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