Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
kern_module.c revision 1.17
      1 /*	$NetBSD: kern_module.c,v 1.17 2008/05/20 16:04:08 ad Exp $	*/
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c) 2008 The NetBSD Foundation, Inc.
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
      8  * modification, are permitted provided that the following conditions
      9  * are met:
     10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     15  *
     16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
     17  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
     18  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
     19  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
     20  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
     21  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
     22  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
     23  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
     24  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
     25  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
     26  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
     27  */
     28 
     29 /*
     30  * Kernel module support.
     31  *
     32  * XXX Deps for loadable modules don't work, because we must load the
     33  * module in order to find out which modules it requires.  Linking may
     34  * fail because of missing symbols.
     35  */
     36 
     37 #include "opt_modular.h"
     38 
     39 #include <sys/cdefs.h>
     40 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: kern_module.c,v 1.17 2008/05/20 16:04:08 ad Exp $");
     41 
     42 #include <sys/param.h>
     43 #include <sys/systm.h>
     44 #include <sys/fcntl.h>
     45 #include <sys/proc.h>
     46 #include <sys/kauth.h>
     47 #include <sys/kobj.h>
     48 #include <sys/kmem.h>
     49 #include <sys/module.h>
     50 #include <sys/syscall.h>
     51 #include <sys/syscallargs.h>
     52 
     53 #include <uvm/uvm_extern.h>
     54 
     55 #include <machine/stdarg.h>
     56 
     57 #ifndef LKM	/* XXX */
     58 struct vm_map *lkm_map;
     59 #endif
     60 
     61 struct modlist	module_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(module_list);
     62 struct modlist	module_bootlist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(module_bootlist);
     63 static module_t	*module_active;
     64 static char	module_base[64];
     65 u_int		module_count;
     66 kmutex_t	module_lock;
     67 
     68 /* Ensure that the kernel's link set isn't empty. */
     69 static modinfo_t module_dummy;
     70 __link_set_add_rodata(modules, module_dummy);
     71 
     72 static module_t	*module_lookup(const char *);
     73 static int	module_do_load(const char *, bool, int, prop_dictionary_t,
     74 		    module_t **);
     75 static int	module_do_unload(const char *);
     76 static void	module_error(const char *, ...);
     77 static int	module_do_builtin(const char *, module_t **);
     78 static int	module_fetch_info(module_t *);
     79 
     80 /*
     81  * module_error:
     82  *
     83  *	Utility function: log an error.
     84  */
     85 static void
     86 module_error(const char *fmt, ...)
     87 {
     88 	va_list ap;
     89 
     90 	va_start(ap, fmt);
     91 	printf("WARNING: module error: ");
     92 	vprintf(fmt, ap);
     93 	printf("\n");
     94 	va_end(ap);
     95 }
     96 
     97 /*
     98  * module_init:
     99  *
    100  *	Initialize the module subsystem.
    101  */
    102 void
    103 module_init(void)
    104 {
    105 	extern struct vm_map *lkm_map;
    106 
    107 	if (lkm_map == NULL)
    108 		lkm_map = kernel_map;
    109 	mutex_init(&module_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    110 #ifdef MODULAR	/* XXX */
    111 	module_init_md();
    112 #endif
    113 
    114 #if __NetBSD_Version__ / 1000000 % 100 == 99	/* -current */
    115 	snprintf(module_base, sizeof(module_base), "/stand/%s/%s/modules",
    116 	    machine, osrelease);
    117 #else						/* release */
    118 	snprintf(module_base, sizeof(module_base), "/stand/%s/%d.%d/modules",
    119 	    machine, __NetBSD_Version__ / 100000000,
    120 	    __NetBSD_Version__ / 1000000 % 100);
    121 #endif
    122 }
    123 
    124 /*
    125  * module_init_class:
    126  *
    127  *	Initialize all built-in and pre-loaded modules of the
    128  *	specified class.
    129  */
    130 void
    131 module_init_class(modclass_t class)
    132 {
    133 	__link_set_decl(modules, modinfo_t);
    134 	modinfo_t *const *mip, *mi;
    135 	module_t *mod;
    136 
    137 	mutex_enter(&module_lock);
    138 	/*
    139 	 * Builtins first.  These can't depend on pre-loaded modules.
