Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_kobj.c revision 1.25
      1 /*	$NetBSD: subr_kobj.c,v 1.25 2008/11/12 12:36:16 ad Exp $	*/
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c) 2008 The NetBSD Foundation, Inc.
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * This code is derived from software developed for The NetBSD Foundation
      8  * by Andrew Doran.
      9  *
     10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
     11  * modification, are permitted provided that the following conditions
     12  * are met:
     13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     18  *
     19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
     20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
     21  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
     22  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
     23  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
     24  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
     25  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
     26  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
     27  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
     28  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
     29  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
     30  */
     31 
     32 /*-
     33  * Copyright (c) 1998-2000 Doug Rabson
     34  * Copyright (c) 2004 Peter Wemm
     35  * All rights reserved.
     36  *
     37  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
     38  * modification, are permitted provided that the following conditions
     39  * are met:
     40  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     41  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     42  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     43  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     44  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     45  *
     46  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
     47  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
     48  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
     49  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
     50  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
     51  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
     52  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
     53  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
     54  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
     55  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
     56  * SUCH DAMAGE.
     57  */
     58 
     59 /*
     60  * Kernel loader for ELF objects.
     61  *
     62  * TODO: adjust kmem_alloc() calls to avoid needless fragmentation.
     63  */
     64 
     65 #include <sys/cdefs.h>
     66 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_kobj.c,v 1.25 2008/11/12 12:36:16 ad Exp $");
     67 
     68 #define	ELFSIZE		ARCH_ELFSIZE
     69 
     70 #include <sys/systm.h>
     71 #include <sys/kobj.h>
     72 #include <sys/errno.h>
     73 
     74 #ifdef MODULAR
     75 
     76 #include <sys/param.h>
     77 #include <sys/kernel.h>
     78 #include <sys/kmem.h>
     79 #include <sys/proc.h>
     80 #include <sys/namei.h>
     81 #include <sys/vnode.h>
     82 #include <sys/fcntl.h>
     83 #include <sys/ksyms.h>
     84 #include <sys/module.h>
     85 #include <sys/exec.h>
     86 #include <sys/exec_elf.h>
     87 
     88 #include <machine/stdarg.h>
     89 
     90 #include <uvm/uvm_extern.h>
     91 
     92 typedef struct {
     93 	void		*addr;
     94 	Elf_Off		size;
     95 	int		flags;
     96 	int		sec;		/* Original section */
     97 	const char	*name;
     98 } progent_t;
     99 
    100 typedef struct {
    101 	Elf_Rel		*rel;
    102 	int 		nrel;
    103 	int 		sec;
    104 	size_t		size;
    105 } relent_t;
    106 
    107 typedef struct {
    108 	Elf_Rela	*rela;
    109 	int		nrela;
    110 	int		sec;
    111 	size_t		size;
    112 } relaent_t;
    113 
    114 typedef enum kobjtype {
    115 	KT_UNSET,
    116 	KT_VNODE,
    117 	KT_MEMORY
    118 } kobjtype_t;
    119 
    120 struct kobj {
    121 	char		ko_name[MAXMODNAME];
    122 	kobjtype_t	ko_type;
    123 	void		*ko_source;
    124 	ssize_t		ko_memsize;
    125 	vaddr_t		ko_address;	/* Relocation address */
    126 	Elf_Shdr	*ko_shdr;
    127 	progent_t	*ko_progtab;
    128 	relaent_t	*ko_relatab;
    129 	relent_t	*ko_reltab;
    130 	Elf_Sym		*ko_symtab;	/* Symbol table */
    131 	char		*ko_strtab;	/* String table */
    132 	char		*ko_shstrtab;	/* Section name string table */
    133 	size_t		ko_size;	/* Size of text/data/bss */
    134 	size_t		ko_symcnt;	/* Number of symbols */
    135 	size_t		ko_strtabsz;	/* Number of bytes in string table */
    136 	size_t		ko_shstrtabsz;	/* Number of bytes in scn str table */
    137 	size_t		ko_shdrsz;
    138 	int		ko_nrel;
    139 	int		ko_nrela;
    140 	int		ko_nprogtab;
    141 	bool		ko_ksyms;
    142 	bool		ko_loaded;
    143 };
    144 
    145 static int	kobj_relocate(kobj_t, bool);
    146 static int	kobj_checkdup(kobj_t);
    147 static void	kobj_error(const char *, ...);
    148 static int	kobj_read(kobj_t, void **, size_t, off_t);
    149 static int	kobj_read_bits(kobj_t, void *, size_t, off_t);
    150 static void	kobj_jettison(kobj_t);
    151 static void	kobj_free(kobj_t, void *, size_t);
    152 static void	kobj_close(kobj_t);
    153 static int	kobj_load(kobj_t);
    154 
    155 extern struct vm_map *module_map;
    156 
    157 /*
    158  * kobj_load_file:
    159  *
    160  *	Load an object located in the file system.
