nsz Git - musl/blob - src/ldso/dynlink.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <unistd.h>
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <elf.h>
   7 #include <sys/mman.h>
   8 #include <limits.h>
   9 #include <stdint.h>
  10 #include <fcntl.h>
  11 #include <sys/stat.h>
  12 #include <errno.h>
  13 #include <limits.h>
  14 #include <elf.h>
  15
  16 #include "reloc.h"
  17
  18 #if ULONG_MAX == 0xffffffff
  19 typedef Elf32_Ehdr Ehdr;
  20 typedef Elf32_Phdr Phdr;
  21 typedef Elf32_Sym Sym;
  22 #define R_TYPE(x) ((x)&255)
  23 #define R_SYM(x) ((x)>>8)
  24 #else
  25 typedef Elf64_Ehdr Ehdr;
  26 typedef Elf64_Phdr Phdr;
  27 typedef Elf64_Sym Sym;
  28 #define R_TYPE(x) ((x)&0xffffffff)
  29 #define R_SYM(x) ((x)>>32)
  30 #endif
  31
  32 struct dso
  33 {
  34         struct dso *next, *prev;
  35         int refcnt;
  36         size_t *dynv;
  37         Sym *syms;
  38         uint32_t *hashtab;
  39         char *strings;
  40         unsigned char *base;
  41         unsigned char *map;
  42         size_t map_len;
  43         dev_t dev;
  44         ino_t ino;
  45         int global;
  46         int relocated;
  47         char name[];
  48 };
  49
  50 static struct dso *head, *tail, *libc;
  51 static char *env_path, *sys_path;
  52
  53 #define AUX_CNT 15
  54 #define DYN_CNT 34
  55
  56 static void decode_vec(size_t *v, size_t *a, size_t cnt)
  57 {
  58         memset(a, 0, cnt*sizeof(size_t));
  59         for (; v[0]; v+=2) if (v[0]<cnt) {
  60                 a[0] |= 1ULL<<v[0];
  61                 a[v[0]] = v[1];
  62         }
  63 }
  64
  65 static uint32_t hash(const char *s)
  66 {
  67         uint_fast32_t h = 0;
  68         while (*s) {
  69                 h = 16*h + *s++;
  70                 h ^= h>>24 & 0xf0;
  71         }
  72         return h & 0xfffffff;
  73 }
  74
  75 static Sym *lookup(const char *s, uint32_t h, Sym *syms, uint32_t *hashtab, char *strings)
  76 {
  77         size_t i;
  78         for (i=hashtab[2+h%hashtab[0]]; i; i=hashtab[2+hashtab[0]+i]) {
  79                 if (!strcmp(s, strings+syms[i].st_name))
  80                         return syms+i;
  81         }
  82         return 0;
  83 }
  84
  85 #define OK_TYPES (1<<STT_NOTYPE | 1<<STT_OBJECT | 1<<STT_FUNC | 1<<STT_COMMON)
  86
  87 static void *find_sym(struct dso *dso, const char *s, int need_def)
  88 {
  89         uint32_t h = hash(s);
  90         for (; dso; dso=dso->next) {
  91                 Sym *sym = lookup(s, h, dso->syms, dso->hashtab, dso->strings);
  92                 if (sym && (!need_def || sym->st_shndx) && sym->st_value
  93                  && (1<<(sym->st_info&0xf) & OK_TYPES))
  94                         return dso->base + sym->st_value;
  95         }
  96         return 0;
  97 }
  98
  99 static void do_relocs(unsigned char *base, size_t *rel, size_t rel_size, size_t stride, Sym *syms, char *strings, struct dso *dso)
 100 {
 101         Sym *sym;
 102         const char *name;
 103         size_t sym_val, sym_size;
 104         size_t *reloc_addr;
 105         void *ctx;
 106         int type;
 107         int sym_index;
 108
 109         for (; rel_size; rel+=stride, rel_size-=stride*sizeof(size_t)) {
 110                 reloc_addr = (void *)(base + rel[0]);
 111                 type = R_TYPE(rel[1]);
 112                 sym_index = R_SYM(rel[1]);
 113                 if (sym_index) {
 114                         sym = syms + sym_index;
 115                         name = strings + sym->st_name;
 116                         ctx = IS_COPY(type) ? dso->next : dso;
 117                         sym_val = (size_t)find_sym(ctx, name, 1);
 118                         sym_size = sym->st_size;
 119                 }
 120                 do_single_reloc(reloc_addr, type, sym_val, sym_size, base, rel[2]);
 121         }
 122 }
 123
 124 static void *map_library(int fd, size_t *lenp, unsigned char **basep, size_t *dynp)
 125 {
 126         Ehdr buf[(896+sizeof(Ehdr))/sizeof(Ehdr)];
 127         size_t phsize;
 128         size_t addr_min=SIZE_MAX, addr_max=0, map_len;
 129         size_t this_min, this_max;
 130         off_t off_start;
 131         Ehdr *eh;
