0ce903a036e0b5ac7e829d536117f6b9d57477e0
[platform/upstream/glibc.git] / elf / rtld.c
1 /* Run time dynamic linker.
2    Copyright (C) 1995, 1996 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 Library General Public License as
7    published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
8    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    Library General Public License for more details.
14
15    You should have received a copy of the GNU Library General Public
16    License along with the GNU C Library; see the file COPYING.LIB.  If not,
17    write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
18    Boston, MA 02111-1307, USA.  */
19
20 #include <link.h>
21 #include <stddef.h>
22 #include <stdlib.h>
23 #include <string.h>
24 #include <unistd.h>
25 #include <sys/mman.h>           /* Check if MAP_ANON is defined.  */
26 #include "../stdio-common/_itoa.h"
27 #include <assert.h>
28 #include "dynamic-link.h"
29
30
31 /* System-specific function to do initial startup for the dynamic linker.
32    After this, file access calls and getenv must work.  This is responsible
33    for setting __libc_enable_secure if we need to be secure (e.g. setuid),
34    and for setting _dl_argc and _dl_argv, and then calling _dl_main.  */
35 extern ElfW(Addr) _dl_sysdep_start (void **start_argptr,
36                                     void (*dl_main) (const ElfW(Phdr) *phdr,
37                                                      ElfW(Half) phent,
38                                                      ElfW(Addr) *user_entry));
39 extern void _dl_sysdep_start_cleanup (void);
40
41 /* System-dependent function to read a file's whole contents
42    in the most convenient manner available.  */
43 extern void *_dl_sysdep_read_whole_file (const char *filename,
44                                          size_t *filesize_ptr,
45                                          int mmap_prot);
46
47 int _dl_argc;
48 char **_dl_argv;
49 const char *_dl_rpath;
50
51 /* Set nonzero during loading and initialization of executable and
52    libraries, cleared before the executable's entry point runs.  This
53    must not be initialized to nonzero, because the unused dynamic
54    linker loaded in for libc.so's "ld.so.1" dep will provide the
55    definition seen by libc.so's initializer; that value must be zero,
56    and will be since that dynamic linker's _dl_start and dl_main will
57    never be called.  */
58 int _dl_starting_up;
59
60 static void dl_main (const ElfW(Phdr) *phdr,
61                      ElfW(Half) phent,
62                      ElfW(Addr) *user_entry);
63
64 struct link_map _dl_rtld_map;
65
66 #ifdef RTLD_START
67 RTLD_START
68 #else
69 #error "sysdeps/MACHINE/dl-machine.h fails to define RTLD_START"
70 #endif
71
72 ElfW(Addr)
73 _dl_start (void *arg)
74 {
75   struct link_map bootstrap_map;
76
77   /* This #define produces dynamic linking inline functions for
78      bootstrap relocation instead of general-purpose relocation.  */
79 #define RTLD_BOOTSTRAP
80 #define RESOLVE(sym, flags) bootstrap_map.l_addr
81 #include "dynamic-link.h"
82
83   /* Figure out the run-time load address of the dynamic linker itself.  */
84   bootstrap_map.l_addr = elf_machine_load_address ();
85
86   /* Read our own dynamic section and fill in the info array.
87      Conveniently, the first element of the GOT contains the
88      offset of _DYNAMIC relative to the run-time load address.  */
89   bootstrap_map.l_ld = (void *) bootstrap_map.l_addr + *elf_machine_got ();
90   elf_get_dynamic_info (bootstrap_map.l_ld, bootstrap_map.l_info);
91
92 #ifdef ELF_MACHINE_BEFORE_RTLD_RELOC
93   ELF_MACHINE_BEFORE_RTLD_RELOC (bootstrap_map.l_info);
94 #endif
95
96   /* Relocate ourselves so we can do normal function calls and
97      data access using the global offset table.  */
98
99   ELF_DYNAMIC_RELOCATE (&bootstrap_map, 0);
100
101
102   /* Now life is sane; we can call functions and access global data.