    161  */
    162 int
    163 kobj_load_file(kobj_t *kop, const char *filename, const char *base,
    164 	       bool autoload)
    165 {
    166 	struct nameidata nd;
    167 	kauth_cred_t cred;
    168 	char *path;
    169 	int error;
    170 	kobj_t ko;
    171 
    172 	cred = kauth_cred_get();
    173 
    174 	ko = kmem_zalloc(sizeof(*ko), KM_SLEEP);
    175 	if (ko == NULL) {
    176 		return ENOMEM;
    177 	}
    178 
    179 	if (autoload) {
    180 		error = ENOENT;
    181 	} else {
    182 		NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, filename);
    183 		error = vn_open(&nd, FREAD, 0);
    184 	}
    185 	if (error != 0) {
    186 		if (error != ENOENT) {
    187 			goto out;
    188 		}
    189 		path = PNBUF_GET();
    190 		snprintf(path, MAXPATHLEN - 1, "%s/%s/%s.kmod", base,
    191 		    filename, filename);
    192 		NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, path);
    193 		error = vn_open(&nd, FREAD, 0);
    194 		if (error != 0) {
    195 			strlcat(path, ".o", MAXPATHLEN);
    196 			NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, path);
    197 			error = vn_open(&nd, FREAD, 0);
    198 		}
    199 		PNBUF_PUT(path);
    200 		if (error != 0) {
    201 			goto out;
    202 		}
    203 	}
    204 
    205  out:
    206  	if (error != 0) {
    207 	 	kmem_free(ko, sizeof(*ko));
    208 	 	return error;
    209 	}
    210 
    211 	ko->ko_type = KT_VNODE;
    212 	ko->ko_source = nd.ni_vp;
    213 	*kop = ko;
    214 	return kobj_load(ko);
    215 }
    216 
    217 /*
    218  * kobj_load_mem:
    219  *
    220  *	Load an object already resident in memory.  If size is not -1,
    221  *	the complete size of the object is known.
    222  */
    223 int
    224 kobj_load_mem(kobj_t *kop, void *base, ssize_t size)
    225 {
    226 	kobj_t ko;
    227 
    228 	ko = kmem_zalloc(sizeof(*ko), KM_SLEEP);
    229 	if (ko == NULL) {
    230 		return ENOMEM;
    231 	}
    232 
    233 	ko->ko_type = KT_MEMORY;
    234 	ko->ko_source = base;
    235 	ko->ko_memsize = size;
    236 	*kop = ko;
    237 	return kobj_load(ko);
    238 }
    239 
    240 /*
    241  * kobj_close:
    242  *
    243  *	Close an open ELF object.
    244  */
    245 static void
    246 kobj_close(kobj_t ko)
    247 {
    248 
    249 	if (ko->ko_source == NULL) {
    250 		return;
    251 	}
    252 
    253 	switch (ko->ko_type) {
    254 	case KT_VNODE:
    255 		VOP_UNLOCK(ko->ko_source, 0);
    256 		vn_close(ko->ko_source, FREAD, kauth_cred_get());
    257 		break;
    258 	case KT_MEMORY:
    259 		/* nothing */
    260 		break;
    261 	default:
    262 		panic("kobj_close: unknown type");
    263 		break;
    264 	}
    265 
    266 	ko->ko_source = NULL;
    267 }
    268 
    269 /*
    270  * kobj_load:
    271  *
    272  *	Load an ELF object and prepare to link into the running kernel
    273  *	image.
    274  */
    275 static int
    276 kobj_load(kobj_t ko)
    277 {
    278 	Elf_Ehdr *hdr;
    279 	Elf_Shdr *shdr;
    280 	Elf_Sym *es;
    281 	vaddr_t mapbase;
    282 	size_t mapsize;
    283 	int error;
    284 	int symtabindex;
    285 	int symstrindex;
    286 	int nsym;
    287 	int pb, rl, ra;
    288 	int alignmask;
    289 	int i, j;
    290 	void *addr;
    291 
    292 	KASSERT(ko->ko_type != KT_UNSET);
    293 	KASSERT(ko->ko_source != NULL);
    294 
    295 	shdr = NULL;
    296 	mapsize = 0;
    297 	error = 0;
    298 	hdr = NULL;
    299 
    300 	/*
    301 	 * Read the elf header from the file.
    302 	 */
    303 	error = kobj_read(ko, (void **)&hdr, sizeof(*hdr), 0);
    304 	if (error != 0)
    305 		goto out;
    306 	if (memcmp(hdr->e_ident, ELFMAG, SELFMAG) != 0) {
    307 		kobj_error("not an ELF object");
    308 		error = ENOEXEC;
    309 		goto out;
    310 	}
    311 
    312 	if (hdr->e_ident[EI_VERSION] != EV_CURRENT ||
    313 	    hdr->e_version != EV_CURRENT) {
    314 		kobj_error("unsupported file version");
    315 		error = ENOEXEC;
    316 		goto out;
    317 	}
    318 	if (hdr->e_type != ET_REL) {
    319 		kobj_error("unsupported file type");
    320 		error = ENOEXEC;
    321 		goto out;
    322 	}
    323 	switch (hdr->e_machine) {
    324 #if ELFSIZE == 32
    325 	ELF32_MACHDEP_ID_CASES
    326 #else
    327 	ELF64_MACHDEP_ID_CASES
    328 #endif
    329 	default:
    330 		kobj_error("unsupported machine");
    331 		error = ENOEXEC;
    332 		goto out;
    333 	}
    334 
    335 	ko->ko_nprogtab = 0;
    336 	ko->ko_shdr = 0;
    337 	ko->ko_nrel = 0;
    338 	ko->ko_nrela = 0;
    339 
    340 	/*
    341 	 * Allocate and read in the section header.
