elf/dl-reloc.c

   1 /* Relocate a shared object and resolve its references to other loaded objects.
   2    Copyright (C) 1995-2004, 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
   3    This file is part of the GNU C Library.
   4
   5    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
   6    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7    License as published by the Free Software Foundation; either
   8    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   9
  10    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
  11    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13    Lesser General Public License for more details.
  14
  15    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16    License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
  17    Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
  18    02111-1307 USA.  */
  19
  20 #include <errno.h>
  21 #include <libintl.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <unistd.h>
  24 #include <ldsodefs.h>
  25 #include <sys/mman.h>
  26 #include <sys/param.h>
  27 #include <sys/types.h>
  28 #include "dynamic-link.h"
  29
  30 /* Statistics function.  */
  31 #ifdef SHARED
  32 # define bump_num_cache_relocations() ++GL(dl_num_cache_relocations)
  33 #else
  34 # define bump_num_cache_relocations() ((void) 0)
  35 #endif
  36
  37
  38 /* We are trying to perform a static TLS relocation in MAP, but it was
  39    dynamically loaded.  This can only work if there is enough surplus in
  40    the static TLS area already allocated for each running thread.  If this
  41    object's TLS segment is too big to fit, we fail.  If it fits,
  42    we set MAP->l_tls_offset and return.
  43    This function intentionally does not return any value but signals error
  44    directly, as static TLS should be rare and code handling it should
  45    not be inlined as much as possible.  */
  46 void
  47 internal_function __attribute_noinline__
  48 _dl_allocate_static_tls (struct link_map *map)
  49 {
  50   /* If the alignment requirements are too high fail.  */
  51   if (map->l_tls_align > GL(dl_tls_static_align))
  52     {
  53     fail:
  54       _dl_signal_error (0, map->l_name, NULL, N_("\
  55 cannot allocate memory in static TLS block"));
  56     }
  57
  58 #if TLS_TCB_AT_TP
  59   size_t freebytes;
  60   size_t n;
  61   size_t blsize;
  62
  63   freebytes = GL(dl_tls_static_size) - GL(dl_tls_static_used) - TLS_TCB_SIZE;
  64
  65   blsize = map->l_tls_blocksize + map->l_tls_firstbyte_offset;
  66   if (freebytes < blsize)
  67     goto fail;
  68
  69   n = (freebytes - blsize) / map->l_tls_align;
  70
  71   size_t offset = GL(dl_tls_static_used) + (freebytes - n * map->l_tls_align
  72                                             - map->l_tls_firstbyte_offset);
  73
  74   map->l_tls_offset = GL(dl_tls_static_used) = offset;
  75 #elif TLS_DTV_AT_TP
  76   size_t used;
  77   size_t check;
  78
  79   size_t offset = roundup (GL(dl_tls_static_used), map->l_tls_align);
  80   used = offset + map->l_tls_blocksize;
  81   check = used;
  82   /* dl_tls_static_used includes the TCB at the beginning.  */
  83
  84   if (check > GL(dl_tls_static_size))
  85     goto fail;
  86
  87   map->l_tls_offset = offset;
  88   GL(dl_tls_static_used) = used;
  89 #else
  90 # error "Either TLS_TCB_AT_TP or TLS_DTV_AT_TP must be defined"
  91 #endif
  92
  93   /* If the object is not yet relocated we cannot initialize the
  94      static TLS region.  Delay it.  */
  95   if (map->l_real->l_relocated)
  96     {
  97 #ifdef SHARED
  98       if (__builtin_expect (THREAD_DTV()[0].counter != GL(dl_tls_generation),
  99                             0))
 100         /* Update the slot information data for at least the generation of
 101            the DSO we are allocating data for.  */
 102         (void) _dl_update_slotinfo (map->l_tls_modid);
 103 #endif
 104
 105       GL(dl_init_static_tls) (map);
 106     }
 107   else
 108     map->l_need_tls_init = 1;
 109 }
 110
 111 /* Initialize static TLS area and DTV for current (only) thread.