103      Set up to use the operating system facilities, and find out from
104      the operating system's program loader where to find the program
105      header table in core.  */
106
107
108   /* Transfer data about ourselves to the permanent link_map structure.  */
109   _dl_rtld_map.l_addr = bootstrap_map.l_addr;
110   _dl_rtld_map.l_ld = bootstrap_map.l_ld;
111   memcpy (_dl_rtld_map.l_info, bootstrap_map.l_info,
112           sizeof _dl_rtld_map.l_info);
113   _dl_setup_hash (&_dl_rtld_map);
114
115   /* Cache the DT_RPATH stored in ld.so itself; this will be
116      the default search path.  */
117   _dl_rpath = (void *) (_dl_rtld_map.l_addr +
118                         _dl_rtld_map.l_info[DT_STRTAB]->d_un.d_ptr +
119                         _dl_rtld_map.l_info[DT_RPATH]->d_un.d_val);
120
121   /* Call the OS-dependent function to set up life so we can do things like
122      file access.  It will call `dl_main' (below) to do all the real work
123      of the dynamic linker, and then unwind our frame and run the user
124      entry point on the same stack we entered on.  */
125   return _dl_sysdep_start (arg, &dl_main);
126 }
127
128
129 /* Now life is peachy; we can do all normal operations.
130    On to the real work.  */
131
132 void _start (void);
133
134 unsigned int _dl_skip_args;     /* Nonzero if we were run directly.  */
135
136 static void
137 dl_main (const ElfW(Phdr) *phdr,
138          ElfW(Half) phent,
139          ElfW(Addr) *user_entry)
140 {
141   const ElfW(Phdr) *ph;
142   struct link_map *l;
143   int lazy;
144   enum { normal, list, verify, trace } mode;
145   struct link_map **preloads;
146   unsigned int npreloads;
147   size_t file_size;
148   char *file;
149
150   mode = getenv ("LD_TRACE_LOADED_OBJECTS") != NULL ? trace : normal;
151
152   /* Set up a flag which tells we are just starting.  */
153   _dl_starting_up = 1;
154
155   if (*user_entry == (ElfW(Addr)) &_start)
156     {
157       /* Ho ho.  We are not the program interpreter!  We are the program
158          itself!  This means someone ran ld.so as a command.  Well, that
159          might be convenient to do sometimes.  We support it by
160          interpreting the args like this:
161
162          ld.so PROGRAM ARGS...
163
164          The first argument is the name of a file containing an ELF
165          executable we will load and run with the following arguments.
166          To simplify life here, PROGRAM is searched for using the
167          normal rules for shared objects, rather than $PATH or anything
168          like that.  We just load it and use its entry point; we don't
169          pay attention to its PT_INTERP command (we are the interpreter
170          ourselves).  This is an easy way to test a new ld.so before
171          installing it.  */
172       if (_dl_argc < 2)
173         _dl_sysdep_fatal ("\
174 Usage: ld.so [--list|--verify] EXECUTABLE-FILE [ARGS-FOR-PROGRAM...]\n\
175 You have invoked `ld.so', the helper program for shared library executables.\n\
176 This program usually lives in the file `/lib/ld.so', and special directives\n\
177 in executable files using ELF shared libraries tell the system's program\n\
178 loader to load the helper program from this file.  This helper program loads\n\
179 the shared libraries needed by the program executable, prepares the program\n\
180 to run, and runs it.  You may invoke this helper program directly from the\n\
181 command line to load and run an ELF executable file; this is like executing\n\
182 that file itself, but always uses this helper program from the file you\n\
183 specified, instead of the helper program file specified in the executable\n\
184 file you run.  This is mostly of use for maintainers to test new versions\n\
185 of this helper program; chances are you did not intend to run this program.\n",
186                           NULL);
187
188       /* Note the place where the dynamic linker actually came from.  */
189       _dl_rtld_map.l_name = _dl_argv[0];
190
191       if (! strcmp (_dl_argv[1], "--list"))
192         {
193           mode = list;
194
195           ++_dl_skip_args;
196           --_dl_argc;
197           ++_dl_argv;
198         }
199       else if (! strcmp (_dl_argv[1], "--verify"))
200         {
201           mode = verify;
202
203           ++_dl_skip_args;
204           --_dl_argc;
205           ++_dl_argv;
206         }
207
208       ++_dl_skip_args;
209       --_dl_argc;
210       ++_dl_argv;
211
212       if (mode == verify)
213         {
214           void doit (void)
215             {
216               l = _dl_map_object (NULL, _dl_argv[0], lt_library, 0);
217             }
218           char *err_str = NULL;
219           const char *obj_name __attribute__ ((unused));
220
221           (void) _dl_catch_error (&err_str, &obj_name, doit);
222           if (err_str != NULL)
223             {
224               free (err_str);
225               _exit (EXIT_FAILURE);
226             }
227         }
228       else
229         l = _dl_map_object (NULL, _dl_argv[0], lt_library, 0);
230
231       phdr = l->l_phdr;
232       phent = l->l_phnum;
233       l->l_name = (char *) "";
234       *user_entry = l->l_entry;
235     }
236   else
237     {
238       /* Create a link_map for the executable itself.