    140 	 */
    141 	__link_set_foreach(mip, modules) {
    142 		mi = *mip;
    143 		if (mi == &module_dummy) {
    144 			continue;
    145 		}
    146 		if (class != MODULE_CLASS_ANY && class != mi->mi_class) {
    147 			continue;
    148 		}
    149 		(void)module_do_builtin(mi->mi_name, NULL);
    150 	}
    151 	/*
    152 	 * Now preloaded modules.  These will be pulled off the
    153 	 * list as we call module_do_load();
    154 	 */
    155 	do {
    156 		TAILQ_FOREACH(mod, &module_bootlist, mod_chain) {
    157 			mi = mod->mod_info;
    158 			if (class != MODULE_CLASS_ANY &&
    159 			    class != mi->mi_class)
    160 				continue;
    161 			module_do_load(mi->mi_name, false, 0, NULL, NULL);
    162 			break;
    163 		}
    164 	} while (mod != NULL);
    165 	mutex_exit(&module_lock);
    166 }
    167 
    168 /*
    169  * module_jettison:
    170  *
    171  *	Return memory used by pre-loaded modules to the freelist.
    172  */
    173 void
    174 module_jettison(void)
    175 {
    176 
    177 	/* XXX nothing yet */
    178 }
    179 
    180 /*
    181  * module_load:
    182  *
    183  *	Load a single module from the file system.
    184  */
    185 int
    186 module_load(const char *filename, int flags, prop_dictionary_t props)
    187 {
    188 	int error;
    189 
    190 	mutex_enter(&module_lock);
    191 	error = module_do_load(filename, false, flags, props, NULL);
    192 	mutex_exit(&module_lock);
    193 
    194 	return error;
    195 }
    196 
    197 /*
    198  * module_unload:
    199  *
    200  *	Find and unload a module by name.
    201  */
    202 int
    203 module_unload(const char *name)
    204 {
    205 	int error;
    206 
    207 	mutex_enter(&module_lock);
    208 	error = module_do_unload(name);
    209 	mutex_exit(&module_lock);
    210 
    211 	return error;
    212 }
    213 
    214 /*
    215  * module_lookup:
    216  *
    217  *	Look up a module by name.
    218  */
    219 module_t *
    220 module_lookup(const char *name)
    221 {
    222 	module_t *mod;
    223 
    224 	KASSERT(mutex_owned(&module_lock));
    225 
    226 	TAILQ_FOREACH(mod, &module_list, mod_chain) {
    227 		if (strcmp(mod->mod_info->mi_name, name) == 0) {
    228 			break;
    229 		}
    230 	}
    231 
    232 	return mod;
    233 }
    234 
    235 /*
    236  * module_hold:
    237  *
    238  *	Add a single reference to a module.  It's the caller's
    239  *	responsibility to ensure that the reference is dropped
    240  *	later.
    241  */
    242 int
    243 module_hold(const char *name)
    244 {
    245 	module_t *mod;
    246 
    247 	mutex_enter(&module_lock);
    248 	mod = module_lookup(name);
    249 	if (mod == NULL) {
    250 		mutex_exit(&module_lock);
    251 		return ENOENT;
    252 	}
    253 	mod->mod_refcnt++;
    254 	mutex_exit(&module_lock);
    255 
    256 	return 0;
    257 }
    258 
    259 /*
    260  * module_rele:
    261  *
    262  *	Release a reference acquired with module_hold().
    263  */
    264 void
    265 module_rele(const char *name)
    266 {
    267 	module_t *mod;
    268 
    269 	mutex_enter(&module_lock);
    270 	mod = module_lookup(name);
    271 	if (mod == NULL) {
    272 		mutex_exit(&module_lock);
    273 		panic("module_rele: gone");
    274 	}
    275 	mod->mod_refcnt--;
    276 	mutex_exit(&module_lock);
    277 }
    278 
    279 /*
    280  * module_do_builtin:
    281  *
    282  *	Initialize a single module from the list of modules that are
    283  *	built into the kernel (linked into the kernel image).
    284  */
    285 static int
    286 module_do_builtin(const char *name, module_t **modp)
    287 {
    288 	__link_set_decl(modules, modinfo_t);
    289 	modinfo_t *const *mip;
    290 	const char *p, *s;
    291 	char buf[MAXMODNAME];
    292 	modinfo_t *mi;
    293 	module_t *mod, *mod2;
    294 	size_t len;
    295 	int error, i;
    296 
    297 	KASSERT(mutex_owned(&module_lock));
    298 
    299 	/*
    300 	 * Check to see if already loaded.
    301 	 */
    302 	if ((mod = module_lookup(name)) != NULL) {
    303 		if (modp != NULL) {
    304 			*modp = mod;
    305 		}
    306 		return 0;
    307 	}
    308 
    309 	/*
    310 	 * Search the list to see if we have a module by this name.
