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 #include <setjmp.h>
  16
  17 #include "reloc.h"
  18
  19 #if ULONG_MAX == 0xffffffff
  20 typedef Elf32_Ehdr Ehdr;
  21 typedef Elf32_Phdr Phdr;
  22 typedef Elf32_Sym Sym;
  23 #define R_TYPE(x) ((x)&255)
  24 #define R_SYM(x) ((x)>>8)
  25 #else
  26 typedef Elf64_Ehdr Ehdr;
  27 typedef Elf64_Phdr Phdr;
  28 typedef Elf64_Sym Sym;
  29 #define R_TYPE(x) ((x)&0xffffffff)
  30 #define R_SYM(x) ((x)>>32)
  31 #endif
  32
  33 struct dso
  34 {
  35         struct dso *next, *prev;
  36         int refcnt;
  37         size_t *dynv;
  38         Sym *syms;
  39         uint32_t *hashtab;
  40         char *strings;
  41         unsigned char *base;
  42         unsigned char *map;
  43         size_t map_len;
  44         dev_t dev;
  45         ino_t ino;
  46         int global;
  47         int relocated;
  48         char *name;
  49         char buf[];
  50 };
  51
  52 static struct dso *head, *tail, *libc;
  53 static char *env_path, *sys_path;
  54 static int runtime;
  55 static jmp_buf rtld_fail;
  56
  57 #define AUX_CNT 15
  58 #define DYN_CNT 34
  59
  60 static void decode_vec(size_t *v, size_t *a, size_t cnt)
  61 {
  62         memset(a, 0, cnt*sizeof(size_t));
  63         for (; v[0]; v+=2) if (v[0]<cnt) {
  64                 a[0] |= 1ULL<<v[0];
  65                 a[v[0]] = v[1];
  66         }
  67 }
  68
  69 static uint32_t hash(const char *s)
  70 {
  71         uint_fast32_t h = 0;
  72         while (*s) {
  73                 h = 16*h + *s++;
  74                 h ^= h>>24 & 0xf0;
  75         }
  76         return h & 0xfffffff;
  77 }
  78
  79 static Sym *lookup(const char *s, uint32_t h, Sym *syms, uint32_t *hashtab, char *strings)
  80 {
  81         size_t i;
  82         for (i=hashtab[2+h%hashtab[0]]; i; i=hashtab[2+hashtab[0]+i]) {
  83                 if (!strcmp(s, strings+syms[i].st_name))
  84                         return syms+i;
  85         }
  86         return 0;
  87 }
  88
  89 #define OK_TYPES (1<<STT_NOTYPE | 1<<STT_OBJECT | 1<<STT_FUNC | 1<<STT_COMMON)
  90
  91 static void *find_sym(struct dso *dso, const char *s, int need_def)
  92 {
  93         uint32_t h = hash(s);
  94         for (; dso; dso=dso->next) {
  95                 Sym *sym = lookup(s, h, dso->syms, dso->hashtab, dso->strings);
  96                 if (sym && (!need_def || sym->st_shndx) && sym->st_value
  97                  && (1<<(sym->st_info&0xf) & OK_TYPES))
  98                         return dso->base + sym->st_value;
  99         }
 100         return 0;
 101 }
 102
 103 static void do_relocs(unsigned char *base, size_t *rel, size_t rel_size, size_t stride, Sym *syms, char *strings, struct dso *dso)
 104 {
 105         Sym *sym;
 106         const char *name;
 107         size_t sym_val, sym_size;
 108         size_t *reloc_addr;
 109         void *ctx;
 110         int type;
 111         int sym_index;
 112
 113         for (; rel_size; rel+=stride, rel_size-=stride*sizeof(size_t)) {
 114                 reloc_addr = (void *)(base + rel[0]);
 115                 type = R_TYPE(rel[1]);
 116                 sym_index = R_SYM(rel[1]);
 117                 if (sym_index) {
 118                         sym = syms + sym_index;
 119                         name = strings + sym->st_name;
 120                         ctx = IS_COPY(type) ? dso->next : dso;
 121                         sym_val = (size_t)find_sym(ctx, name, IS_PLT(type));
 122                         if (!sym_val && sym->st_info>>4 != STB_WEAK) {
 123                                 if (runtime) longjmp(rtld_fail, 1);
 124                                 dprintf(2, "%s: symbol not found\n", name);
 125                                 _exit(127);
 126                         }
 127                         sym_size = sym->st_size;
 128                 }
 129                 do_single_reloc(reloc_addr, type, sym_val, sym_size, base, rel[2]);
 130         }
 131 }
 132
 133 static void *map_library(int fd, size_t *lenp, unsigned char **basep, size_t *dynp)
 134 {
 135         Ehdr buf[(896+sizeof(Ehdr))/sizeof(Ehdr)];
 136         size_t phsize;
 137         size_t addr_min=SIZE_MAX, addr_max=0, map_len;
 138         size_t this_min, this_max;
 139         off_t off_start;
 140         Ehdr *eh;
 141         Phdr *ph;