239          This will be what dlopen on "" returns.  */
240       l = _dl_new_object ((char *) "", "", lt_executable);
241       l->l_phdr = phdr;
242       l->l_phnum = phent;
243       l->l_entry = *user_entry;
244     }
245
246   if (l != _dl_loaded)
247     {
248       /* GDB assumes that the first element on the chain is the
249          link_map for the executable itself, and always skips it.
250          Make sure the first one is indeed that one.  */
251       l->l_prev->l_next = l->l_next;
252       if (l->l_next)
253         l->l_next->l_prev = l->l_prev;
254       l->l_prev = NULL;
255       l->l_next = _dl_loaded;
256       _dl_loaded->l_prev = l;
257       _dl_loaded = l;
258     }
259
260   /* Scan the program header table for the dynamic section.  */
261   for (ph = phdr; ph < &phdr[phent]; ++ph)
262     switch (ph->p_type)
263       {
264       case PT_DYNAMIC:
265         /* This tells us where to find the dynamic section,
266            which tells us everything we need to do.  */
267         l->l_ld = (void *) l->l_addr + ph->p_vaddr;
268         break;
269       case PT_INTERP:
270         /* This "interpreter segment" was used by the program loader to
271            find the program interpreter, which is this program itself, the
272            dynamic linker.  We note what name finds us, so that a future
273            dlopen call or DT_NEEDED entry, for something that wants to link
274            against the dynamic linker as a shared library, will know that
275            the shared object is already loaded.  */
276         _dl_rtld_map.l_libname = (const char *) l->l_addr + ph->p_vaddr;
277         break;
278       }
279   if (! _dl_rtld_map.l_libname && _dl_rtld_map.l_name)
280     /* We were invoked directly, so the program might not have a PT_INTERP.  */
281     _dl_rtld_map.l_libname = _dl_rtld_map.l_name;
282   else
283     assert (_dl_rtld_map.l_libname); /* How else did we get here?  */
284
285   if (mode == verify)
286     /* We were called just to verify that this is a dynamic executable
287        using us as the program interpreter.  */
288     _exit (l->l_ld == NULL ? EXIT_FAILURE : EXIT_SUCCESS);
289
290   /* Extract the contents of the dynamic section for easy access.  */
291   elf_get_dynamic_info (l->l_ld, l->l_info);
292   if (l->l_info[DT_HASH])
293     /* Set up our cache of pointers into the hash table.  */
294     _dl_setup_hash (l);
295
296   /* Put the link_map for ourselves on the chain so it can be found by
297      name.  */
298   if (! _dl_rtld_map.l_name)
299     /* If not invoked directly, the dynamic linker shared object file was
300        found by the PT_INTERP name.  */
301     _dl_rtld_map.l_name = (char *) _dl_rtld_map.l_libname;
302   _dl_rtld_map.l_type = lt_library;
303   while (l->l_next)
304     l = l->l_next;
305   l->l_next = &_dl_rtld_map;
306   _dl_rtld_map.l_prev = l;
307
308   /* We have two ways to specify objects to preload: via environment
309      variable and via the file /etc/ld.so.preload.  The later can also
310      be used when security is enabled.  */
311   preloads = NULL;
312   npreloads = 0;
313
314   if (! __libc_enable_secure)
315     {
316       const char *preloadlist = getenv ("LD_PRELOAD");
317       if (preloadlist)
318         {
319           /* The LD_PRELOAD environment variable gives a colon-separated
320              list of libraries that are loaded before the executable's
321              dependencies and prepended to the global scope list.  */
322           char *list = strdupa (preloadlist);
323           char *p;
324           while ((p = strsep (&list, ":")) != NULL)
325             {
326               (void) _dl_map_object (NULL, p, lt_library, 0);
327               ++npreloads;
328             }
329         }
330     }
331
332   /* Read the contents of the file.  */
333   file = _dl_sysdep_read_whole_file ("/etc/ld.so.preload", &file_size,
334                                      PROT_READ | PROT_WRITE);
335   if (file)
336     {
337       /* Parse the file.  It contains names of libraries to be loaded,
338          separated by white spaces or `:'.  It may also contain
339          comments introduced by `#'.  */
340       char *problem;
341       char *runp;
342       size_t rest;
343
344       /* Eliminate comments.  */
345       runp = file;
346       rest = file_size;
347       while (rest > 0)
348         {