    342 	 */
    343 	ko->ko_shdrsz = hdr->e_shnum * hdr->e_shentsize;
    344 	if (ko->ko_shdrsz == 0 || hdr->e_shoff == 0 ||
    345 	    hdr->e_shentsize != sizeof(Elf_Shdr)) {
    346 		error = ENOEXEC;
    347 		goto out;
    348 	}
    349 	error = kobj_read(ko, (void **)&shdr, ko->ko_shdrsz, hdr->e_shoff);
    350 	if (error != 0) {
    351 		goto out;
    352 	}
    353 	ko->ko_shdr = shdr;
    354 
    355 	/*
    356 	 * Scan the section header for information and table sizing.
    357 	 */
    358 	nsym = 0;
    359 	symtabindex = -1;
    360 	symstrindex = -1;
    361 	for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
    362 		switch (shdr[i].sh_type) {
    363 		case SHT_PROGBITS:
    364 		case SHT_NOBITS:
    365 			ko->ko_nprogtab++;
    366 			break;
    367 		case SHT_SYMTAB:
    368 			nsym++;
    369 			symtabindex = i;
    370 			symstrindex = shdr[i].sh_link;
    371 			break;
    372 		case SHT_REL:
    373 			ko->ko_nrel++;
    374 			break;
    375 		case SHT_RELA:
    376 			ko->ko_nrela++;
    377 			break;
    378 		case SHT_STRTAB:
    379 			break;
    380 		}
    381 	}
    382 	if (ko->ko_nprogtab == 0) {
    383 		kobj_error("file has no contents");
    384 		error = ENOEXEC;
    385 		goto out;
    386 	}
    387 	if (nsym != 1) {
    388 		/* Only allow one symbol table for now */
    389 		kobj_error("file has no valid symbol table");
    390 		error = ENOEXEC;
    391 		goto out;
    392 	}
    393 	if (symstrindex < 0 || symstrindex > hdr->e_shnum ||
    394 	    shdr[symstrindex].sh_type != SHT_STRTAB) {
    395 		kobj_error("file has invalid symbol strings");
    396 		error = ENOEXEC;
    397 		goto out;
    398 	}
    399 
    400 	/*
    401 	 * Allocate space for tracking the load chunks.
    402 	 */
    403 	if (ko->ko_nprogtab != 0) {
    404 		ko->ko_progtab = kmem_zalloc(ko->ko_nprogtab *
    405 		    sizeof(*ko->ko_progtab), KM_SLEEP);
    406 		if (ko->ko_progtab == NULL) {
    407 			error = ENOMEM;
    408 			goto out;
    409 		}
    410 	}
    411 	if (ko->ko_nrel != 0) {
    412 		ko->ko_reltab = kmem_zalloc(ko->ko_nrel *
    413 		    sizeof(*ko->ko_reltab), KM_SLEEP);
    414 		if (ko->ko_reltab == NULL) {
    415 			error = ENOMEM;
    416 			goto out;
    417 		}
    418 	}
    419 	if (ko->ko_nrela != 0) {
    420 		ko->ko_relatab = kmem_zalloc(ko->ko_nrela *
    421 		    sizeof(*ko->ko_relatab), KM_SLEEP);
    422 		if (ko->ko_relatab == NULL) {
    423 			error = ENOMEM;
    424 			goto out;
    425 		}
    426 	}
    427 	if (symtabindex == -1) {
    428 		kobj_error("lost symbol table index");
    429 		goto out;
    430 	}
    431 
    432 	/*
    433 	 * Allocate space for and load the symbol table.
    434 	 */
    435 	ko->ko_symcnt = shdr[symtabindex].sh_size / sizeof(Elf_Sym);
    436 	if (ko->ko_symcnt == 0) {
    437 		kobj_error("no symbol table");
    438 		goto out;
    439 	}
    440 	error = kobj_read(ko, (void **)&ko->ko_symtab,
    441 	    ko->ko_symcnt * sizeof(Elf_Sym),
    442 	    shdr[symtabindex].sh_offset);
    443 	if (error != 0) {
    444 		goto out;
    445 	}
    446 
    447 	/*
    448 	 * Allocate space for and load the symbol strings.
    449 	 */
    450 	ko->ko_strtabsz = shdr[symstrindex].sh_size;
    451 	if (ko->ko_strtabsz == 0) {
    452 		kobj_error("no symbol strings");
    453 		goto out;
    454 	}
    455 	error = kobj_read(ko, (void *)&ko->ko_strtab, ko->ko_strtabsz,
    456 	    shdr[symstrindex].sh_offset);
    457 	if (error != 0) {
    458 		goto out;
    459 	}
    460 
    461 	/*
    462 	 * Do we have a string table for the section names?
    463 	 */
    464 	if (hdr->e_shstrndx != 0 && shdr[hdr->e_shstrndx].sh_size != 0 &&
    465 	    shdr[hdr->e_shstrndx].sh_type == SHT_STRTAB) {
    466 		ko->ko_shstrtabsz = shdr[hdr->e_shstrndx].sh_size;
    467 		error = kobj_read(ko, (void *)&ko->ko_shstrtab,
    468 		    shdr[hdr->e_shstrndx].sh_size,
    469 		    shdr[hdr->e_shstrndx].sh_offset);
    470 		if (error != 0) {
    471 			goto out;
    472 		}
    473 	}
    474 
    475 	/*
    476 	 * Size up code/data(progbits) and bss(nobits).