 112    libpthread implementations should provide their own hook
 113    to handle all threads.  */
 114 void
 115 _dl_nothread_init_static_tls (struct link_map *map)
 116 {
 117 #if TLS_TCB_AT_TP
 118   void *dest = (char *) THREAD_SELF - map->l_tls_offset;
 119 #elif TLS_DTV_AT_TP
 120   void *dest = (char *) THREAD_SELF + map->l_tls_offset + TLS_PRE_TCB_SIZE;
 121 #else
 122 # error "Either TLS_TCB_AT_TP or TLS_DTV_AT_TP must be defined"
 123 #endif
 124
 125   /* Fill in the DTV slot so that a later LD/GD access will find it.  */
 126   dtv_t *dtv = THREAD_DTV ();
 127   assert (map->l_tls_modid <= dtv[-1].counter);
 128   dtv[map->l_tls_modid].pointer.val = dest;
 129   dtv[map->l_tls_modid].pointer.is_static = true;
 130
 131   /* Initialize the memory.  */
 132   memset (__mempcpy (dest, map->l_tls_initimage, map->l_tls_initimage_size),
 133           '\0', map->l_tls_blocksize - map->l_tls_initimage_size);
 134 }
 135
 136
 137 void
 138 _dl_relocate_object (struct link_map *l, struct r_scope_elem *scope[],
 139                      int lazy, int consider_profiling)
 140 {
 141   struct textrels
 142   {
 143     caddr_t start;
 144     size_t len;
 145     int prot;
 146     struct textrels *next;
 147   } *textrels = NULL;
 148   /* Initialize it to make the compiler happy.  */
 149   const char *errstring = NULL;
 150
 151 #ifdef SHARED
 152   /* If we are auditing, install the same handlers we need for profiling.  */
 153   consider_profiling |= GLRO(dl_audit) != NULL;
 154 #elif defined PROF
 155   /* Never use dynamic linker profiling for gprof profiling code.  */
 156 # define consider_profiling 0
 157 #endif
 158
 159   if (l->l_relocated)
 160     return;
 161
 162   /* If DT_BIND_NOW is set relocate all references in this object.  We
 163      do not do this if we are profiling, of course.  */
 164   // XXX Correct for auditing?
 165   if (!consider_profiling
 166       && __builtin_expect (l->l_info[DT_BIND_NOW] != NULL, 0))
 167     lazy = 0;
 168
 169   if (__builtin_expect (GLRO(dl_debug_mask) & DL_DEBUG_RELOC, 0))
 170     _dl_debug_printf ("\nrelocation processing: %s%s\n",
 171                       l->l_name[0] ? l->l_name : rtld_progname,
 172                       lazy ? " (lazy)" : "");
 173
 174   /* DT_TEXTREL is now in level 2 and might phase out at some time.