349           char *comment = memchr (runp, '#', rest);
350           if (comment == NULL)
351             break;
352
353           rest -= comment - runp;
354           do
355             *comment = ' ';
356           while (--rest > 0 && *++comment != '\n');
357         }
358
359       /* We have one problematic case: if we have a name at the end of
360          the file without a trailing terminating characters, we cannot
361          place the \0.  Handle the case separately.  */
362       if (file[file_size - 1] != ' ' && file[file_size] != '\t'
363           && file[file_size] != '\n')
364         {
365           problem = &file[file_size];
366           while (problem > file && problem[-1] != ' ' && problem[-1] != '\t'
367                  && problem[-1] != '\n')
368             --problem;
369
370           if (problem > file)
371             problem[-1] = '\0';
372         }
373       else
374         problem = NULL;
375
376       if (file != problem)
377         {
378           char *p;
379           runp = file;
380           while ((p = strsep (&runp, ": \t\n")) != NULL)
381             {
382               (void) _dl_map_object (NULL, p, lt_library, 0);
383               ++npreloads;
384             }
385         }
386
387       if (problem != NULL)
388         {
389           char *p = strndupa (problem, file_size - (problem - file));
390           (void) _dl_map_object (NULL, p, lt_library, 0);
391         }
392
393       /* We don't need the file anymore.  */
394       __munmap (file, file_size);
395     }
396
397   if (npreloads != 0)
398     {
399       /* Set up PRELOADS with a vector of the preloaded libraries.  */
400       struct link_map *l;
401       unsigned int i;
402       preloads = __alloca (npreloads * sizeof preloads[0]);
403       l = _dl_rtld_map.l_next; /* End of the chain before preloads.  */
404       i = 0;
405       do
406         {
407           preloads[i++] = l;
408           l = l->l_next;
409         } while (l);
410       assert (i == npreloads);
411     }
412
413   /* Load all the libraries specified by DT_NEEDED entries.  If LD_PRELOAD
414      specified some libraries to load, these are inserted before the actual
415      dependencies in the executable's searchlist for symbol resolution.  */
416   _dl_map_object_deps (l, preloads, npreloads, mode == trace);
417
418 #ifndef MAP_ANON
419   /* We are done mapping things, so close the zero-fill descriptor.  */
420   __close (_dl_zerofd);
421   _dl_zerofd = -1;
422 #endif
423
424   /* Remove _dl_rtld_map from the chain.  */
425   _dl_rtld_map.l_prev->l_next = _dl_rtld_map.l_next;
426   if (_dl_rtld_map.l_next)
427     _dl_rtld_map.l_next->l_prev = _dl_rtld_map.l_prev;
428
429   if (_dl_rtld_map.l_opencount)
430     {
431       /* Some DT_NEEDED entry referred to the interpreter object itself, so
432          put it back in the list of visible objects.  We insert it into the
433          chain in symbol search order because gdb uses the chain's order as
434          its symbol search order.  */
435       unsigned int i = 1;
436       while (l->l_searchlist[i] != &_dl_rtld_map)
437         ++i;
438       _dl_rtld_map.l_prev = l->l_searchlist[i - 1];
439       _dl_rtld_map.l_next = (i + 1 < l->l_nsearchlist ?
440                              l->l_searchlist[i + 1] : NULL);
441       assert (_dl_rtld_map.l_prev->l_next == _dl_rtld_map.l_next);
442       _dl_rtld_map.l_prev->l_next = &_dl_rtld_map;
443       if (_dl_rtld_map.l_next)
444         {
445           assert (_dl_rtld_map.l_next->l_prev == _dl_rtld_map.l_prev);
446           _dl_rtld_map.l_next->l_prev = &_dl_rtld_map;
447         }
448     }
449
450   if (mode != normal)
451     {
452       /* We were run just to list the shared libraries.  It is
453          important that we do this before real relocation, because the
454          functions we call below for output may no longer work properly
455          after relocation.  */
456
457       int i;
458
459       if (! _dl_loaded->l_info[DT_NEEDED])
460         _dl_sysdep_message ("\t", "statically linked\n", NULL);
461       else
462         for (l = _dl_loaded->l_next; l; l = l->l_next)
463           if (l->l_opencount == 0)
464             /* The library was not found.  */
465             _dl_sysdep_message ("\t", l->l_libname, " => not found\n", NULL);
466           else
467             {
468               char buf[20], *bp;
469               buf[sizeof buf - 1] = '\0';