    477 	 */
    478 	alignmask = 0;
    479 	mapbase = 0;
    480 	for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
    481 		switch (shdr[i].sh_type) {
    482 		case SHT_PROGBITS:
    483 		case SHT_NOBITS:
    484 			if (mapbase == 0)
    485 				mapbase = shdr[i].sh_offset;
    486 			alignmask = shdr[i].sh_addralign - 1;
    487 			mapsize += alignmask;
    488 			mapsize &= ~alignmask;
    489 			mapsize += shdr[i].sh_size;
    490 			break;
    491 		}
    492 	}
    493 
    494 	/*
    495 	 * We know how much space we need for the text/data/bss/etc.
    496 	 * This stuff needs to be in a single chunk so that profiling etc
    497 	 * can get the bounds and gdb can associate offsets with modules.
    498 	 */
    499 	if (mapsize == 0) {
    500 		kobj_error("no text/data/bss");
    501 		goto out;
    502 	}
    503 	if (ko->ko_type == KT_MEMORY) {
    504 		mapbase += (vaddr_t)ko->ko_source;
    505 	} else {
    506 		mapbase = uvm_km_alloc(module_map, round_page(mapsize),
    507 		    0, UVM_KMF_WIRED | UVM_KMF_EXEC);
    508 		if (mapbase == 0) {
    509 			error = ENOMEM;
    510 			goto out;
    511 		}
    512 	}
    513 	ko->ko_address = mapbase;
    514 	ko->ko_size = mapsize;
    515 
    516 	/*
    517 	 * Now load code/data(progbits), zero bss(nobits), allocate space
    518 	 * for and load relocs
    519 	 */
    520 	pb = 0;
    521 	rl = 0;
    522 	ra = 0;
    523 	alignmask = 0;
    524 	for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
    525 		switch (shdr[i].sh_type) {
    526 		case SHT_PROGBITS:
    527 		case SHT_NOBITS:
    528 			alignmask = shdr[i].sh_addralign - 1;
    529 			if (ko->ko_type == KT_MEMORY) {
    530 				addr = (void *)(shdr[i].sh_offset +
    531 				    (vaddr_t)ko->ko_source);
    532 				if (((vaddr_t)addr & alignmask) != 0) {
    533 					kobj_error("section %d not aligned\n",
    534 					    i);
    535 					goto out;
    536 				}
    537 			} else {
    538 				mapbase += alignmask;
    539 				mapbase &= ~alignmask;
    540 				addr = (void *)mapbase;
    541 				mapbase += shdr[i].sh_size;
    542 			}
    543 			ko->ko_progtab[pb].addr = addr;
    544 			if (shdr[i].sh_type == SHT_PROGBITS) {
    545 				ko->ko_progtab[pb].name = "<<PROGBITS>>";
    546 				error = kobj_read_bits(ko, addr,
    547 				    shdr[i].sh_size, shdr[i].sh_offset);
    548 				if (error != 0) {
    549 					goto out;
    550 				}
    551 			} else if (ko->ko_type == KT_MEMORY &&
    552 			    shdr[i].sh_size != 0) {
    553 			    	kobj_error("non-loadable BSS section in "
    554 			    	    "pre-loaded module");
    555 				error = EINVAL;
    556 			    	goto out;
    557 			} else {
    558 				ko->ko_progtab[pb].name = "<<NOBITS>>";
    559 				memset(addr, 0, shdr[i].sh_size);
    560 			}
    561 			ko->ko_progtab[pb].size = shdr[i].sh_size;
    562 			ko->ko_progtab[pb].sec = i;
    563 			if (ko->ko_shstrtab != NULL && shdr[i].sh_name != 0) {
    564 				ko->ko_progtab[pb].name =
    565 				    ko->ko_shstrtab + shdr[i].sh_name;
    566 			}
    567 
    568 			/* Update all symbol values with the offset. */
    569 			for (j = 0; j < ko->ko_symcnt; j++) {
    570 				es = &ko->ko_symtab[j];
    571 				if (es->st_shndx != i) {
    572 					continue;
    573 				}
    574 				es->st_value += (Elf_Addr)addr;
    575 			}
    576 			pb++;
    577 			break;
    578 		case SHT_REL:
    579 			ko->ko_reltab[rl].size = shdr[i].sh_size;
    580 			ko->ko_reltab[rl].size -=
    581 			    shdr[i].sh_size % sizeof(Elf_Rel);
    582 			if (ko->ko_reltab[rl].size != 0) {
    583 				ko->ko_reltab[rl].nrel =
    584 				    shdr[i].sh_size / sizeof(Elf_Rel);
    585 				ko->ko_reltab[rl].sec = shdr[i].sh_info;
    586 				error = kobj_read(ko,
    587 				    (void **)&ko->ko_reltab[rl].rel,
    588 				    ko->ko_reltab[rl].size,
    589 				    shdr[i].sh_offset);
    590 				if (error != 0) {
    591 					goto out;
    592 				}
    593 			}
    594 			rl++;
    595 			break;
    596 		case SHT_RELA:
    597 			ko->ko_relatab[ra].size = shdr[i].sh_size;
    598 			ko->ko_relatab[ra].size -=
    599 			    shdr[i].sh_size % sizeof(Elf_Rela);
    600 			if (ko->ko_relatab[ra].size != 0) {
    601 				ko->ko_relatab[ra].nrela =
    602 				    shdr[i].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
    603 				ko->ko_relatab[ra].sec = shdr[i].sh_info;
    604 				error = kobj_read(ko,
    605 				    (void **)&ko->ko_relatab[ra].rela,
    606 				    shdr[i].sh_size,
    607 				    shdr[i].sh_offset);
    608 				if (error != 0) {
    609 					goto out;
    610 				}
    611 			}
    612 			ra++;
    613 			break;
    614 		default:
    615 			break;
    616 		}
    617 	}
    618 	if (pb != ko->ko_nprogtab) {
    619 		panic("lost progbits");
    620 	}
    621 	if (rl != ko->ko_nrel) {
    622 		panic("lost rel");
    623 	}
    624 	if (ra != ko->ko_nrela) {
    625 		panic("lost rela");
    626 	}
    627 	if (ko->ko_type != KT_MEMORY && mapbase != ko->ko_address + mapsize) {
    628 		panic("mapbase 0x%lx != address %lx + mapsize %ld (0x%lx)\n",
    629 		    (long)mapbase, (long)ko->ko_address, (long)mapsize,
    630 		    (long)ko->ko_address + mapsize);
    631 	}
    632 
    633 	/*
    634 	 * Perform local relocations only.  Relocations relating to global
    635 	 * symbols will be done by kobj_affix().