 132         Phdr *ph;
 133         unsigned prot;
 134         unsigned char *map, *base;
 135         size_t dyn;
 136         size_t i;
 137
 138         ssize_t l = read(fd, buf, sizeof buf);
 139         if (l<sizeof *eh) return 0;
 140         eh = buf;
 141         phsize = eh->e_phentsize * eh->e_phnum;
 142         if (phsize + sizeof *eh > l) return 0;
 143         if (eh->e_phoff + phsize > l) {
 144                 l = pread(fd, buf+1, phsize, eh->e_phoff);
 145                 if (l != phsize) return 0;
 146                 eh->e_phoff = sizeof *eh;
 147         }
 148         ph = (void *)((char *)buf + eh->e_phoff);
 149         for (i=eh->e_phnum; i; i--, ph=(void *)((char *)ph+eh->e_phentsize)) {
 150                 if (ph->p_type == PT_DYNAMIC)
 151                         dyn = ph->p_vaddr;
 152                 if (ph->p_type != PT_LOAD) continue;
 153                 if (ph->p_vaddr < addr_min) {
 154                         addr_min = ph->p_vaddr;
 155                         off_start = ph->p_offset;
 156                         prot = (((ph->p_flags&PF_R) ? PROT_READ : 0) |
 157                                 ((ph->p_flags&PF_W) ? PROT_WRITE: 0) |
 158                                 ((ph->p_flags&PF_X) ? PROT_EXEC : 0));
 159                 }
 160                 if (ph->p_vaddr+ph->p_memsz > addr_max) {
 161                         addr_max = ph->p_vaddr+ph->p_memsz;
 162                 }
 163         }
 164         if (!dyn) return 0;
 165         addr_max += PAGE_SIZE-1;
 166         addr_max &= -PAGE_SIZE;
 167         addr_min &= -PAGE_SIZE;
 168         off_start &= -PAGE_SIZE;
 169         map_len = addr_max - addr_min + off_start;
 170         /* The first time, we map too much, possibly even more than
 171          * the length of the file. This is okay because we will not
 172          * use the invalid part; we just need to reserve the right
 173          * amount of virtual address space to map over later. */
 174         map = mmap(0, map_len, prot, MAP_PRIVATE, fd, off_start);
 175         if (map==MAP_FAILED) return 0;
 176         base = map - addr_min;
 177         ph = (void *)((char *)buf + eh->e_phoff);
 178         for (i=eh->e_phnum; i; i--, ph=(void *)((char *)ph+eh->e_phentsize)) {
 179                 if (ph->p_type != PT_LOAD) continue;
 180                 /* Reuse the existing mapping for the lowest-address LOAD */
 181                 if ((ph->p_vaddr & -PAGE_SIZE) == addr_min) continue;
 182                 this_min = ph->p_vaddr & -PAGE_SIZE;
 183                 this_max = ph->p_vaddr+ph->p_memsz+PAGE_SIZE-1 & -PAGE_SIZE;
 184                 off_start = ph->p_offset & -PAGE_SIZE;
 185                 prot = (((ph->p_flags&PF_R) ? PROT_READ : 0) |
 186                         ((ph->p_flags&PF_W) ? PROT_WRITE: 0) |
 187                         ((ph->p_flags&PF_X) ? PROT_EXEC : 0));
 188                 if (mmap(base+this_min, this_max-this_min, prot, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED, fd, off_start) == MAP_FAILED) {
 189                         munmap(map, map_len);
 190                         return 0;
 191                 }
 192                 if (ph->p_memsz > ph->p_filesz) {
 193                         size_t brk = (size_t)base+ph->p_vaddr+ph->p_filesz;
 194                         size_t pgbrk = brk+PAGE_SIZE-1 & -PAGE_SIZE;
 195                         memset((void *)brk, 0, pgbrk-brk & PAGE_SIZE-1);
 196                         if (pgbrk-(size_t)base < this_max && mmap((void *)pgbrk, (size_t)base+this_max-pgbrk, prot, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) == MAP_FAILED) {
 197                                 munmap(map, map_len);
 198                                 return 0;
 199                         }
 200                 }
 201         }
 202         *lenp = map_len;
 203         *basep = base;
 204         *dynp = dyn;
 205         return map;
 206 }
 207
 208 static int path_open(const char *name, const char *search)
 209 {
 210         char buf[2*NAME_MAX+2];
 211         const char *s, *z;
 212         int l, fd;
 213         for (s=search; *s; s+=l+!!z) {
 214                 z = strchr(s, ':');
 215                 l = z ? z-s : strlen(s);
