libexec/rtld-elf/x86_64/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: src/libexec/rtld-elf/amd64/reloc.c,v 1.20 2010/12/25 08:51:20 kib Exp $
  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 <sys/tls.h>
  37
  38 #include <machine/sysarch.h>
  39 #include <machine/tls.h>
  40
  41 #include <dlfcn.h>
  42 #include <err.h>
  43 #include <errno.h>
  44 #include <fcntl.h>
  45 #include <stdarg.h>
  46 #include <stdio.h>
  47 #include <stdlib.h>
  48 #include <string.h>
  49 #include <unistd.h>
  50
  51 #include "debug.h"
  52 #include "rtld.h"
  53
  54 /*
  55  * Process the special R_X86_64_COPY relocations in the main program.  These
  56  * copy data from a shared object into a region in the main program's BSS
  57  * segment.
  58  *
  59  * Returns 0 on success, -1 on failure.
  60  */
  61 int
  62 do_copy_relocations(Obj_Entry *dstobj)
  63 {
  64     const Elf_Rela *relalim;
  65     const Elf_Rela *rela;
  66
  67     assert(dstobj->mainprog);   /* COPY relocations are invalid elsewhere */
  68
  69     relalim = (const Elf_Rela *) ((caddr_t) dstobj->rela + dstobj->relasize);
  70     for (rela = dstobj->rela;  rela < relalim;  rela++) {
  71         if (ELF_R_TYPE(rela->r_info) == R_X86_64_COPY) {
  72             void *dstaddr;
  73             const Elf_Sym *dstsym;
  74             const char *name;
  75             unsigned long hash;
  76             size_t size;
  77             const void *srcaddr;
  78             const Elf_Sym *srcsym;
  79             Obj_Entry *srcobj;
  80             const Ver_Entry *ve;
  81
  82             dstaddr = (void *) (dstobj->relocbase + rela->r_offset);
  83             dstsym = dstobj->symtab + ELF_R_SYM(rela->r_info);
  84             name = dstobj->strtab + dstsym->st_name;
  85             hash = elf_hash(name);
  86             size = dstsym->st_size;
  87             ve = fetch_ventry(dstobj, ELF_R_SYM(rela->r_info));
  88
  89             for (srcobj = dstobj->next;  srcobj != NULL;  srcobj = srcobj->next)
  90                 if ((srcsym = symlook_obj(name, hash, srcobj, ve, 0)) != NULL)
  91                     break;
  92
  93             if (srcobj == NULL) {
  94                 _rtld_error("Undefined symbol \"%s\" referenced from COPY"
  95                   " relocation in %s", name, dstobj->path);
  96                 return -1;
  97             }
  98
  99             srcaddr = (const void *) (srcobj->relocbase + srcsym->st_value);
 100             memcpy(dstaddr, srcaddr, size);
 101         }
 102     }
 103
 104     return 0;
 105 }
 106
 107 /* Initialize the special GOT entries. */
 108 void
 109 init_pltgot(Obj_Entry *obj)
 110 {
 111     if (obj->pltgot != NULL) {
 112         obj->pltgot[1] = (Elf_Addr) obj;
 113         obj->pltgot[2] = (Elf_Addr) &_rtld_bind_start;
 114     }
 115 }
 116
 117 /* Process the non-PLT relocations. */
 118 int
 119 reloc_non_plt(Obj_Entry *obj, Obj_Entry *obj_rtld)
 120 {
 121         const Elf_Rela *relalim;
 122         const Elf_Rela *rela;
 123         SymCache *cache;
 124         int r = -1;
 125
 126         /*
 127          * The dynamic loader may be called from a thread, we have
 128          * limited amounts of stack available so we cannot use alloca().
 129          */
 130         if (obj != obj_rtld) {
 131             cache = calloc(obj->nchains, sizeof(SymCache));
 132             /* No need to check for NULL here */
 133         } else
 134             cache = NULL;
 135
 136         relalim = (const Elf_Rela *) ((caddr_t) obj->rela + obj->relasize);
 137         for (rela = obj->rela;  rela < relalim;  rela++) {
 138             Elf_Addr *where = (Elf_Addr *) (obj->relocbase + rela->r_offset);
 139             Elf32_Addr *where32 = (Elf32_Addr *)where;
 140
 141             switch (ELF_R_TYPE(rela->r_info)) {
 142
 143             case R_X86_64_NONE:
 144                 break;
 145
 146             case R_X86_64_64:
 147                 {
 148                     const Elf_Sym *def;
 149                     const Obj_Entry *defobj;
 150
 151                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 152                       false, cache);
 153                     if (def == NULL)
 154                         goto done;
 155
 156                     *where = (Elf_Addr) (defobj->relocbase + def->st_value + rela->r_addend);
 157                 }
 158                 break;
 159
 160             case R_X86_64_PC32:
 161                 /*
 162                  * I don't think the dynamic linker should ever see this
 163                  * type of relocation.  But the binutils-2.6 tools sometimes
 164                  * generate it.
