libexec/rtld-elf/i386/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/segments.h>
  37 #include <machine/sysarch.h>
  38
  39 #include <dlfcn.h>
  40 #include <err.h>
  41 #include <errno.h>
  42 #include <fcntl.h>
  43 #include <stdarg.h>
  44 #include <stdio.h>
  45 #include <stdlib.h>
  46 #include <string.h>
  47 #include <unistd.h>
  48
  49 #include "debug.h"
  50 #include "rtld.h"
  51 #include "rtld_tls.h"
  52
  53 /*
  54  * Process the special R_386_COPY relocations in the main program.  These
  55  * copy data from a shared object into a region in the main program's BSS
  56  * segment.
  57  *
  58  * Returns 0 on success, -1 on failure.
  59  */
  60 int
  61 do_copy_relocations(Obj_Entry *dstobj)
  62 {
  63     const Elf_Rel *rellim;
  64     const Elf_Rel *rel;
  65
  66     assert(dstobj->mainprog);   /* COPY relocations are invalid elsewhere */
  67
  68     rellim = (const Elf_Rel *) ((caddr_t) dstobj->rel + dstobj->relsize);
  69     for (rel = dstobj->rel;  rel < rellim;  rel++) {
  70         if (ELF_R_TYPE(rel->r_info) == R_386_COPY) {
  71             void *dstaddr;
  72             const Elf_Sym *dstsym;
  73             const char *name;
  74             size_t size;
  75             const void *srcaddr;
  76             const Elf_Sym *srcsym;
  77             const Obj_Entry *srcobj, *defobj;
  78             SymLook req;
  79             int res;
  80
  81             dstaddr = (void *) (dstobj->relocbase + rel->r_offset);
  82             dstsym = dstobj->symtab + ELF_R_SYM(rel->r_info);
  83             name = dstobj->strtab + dstsym->st_name;
  84             size = dstsym->st_size;
  85             symlook_init(&req, name);
  86             req.ventry = fetch_ventry(dstobj, ELF_R_SYM(rel->r_info));
  87             req.flags = SYMLOOK_EARLY;
  88
  89             for (srcobj = globallist_next(dstobj);  srcobj != NULL;
  90               srcobj = globallist_next(srcobj)) {
  91                 res = symlook_obj(&req, srcobj);
  92                 if (res == 0) {
  93                     srcsym = req.sym_out;
  94                     defobj = req.defobj_out;
  95                     break;
  96                 }
  97             }
  98
  99             if (srcobj == NULL) {
 100                 _rtld_error("Undefined symbol \"%s\" referenced from COPY"
 101                   " relocation in %s", name, dstobj->path);
 102                 return -1;
 103             }
 104
 105             srcaddr = (const void *) (defobj->relocbase + srcsym->st_value);
 106             memcpy(dstaddr, srcaddr, size);
 107         }
 108     }
 109
 110     return 0;
 111 }
 112
 113 /* Initialize the special GOT entries. */
 114 void
 115 init_pltgot(Obj_Entry *obj)
 116 {
 117     if (obj->pltgot != NULL) {
 118         obj->pltgot[1] = (Elf_Addr) obj;
 119         obj->pltgot[2] = (Elf_Addr) &_rtld_bind_start;
 120     }
 121 }
 122
 123 /* Process the non-PLT relocations. */
 124 int
 125 reloc_non_plt(Obj_Entry *obj, Obj_Entry *obj_rtld, int flags,
 126     RtldLockState *lockstate)
 127 {
 128         const Elf_Rel *rellim;
 129         const Elf_Rel *rel;
 130         SymCache *cache;
 131         const Elf_Sym *def;
 132         const Obj_Entry *defobj;
 133         Elf_Addr *where, symval, add;
 134         int r;
 135
 136         r = -1;
 137         /*
 138          * The dynamic loader may be called from a thread, we have
 139          * limited amounts of stack available so we cannot use alloca().