    636 	 */
    637 	error = kobj_checkdup(ko);
    638 	if (error == 0) {
    639 		error = kobj_relocate(ko, true);
    640 	}
    641  out:
    642 	if (hdr != NULL) {
    643 		kobj_free(ko, hdr, sizeof(*hdr));
    644 	}
    645 	kobj_close(ko);
    646 	if (error != 0) {
    647 		kobj_unload(ko);
    648 	}
    649 
    650 	return error;
    651 }
    652 
    653 /*
    654  * kobj_unload:
    655  *
    656  *	Unload an object previously loaded by kobj_load().
    657  */
    658 void
    659 kobj_unload(kobj_t ko)
    660 {
    661 	int error;
    662 
    663 	kobj_close(ko);
    664 	kobj_jettison(ko);
    665 
    666 	/*
    667 	 * Notify MD code that a module has been unloaded.
    668 	 */
    669 	if (ko->ko_loaded) {
    670 		error = kobj_machdep(ko, (void *)ko->ko_address, ko->ko_size,
    671 		    false);
    672 		if (error != 0) {
    673 			kobj_error("machine dependent deinit failed");
    674 		}
    675 	}
    676 	if (ko->ko_address != 0 && ko->ko_type != KT_MEMORY) {
    677 		uvm_km_free(module_map, ko->ko_address, round_page(ko->ko_size),
    678 		    UVM_KMF_WIRED);
    679 	}
    680 	if (ko->ko_ksyms == true) {
    681 		ksyms_modunload(ko->ko_name);
    682 	}
    683 	if (ko->ko_symtab != NULL) {
    684 		kobj_free(ko, ko->ko_symtab, ko->ko_symcnt * sizeof(Elf_Sym));
    685 	}
    686 	if (ko->ko_strtab != NULL) {
    687 		kobj_free(ko, ko->ko_strtab, ko->ko_strtabsz);
    688 	}
    689 	if (ko->ko_progtab != NULL) {
    690 		kobj_free(ko, ko->ko_progtab, ko->ko_nprogtab *
    691 		    sizeof(*ko->ko_progtab));
    692 		ko->ko_progtab = NULL;
    693 	}
    694 	if (ko->ko_shstrtab) {
    695 		kobj_free(ko, ko->ko_shstrtab, ko->ko_shstrtabsz);
    696 		ko->ko_shstrtab = NULL;
    697 	}
    698 
    699 	kmem_free(ko, sizeof(*ko));
    700 }
    701 
    702 /*
    703  * kobj_stat:
    704  *
    705  *	Return size and load address of an object.
    706  */
    707 void
    708 kobj_stat(kobj_t ko, vaddr_t *address, size_t *size)
    709 {
    710 
    711 	if (address != NULL) {
    712 		*address = ko->ko_address;
    713 	}
    714 	if (size != NULL) {
    715 		*size = ko->ko_size;
    716 	}
    717 }
    718 
    719 /*
    720  * kobj_affix:
    721  *
    722  *	Set an object's name and perform global relocs.  May only be
    723  *	called after the module and any requisite modules are loaded.
    724  */
    725 int
    726 kobj_affix(kobj_t ko, const char *name)
    727 {
    728 	int error;
    729 
    730 	KASSERT(ko->ko_ksyms == false);
    731 	KASSERT(ko->ko_loaded == false);
    732 
    733 	strlcpy(ko->ko_name, name, sizeof(ko->ko_name));
    734 
    735 	/* Now do global relocations. */
    736 	error = kobj_relocate(ko, false);
    737 
    738 	/*
    739 	 * Now that we know the name, register the symbol table.
    740 	 * Do after global relocations because ksyms will pack
    741 	 * the table.
