rtld: add RELRO support
[dragonfly.git] / libexec / rtld-elf / rtld.h
1 /*-
2  * Copyright 1996, 1997, 1998, 1999, 2000 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: src/libexec/rtld-elf/rtld.h,v 1.50 2011/02/09 09:20:27 kib Exp $
26  */
27
28 #ifndef RTLD_H /* { */
29 #define RTLD_H 1
30
31 #include <machine/elf.h>
32 #include <sys/types.h>
33 #include <sys/queue.h>
34
35 #include <elf-hints.h>
36 #include <link.h>
37 #include <setjmp.h>
38 #include <stddef.h>
39
40 #include "rtld_lock.h"
41 #include "rtld_machdep.h"
42
43 #ifndef STANDARD_LIBRARY_PATH
44 #define STANDARD_LIBRARY_PATH   "/usr/lib"
45 #endif
46
47 #define NEW(type)       ((type *) xmalloc(sizeof(type)))
48 #define CNEW(type)      ((type *) xcalloc(sizeof(type)))
49
50 /* We might as well do booleans like C++. */
51 typedef unsigned char bool;
52 #define false   0
53 #define true    1
54
55 extern size_t tls_last_offset;
56 extern size_t tls_last_size;
57 extern size_t tls_static_space;
58 extern int tls_dtv_generation;
59 extern int tls_max_index;
60
61 struct stat;
62 struct Struct_Obj_Entry;
63
64 /* Lists of shared objects */
65 typedef struct Struct_Objlist_Entry {
66     STAILQ_ENTRY(Struct_Objlist_Entry) link;
67     struct Struct_Obj_Entry *obj;
68 } Objlist_Entry;
69
70 typedef STAILQ_HEAD(Struct_Objlist, Struct_Objlist_Entry) Objlist;
71
72 /* Types of init and fini functions */
73 typedef void (*InitFunc)(void);
74
75 /* Lists of shared object dependencies */
76 typedef struct Struct_Needed_Entry {
77     struct Struct_Needed_Entry *next;
78     struct Struct_Obj_Entry *obj;
79     unsigned long name;         /* Offset of name in string table */
80 } Needed_Entry;
81
82 typedef struct Struct_Name_Entry {
83     STAILQ_ENTRY(Struct_Name_Entry) link;
84     char   name[1];
85 } Name_Entry;
86
87 /* Lock object */
88 typedef struct Struct_LockInfo {
89     void *context;              /* Client context for creating locks */
90     void *thelock;              /* The one big lock */
91     /* Debugging aids. */
92     volatile int rcount;        /* Number of readers holding lock */
93     volatile int wcount;        /* Number of writers holding lock */
94     /* Methods */
95     void *(*lock_create)(void *context);
96     void (*rlock_acquire)(void *lock);
97     void (*wlock_acquire)(void *lock);
98     void (*rlock_release)(void *lock);
99     void (*wlock_release)(void *lock);
100     void (*lock_destroy)(void *lock);
101     void (*context_destroy)(void *context);
102 } LockInfo;
103
104 typedef struct Struct_Ver_Entry {
105         Elf_Word     hash;
106         unsigned int flags;
107         const char  *name;
108         const char  *file;
109 } Ver_Entry;
110
111 #define VER_INFO_HIDDEN 0x01
112
113 /*
114  * Shared object descriptor.
115  *
116  * Items marked with "(%)" are dynamically allocated, and must be freed
117  * when the structure is destroyed.
118  *
119  * CAUTION: It appears that the JDK port peeks into these structures.
120  * It looks at "next" and "mapbase" at least.  Don't add new members
121  * near the front, until this can be straightened out.
122  */
123 typedef struct Struct_Obj_Entry {
124     /*
125      * These two items have to be set right for compatibility with the
126      * original ElfKit crt1.o.