 175      But we rewrite the DT_FLAGS entry to a DT_TEXTREL entry to make
 176      testing easier and therefore it will be available at all time.  */
 177   if (__builtin_expect (l->l_info[DT_TEXTREL] != NULL, 0))
 178     {
 179       /* Bletch.  We must make read-only segments writable
 180          long enough to relocate them.  */
 181       const ElfW(Phdr) *ph;
 182       for (ph = l->l_phdr; ph < &l->l_phdr[l->l_phnum]; ++ph)
 183         if (ph->p_type == PT_LOAD && (ph->p_flags & PF_W) == 0)
 184           {
 185             struct textrels *newp;
 186
 187             newp = (struct textrels *) alloca (sizeof (*newp));
 188             newp->len = (((ph->p_vaddr + ph->p_memsz + GLRO(dl_pagesize) - 1)
 189                           & ~(GLRO(dl_pagesize) - 1))
 190                          - (ph->p_vaddr & ~(GLRO(dl_pagesize) - 1)));
 191             newp->start = ((ph->p_vaddr & ~(GLRO(dl_pagesize) - 1))
 192                            + (caddr_t) l->l_addr);
 193
 194             if (__mprotect (newp->start, newp->len, PROT_READ|PROT_WRITE) < 0)
 195               {
 196                 errstring = N_("cannot make segment writable for relocation");
 197               call_error:
 198                 _dl_signal_error (errno, l->l_name, NULL, errstring);
 199               }
 200
 201 #if (PF_R | PF_W | PF_X) == 7 && (PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC) == 7
 202             newp->prot = (PF_TO_PROT
 203                           >> ((ph->p_flags & (PF_R | PF_W | PF_X)) * 4)) & 0xf;
 204 #else
 205             newp->prot = 0;
 206             if (ph->p_flags & PF_R)
 207               newp->prot |= PROT_READ;
 208             if (ph->p_flags & PF_W)
 209               newp->prot |= PROT_WRITE;
 210             if (ph->p_flags & PF_X)
 211               newp->prot |= PROT_EXEC;
 212 #endif
 213             newp->next = textrels;
 214             textrels = newp;
 215           }
 216     }
 217
 218   {
 219     /* Do the actual relocation of the object's GOT and other data.  */
 220
 221     /* String table object symbols.  */
 222     const char *strtab = (const void *) D_PTR (l, l_info[DT_STRTAB]);
 223
 224     /* This macro is used as a callback from the ELF_DYNAMIC_RELOCATE code.  */
 225 #define RESOLVE_MAP(ref, version, r_type) \
 226     (ELFW(ST_BIND) ((*ref)->st_info) != STB_LOCAL                             \
 227      ? ((__builtin_expect ((*ref) == l->l_lookup_cache.sym, 0)                \
 228          && elf_machine_type_class (r_type) == l->l_lookup_cache.type_class)  \
 229         ? (bump_num_cache_relocations (),                                     \
 230            (*ref) = l->l_lookup_cache.ret,                                    \
 231            l->l_lookup_cache.value)                                           \
 232         : ({ lookup_t _lr;                                                    \
 233              int _tc = elf_machine_type_class (r_type);                       \
 234              l->l_lookup_cache.type_class = _tc;                              \
 235              l->l_lookup_cache.sym = (*ref);                                  \
 236              const struct r_found_version *v = NULL;                          \
 237              int flags = DL_LOOKUP_ADD_DEPENDENCY;                            \
 238              if ((version) != NULL && (version)->hash != 0)                   \
 239                {                                                              \
 240                  v = (version);                                               \
 241                  flags = 0;                                                   \
 242                }                                                              \
 243              _lr = _dl_lookup_symbol_x (strtab + (*ref)->st_name, l, (ref),   \
 244                                         scope, v, _tc, flags, NULL);          \
 245              l->l_lookup_cache.ret = (*ref);                                  \
 246              l->l_lookup_cache.value = _lr; }))                               \
 247      : l)
 248
 249     /* This macro is used as a callback from elf_machine_rel{a,} when a
 250        static TLS reloc is about to be performed.  Since (in dl-load.c) we
 251        permit dynamic loading of objects that might use such relocs, we