    742 	 */
    743 	ksyms_modload(ko->ko_name, ko->ko_symtab, ko->ko_symcnt *
    744 	    sizeof(Elf_Sym), ko->ko_strtab, ko->ko_strtabsz);
    745 	ko->ko_ksyms = true;
    746 
    747 	/* Jettison unneeded memory post-link. */
    748 	kobj_jettison(ko);
    749 
    750 	/* Notify MD code that a module has been loaded. */
    751 	if (error == 0) {
    752 		error = kobj_machdep(ko, (void *)ko->ko_address, ko->ko_size,
    753 		    true);
    754 		if (error != 0) {
    755 			kobj_error("machine dependent init failed");
    756 		}
    757 		ko->ko_loaded = true;
    758 	}
    759 
    760 	/* If there was an error, destroy the whole object. */
    761 	if (error != 0) {
    762 		kobj_unload(ko);
    763 	}
    764 
    765 	return error;
    766 }
    767 
    768 /*
    769  * kobj_find_section:
    770  *
    771  *	Given a section name, search the loaded object and return
    772  *	virtual address if present and loaded.
    773  */
    774 int
    775 kobj_find_section(kobj_t ko, const char *name, void **addr, size_t *size)
    776 {
    777 	int i;
    778 
    779 	KASSERT(ko->ko_progtab != NULL);
    780 
    781 	for (i = 0; i < ko->ko_nprogtab; i++) {
    782 		if (strcmp(ko->ko_progtab[i].name, name) == 0) {
    783 			if (addr != NULL) {
    784 				*addr = ko->ko_progtab[i].addr;
    785 			}
    786 			if (size != NULL) {
    787 				*size = ko->ko_progtab[i].size;
    788 			}
    789 			return 0;
    790 		}
    791 	}
    792 
    793 	return ENOENT;
    794 }
    795 
    796 /*
    797  * kobj_jettison:
    798  *
    799  *	Release object data not needed after performing relocations.
    800  */
    801 static void
    802 kobj_jettison(kobj_t ko)
    803 {
    804 	int i;
    805 
    806 	for (i = 0; i < ko->ko_nrel; i++) {
    807 		if (ko->ko_reltab[i].rel) {
    808 			kobj_free(ko, ko->ko_reltab[i].rel,
    809 			    ko->ko_reltab[i].size);
    810 		}
    811 	}
    812 	for (i = 0; i < ko->ko_nrela; i++) {
    813 		if (ko->ko_relatab[i].rela) {
    814 			kobj_free(ko, ko->ko_relatab[i].rela,
    815 			    ko->ko_relatab[i].size);
    816 		}
    817 	}
    818 	if (ko->ko_reltab != NULL) {
    819 		kobj_free(ko, ko->ko_reltab, ko->ko_nrel *
    820 		    sizeof(*ko->ko_reltab));
    821 		ko->ko_reltab = NULL;
    822 		ko->ko_nrel = 0;
    823 	}
    824 	if (ko->ko_relatab != NULL) {
    825 		kobj_free(ko, ko->ko_relatab, ko->ko_nrela *
    826 		    sizeof(*ko->ko_relatab));
    827 		ko->ko_relatab = NULL;
    828 		ko->ko_nrela = 0;
    829 	}
    830 	if (ko->ko_shdr != NULL) {
    831 		kobj_free(ko, ko->ko_shdr, ko->ko_shdrsz);
    832 		ko->ko_shdr = NULL;
    833 	}
    834 }
    835 
    836 /*
    837  * kobj_sym_lookup:
    838  *
    839  *	Symbol lookup function to be used when the symbol index
    840  *	is known (ie during relocation).
    841  */
    842 uintptr_t
    843 kobj_sym_lookup(kobj_t ko, uintptr_t symidx)
    844 {
    845 	const Elf_Sym *sym;
    846 	const char *symbol;
    847 	int error;
    848 	u_long addr;
    849 
    850 	/* Don't even try to lookup the symbol if the index is bogus. */
    851 	if (symidx >= ko->ko_symcnt)
    852 		return 0;
    853 
    854 	sym = ko->ko_symtab + symidx;
    855 
    856 	/* Quick answer if there is a definition included. */
    857 	if (sym->st_shndx != SHN_UNDEF) {
    858 		return sym->st_value;
    859 	}
    860 
    861 	/* If we get here, then it is undefined and needs a lookup. */
    862 	switch (ELF_ST_BIND(sym->st_info)) {
    863 	case STB_LOCAL:
    864 		/* Local, but undefined? huh? */
    865 		kobj_error("local symbol undefined");
    866 		return 0;
    867 
    868 	case STB_GLOBAL:
    869 		/* Relative to Data or Function name */
    870 		symbol = ko->ko_strtab + sym->st_name;
    871 
    872 		/* Force a lookup failure if the symbol name is bogus. */
    873 		if (*symbol == 0) {
    874 			kobj_error("bad symbol name");
    875 			return 0;
    876 		}
    877 
    878 		/*
    879 		 * Don't need to lock, as it is known that the symbol
    880 		 * tables aren't going to change (we hold module_lock).
    881 		 */
    882 		error = ksyms_getval(NULL, symbol, &addr, KSYMS_ANY);
    883 		if (error != 0) {
    884 			kobj_error("symbol `%s' not found", symbol);
    885 			return (uintptr_t)0;
    886 		}
    887 		return (uintptr_t)addr;
    888 
    889 	case STB_WEAK:
    890 		kobj_error("weak symbols not supported\n");
    891 		return 0;
    892 
    893 	default:
    894 		return 0;
    895 	}
    896 }
    897 
    898 /*
    899  * kobj_findbase:
    900  *
    901  *	Return base address of the given section.