470               bp = _itoa (l->l_addr, &buf[sizeof buf - 1], 16, 0);
471               while ((size_t) (&buf[sizeof buf - 1] - bp)
472                      < sizeof l->l_addr * 2)
473                 *--bp = '0';
474               _dl_sysdep_message ("\t", l->l_libname, " => ", l->l_name,
475                                   " (0x", bp, ")\n", NULL);
476             }
477
478       if (mode != trace)
479         for (i = 1; i < _dl_argc; ++i)
480           {
481             const ElfW(Sym) *ref = NULL;
482             ElfW(Addr) loadbase = _dl_lookup_symbol (_dl_argv[i], &ref,
483                                                      &_dl_default_scope[2],
484                                                      "argument",
485                                                      DL_LOOKUP_NOPLT);
486             char buf[20], *bp;
487             buf[sizeof buf - 1] = '\0';
488             bp = _itoa (ref->st_value, &buf[sizeof buf - 1], 16, 0);
489             while ((size_t) (&buf[sizeof buf - 1] - bp) < sizeof loadbase * 2)
490               *--bp = '0';
491             _dl_sysdep_message (_dl_argv[i], " found at 0x", bp, NULL);
492             buf[sizeof buf - 1] = '\0';
493             bp = _itoa (loadbase, &buf[sizeof buf - 1], 16, 0);
494             while ((size_t) (&buf[sizeof buf - 1] - bp) < sizeof loadbase * 2)
495               *--bp = '0';
496             _dl_sysdep_message (" in object at 0x", bp, "\n", NULL);
497           }
498
499       _exit (0);
500     }
501
502   lazy = !__libc_enable_secure && *(getenv ("LD_BIND_NOW") ?: "") == '\0';
503
504   {
505     /* Now we have all the objects loaded.  Relocate them all except for
506        the dynamic linker itself.  We do this in reverse order so that copy
507        relocs of earlier objects overwrite the data written by later
508        objects.  We do not re-relocate the dynamic linker itself in this
509        loop because that could result in the GOT entries for functions we
510        call being changed, and that would break us.  It is safe to relocate
511        the dynamic linker out of order because it has no copy relocs (we
512        know that because it is self-contained).  */
513
514     l = _dl_loaded;
515     while (l->l_next)
516       l = l->l_next;
517     do
518       {
519         if (l != &_dl_rtld_map)
520           {
521             _dl_relocate_object (l, _dl_object_relocation_scope (l), lazy);
522             *_dl_global_scope_end = NULL;
523           }
524         l = l->l_prev;
525       } while (l);
526
527     /* Do any necessary cleanups for the startup OS interface code.
528        We do these now so that no calls are made after rtld re-relocation
529        which might be resolved to different functions than we expect.
530        We cannot do this before relocating the other objects because
531        _dl_relocate_object might need to call `mprotect' for DT_TEXTREL.  */
532     _dl_sysdep_start_cleanup ();
533
534     if (_dl_rtld_map.l_opencount > 0)
535       /* There was an explicit ref to the dynamic linker as a shared lib.
536          Re-relocate ourselves with user-controlled symbol definitions.  */
537       _dl_relocate_object (&_dl_rtld_map, &_dl_default_scope[2], 0);
538   }
539
540   {
541     /* Initialize _r_debug.  */
542     struct r_debug *r = _dl_debug_initialize (_dl_rtld_map.l_addr);
543
544     l = _dl_loaded;
545
546 #ifdef ELF_MACHINE_DEBUG_SETUP
547
548     /* Some machines (e.g. MIPS) don't use DT_DEBUG in this way.  */
549
550     ELF_MACHINE_DEBUG_SETUP (l, r);
551     ELF_MACHINE_DEBUG_SETUP (&_dl_rtld_map, r);
552
553 #else
554
555     if (l->l_info[DT_DEBUG])
556       /* There is a DT_DEBUG entry in the dynamic section.  Fill it in
557          with the run-time address of the r_debug structure  */
558       l->l_info[DT_DEBUG]->d_un.d_ptr = (ElfW(Addr)) r;
559
560     /* Fill in the pointer in the dynamic linker's own dynamic section, in
561        case you run gdb on the dynamic linker directly.  */
562     if (_dl_rtld_map.l_info[DT_DEBUG])
563       _dl_rtld_map.l_info[DT_DEBUG]->d_un.d_ptr = (ElfW(Addr)) r;
564
565 #endif
566
567     /* Notify the debugger that all objects are now mapped in.  */
568     r->r_state = RT_ADD;
569     _dl_debug_state ();
570   }
571
572   /* Once we return, _dl_sysdep_start will invoke
573      the DT_INIT functions and then *USER_ENTRY.  */
574 }