 252        have to check whether each use is actually doable.  If the object
 253        whose TLS segment the reference resolves to was allocated space in
 254        the static TLS block at startup, then it's ok.  Otherwise, we make
 255        an attempt to allocate it in surplus space on the fly.  If that
 256        can't be done, we fall back to the error that DF_STATIC_TLS is
 257        intended to produce.  */
 258 #define CHECK_STATIC_TLS(map, sym_map)                                        \
 259     do {                                                                      \
 260       if (__builtin_expect ((sym_map)->l_tls_offset == NO_TLS_OFFSET, 0))     \
 261         _dl_allocate_static_tls (sym_map);                                    \
 262     } while (0)
 263
 264 #include "dynamic-link.h"
 265
 266     ELF_DYNAMIC_RELOCATE (l, lazy, consider_profiling);
 267
 268 #ifndef PROF
 269     if (__builtin_expect (consider_profiling, 0))
 270       {
 271         /* Allocate the array which will contain the already found
 272            relocations.  If the shared object lacks a PLT (for example
 273            if it only contains lead function) the l_info[DT_PLTRELSZ]
 274            will be NULL.  */
 275         if (l->l_info[DT_PLTRELSZ] == NULL)
 276           {
 277             errstring = N_("%s: no PLTREL found in object %s\n");
 278           fatal:
 279             _dl_fatal_printf (errstring,
 280                               rtld_progname ?: "<program name unknown>",
 281                               l->l_name);
 282           }
 283
 284         l->l_reloc_result = calloc (sizeof (l->l_reloc_result[0]),
 285                                     l->l_info[DT_PLTRELSZ]->d_un.d_val);
 286         if (l->l_reloc_result == NULL)
 287           {
 288             errstring = N_("\
 289 %s: out of memory to store relocation results for %s\n");
 290             goto fatal;
 291           }
 292       }
 293 #endif
 294   }
 295
 296   /* Mark the object so we know this work has been done.  */
 297   l->l_relocated = 1;
 298
 299   /* Undo the segment protection changes.  */
 300   while (__builtin_expect (textrels != NULL, 0))
 301     {
 302       if (__mprotect (textrels->start, textrels->len, textrels->prot) < 0)
 303         {
 304           errstring = N_("cannot restore segment prot after reloc");
 305           goto call_error;
 306         }
 307
 308       textrels = textrels->next;
 309     }
 310
 311   /* In case we can protect the data now that the relocations are
 312      done, do it.  */
 313   if (l->l_relro_size != 0)
 314     _dl_protect_relro (l);
 315 }
 316
 317
 318 void internal_function
 319 _dl_protect_relro (struct link_map *l)
 320 {
 321   ElfW(Addr) start = ((l->l_addr + l->l_relro_addr)
 322                       & ~(GLRO(dl_pagesize) - 1));
 323   ElfW(Addr) end = ((l->l_addr + l->l_relro_addr + l->l_relro_size)
 324                     & ~(GLRO(dl_pagesize) - 1));
 325
 326   if (start != end
 327       && __mprotect ((void *) start, end - start, PROT_READ) < 0)
 328     {
 329       static const char errstring[] = N_("\
 330 cannot apply additional memory protection after relocation");
 331       _dl_signal_error (errno, l->l_name, NULL, errstring);
 332     }
 333 }
 334
 335 void
 336 internal_function __attribute_noinline__
 337 _dl_reloc_bad_type (struct link_map *map, unsigned int type, int plt)
 338 {
 339   extern const char INTUSE(_itoa_lower_digits)[] attribute_hidden;
 340 #define DIGIT(b)        INTUSE(_itoa_lower_digits)[(b) & 0xf];
 341
 342   /* XXX We cannot translate these messages.  */
 343   static const char msg[2][32
 344 #if __ELF_NATIVE_CLASS == 64
 345                            + 6
 346 #endif
 347   ] = { "unexpected reloc type 0x",
 348         "unexpected PLT reloc type 0x" };
 349   char msgbuf[sizeof (msg[0])];
 350   char *cp;
 351
 352   cp = __stpcpy (msgbuf, msg[plt]);
 353 #if __ELF_NATIVE_CLASS == 64
 354   if (__builtin_expect(type > 0xff, 0))
 355     {
 356       *cp++ = DIGIT (type >> 28);
 357       *cp++ = DIGIT (type >> 24);
 358       *cp++ = DIGIT (type >> 20);
 359       *cp++ = DIGIT (type >> 16);
 360       *cp++ = DIGIT (type >> 12);
 361       *cp++ = DIGIT (type >> 8);
 362     }
 363 #endif
 364   *cp++ = DIGIT (type >> 4);
 365   *cp++ = DIGIT (type);
 366   *cp = '\0';
 367
 368   _dl_signal_error (0, map->l_name, NULL, msgbuf);
 369 }