    902  */
    903 static uintptr_t
    904 kobj_findbase(kobj_t ko, int sec)
    905 {
    906 	int i;
    907 
    908 	for (i = 0; i < ko->ko_nprogtab; i++) {
    909 		if (sec == ko->ko_progtab[i].sec) {
    910 			return (uintptr_t)ko->ko_progtab[i].addr;
    911 		}
    912 	}
    913 	return 0;
    914 }
    915 
    916 /*
    917  * kobj_checkdup:
    918  *
    919  *	Scan symbol table for duplicates.
    920  */
    921 static int
    922 kobj_checkdup(kobj_t ko)
    923 {
    924 	unsigned long rval;
    925 	Elf_Sym *sym, *ms;
    926 	const char *name;
    927 	bool dup;
    928 
    929 	dup = false;
    930 	for (ms = (sym = ko->ko_symtab) + ko->ko_symcnt; sym < ms; sym++) {
    931 		/* Check validity of the symbol. */
    932 		if (ELF_ST_BIND(sym->st_info) != STB_GLOBAL ||
    933 		    sym->st_name == 0)
    934 			continue;
    935 
    936 		/* Check if the symbol already exists */
    937 		name = ko->ko_strtab + sym->st_name;
    938 		if (ksyms_getval(NULL, name, &rval, KSYMS_EXTERN) != 0) {
    939 			continue;
    940 		}
    941 
    942 		/* Check (and complain) about differing values */
    943 		if (sym->st_value == rval || sym->st_shndx == SHN_UNDEF) {
    944 			continue;
    945 		}
    946 		if (strcmp(name, "_bss_start") == 0 ||
    947 		    strcmp(name, "__bss_start") == 0 ||
    948 		    strcmp(name, "_bss_end__") == 0 ||
    949 		    strcmp(name, "__bss_end__") == 0 ||
    950 		    strcmp(name, "_edata") == 0 ||
    951 		    strcmp(name, "_end") == 0 ||
    952 		    strcmp(name, "__end") == 0 ||
    953 		    strcmp(name, "__end__") == 0 ||
    954 		    strncmp(name, "__start_link_set_", 17) == 0 ||
    955 		    strncmp(name, "__stop_link_set_", 16)) {
    956 		    	continue;
    957 		}
    958 		kobj_error("global symbol `%s' redefined\n", name);
    959 		dup = true;
    960 	}
    961 
    962 	return dup ? EEXIST : 0;
    963 }
    964 
    965 /*
    966  * kobj_relocate:
    967  *
    968  *	Resolve relocations for the loaded object.
    969  */
    970 static int
    971 kobj_relocate(kobj_t ko, bool local)
    972 {
    973 	const Elf_Rel *rellim;
    974 	const Elf_Rel *rel;
    975 	const Elf_Rela *relalim;
    976 	const Elf_Rela *rela;
    977 	const Elf_Sym *sym;
    978 	uintptr_t base;
    979 	int i, error;
    980 	uintptr_t symidx;
    981 
    982 	/*
    983 	 * Perform relocations without addend if there are any.
    984 	 */
    985 	for (i = 0; i < ko->ko_nrel; i++) {
    986 		rel = ko->ko_reltab[i].rel;
    987 		if (rel == NULL) {
    988 			continue;
    989 		}
    990 		rellim = rel + ko->ko_reltab[i].nrel;
    991 		base = kobj_findbase(ko, ko->ko_reltab[i].sec);
    992 		if (base == 0) {
    993 			panic("lost base for e_reltab");
    994 		}
    995 		for (; rel < rellim; rel++) {
    996 			symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
    997 			if (symidx >= ko->ko_symcnt) {
    998 				continue;
    999 			}
   1000 			sym = ko->ko_symtab + symidx;
   1001 			if (local != (ELF_ST_BIND(sym->st_info) == STB_LOCAL)) {
   1002 				continue;
   1003 			}
   1004 			error = kobj_reloc(ko, base, rel, false, local);
   1005 			if (error != 0) {
   1006 				return ENOENT;
   1007 			}
   1008 		}
   1009 	}
   1010 
   1011 	/*
   1012 	 * Perform relocations with addend if there are any.
   1013 	 */
   1014 	for (i = 0; i < ko->ko_nrela; i++) {
   1015 		rela = ko->ko_relatab[i].rela;
   1016 		if (rela == NULL) {
   1017 			continue;
   1018 		}
   1019 		relalim = rela + ko->ko_relatab[i].nrela;
   1020 		base = kobj_findbase(ko, ko->ko_relatab[i].sec);
   1021 		if (base == 0) {
   1022 			panic("lost base for e_relatab");
   1023 		}
   1024 		for (; rela < relalim; rela++) {
   1025 			symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
   1026 			if (symidx >= ko->ko_symcnt) {
   1027 				continue;
   1028 			}
   1029 			sym = ko->ko_symtab + symidx;
   1030 			if (local != (ELF_ST_BIND(sym->st_info) == STB_LOCAL)) {
   1031 				continue;
   1032 			}
   1033 			error = kobj_reloc(ko, base, rela, true, local);
   1034 			if (error != 0) {
   1035 				return ENOENT;
   1036 			}
   1037 		}
   1038 	}
   1039 
   1040 	return 0;
   1041 }
   1042 
   1043 /*
   1044  * kobj_error:
   1045  *
   1046  *	Utility function: log an error.
   1047  */
   1048 static void
   1049 kobj_error(const char *fmt, ...)