    311 	 */
    312 	error = ENOENT;
    313 	__link_set_foreach(mip, modules) {
    314 		mi = *mip;
    315 		if (mi == &module_dummy) {
    316 			continue;
    317 		}
    318 		if (strcmp(mi->mi_name, name) == 0) {
    319 			error = 0;
    320 			break;
    321 		}
    322 	}
    323 	if (error != 0) {
    324 		return error;
    325 	}
    326 
    327 	/*
    328 	 * Initialize pre-requisites.
    329 	 */
    330 	mod = kmem_zalloc(sizeof(*mod), KM_SLEEP);
    331 	if (mod == NULL) {
    332 		return ENOMEM;
    333 	}
    334 	if (modp != NULL) {
    335 		*modp = mod;
    336 	}
    337 	if (mi->mi_required != NULL) {
    338 		for (s = mi->mi_required; *s != '\0'; s = p) {
    339 			if (*s == ',')
    340 				s++;
    341 			p = s;
    342 			while (*p != '\0' && *p != ',')
    343 				p++;
    344 			len = min(p - s + 1, sizeof(buf));
    345 			strlcpy(buf, s, len);
    346 			if (buf[0] == '\0')
    347 				break;
    348 			if (mod->mod_nrequired == MAXMODDEPS - 1) {
    349 				module_error("too many required modules");
    350 				kmem_free(mod, sizeof(*mod));
    351 				return EINVAL;
    352 			}
    353 			error = module_do_builtin(buf, &mod2);
    354 			if (error != 0) {
    355 				kmem_free(mod, sizeof(*mod));
    356 				return error;
    357 			}
    358 			mod->mod_required[mod->mod_nrequired++] = mod2;
    359 		}
    360 	}
    361 
    362 	/*
    363 	 * Try to initialize the module.
    364 	 */
    365 	KASSERT(module_active == NULL);
    366 	module_active = mod;
    367 	error = (*mi->mi_modcmd)(MODULE_CMD_INIT, NULL);
    368 	module_active = NULL;
    369 	if (error != 0) {
    370 		module_error("builtin module `%s' "
    371 		    "failed to init", mi->mi_name);
    372 		kmem_free(mod, sizeof(*mod));
    373 		return error;
    374 	}
    375 	mod->mod_info = mi;
    376 	mod->mod_source = MODULE_SOURCE_KERNEL;
    377 	module_count++;
    378 	TAILQ_INSERT_TAIL(&module_list, mod, mod_chain);
    379 
    380 	/*
    381 	 * If that worked, count dependencies.
    382 	 */
    383 	for (i = 0; i < mod->mod_nrequired; i++) {
    384 		mod->mod_required[i]->mod_refcnt++;
    385 	}
    386 
    387 	return 0;
    388 }
    389 
    390 /*
    391  * module_do_load:
    392  *
    393  *	Helper routine: load a module from the file system, or one
    394  *	pushed by the boot loader.
    395  */
    396 static int
    397 module_do_load(const char *filename, bool isdep, int flags,
    398     prop_dictionary_t props, module_t **modp)
    399 {
    400 	static TAILQ_HEAD(,module) pending = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pending);
    401 	static int depth;
    402 	const int maxdepth = 6;
    403 	modinfo_t *mi;
    404 	module_t *mod, *mod2;
    405 	char buf[MAXMODNAME];
    406 	const char *s, *p;
    407 	int error;
    408 	size_t len;
    409 	u_int i;
    410 
    411 	KASSERT(mutex_owned(&module_lock));
    412 
    413 	error = 0;
    414 
    415 	/*
    416 	 * Avoid recursing too far.
    417 	 */
    418 	if (++depth > maxdepth) {
    419 		module_error("too many required modules");
    420 		depth--;
    421 		return EMLINK;
    422 	}
    423 
    424 	/*
    425 	 * Load the module and link.  Before going to the file system,
    426 	 * scan the list of modules loaded by the boot loader.  Just
    427 	 * before init is started the list of modules loaded at boot
    428 	 * will be purged.  Before init is started we can assume that
    429 	 * `filename' is a module name and not a path name.