127      */
128     Elf_Size magic;             /* Magic number (sanity check) */
129     Elf_Size version;           /* Version number of struct format */
130
131     struct Struct_Obj_Entry *next;
132     char *path;                 /* Pathname of underlying file (%) */
133     char *origin_path;          /* Directory path of origin file */
134     int refcount;
135     int dl_refcount;            /* Number of times loaded by dlopen */
136
137     /* These items are computed by map_object() or by digest_phdr(). */
138     caddr_t mapbase;            /* Base address of mapped region */
139     size_t mapsize;             /* Size of mapped region in bytes */
140     size_t textsize;            /* Size of text segment in bytes */
141     Elf_Addr vaddrbase;         /* Base address in shared object file */
142     caddr_t relocbase;          /* Relocation constant = mapbase - vaddrbase */
143     const Elf_Dyn *dynamic;     /* Dynamic section */
144     caddr_t entry;              /* Entry point */
145     const Elf_Phdr *phdr;       /* Program header if it is mapped, else NULL */
146     size_t phsize;              /* Size of program header in bytes */
147     const char *interp;         /* Pathname of the interpreter, if any */
148     caddr_t relro_page;         /* Address of first page of read-only data */
149     size_t relro_size;          /* Size of relro page(s) in bytes */
150
151     /* TLS information */
152     int tlsindex;               /* Index in DTV for this module */
153     void *tlsinit;              /* Base address of TLS init block */
154     size_t tlsinitsize;         /* Size of TLS init block for this module */
155     size_t tlssize;             /* Size of TLS block for this module */
156     size_t tlsoffset;           /* Offset of static TLS block for this module */
157     size_t tlsalign;            /* Alignment of static TLS block */
158
159     /* Items from the dynamic section. */
160     Elf_Addr *pltgot;           /* PLT or GOT, depending on architecture */
161     const Elf_Rel *rel;         /* Relocation entries */
162     unsigned long relsize;      /* Size in bytes of relocation info */
163     const Elf_Rela *rela;       /* Relocation entries with addend */
164     unsigned long relasize;     /* Size in bytes of addend relocation info */
165     const Elf_Rel *pltrel;      /* PLT relocation entries */
166     unsigned long pltrelsize;   /* Size in bytes of PLT relocation info */
167     const Elf_Rela *pltrela;    /* PLT relocation entries with addend */
168     unsigned long pltrelasize;  /* Size in bytes of PLT addend reloc info */
169     const Elf_Sym *symtab;      /* Symbol table */
170     const char *strtab;         /* String table */
171     unsigned long strsize;      /* Size in bytes of string table */
172
173     const Elf_Verneed *verneed; /* Required versions. */
174     Elf_Word verneednum;        /* Number of entries in verneed table */
175     const Elf_Verdef  *verdef;  /* Provided versions. */
176     Elf_Word verdefnum;         /* Number of entries in verdef table */
177     const Elf_Versym *versyms;  /* Symbol versions table */
178
179     const Elf_Hashelt *buckets; /* Hash table buckets array */
180     unsigned long nbuckets;     /* Number of buckets */
181     const Elf_Hashelt *chains;  /* Hash table chain array */
182     unsigned long nchains;      /* Number of chains */
183
184     char *rpath;                /* Search path specified in object */
185     Needed_Entry *needed;       /* Shared objects needed by this one (%) */
186
187     STAILQ_HEAD(, Struct_Name_Entry) names; /* List of names for this object we
188                                                know about. */
189     Ver_Entry *vertab;          /* Versions required /defined by this object */
190     int vernum;                 /* Number of entries in vertab */
191
192     Elf_Addr init;              /* Initialization function to call */
193     Elf_Addr fini;              /* Termination function to call */
194
195     bool mainprog : 1;          /* True if this is the main program */
196     bool rtld : 1;              /* True if this is the dynamic linker */
197     bool textrel : 1;           /* True if there are relocations to text seg */