 142         unsigned prot;
 143         unsigned char *map, *base;
 144         size_t dyn;
 145         size_t i;
 146
 147         ssize_t l = read(fd, buf, sizeof buf);
 148         if (l<sizeof *eh) return 0;
 149         eh = buf;
 150         phsize = eh->e_phentsize * eh->e_phnum;
 151         if (phsize + sizeof *eh > l) return 0;
 152         if (eh->e_phoff + phsize > l) {
 153                 l = pread(fd, buf+1, phsize, eh->e_phoff);
 154                 if (l != phsize) return 0;
 155                 eh->e_phoff = sizeof *eh;
 156         }
 157         ph = (void *)((char *)buf + eh->e_phoff);
 158         for (i=eh->e_phnum; i; i--, ph=(void *)((char *)ph+eh->e_phentsize)) {
 159                 if (ph->p_type == PT_DYNAMIC)
 160                         dyn = ph->p_vaddr;
 161                 if (ph->p_type != PT_LOAD) continue;
 162                 if (ph->p_vaddr < addr_min) {
 163                         addr_min = ph->p_vaddr;
 164                         off_start = ph->p_offset;
 165                         prot = (((ph->p_flags&PF_R) ? PROT_READ : 0) |
 166                                 ((ph->p_flags&PF_W) ? PROT_WRITE: 0) |
 167                                 ((ph->p_flags&PF_X) ? PROT_EXEC : 0));
 168                 }
 169                 if (ph->p_vaddr+ph->p_memsz > addr_max) {
 170                         addr_max = ph->p_vaddr+ph->p_memsz;
 171                 }
 172         }
 173         if (!dyn) return 0;
 174         addr_max += PAGE_SIZE-1;
 175         addr_max &= -PAGE_SIZE;
 176         addr_min &= -PAGE_SIZE;
 177         off_start &= -PAGE_SIZE;
 178         map_len = addr_max - addr_min + off_start;
 179         /* The first time, we map too much, possibly even more than
 180          * the length of the file. This is okay because we will not
 181          * use the invalid part; we just need to reserve the right
 182          * amount of virtual address space to map over later. */
 183         map = mmap(0, map_len, prot, MAP_PRIVATE, fd, off_start);
 184         if (map==MAP_FAILED) return 0;
 185         base = map - addr_min;
 186         ph = (void *)((char *)buf + eh->e_phoff);
 187         for (i=eh->e_phnum; i; i--, ph=(void *)((char *)ph+eh->e_phentsize)) {
 188                 if (ph->p_type != PT_LOAD) continue;
 189                 /* Reuse the existing mapping for the lowest-address LOAD */
 190                 if ((ph->p_vaddr & -PAGE_SIZE) == addr_min) continue;
 191                 this_min = ph->p_vaddr & -PAGE_SIZE;
 192                 this_max = ph->p_vaddr+ph->p_memsz+PAGE_SIZE-1 & -PAGE_SIZE;
 193                 off_start = ph->p_offset & -PAGE_SIZE;
 194                 prot = (((ph->p_flags&PF_R) ? PROT_READ : 0) |
 195                         ((ph->p_flags&PF_W) ? PROT_WRITE: 0) |
 196                         ((ph->p_flags&PF_X) ? PROT_EXEC : 0));
 197                 if (mmap(base+this_min, this_max-this_min, prot, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED, fd, off_start) == MAP_FAILED) {
 198                         munmap(map, map_len);
 199                         return 0;
 200                 }
 201                 if (ph->p_memsz > ph->p_filesz) {
 202                         size_t brk = (size_t)base+ph->p_vaddr+ph->p_filesz;
 203                         size_t pgbrk = brk+PAGE_SIZE-1 & -PAGE_SIZE;
 204                         memset((void *)brk, 0, pgbrk-brk & PAGE_SIZE-1);
 205                         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) {
 206                                 munmap(map, map_len);
 207                                 return 0;
 208                         }
 209                 }
 210         }
 211         *lenp = map_len;
 212         *basep = base;
 213         *dynp = dyn;
 214         return map;
 215 }
 216
 217 static int path_open(const char *name, const char *search)
 218 {
 219         char buf[2*NAME_MAX+2];
 220         const char *s=search, *z;
 221         int l, fd;
 222         for (;;) {
 223                 while (*s==':') s++;
 224                 if (!*s) return -1;
 225                 z = strchr(s, ':');
 226                 l = z ? z-s : strlen(s);
 227                 snprintf(buf, sizeof buf, "%.*s/%s", l, s, name);
 228                 if ((fd = open(buf, O_RDONLY))>=0) return fd;
 229                 s += l;