 165                  */
 166                 {
 167                     const Elf_Sym *def;
 168                     const Obj_Entry *defobj;
 169
 170                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 171                       false, cache);
 172                     if (def == NULL)
 173                         goto done;
 174
 175                     *where32 = (Elf32_Addr) (unsigned long) (defobj->relocbase +
 176                         def->st_value + rela->r_addend - (Elf_Addr) where);
 177                 }
 178                 break;
 179         /* missing: R_X86_64_GOT32 R_X86_64_PLT32 */
 180
 181             case R_X86_64_COPY:
 182                 /*
 183                  * These are deferred until all other relocations have
 184                  * been done.  All we do here is make sure that the COPY
 185                  * relocation is not in a shared library.  They are allowed
 186                  * only in executable files.
 187                  */
 188                 if (!obj->mainprog) {
 189                     _rtld_error("%s: Unexpected R_X86_64_COPY relocation"
 190                       " in shared library", obj->path);
 191                     goto done;
 192                 }
 193                 break;
 194
 195             case R_X86_64_GLOB_DAT:
 196                 {
 197                     const Elf_Sym *def;
 198                     const Obj_Entry *defobj;
 199
 200                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 201                       false, cache);
 202                     if (def == NULL)
 203                         goto done;
 204
 205                     *where = (Elf_Addr) (defobj->relocbase + def->st_value);
 206                 }
 207                 break;
 208
 209             case R_X86_64_TPOFF64:
 210                 {
 211                     const Elf_Sym *def;
 212                     const Obj_Entry *defobj;
 213
 214                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 215                       false, cache);
 216                     if (def == NULL)
 217                         goto done;
 218
 219                     /*
 220                      * We lazily allocate offsets for static TLS as we
 221                      * see the first relocation that references the
 222                      * TLS block. This allows us to support (small
 223                      * amounts of) static TLS in dynamically loaded
 224                      * modules. If we run out of space, we generate an
 225                      * error.
 226                      */
 227                     if (!defobj->tls_done) {
 228                         if (!allocate_tls_offset((Obj_Entry*) defobj)) {
 229                             _rtld_error("%s: No space available for static "
 230                                         "Thread Local Storage", obj->path);
 231                             goto done;
 232                         }
 233                     }
 234
 235                     *where = (Elf_Addr) (def->st_value - defobj->tlsoffset +
 236                                          rela->r_addend);
 237                 }
 238                 break;
 239
 240             case R_X86_64_TPOFF32:
 241                 {
 242                     const Elf_Sym *def;
 243                     const Obj_Entry *defobj;
 244
 245                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 246                       false, cache);
 247                     if (def == NULL)
 248                         goto done;
 249
 250                     /*
 251                      * We lazily allocate offsets for static TLS as we
 252                      * see the first relocation that references the
 253                      * TLS block. This allows us to support (small
 254                      * amounts of) static TLS in dynamically loaded
 255                      * modules. If we run out of space, we generate an
 256                      * error.