198     bool symbolic : 1;          /* True if generated with "-Bsymbolic" */
199     bool bind_now : 1;          /* True if all relocations should be made first */
200     bool traced : 1;            /* Already printed in ldd trace output */
201     bool jmpslots_done : 1;     /* Already have relocated the jump slots */
202     bool init_done : 1;         /* Already have added object to init list */
203     bool tls_done : 1;          /* Already allocated offset for static TLS */
204     bool phdr_alloc : 1;        /* Phdr is allocated and needs to be freed. */
205     bool z_origin : 1;          /* Process rpath and soname tokens */
206     bool z_nodelete : 1;        /* Do not unload the object and dependencies */
207     bool z_noopen : 1;          /* Do not load on dlopen */
208     bool ref_nodel : 1;         /* Refcount increased to prevent dlclose */
209     bool init_scanned: 1;       /* Object is already on init list. */
210     bool on_fini_list: 1;       /* Object is already on fini list. */
211     bool dag_inited : 1;        /* Object has its DAG initialized. */
212
213     struct link_map linkmap;    /* For GDB and dlinfo() */
214     Objlist dldags;             /* Object belongs to these dlopened DAGs (%) */
215     Objlist dagmembers;         /* DAG has these members (%) */
216     dev_t dev;                  /* Object's filesystem's device */
217     ino_t ino;                  /* Object's inode number */
218     void *priv;                 /* Platform-dependent */
219 } Obj_Entry;
220
221 #define RTLD_MAGIC      0xd550b87a
222 #define RTLD_VERSION    1
223
224 /* Flags to be passed into symlook_ family of functions. */
225 #define SYMLOOK_IN_PLT  0x01    /* Lookup for PLT symbol */
226 #define SYMLOOK_DLSYM   0x02    /* Return newest versioned symbol. Used by
227                                    dlsym. */
228
229 /* Flags for load_object(). */
230 #define RTLD_LO_NOLOAD  0x01    /* dlopen() specified RTLD_NOLOAD. */
231 #define RTLD_LO_DLOPEN  0x02    /* Load_object() called from dlopen(). */
232 #define RTLD_LO_TRACE           0x04    /* Only tracing. */
233 #define RTLD_LO_NODELETE        0x08    /* Loaded object cannot be closed. */
234
235 /*
236  * Symbol cache entry used during relocation to avoid multiple lookups
237  * of the same symbol.
238  */
239 typedef struct Struct_SymCache {
240     const Elf_Sym *sym;         /* Symbol table entry */
241     const Obj_Entry *obj;       /* Shared object which defines it */
242 } SymCache;
243
244 struct Struct_RtldLockState {
245         int lockstate;
246         sigjmp_buf env;
247 };
248
249 void _rtld_error(const char *, ...) __printflike(1, 2);
250 Obj_Entry *map_object(int, const char *, const struct stat *);
251 void *xcalloc(size_t);
252 void *xmalloc(size_t);
253 char *xstrdup(const char *);
254 void *xrealloc(void *, size_t);
255 extern Elf_Addr _GLOBAL_OFFSET_TABLE_[];
256
257 void dump_relocations(Obj_Entry *);
258 void dump_obj_relocations(Obj_Entry *);
259 void dump_Elf_Rel(Obj_Entry *, const Elf_Rel *, u_long);
260 void dump_Elf_Rela(Obj_Entry *, const Elf_Rela *, u_long);
261
262 /*
263  * Function declarations.
264  */
265 const char *basename(const char *);
266 unsigned long elf_hash(const char *);
267 const Elf_Sym *find_symdef(unsigned long, const Obj_Entry *,
268   const Obj_Entry **, int, SymCache *);
269 void init_pltgot(Obj_Entry *);
270 void lockdflt_init(void);
271 void obj_free(Obj_Entry *);
272 Obj_Entry *obj_new(void);
273 void _rtld_bind_start(void);
274 const Elf_Sym   *symlook_obj(const char *, unsigned long, const Obj_Entry *,
275   const Ver_Entry *, int);
276 void *tls_get_addr_common(Elf_Addr** dtvp, int index, size_t offset);
277 struct tls_tcb  *allocate_tls(Obj_Entry *);
278 void free_tls(struct tls_tcb *);
279 void *allocate_module_tls(int index);
280 bool allocate_tls_offset(Obj_Entry *obj);
281 void free_tls_offset(Obj_Entry *obj);
282 const Ver_Entry *fetch_ventry(const Obj_Entry *obj, unsigned long);
283
284 /*
285  * MD function declarations.
286  */
287 int do_copy_relocations(Obj_Entry *);
288 int reloc_non_plt(Obj_Entry *, Obj_Entry *);
289 int reloc_plt(Obj_Entry *);
290 int reloc_jmpslots(Obj_Entry *);
291 void allocate_initial_tls(Obj_Entry *);
292
293 #endif /* } */