 140          */
 141         if (obj != obj_rtld) {
 142                 cache = calloc(obj->dynsymcount, sizeof(SymCache));
 143                 /* No need to check for NULL here */
 144         } else
 145                 cache = NULL;
 146
 147         rellim = (const Elf_Rel *)((caddr_t) obj->rel + obj->relsize);
 148         for (rel = obj->rel;  rel < rellim;  rel++) {
 149                 switch (ELF_R_TYPE(rel->r_info)) {
 150                 case R_386_32:
 151                 case R_386_PC32:
 152                 case R_386_GLOB_DAT:
 153                 case R_386_TLS_TPOFF:
 154                 case R_386_TLS_TPOFF32:
 155                 case R_386_TLS_DTPMOD32:
 156                 case R_386_TLS_DTPOFF32:
 157                         def = find_symdef(ELF_R_SYM(rel->r_info), obj, &defobj,
 158                             flags, cache, lockstate);
 159                         if (def == NULL)
 160                                 goto done;
 161                         if (ELF_ST_TYPE(def->st_info) == STT_GNU_IFUNC) {
 162                                 switch (ELF_R_TYPE(rel->r_info)) {
 163                                 case R_386_32:
 164                                 case R_386_PC32:
 165                                 case R_386_GLOB_DAT:
 166                                         if ((flags & SYMLOOK_IFUNC) == 0) {
 167                                                 obj->non_plt_gnu_ifunc = true;
 168                                                 continue;
 169                                         }
 170                                         symval = (Elf_Addr)rtld_resolve_ifunc(
 171                                             defobj, def);
 172                                         break;
 173                                 case R_386_TLS_TPOFF:
 174                                 case R_386_TLS_TPOFF32:
 175                                 case R_386_TLS_DTPMOD32:
 176                                 case R_386_TLS_DTPOFF32:
 177                                         _rtld_error("%s: IFUNC for TLS reloc",
 178                                             obj->path);
 179                                         goto done;
 180                                 }
 181                         } else {
 182                                 if ((flags & SYMLOOK_IFUNC) != 0)
 183                                         continue;
 184                                 symval = (Elf_Addr)defobj->relocbase +
 185                                     def->st_value;
 186                         }
 187                         break;
 188                 default:
 189                         if ((flags & SYMLOOK_IFUNC) != 0)
 190                                 continue;
 191                         break;
 192                 }
 193                 where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rel->r_offset);
 194
 195                 switch (ELF_R_TYPE(rel->r_info)) {
 196                 case R_386_NONE:
 197                         break;
 198                 case R_386_32:
 199                         *where += symval;
 200                         break;
 201                 case R_386_PC32:
 202                     /*
 203                      * I don't think the dynamic linker should ever
 204                      * see this type of relocation.  But the
 205                      * binutils-2.6 tools sometimes generate it.
 206                      */
 207                     *where += symval - (Elf_Addr)where;
 208                     break;
 209                 case R_386_COPY:
 210                         /*
 211                          * These are deferred until all other
 212                          * relocations have been done.  All we do here
 213                          * is make sure that the COPY relocation is
 214                          * not in a shared library.  They are allowed
 215                          * only in executable files.
 216                          */
 217                         if (!obj->mainprog) {
 218                                 _rtld_error("%s: Unexpected R_386_COPY "
 219                                     "relocation in shared library", obj->path);
 220                                 goto done;
 221                         }
 222                         break;
 223                 case R_386_GLOB_DAT:
 224                         *where = symval;
 225                         break;
 226                 case R_386_RELATIVE:
 227                         *where += (Elf_Addr)obj->relocbase;
 228                         break;
 229                 case R_386_TLS_TPOFF:
 230                 case R_386_TLS_TPOFF32:
 231                         /*
 232                          * We lazily allocate offsets for static TLS
 233                          * as we see the first relocation that
 234                          * references the TLS block. This allows us to
 235                          * support (small amounts of) static TLS in
 236                          * dynamically loaded modules. If we run out
 237                          * of space, we generate an error.