 230         }
 231 }
 232
 233 static struct dso *load_library(const char *name)
 234 {
 235         unsigned char *base, *map;
 236         size_t dyno, map_len;
 237         struct dso *p;
 238         size_t dyn[DYN_CNT] = {0};
 239         int fd;
 240         struct stat st;
 241
 242         /* Catch and block attempts to reload the implementation itself */
 243         if (name[0]=='l' && name[1]=='i' && name[2]=='b') {
 244                 static const char *rp, reserved[] =
 245                         "c\0pthread\0rt\0m\0dl\0util\0xnet\0";
 246                 char *z = strchr(name, '.');
 247                 if (z) {
 248                         size_t l = z-name;
 249                         for (rp=reserved; *rp && memcmp(name+3, rp, l-3); rp+=strlen(rp)+1);
 250                         if (*rp) {
 251                                 if (!libc->prev) {
 252                                         tail->next = libc;
 253                                         libc->prev = tail;
 254                                         tail = libc;
 255                                 }
 256                                 return libc;
 257                         }
 258                 }
 259         }
 260         /* Search for the name to see if it's already loaded */
 261         for (p=head->next; p; p=p->next) {
 262                 if (!strcmp(p->name, name)) {
 263                         p->refcnt++;
 264                         return p;
 265                 }
 266         }
 267         if (name[0] == '/') {
 268                 fd = open(name, O_RDONLY);
 269         } else {
 270                 if (strlen(name) > NAME_MAX || strchr(name, '/')) return 0;
 271                 fd = -1;
 272                 if (env_path) fd = path_open(name, env_path);
 273                 if (fd < 0) {
 274                         if (!sys_path) {
 275                                 FILE *f = fopen(ETC_LDSO_PATH, "r");
 276                                 if (f) {
 277                                         if (getline(&sys_path, (size_t[1]){0}, f) > 0)
 278                                                 sys_path[strlen(sys_path)-1]=0;
 279                                         fclose(f);
 280                                 }
 281                         }
 282                         if (sys_path) fd = path_open(name, sys_path);
 283                         else fd = path_open(name, "/lib:/usr/local/lib:/usr/lib");
 284                 }
 285         }
 286         if (fd < 0) return 0;
 287         if (fstat(fd, &st) < 0) {
 288                 close(fd);
 289                 return 0;
 290         }
 291         for (p=head->next; p; p=p->next) {
 292                 if (p->dev == st.st_dev && p->ino == st.st_ino) {
 293                         close(fd);
 294                         p->refcnt++;
 295                         return p;
 296                 }
 297         }
 298         map = map_library(fd, &map_len, &base, &dyno);
 299         close(fd);
 300         if (!map) return 0;
 301         p = calloc(1, sizeof *p + strlen(name) + 1);
 302         if (!p) {
 303                 munmap(map, map_len);
 304                 return 0;
 305         }
 306
 307         p->map = map;
 308         p->map_len = map_len;
 309         p->base = base;
 310         p->dynv = (void *)(base + dyno);
 311         decode_vec(p->dynv, dyn, DYN_CNT);
 312
 313         p->syms = (void *)(base + dyn[DT_SYMTAB]);
 314         p->hashtab = (void *)(base + dyn[DT_HASH]);
 315         p->strings = (void *)(base + dyn[DT_STRTAB]);
 316         p->dev = st.st_dev;
 317         p->ino = st.st_ino;
 318         p->global = 1;
 319         p->refcnt = 1;
 320         p->name = p->buf;
 321         strcpy(p->name, name);
 322
 323         tail->next = p;
 324         p->prev = tail;
 325         tail = p;
 326
 327         return p;
 328 }
 329
 330 static void load_deps(struct dso *p)
 331 {
 332         size_t i;
 333         for (; p; p=p->next) {
 334                 for (i=0; p->dynv[i]; i+=2) {
 335                         if (p->dynv[i] != DT_NEEDED) continue;
 336                         if (!load_library(p->strings + p->dynv[i+1])) {
 337                                 if (runtime) longjmp(rtld_fail, 1);
 338                                 dprintf(2, "%s: %m (needed by %s)\n",