    430 	 */
    431 	TAILQ_FOREACH(mod, &module_bootlist, mod_chain) {
    432 		if (strcmp(mod->mod_info->mi_name, filename) == 0) {
    433 			TAILQ_REMOVE(&module_bootlist, mod, mod_chain);
    434 			break;
    435 		}
    436 	}
    437 	if (mod != NULL) {
    438 		TAILQ_INSERT_TAIL(&pending, mod, mod_chain);
    439 	} else {
    440 		mod = kmem_zalloc(sizeof(*mod), KM_SLEEP);
    441 		if (mod == NULL) {
    442 			depth--;
    443 			return ENOMEM;
    444 		}
    445 		error = kobj_load_file(&mod->mod_kobj, filename, module_base);
    446 		if (error != 0) {
    447 			kmem_free(mod, sizeof(*mod));
    448 			depth--;
    449 			module_error("unable to load kernel object");
    450 			return error;
    451 		}
    452 		TAILQ_INSERT_TAIL(&pending, mod, mod_chain);
    453 		mod->mod_source = MODULE_SOURCE_FILESYS;
    454 		error = module_fetch_info(mod);
    455 		if (error != 0) {
    456 			goto fail;
    457 		}
    458 	}
    459 
    460 	/*
    461 	 * Check compatibility.
    462 	 */
    463 	mi = mod->mod_info;
    464 	if (strlen(mi->mi_name) >= MAXMODNAME) {
    465 		error = EINVAL;
    466 		module_error("module name too long");
    467 		goto fail;
    468 	}
    469 
    470 	/*
    471 	 * If loading a dependency, `filename' is a plain module name.
    472 	 * The name must match.
    473 	 */
    474 	if (isdep && strcmp(mi->mi_name, filename) != 0) {
    475 		error = ENOENT;
    476 		goto fail;
    477 	}
    478 
    479 	/*
    480 	 * Check to see if the module is already loaded.  If so, we may
    481 	 * have been recursively called to handle a dependency, so be sure
    482 	 * to set modp.
    483 	 */
    484 	if ((mod2 = module_lookup(mi->mi_name)) != NULL) {
    485 		if (modp != NULL)
    486 			*modp = mod2;
    487 		error = EEXIST;
    488 		goto fail;
    489 	}
    490 
    491 	/*
    492 	 * Block circular dependencies.
    493 	 */
    494 	TAILQ_FOREACH(mod2, &pending, mod_chain) {
    495 		if (mod == mod2) {
    496 			continue;
    497 		}
    498 		if (strcmp(mod2->mod_info->mi_name, mi->mi_name) == 0) {
    499 		    	error = EDEADLK;
    500 			module_error("circular dependency detected");
    501 		    	goto fail;
    502 		}
    503 	}
    504 
    505 	/*
    506 	 * Now try to load any requisite modules.
    507 	 */
    508 	if (mi->mi_required != NULL) {
    509 		for (s = mi->mi_required; *s != '\0'; s = p) {
    510 			if (*s == ',')
    511 				s++;
    512 			p = s;
    513 			while (*p != '\0' && *p != ',')
    514 				p++;
    515 			len = p - s + 1;
    516 			if (len >= MAXMODNAME) {
    517 				error = EINVAL;
    518 				module_error("required module name too long");
    519 				goto fail;
    520 			}
    521 			strlcpy(buf, s, len);
    522 			if (buf[0] == '\0')
    523 				break;
    524 			if (mod->mod_nrequired == MAXMODDEPS - 1) {
    525 				error = EINVAL;
    526 				module_error("too many required modules");
    527 				goto fail;
    528 			}
    529 			if (strcmp(buf, mi->mi_name) == 0) {
    530 				error = EDEADLK;
    531 				module_error("self-dependency detected");
    532 				goto fail;
    533 			}
    534 			error = module_do_load(buf, true, flags, NULL,
    535 			    &mod->mod_required[mod->mod_nrequired++]);
    536 			if (error != 0 && error != EEXIST)
    537 				goto fail;
    538 		}
    539 	}
    540 
    541 	/*
    542 	 * We loaded all needed modules successfully: perform global
    543 	 * relocations and initialize.
    544 	 */
    545 	error = kobj_affix(mod->mod_kobj, mi->mi_name);
    546 	if (error != 0) {
    547 		module_error("unable to affix module");
    548 		goto fail2;
    549 	}
    550 
    551 	KASSERT(module_active == NULL);
    552 	module_active = mod;
    553 	error = (*mi->mi_modcmd)(MODULE_CMD_INIT, props);
    554 	module_active = NULL;
    555 	if (error != 0) {
    556 		module_error("modctl function returned error %d", error);
    557 		goto fail;
    558 	}
    559 
    560 	/*
    561 	 * Good, the module loaded successfully.  Put it onto the
    562 	 * list and add references to its requisite modules.