 238                          */
 239                         if (!defobj->tls_done) {
 240                                 if (!allocate_tls_offset((Obj_Entry*) defobj)) {
 241                                         _rtld_error("%s: No space available "
 242                                             "for static Thread Local Storage",
 243                                             obj->path);
 244                                         goto done;
 245                                 }
 246                         }
 247                         add = (Elf_Addr)(def->st_value - defobj->tlsoffset);
 248                         if (ELF_R_TYPE(rel->r_info) == R_386_TLS_TPOFF)
 249                                 *where += add;
 250                         else
 251                                 *where -= add;
 252                         break;
 253                 case R_386_TLS_DTPMOD32:
 254                         *where += (Elf_Addr)defobj->tlsindex;
 255                         break;
 256                 case R_386_TLS_DTPOFF32:
 257                         *where += (Elf_Addr) def->st_value;
 258                         break;
 259                 default:
 260                         _rtld_error("%s: Unsupported relocation type %d"
 261                             " in non-PLT relocations\n", obj->path,
 262                             ELF_R_TYPE(rel->r_info));
 263                         goto done;
 264                 }
 265         }
 266         r = 0;
 267 done:
 268         free(cache);
 269         return (r);
 270 }
 271
 272 /* Process the PLT relocations. */
 273 int
 274 reloc_plt(Obj_Entry *obj)
 275 {
 276     const Elf_Rel *rellim;
 277     const Elf_Rel *rel;
 278
 279     rellim = (const Elf_Rel *)((char *)obj->pltrel + obj->pltrelsize);
 280     for (rel = obj->pltrel;  rel < rellim;  rel++) {
 281         Elf_Addr *where/*, val*/;
 282
 283         switch (ELF_R_TYPE(rel->r_info)) {
 284         case R_386_JMP_SLOT:
 285           /* Relocate the GOT slot pointing into the PLT. */
 286           where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rel->r_offset);
 287           *where += (Elf_Addr)obj->relocbase;
 288           break;
 289
 290         case R_386_IRELATIVE:
 291           obj->irelative = true;
 292           break;
 293
 294         default:
 295           _rtld_error("Unknown relocation type %x in PLT",
 296             ELF_R_TYPE(rel->r_info));
 297           return (-1);
 298         }
 299     }
 300     return 0;
 301 }
 302
 303 /* Relocate the jump slots in an object. */
 304 int
 305 reloc_jmpslots(Obj_Entry *obj, int flags, RtldLockState *lockstate)
 306 {
 307     const Elf_Rel *rellim;
 308     const Elf_Rel *rel;
 309
 310     if (obj->jmpslots_done)
 311         return 0;
 312     rellim = (const Elf_Rel *)((char *)obj->pltrel + obj->pltrelsize);
 313     for (rel = obj->pltrel;  rel < rellim;  rel++) {
 314         Elf_Addr *where, target;
 315         const Elf_Sym *def;
 316         const Obj_Entry *defobj;
 317
 318         switch (ELF_R_TYPE(rel->r_info)) {
 319         case R_386_JMP_SLOT:
 320           where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rel->r_offset);
 321           def = find_symdef(ELF_R_SYM(rel->r_info), obj, &defobj,
 322                 SYMLOOK_IN_PLT | flags, NULL, lockstate);
 323           if (def == NULL)
 324               return (-1);
 325           if (ELF_ST_TYPE(def->st_info) == STT_GNU_IFUNC) {
 326               obj->gnu_ifunc = true;
 327               continue;
 328           }
 329           target = (Elf_Addr)(defobj->relocbase + def->st_value);
