
 207                     *where = (Elf_Addr) (defobj->relocbase + def->st_value);
 208                 }
 209                 break;
 210
 211             case R_X86_64_TPOFF64:
 212                 {
 213                     const Elf_Sym *def;
 214                     const Obj_Entry *defobj;
 215
 216                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 217                       false, cache, lockstate);
 218                     if (def == NULL)
 219                         goto done;
 220
 221                     /*
 222                      * We lazily allocate offsets for static TLS as we
 223                      * see the first relocation that references the
 224                      * TLS block. This allows us to support (small
 225                      * amounts of) static TLS in dynamically loaded
 226                      * modules. If we run out of space, we generate an
 227                      * error.
 228                      */
 229                     if (!defobj->tls_done) {
 230                         if (!allocate_tls_offset((Obj_Entry*) defobj)) {
 231                             _rtld_error("%s: No space available for static "
 232                                         "Thread Local Storage", obj->path);
 233                             goto done;
 234                         }
 235                     }
 236
 237                     *where = (Elf_Addr) (def->st_value - defobj->tlsoffset +
 238                                          rela->r_addend);
 239                 }
 240                 break;
 241
 242             case R_X86_64_TPOFF32:
 243                 {
 244                     const Elf_Sym *def;
 245                     const Obj_Entry *defobj;
 246
 247                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 248                       false, cache, lockstate);
 249                     if (def == NULL)
 250                         goto done;
 251
 252                     /*
 253                      * We lazily allocate offsets for static TLS as we
 254                      * see the first relocation that references the
 255                      * TLS block. This allows us to support (small
 256                      * amounts of) static TLS in dynamically loaded
 257                      * modules. If we run out of space, we generate an
 258                      * error.
 259                      */
 260                     if (!defobj->tls_done) {
 261                         if (!allocate_tls_offset((Obj_Entry*) defobj)) {
 262                             _rtld_error("%s: No space available for static "
 263                                         "Thread Local Storage", obj->path);
 264                             goto done;
 265                         }
 266                     }
 267
 268                     *where32 = (Elf32_Addr) (def->st_value -
 269                                              defobj->tlsoffset +
 270                                              rela->r_addend);
 271                 }
 272                 break;
 273
 274             case R_X86_64_DTPMOD64:
 275                 {
 276                     const Elf_Sym *def;
 277                     const Obj_Entry *defobj;
 278
 279                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 280                       false, cache, lockstate);
 281                     if (def == NULL)
 282                         goto done;
 283
 284                     *where += (Elf_Addr) defobj->tlsindex;
 285                 }
 286                 break;
 287
 288             case R_X86_64_DTPOFF64:
 289                 {
 290                     const Elf_Sym *def;
 291                     const Obj_Entry *defobj;
 292
 293                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 294                       false, cache, lockstate);
 295                     if (def == NULL)
 296                         goto done;
 297
 298                     *where += (Elf_Addr) (def->st_value + rela->r_addend);
 299                 }
 300                 break;
 301
 302             case R_X86_64_DTPOFF32:
 303                 {
 304                     const Elf_Sym *def;
 305                     const Obj_Entry *defobj;
 306
 307                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 308                       false, cache, lockstate);
 309                     if (def == NULL)
 310                         goto done;
 311
 312                     *where32 += (Elf32_Addr) (def->st_value + rela->r_addend);
 313                 }
 314                 break;
 315
 316             case R_X86_64_RELATIVE:
 317                 *where = (Elf_Addr)(obj->relocbase + rela->r_addend);
 318                 break;
 319
 320         /* 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 */
 321
 322             default:
 323                 _rtld_error("%s: Unsupported relocation type %u"
 324                   " in non-PLT relocations\n", obj->path,
 325                   (unsigned int)ELF_R_TYPE(rela->r_info));
 326                 goto done;
 327             }
 328         }
 329         r = 0;
 330 done:
 331         if (cache != NULL)
 332             free(cache);
 333         return(r);
 334 }
 335
 336 /* Process the PLT relocations. */
 337 int
 338 reloc_plt(Obj_Entry *obj)
 339 {
 340     const Elf_Rela *relalim;
 341     const Elf_Rela *rela;
 342
 343     relalim = (const Elf_Rela *)((char *)obj->pltrela + obj->pltrelasize);
 344     for (rela = obj->pltrela;  rela < relalim;  rela++) {
 345         Elf_Addr *where;
 346
 347         assert(ELF_R_TYPE(rela->r_info) == R_X86_64_JMP_SLOT);
 348
 349         /* Relocate the GOT slot pointing into the PLT. */
 350         where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
 351         *where += (Elf_Addr)obj->relocbase;
 352     }
 353     return 0;
 354 }
 355
 356 /* Relocate the jump slots in an object. */
 357 int
 358 reloc_jmpslots(Obj_Entry *obj, RtldLockState *lockstate)
 359 {
 360     const Elf_Rela *relalim;
 361     const Elf_Rela *rela;
 362
 363     if (obj->jmpslots_done)
 364         return 0;
 365     relalim = (const Elf_Rela *)((char *)obj->pltrela + obj->pltrelasize);
 366     for (rela = obj->pltrela;  rela < relalim;  rela++) {
 367         Elf_Addr *where, target;
 368         const Elf_Sym *def;
 369         const Obj_Entry *defobj;
 370
 371         assert(ELF_R_TYPE(rela->r_info) == R_X86_64_JMP_SLOT);
 372         where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
 373         def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj, true, NULL,
 374             lockstate);
 375         if (def == NULL)
 376             return -1;
 377         target = (Elf_Addr)(defobj->relocbase + def->st_value + rela->r_addend);
 378         reloc_jmpslot(where, target, defobj, obj, (const Elf_Rel *)rela);
 379     }
 380     obj->jmpslots_done = true;
 381     return 0;
 382 }
 383
 384 void
 385 allocate_initial_tls(Obj_Entry *objs)
 386 {
 387     /*
 388      * Fix the size of the static TLS block by using the maximum
 389      * offset allocated so far and adding a bit for dynamic modules to
 390      * use.
 391      */
 392     tls_static_space = tls_last_offset + RTLD_STATIC_TLS_EXTRA;
 393     amd64_set_fsbase(allocate_tls(objs, 0,
 394                                   3*sizeof(Elf_Addr), sizeof(Elf_Addr)));
 395 }
 396
 397 void *__tls_get_addr(tls_index *ti)
 398 {
 399     Elf_Addr** segbase;
 400     Elf_Addr* dtv;
 401
 402     __asm __volatile("movq %%fs:0, %0" : "=r" (segbase));
 403     dtv = segbase[1];
 404
 405     return tls_get_addr_common(&segbase[1], ti->ti_module, ti->ti_offset);
 406 }