    563 	 */
    564 	module_count++;
    565 	TAILQ_REMOVE(&pending, mod, mod_chain);
    566 	TAILQ_INSERT_TAIL(&module_list, mod, mod_chain);
    567 	for (i = 0; i < mod->mod_nrequired; i++) {
    568 		KASSERT(mod->mod_required[i] != NULL);
    569 		mod->mod_required[i]->mod_refcnt++;
    570 	}
    571 	if (modp != NULL) {
    572 		*modp = mod;
    573 	}
    574 	depth--;
    575 	return 0;
    576 
    577  fail:
    578 	kobj_unload(mod->mod_kobj);
    579  fail2:
    580 	TAILQ_REMOVE(&pending, mod, mod_chain);
    581 	kmem_free(mod, sizeof(*mod));
    582 	depth--;
    583 	return error;
    584 }
    585 
    586 /*
    587  * module_do_unload:
    588  *
    589  *	Helper routine: do the dirty work of unloading a module.
    590  */
    591 static int
    592 module_do_unload(const char *name)
    593 {
    594 	module_t *mod;
    595 	int error;
    596 	u_int i;
    597 
    598 	KASSERT(mutex_owned(&module_lock));
    599 
    600 	mod = module_lookup(name);
    601 	if (mod == NULL) {
    602 		return ENOENT;
    603 	}
    604 	if (mod->mod_refcnt != 0 || mod->mod_source == MODULE_SOURCE_KERNEL) {
    605 		return EBUSY;
    606 	}
    607 	KASSERT(module_active == NULL);
    608 	module_active = mod;
    609 	error = (*mod->mod_info->mi_modcmd)(MODULE_CMD_FINI, NULL);
    610 	module_active = NULL;
    611 	if (error != 0) {
    612 		return error;
    613 	}
    614 	module_count--;
    615 	TAILQ_REMOVE(&module_list, mod, mod_chain);
    616 	for (i = 0; i < mod->mod_nrequired; i++) {
    617 		mod->mod_required[i]->mod_refcnt--;
    618 	}
    619 	if (mod->mod_kobj != NULL) {
    620 		kobj_unload(mod->mod_kobj);
    621 	}
    622 	kmem_free(mod, sizeof(*mod));
    623 
    624 	return 0;
    625 }
    626 
    627 /*
    628  * module_prime:
    629  *
    630  *	Push a module loaded by the bootloader onto our internal
    631  *	list.
    632  */
    633 int
    634 module_prime(void *base, size_t size)
    635 {
    636 	module_t *mod;
    637 	int error;
    638 
    639 	mod = kmem_zalloc(sizeof(*mod), KM_SLEEP);
    640 	if (mod == NULL) {
    641 		return ENOMEM;
    642 	}
    643 	mod->mod_source = MODULE_SOURCE_BOOT;
    644 
    645 	error = kobj_load_mem(&mod->mod_kobj, base, size);
    646 	if (error != 0) {
    647 		kmem_free(mod, sizeof(*mod));
    648 		module_error("unable to load object pushed by boot loader");
    649 		return error;
    650 	}
    651 	error = module_fetch_info(mod);
    652 	if (error != 0) {
    653 		kobj_unload(mod->mod_kobj);
    654 		kmem_free(mod, sizeof(*mod));
    655 		module_error("unable to load object pushed by boot loader");
    656 		return error;
    657 	}
    658 
    659 	TAILQ_INSERT_TAIL(&module_bootlist, mod, mod_chain);
    660 
    661 	return 0;
    662 }
    663 
    664 /*
    665  * module_fetch_into:
    666  *
    667  *	Fetch modinfo record from a loaded module.
    668  */
    669 static int
    670 module_fetch_info(module_t *mod)
    671 {
    672 	int error;
    673 	void *addr;
    674 	size_t size;
    675 
    676 	/*
    677 	 * Find module info record and check compatibility.
    678 	 */
    679 	error = kobj_find_section(mod->mod_kobj, "link_set_modules",
    680 	    &addr, &size);
    681 	if (error != 0) {
    682 		module_error("`link_set_modules' section not present");
    683 		return error;
    684 	}
    685 	if (size != sizeof(modinfo_t **)) {
    686 		module_error("`link_set_modules' section wrong size");
    687 		return error;
    688 	}
    689 	mod->mod_info = *(modinfo_t **)addr;
    690 
    691 	return 0;
    692 }
    693 
    694 /*
    695  * module_find_section:
    696  *
    697  *	Allows a module that is being initialized to look up a section
    698  *	within its ELF object.
    699  */
    700 int
    701 module_find_section(const char *name, void **addr, size_t *size)
    702 {
    703 
    704 	KASSERT(mutex_owned(&module_lock));
    705 	KASSERT(module_active != NULL);
    706 
    707 	return kobj_find_section(module_active->mod_kobj, name, addr, size);
    708 }
    709