]> git.saurik.com Git - apple/xnu.git/blobdiff - libkern/c++/OSRuntime.cpp
xnu-1456.1.26.tar.gz
[apple/xnu.git] / libkern / c++ / OSRuntime.cpp
index ecbaaaadfb3d2b88b3a494e8b86d25e0be0bb192..88df070d0963433ca644eb0c3dc941805afd2445 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2000 Apple Computer, Inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2000,2008-2009 Apple Inc. All rights reserved.
  *
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
  * 
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_END@
  */
 /*
- * Copyright (c) 1997 Apple Computer, Inc.
+ * Copyright (c) 1997 Apple Inc.
  *
  */
 #include <libkern/c++/OSMetaClass.h>
+#include <libkern/c++/OSKext.h>
 #include <libkern/c++/OSLib.h>
 #include <libkern/c++/OSSymbol.h>
-#include <libkern/c++/OSBoolean.h>
 
 #include <sys/cdefs.h>
 
 __BEGIN_DECLS
 
 #include <string.h>
-
-struct mach_header;
-
 #include <mach/mach_types.h>
-#include <mach-o/mach_header.h>
+#include <libkern/kernel_mach_header.h>
 #include <stdarg.h>
 
+#if PRAGMA_MARK
+#pragma mark Constants &c.
+#endif /* PRAGMA_MARK */
+OSKextLogSpec kOSRuntimeLogSpec =
+    kOSKextLogErrorLevel |
+    kOSKextLogLoadFlag |
+    kOSKextLogKextBookkeepingFlag;
+    
+#if PRAGMA_MARK
+#pragma mark Logging Bootstrap
+#endif /* PRAGMA_MARK */
+/*********************************************************************
+* kern_os Logging Bootstrap
+*
+* We can't call in to OSKext until the kernel's C++ environment is up
+* and running, so let's mask those references with a check variable.
+* We print unconditionally if C++ isn't up, but if that's the case
+* we've generally hit a serious error in kernel init!
+*********************************************************************/
+static bool gKernelCPPInitialized = false;
+
+#define OSRuntimeLog(kext, flags, format, args...)            \
+    do {                                                      \
+        if (gKernelCPPInitialized) {                          \
+            OSKextLog((kext), (flags), (format), ## args);  \
+        } else {                                              \
+            printf((format), ## args);                        \
+        }                                                     \
+    } while (0)
+
+
+#if PRAGMA_MARK
+#pragma mark kern_os Allocator Package
+#endif /* PRAGMA_MARK */
+/*********************************************************************
+* kern_os Allocator Package
+*********************************************************************/
+
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
 #if OSALLOCDEBUG
 extern int debug_iomalloc_size;
 #endif
 
 struct _mhead {
-       size_t  mlen;
-       char    dat[0];
+    size_t  mlen;
+    char    dat[0];
 };
 
-void *kern_os_malloc(
-       size_t          size)
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
+void *
+kern_os_malloc(size_t size)
 {
-       struct _mhead   *mem;
-       size_t          memsize = sizeof (*mem) + size ;
+    struct _mhead * mem;
+    size_t          memsize = sizeof (*mem) + size ;
 
-       if (size == 0)
-               return (0);
+    if (size == 0) {
+        return (0);
+    }
 
-       mem = (struct _mhead *)kalloc(memsize);
-       if (!mem)
-               return (0);
+    mem = (struct _mhead *)kalloc(memsize);
+    if (!mem) {
+        return (0);
+    }
 
 #if OSALLOCDEBUG
-       debug_iomalloc_size += memsize;
+    debug_iomalloc_size += memsize;
 #endif
 
-       mem->mlen = memsize;
-       bzero( mem->dat, size);
+    mem->mlen = memsize;
+    bzero(mem->dat, size);
 
-       return  (mem->dat);
+    return mem->dat;
 }
 
-void kern_os_free(
-       void            *addr)
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
+void
+kern_os_free(void * addr)
 {
-       struct _mhead   *hdr;
+    struct _mhead * hdr;
 
-       if (!addr)
-               return;
+    if (!addr) {
+        return;
+    }
 
-       hdr = (struct _mhead *) addr; hdr--;
+    hdr = (struct _mhead *)addr; 
+    hdr--;
 
 #if OSALLOCDEBUG
-       debug_iomalloc_size -= hdr->mlen;
+    debug_iomalloc_size -= hdr->mlen;
 #endif
 
 #if 0
-       memset((vm_offset_t)hdr, 0xbb, hdr->mlen);
+    memset((vm_offset_t)hdr, 0xbb, hdr->mlen);
 #else
-       kfree(hdr, hdr->mlen);
+    kfree(hdr, hdr->mlen);
 #endif
 }
 