 339                                         p->strings + p->dynv[i+1], p->name);
 340                                 _exit(127);
 341                         }
 342                 }
 343         }
 344 }
 345
 346 static void reloc_all(struct dso *p)
 347 {
 348         size_t dyn[DYN_CNT] = {0};
 349         for (; p; p=p->next) {
 350                 if (p->relocated) continue;
 351                 decode_vec(p->dynv, dyn, DYN_CNT);
 352                 do_relocs(p->base, (void *)(p->base+dyn[DT_JMPREL]), dyn[DT_PLTRELSZ],
 353                         2+(dyn[DT_PLTREL]==DT_RELA), p->syms, p->strings, head);
 354                 do_relocs(p->base, (void *)(p->base+dyn[DT_REL]), dyn[DT_RELSZ],
 355                         2, p->syms, p->strings, head);
 356                 do_relocs(p->base, (void *)(p->base+dyn[DT_RELA]), dyn[DT_RELASZ],
 357                         3, p->syms, p->strings, head);
 358                 p->relocated = 1;
 359         }
 360 }
 361
 362 static void free_all(struct dso *p)
 363 {
 364         struct dso *n;
 365         while (p) {
 366                 n = p->next;
 367                 if (p->map) free(p);
 368                 p = n;
 369         }
 370 }
 371
 372 void *__dynlink(int argc, char **argv, size_t *got)
 373 {
 374         size_t *auxv, aux[AUX_CNT] = {0};
 375         size_t app_dyn[DYN_CNT] = {0};
 376         size_t lib_dyn[DYN_CNT] = {0};
 377         size_t i;
 378         Phdr *phdr;
 379         struct dso lib, app;
 380
 381         /* Find aux vector just past environ[] */
 382         for (i=argc+1; argv[i]; i++)
 383                 if (!memcmp(argv[i], "LD_LIBRARY_PATH=", 16))
 384                         env_path = argv[i]+16;
 385         auxv = (void *)(argv+i+1);
 386
 387         decode_vec(auxv, aux, AUX_CNT);
 388
 389         /* Only trust user/env if kernel says we're not suid/sgid */
 390         if ((aux[0]&0x7800)!=0x7800 || aux[AT_UID]!=aux[AT_EUID]
 391           || aux[AT_GID]!=aux[AT_EGID]) {
 392                 env_path = 0;
 393         }
 394
 395         /* Relocate ldso's DYNAMIC pointer and load vector */
 396         decode_vec((void *)(got[0] += aux[AT_BASE]), lib_dyn, DYN_CNT);
 397
 398         /* Find the program image's DYNAMIC section and decode it */
 399         phdr = (void *)aux[AT_PHDR];
 400         for (i=aux[AT_PHNUM]; i--; phdr=(void *)((char *)phdr + aux[AT_PHENT])) {
 401                 if (phdr->p_type == PT_DYNAMIC) {
 402                         decode_vec((void *)phdr->p_vaddr, app_dyn, DYN_CNT);
 403                         break;
 404                 }
 405         }
 406
 407         app = (struct dso){
 408                 .base = 0,
 409                 .strings = (void *)(app_dyn[DT_STRTAB]),
 410                 .hashtab = (void *)(app_dyn[DT_HASH]),
 411                 .syms = (void *)(app_dyn[DT_SYMTAB]),
 412                 .dynv = (void *)(phdr->p_vaddr),
 413                 .name = argv[0],
 414                 .next = &lib
 415         };
 416
 417         lib = (struct dso){
 418                 .base = (void *)aux[AT_BASE],
 419                 .strings = (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_STRTAB]),
 420                 .hashtab = (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_HASH]),
 421                 .syms = (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_SYMTAB]),
 422                 .dynv = (void *)(got[0]),
 423                 .name = "libc.so",
 424                 .relocated = 1
 425         };
 426
 427         /* Relocate the dynamic linker/libc */
 428         do_relocs((void *)aux[AT_BASE], (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_REL]),
 429                 lib_dyn[DT_RELSZ], 2, lib.syms, lib.strings, &app);
 430         do_relocs((void *)aux[AT_BASE], (void *)(aux[AT_BASE]+lib_dyn[DT_RELA]),
 431                 lib_dyn[DT_RELASZ], 3, lib.syms, lib.strings, &app);
 432
 433         /* At this point the standard library is fully functional */
 434
 435         head = tail = &app;
 436         libc = &lib;
 437         app.next = 0;
 438         load_deps(head);
 439
 440         reloc_all(head);
 441
 442         free_all(head);
 443         free(sys_path);
 444
 445         errno = 0;
 446         return (void *)aux[AT_ENTRY];
 447 }