 257                      */
 258                     if (!defobj->tls_done) {
 259                         if (!allocate_tls_offset((Obj_Entry*) defobj)) {
 260                             _rtld_error("%s: No space available for static "
 261                                         "Thread Local Storage", obj->path);
 262                             goto done;
 263                         }
 264                     }
 265
 266                     *where32 = (Elf32_Addr) (def->st_value -
 267                                              defobj->tlsoffset +
 268                                              rela->r_addend);
 269                 }
 270                 break;
 271
 272             case R_X86_64_DTPMOD64:
 273                 {
 274                     const Elf_Sym *def;
 275                     const Obj_Entry *defobj;
 276
 277                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 278                       false, cache);
 279                     if (def == NULL)
 280                         goto done;
 281
 282                     *where += (Elf_Addr) defobj->tlsindex;
 283                 }
 284                 break;
 285
 286             case R_X86_64_DTPOFF64:
 287                 {
 288                     const Elf_Sym *def;
 289                     const Obj_Entry *defobj;
 290
 291                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 292                       false, cache);
 293                     if (def == NULL)
 294                         goto done;
 295
 296                     *where += (Elf_Addr) (def->st_value + rela->r_addend);
 297                 }
 298                 break;
 299
 300             case R_X86_64_DTPOFF32:
 301                 {
 302                     const Elf_Sym *def;
 303                     const Obj_Entry *defobj;
 304
 305                     def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
 306                       false, cache);
 307                     if (def == NULL)
 308                         goto done;
 309
 310                     *where32 += (Elf32_Addr) (def->st_value + rela->r_addend);
 311                 }
 312                 break;
 313
 314             case R_X86_64_RELATIVE:
 315                 *where = (Elf_Addr)(obj->relocbase + rela->r_addend);
 316                 break;
 317
 318         /* 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 */
 319
 320             default:
 321                 _rtld_error("%s: Unsupported relocation type %u"
 322                   " in non-PLT relocations\n", obj->path,
 323                   (unsigned int)ELF_R_TYPE(rela->r_info));
 324                 goto done;
 325             }
 326         }
 327         r = 0;
 328 done:
 329         if (cache != NULL)
 330             free(cache);
 331         return(r);
 332 }
 333
 334 /* Process the PLT relocations. */
 335 int
 336 reloc_plt(Obj_Entry *obj)
 337 {
 338     const Elf_Rela *relalim;
 339     const Elf_Rela *rela;
 340
 341     relalim = (const Elf_Rela *)((char *)obj->pltrela + obj->pltrelasize);
 342     for (rela = obj->pltrela;  rela < relalim;  rela++) {
 343         Elf_Addr *where;
 344
 345         switch(ELF_R_TYPE(rela->r_info)) {
 346         case R_X86_64_JMP_SLOT:
 347           /* Relocate the GOT slot pointing into the PLT. */
 348           where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
 349           *where += (Elf_Addr)obj->relocbase;
 350           break;
 351
 352         default:
 353           _rtld_error("Unknown relocation type %x in PLT",
 354             (unsigned int)ELF_R_TYPE(rela->r_info));
 355           return (-1);
 356         }
 357     }
 358     return 0;
 359 }
 360
 361 /* Relocate the jump slots in an object. */
 362 int
 363 reloc_jmpslots(Obj_Entry *obj)
 364 {
 365     const Elf_Rela *relalim;
 366     const Elf_Rela *rela;
 367
 368     if (obj->jmpslots_done)
 369         return 0;
 370     relalim = (const Elf_Rela *)((char *)obj->pltrela + obj->pltrelasize);
 371     for (rela = obj->pltrela;  rela < relalim;  rela++) {
 372         Elf_Addr *where, target;
 373         const Elf_Sym *def;
 374         const Obj_Entry *defobj;
 375
 376         switch (ELF_R_TYPE(rela->r_info)) {
 377         case R_X86_64_JMP_SLOT:
 378           where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
 379           def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj, true, NULL);
 380           if (def == NULL)
 381               return (-1);
 382           target = (Elf_Addr)(defobj->relocbase + def->st_value + rela->r_addend);
 383           reloc_jmpslot(where, target, defobj, obj, (const Elf_Rel *)rela);
 384           break;
 385
 386         default:
 387           _rtld_error("Unknown relocation type %x in PLT",
 388             (unsigned int)ELF_R_TYPE(rela->r_info));
 389           return (-1);
 390         }
 391     }
 392     obj->jmpslots_done = true;
 393     return 0;
 394 }
 395
 396 void *__tls_get_addr(tls_index *ti)
 397 {
 398     struct tls_tcb *tcb;
 399
 400     tcb = tls_get_tcb();
 401     return tls_get_addr_common((Elf_Addr **)&tcb->tcb_dtv, ti->ti_module, ti->ti_offset);
 402 }
 403
 404 void *
 405 __tls_get_addr_tcb(struct tls_tcb *tcb, tls_index *ti)
 406 {
 407     return tls_get_addr_common((Elf_Addr **)&tcb->tcb_dtv, ti->ti_module, ti->ti_offset);
 408 }