   1050 {
   1051 	va_list ap;
   1052 
   1053 	va_start(ap, fmt);
   1054 	printf("WARNING: linker error: ");
   1055 	vprintf(fmt, ap);
   1056 	printf("\n");
   1057 	va_end(ap);
   1058 }
   1059 
   1060 /*
   1061  * kobj_read:
   1062  *
   1063  *	Utility function: read from the object.
   1064  */
   1065 static int
   1066 kobj_read(kobj_t ko, void **basep, size_t size, off_t off)
   1067 {
   1068 	size_t resid;
   1069 	void *base;
   1070 	int error;
   1071 
   1072 	KASSERT(ko->ko_source != NULL);
   1073 
   1074 	switch (ko->ko_type) {
   1075 	case KT_VNODE:
   1076 		base = kmem_alloc(size, KM_SLEEP);
   1077 		if (base == NULL) {
   1078 			error = ENOMEM;
   1079 			break;
   1080 		}
   1081 		error = vn_rdwr(UIO_READ, ko->ko_source, base, size, off,
   1082 		    UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, curlwp->l_cred, &resid,
   1083 		    curlwp);
   1084 		if (error == 0 && resid != 0) {
   1085 			error = EINVAL;
   1086 		}
   1087 		if (error != 0) {
   1088 			kmem_free(base, size);
   1089 			base = NULL;
   1090 		}
   1091 		break;
   1092 	case KT_MEMORY:
   1093 		if (ko->ko_memsize != -1 && off + size > ko->ko_memsize) {
   1094 			kobj_error("kobj_read: preloaded object short");
   1095 			error = EINVAL;
   1096 			base = NULL;
   1097 		} else {
   1098 			base = (uint8_t *)ko->ko_source + off;
   1099 			error = 0;
   1100 		}
   1101 		break;
   1102 	default:
   1103 		panic("kobj_read: invalid type");
   1104 	}
   1105 
   1106 	*basep = base;
   1107 	return error;
   1108 }
   1109 
   1110 /*
   1111  * kobj_read_bits:
   1112  *
   1113  *	Utility function: load a section from the object.
   1114  */
   1115 static int
   1116 kobj_read_bits(kobj_t ko, void *base, size_t size, off_t off)
   1117 {
   1118 	size_t resid;
   1119 	int error;
   1120 
   1121 	KASSERT(ko->ko_source != NULL);
   1122 
   1123 	switch (ko->ko_type) {
   1124 	case KT_VNODE:
   1125 		KASSERT((uintptr_t)base >= (uintptr_t)ko->ko_address);
   1126 		KASSERT((uintptr_t)base + size <=
   1127 		    (uintptr_t)ko->ko_address + ko->ko_size);
   1128 		error = vn_rdwr(UIO_READ, ko->ko_source, base, size, off,
   1129 		    UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED, curlwp->l_cred, &resid,
   1130 		    curlwp);
   1131 		if (error == 0 && resid != 0) {
   1132 			error = EINVAL;
   1133 		}
   1134 		break;
   1135 	case KT_MEMORY:
   1136 		if (ko->ko_memsize != -1 && off + size > ko->ko_memsize) {
   1137 			kobj_error("kobj_read_bits: preloaded object short");
   1138 			error = EINVAL;
   1139 		} else if ((uint8_t *)base != (uint8_t *)ko->ko_source + off) {
   1140 			kobj_error("kobj_read_bits: object not aligned");
   1141 			kobj_error("source=%p base=%p off=%d size=%zd",
   1142 			    ko->ko_source, base, (int)off, size);
   1143 			error = EINVAL;
   1144 		} else {
   1145 			/* Nothing to do.  Loading in-situ. */
   1146 			error = 0;
   1147 		}
   1148 		break;
   1149 	default:
   1150 		panic("kobj_read: invalid type");
   1151 	}
   1152 
   1153 	return error;
   1154 }
   1155 
   1156 /*
   1157  * kobj_free:
   1158  *
   1159  *	Utility function: free memory if it was allocated from the heap.
   1160  */
   1161 static void
   1162 kobj_free(kobj_t ko, void *base, size_t size)
   1163 {
   1164 
   1165 	if (ko->ko_type != KT_MEMORY)
   1166 		kmem_free(base, size);
   1167 }
   1168 
   1169 #else	/* MODULAR */
   1170 
   1171 int
   1172 kobj_load_file(kobj_t *kop, const char *name, const char *base, bool autoload)
   1173 {
   1174 
   1175 	return ENOSYS;
   1176 }
   1177 
   1178 int
   1179 kobj_load_mem(kobj_t *kop, void *base, ssize_t size)
   1180 {
   1181 
   1182 	return ENOSYS;
   1183 }
   1184 
   1185 void
   1186 kobj_unload(kobj_t ko)
   1187 {
   1188 
   1189 	panic("not modular");
   1190 }
   1191 
   1192 void
   1193 kobj_stat(kobj_t ko, vaddr_t *base, size_t *size)
   1194 {
   1195 
   1196 	panic("not modular");
   1197 }
   1198 
   1199 int
   1200 kobj_affix(kobj_t ko, const char *name)
   1201 {
   1202 
   1203 	panic("not modular");
   1204 }
   1205 
   1206 int
   1207 kobj_find_section(kobj_t ko, const char *name, void **addr, size_t *size)
   1208 {
   1209 
   1210 	panic("not modular");
   1211 }
   1212 
   1213 #endif	/* MODULAR */
   1214