 216                 snprintf(buf, sizeof buf, "%.*s/%s", l, s, name);
 217                 if ((fd = open(buf, O_RDONLY))>=0) return fd;
 218         }
 219         return -1;
 220 }
 221
 222 static struct dso *load_library(const char *name)
 223 {
 224         unsigned char *base, *map;
 225         size_t dyno, map_len;
 226         struct dso *p;
 227         size_t dyn[DYN_CNT] = {0};
 228         int fd;
 229         struct stat st;
 230
 231         /* Catch and block attempts to reload the implementation itself */
 232         if (name[0]=='l' && name[1]=='i' && name[2]=='b') {
 233                 static const char *rp, reserved[] =
 234                         "c\0pthread\0rt\0m\0dl\0util\0xnet\0";
 235                 char *z = strchr(name, '.');
 236                 if (z) {
 237                         size_t l = z-name;
 238                         for (rp=reserved; *rp && memcmp(name+3, rp, l-3); rp+=strlen(rp)+1);
 239                         if (*rp) {
 240                                 if (!libc->prev) {
 241                                         tail->next = libc;
 242                                         libc->prev = tail;
 243                                         tail = libc;
 244                                 }
 245                                 return libc;
 246                         }
 247                 }
 248         }
 249         /* Search for the name to see if it's already loaded */
 250         for (p=head->next; p; p=p->next) {
 251                 if (!strcmp(p->name, name)) {
 252                         p->refcnt++;
 253                         return p;
 254                 }
 255         }
 256         if (name[0] == '/') {
 257                 fd = open(name, O_RDONLY);
 258         } else {
 259                 if (strlen(name) > NAME_MAX || strchr(name, '/')) return 0;
 260                 fd = -1;
 261                 if (env_path) fd = path_open(name, env_path);
 262                 if (fd < 0) {
 263                         if (!sys_path) {
 264                                 FILE *f = fopen(ETC_LDSO_PATH, "r");
 265                                 if (f) {
 266                                         if (getline(&sys_path, (size_t[1]){0}, f) > 0)
 267                                                 sys_path[strlen(sys_path)-1]=0;
 268                                         fclose(f);
 269                                 }
 270                         }
 271                         if (sys_path) fd = path_open(name, sys_path);
 272                         else fd = path_open(name, "/lib:/usr/local/lib:/usr/lib");
 273                 }
 274         }
 275         if (fd < 0) return 0;
 276         if (fstat(fd, &st) < 0) {
 277                 close(fd);
 278                 return 0;
 279         }
 280         for (p=head->next; p; p=p->next) {
 281                 if (p->dev == st.st_dev && p->ino == st.st_ino) {
 282                         close(fd);
 283                         p->refcnt++;
 284                         return p;
 285                 }
 286         }
 287         map = map_library(fd, &map_len, &base, &dyno);
 288         close(fd);
 289         if (!map) return 0;
 290         p = calloc(1, sizeof *p + strlen(name) + 1);
 291         if (!p) {
 292                 munmap(map, map_len);
 293                 return 0;
 294         }
 295
 296         p->map = map;
 297         p->map_len = map_len;
 298         p->base = base;
 299         p->dynv = (void *)(base + dyno);
 300         decode_vec(p->dynv, dyn, DYN_CNT);
 301
 302         p->syms = (void *)(base + dyn[DT_SYMTAB]);
 303         p->hashtab = (void *)(base + dyn[DT_HASH]);
 304         p->strings = (void *)(base + dyn[DT_STRTAB]);
 305         p->dev = st.st_dev;
 306         p->ino = st.st_ino;
 307         p->global = 1;
 308         p->refcnt = 1;
 309         strcpy(p->name, name);
 310
 311         tail->next = p;
 312         p->prev = tail;
 313         tail = p;
 314
 315         return p;
 316 }
 317
 318 static void load_deps(struct dso *p)
 319 {
 320         size_t i;
 321         for (; p; p=p->next) {
 322                 for (i=0; p->dynv[i]; i+=2) {