 330           reloc_jmpslot(where, target, defobj, obj, rel);
 331           break;
 332
 333         case R_386_IRELATIVE:
 334           break;
 335
 336         default:
 337           _rtld_error("Unknown relocation type %x in PLT",
 338             ELF_R_TYPE(rel->r_info));
 339           return (-1);
 340         }
 341     }
 342
 343     obj->jmpslots_done = true;
 344     return 0;
 345 }
 346
 347 int
 348 reloc_iresolve(Obj_Entry *obj, RtldLockState *lockstate)
 349 {
 350     const Elf_Rel *rellim;
 351     const Elf_Rel *rel;
 352     Elf_Addr *where, target;
 353
 354     if (!obj->irelative)
 355         return (0);
 356     rellim = (const Elf_Rel *)((char *)obj->pltrel + obj->pltrelsize);
 357     for (rel = obj->pltrel;  rel < rellim;  rel++) {
 358         switch (ELF_R_TYPE(rel->r_info)) {
 359         case R_386_IRELATIVE:
 360           where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rel->r_offset);
 361           lock_release(rtld_bind_lock, lockstate);
 362           target = ((Elf_Addr (*)(void))(obj->relocbase + *where))();
 363           wlock_acquire(rtld_bind_lock, lockstate);
 364           *where = target;
 365           break;
 366         }
 367     }
 368     obj->irelative = false;
 369     return (0);
 370 }
 371
 372 int
 373 reloc_gnu_ifunc(Obj_Entry *obj, int flags, RtldLockState *lockstate)
 374 {
 375     const Elf_Rel *rellim;
 376     const Elf_Rel *rel;
 377
 378     if (!obj->gnu_ifunc)
 379         return (0);
 380     rellim = (const Elf_Rel *)((char *)obj->pltrel + obj->pltrelsize);
 381     for (rel = obj->pltrel;  rel < rellim;  rel++) {
 382         Elf_Addr *where, target;
 383         const Elf_Sym *def;
 384         const Obj_Entry *defobj;
 385
 386         switch (ELF_R_TYPE(rel->r_info)) {
 387         case R_386_JMP_SLOT:
 388           where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rel->r_offset);
 389           def = find_symdef(ELF_R_SYM(rel->r_info), obj, &defobj,
 390                 SYMLOOK_IN_PLT | flags, NULL, lockstate);
 391           if (def == NULL)
 392               return (-1);
 393           if (ELF_ST_TYPE(def->st_info) != STT_GNU_IFUNC)
 394               continue;
 395           lock_release(rtld_bind_lock, lockstate);
 396           target = (Elf_Addr)rtld_resolve_ifunc(defobj, def);
 397           wlock_acquire(rtld_bind_lock, lockstate);
 398           reloc_jmpslot(where, target, defobj, obj, rel);
 399           break;
 400         }
 401     }
 402
 403     obj->gnu_ifunc = false;
 404     return (0);
 405 }
 406
 407 void
 408 allocate_initial_tls(Obj_Entry *objs)
 409 {
 410     void* tls;
 411
 412     /*
 413      * Fix the size of the static TLS block by using the maximum
 414      * offset allocated so far and adding a bit for dynamic modules to
 415      * use.
 416      */
 417     tls_static_space = tls_last_offset + RTLD_STATIC_TLS_EXTRA;
 418     tls = allocate_tls(objs, NULL, 3*sizeof(Elf_Addr), sizeof(Elf_Addr));
 419     i386_set_gsbase(tls);
 420 }
 421
 422 /* GNU ABI */
 423 __attribute__((__regparm__(1)))
 424 void *___tls_get_addr(tls_index *ti)
 425 {
 426     Elf_Addr** segbase;
 427
 428     __asm __volatile("movl %%gs:0, %0" : "=r" (segbase));
 429
 430     return tls_get_addr_common(&segbase[1], ti->ti_module, ti->ti_offset);
 431 }
 432
 433 /* Sun ABI */
 434 void *__tls_get_addr(tls_index *ti)
 435 {
 436     Elf_Addr** segbase;
 437
 438     __asm __volatile("movl %%gs:0, %0" : "=r" (segbase));
 439
 440     return tls_get_addr_common(&segbase[1], ti->ti_module, ti->ti_offset);
 441 }