 323                         if (p->dynv[i] != DT_NEEDED) continue;
 324                         load_library(p->strings + p->dynv[i+1]);
 325                 }
 326         }
 327 }
 328
 329 static void reloc_all(struct dso *p)
 330 {
 331         size_t dyn[DYN_CNT] = {0};
 332         for (; p; p=p->next) {
 333                 if (p->relocated) continue;
 334                 decode_vec(p->dynv, dyn, DYN_CNT);
 335                 do_relocs(p->base, (void *)(p->base+dyn[DT_JMPREL]), dyn[DT_PLTRELSZ],
 336                         2+(dyn[DT_PLTREL]==DT_RELA), p->syms, p->strings, p);
 337                 do_relocs(p->base, (void *)(p->base+dyn[DT_REL]), dyn[DT_RELSZ],
 338                         2, p->syms, p->strings, p);
 339                 do_relocs(p->base, (void *)(p->base+dyn[DT_RELA]), dyn[DT_RELASZ],
 340                         3, p->syms, p->strings, p);
 341                 p->relocated = 1;
 342         }
 343 }
 344
 345 static void free_all(struct dso *p)
 346 {
 347         struct dso *n;
 348         while (p) {
 349                 n = p->next;
 350                 if (p->map) free(p);
 351                 p = n;
 352         }
 353 }
 354
 355 void *__dynlink(int argc, char **argv, size_t *got)
 356 {
 357         size_t *auxv, aux[AUX_CNT] = {0};
 358         size_t app_dyn[DYN_CNT] = {0};
 359         size_t lib_dyn[DYN_CNT] = {0};
 360         size_t i;
 361         Phdr *phdr;
 362         struct dso lib, app;
 363
 364         /* Find aux vector just past environ[] */
 365         for (i=argc+1; argv[i]; i++)
 366                 if (!memcmp(argv[i], "LD_LIBRARY_PATH=", 16))
 367                         env_path = argv[i]+16;
 368         auxv = (void *)(argv+i+1);
 369
 370         decode_vec(auxv, aux, AUX_CNT);
 371
 372         /* Only trust user/env if kernel says we're not suid/sgid */
 373         if ((aux[0]&0x7800)!=0x7800 || aux[AT_UID]!=aux[AT_EUID]
 374           || aux[AT_GID]!=aux[AT_EGID]) {
 375                 env_path = 0;
 376         }
 377
 378         /* Relocate ldso's DYNAMIC pointer and load vector */
 379         decode_vec((void *)(got[0] += aux[AT_BASE]), lib_dyn, DYN_CNT);
 380
 381         /* Find the program image's DYNAMIC section and decode it */
 382         phdr = (void *)aux[AT_PHDR];
 383         for (i=aux[AT_PHNUM]; i--; phdr=(void *)((char *)phdr + aux[AT_PHENT])) {
 384                 if (phdr->p_type == PT_DYNAMIC) {
 385                         decode_vec((void *)phdr->p_vaddr, app_dyn, DYN_CNT);
 386                         break;
 387                 }
 388         }
 389
 390         app = (struct dso){
 391                 .base = 0,
 392                 .strings = (void *)(app_dyn[DT_STRTAB]),
 393                 .hashtab = (void *)(app_dyn[DT_HASH]),
 394                 .syms = (void *)(app_dyn[DT_SYMTAB]),
 395                 .dynv = (void *)(phdr->p_vaddr),
 396                 .next = &lib
 397         };
 398
 399         lib = (struct dso){
 400                 .base = (void *)aux[AT_BASE],
 401                 .strings = (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_STRTAB]),
 402                 .hashtab = (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_HASH]),
 403                 .syms = (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_SYMTAB]),
 404                 .dynv = (void *)(got[0]),
 405                 .relocated = 1
 406         };
 407
 408         /* Relocate the dynamic linker/libc */
 409         do_relocs((void *)aux[AT_BASE], (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_REL]),
 410                 lib_dyn[DT_RELSZ], 2, lib.syms, lib.strings, &app);
 411         do_relocs((void *)aux[AT_BASE], (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_RELA]),
 412                 lib_dyn[DT_RELASZ], 3, lib.syms, lib.strings, &app);
 413
 414         /* At this point the standard library is fully functional */
 415
 416         head = tail = &app;
 417         libc = &lib;
 418         app.next = 0;
 419         load_deps(head);
 420
 421         reloc_all(head);
 422
 423         free_all(head);
 424         free(sys_path);
 425
 426         errno = 0;
 427         return (void *)aux[AT_ENTRY];
 428 }