-void *kern_os_realloc(
-       void            *addr,
-       size_t          nsize)
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
+void *
+kern_os_realloc(
+    void   * addr,
+    size_t   nsize)
 {
-       struct _mhead   *ohdr;
-       struct _mhead   *nmem;
-       size_t          nmemsize, osize;
-
-       if (!addr)
-               return (kern_os_malloc(nsize));
-
-       ohdr = (struct _mhead *) addr; ohdr--;
-       osize = ohdr->mlen - sizeof (*ohdr);
-       if (nsize == osize)
-               return (addr);
-
-       if (nsize == 0) {
-               kern_os_free(addr);
-               return (0);
-       }
-
-       nmemsize = sizeof (*nmem) + nsize ;
-       nmem = (struct _mhead *) kalloc(nmemsize);
-       if (!nmem){
-               kern_os_free(addr);
-               return (0);
-       }
+    struct _mhead * ohdr;
+    struct _mhead * nmem;
+    size_t          nmemsize, osize;
+
+    if (!addr) {
+        return (kern_os_malloc(nsize));
+    }
+
+    ohdr = (struct _mhead *)addr;
+    ohdr--;
+    osize = ohdr->mlen - sizeof(*ohdr);
+    if (nsize == osize) {
+        return (addr);
+    }
+
+    if (nsize == 0) {
+        kern_os_free(addr);
+        return (0);
+    }
+
+    nmemsize = sizeof (*nmem) + nsize ;
+    nmem = (struct _mhead *) kalloc(nmemsize);
+    if (!nmem){
+        kern_os_free(addr);
+        return (0);
+    }
 
 #if OSALLOCDEBUG
-       debug_iomalloc_size += (nmemsize - ohdr->mlen);
+    debug_iomalloc_size += (nmemsize - ohdr->mlen);
 #endif
 
-       nmem->mlen = nmemsize;
-       if (nsize > osize)
-               (void) memset(&nmem->dat[osize], 0, nsize - osize);
-       (void) memcpy(nmem->dat, ohdr->dat,
-                                       (nsize > osize) ? osize : nsize);
-       kfree(ohdr, ohdr->mlen);
+    nmem->mlen = nmemsize;
+    if (nsize > osize) {
+        (void) memset(&nmem->dat[osize], 0, nsize - osize);
+    }
+    (void)memcpy(nmem->dat, ohdr->dat, (nsize > osize) ? osize : nsize);
+    kfree(ohdr, ohdr->mlen);
 
-       return (nmem->dat);
+    return (nmem->dat);
 }
 
-size_t kern_os_malloc_size(
-       void            *addr)
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
+size_t
+kern_os_malloc_size(void * addr)
 {
-       struct _mhead   *hdr;
+    struct _mhead * hdr;
 
-       if (!addr)
-               return( 0);
+    if (!addr) {
+        return(0);
+    }
 
-       hdr = (struct _mhead *) addr; hdr--;
-       return( hdr->mlen - sizeof (struct _mhead));
+    hdr = (struct _mhead *) addr; hdr--;
+    return hdr->mlen - sizeof (struct _mhead);
 }
 
+#if PRAGMA_MARK
+#pragma mark C++ Runtime Load/Unload
+#endif /* PRAGMA_MARK */
+/*********************************************************************
+* kern_os C++ Runtime Load/Unload
+*********************************************************************/
+
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
 #if __GNUC__ >= 3
-void __cxa_pure_virtual( void )        { panic(__FUNCTION__); }
+void __cxa_pure_virtual( void )    { panic("%s", __FUNCTION__); }
 #else
-void __pure_virtual( void )    { panic(__FUNCTION__); }
+void __pure_virtual( void )        { panic("%s", __FUNCTION__); }
 #endif
 
 typedef void (*structor_t)(void);
 
-// Given a pointer to a 32 bit mach object segment, iterate the segment to
-// obtain a 32 bit destructor section for C++ objects, and call each of the
-// destructors there.
+/*********************************************************************
+* OSRuntimeUnloadCPPForSegment()
+*
+* Given a pointer to a mach object segment, iterate the segment to
+* obtain a destructor section for C++ objects, and call each of the
+* destructors there.
+*********************************************************************/
+
 void
-OSRuntimeUnloadCPPForSegment(struct segment_command * segment) {
+OSRuntimeUnloadCPPForSegmentInKmod(
+    kernel_segment_command_t * segment,
+    kmod_info_t              * kmodInfo)
+{
+
+    kernel_section_t * section = NULL;  // do not free
+    OSKext           * theKext = NULL;  // must release
 
-    struct section * section;
+    if (gKernelCPPInitialized && kmodInfo) {
+        theKext = OSKext::lookupKextWithIdentifier(kmodInfo->name);
+    }
 
     for (section = firstsect(segment);
          section != 0;
          section = nextsect(segment, section)) {
 
-        if (strcmp(section->sectname, "__destructor") == 0) {
+        if (strncmp(section->sectname, SECT_DESTRUCTOR, 
+            sizeof(SECT_DESTRUCTOR)) == 0) {
+
             structor_t * destructors = (structor_t *)section->addr;
 
             if (destructors) {
                 int num_destructors = section->size / sizeof(structor_t);
+                int hit_null_destructor = 0;
 
                 for (int i = 0; i < num_destructors; i++) {
-                    (*destructors[i])();
+                    if (destructors[i]) {
+                        (*destructors[i])();
+                    } else if (!hit_null_destructor) {
+                        hit_null_destructor = 1;
+                        OSRuntimeLog(theKext, kOSRuntimeLogSpec,
+                            "Null destructor in kext %s segment %s!",
+                            kmodInfo ? kmodInfo->name : "(unknown)",
+                            section->segname);
+                    }
                 }
             } /* if (destructors) */
-        } /* if (strcmp...) */
+        } /* if (strncmp...) */
     } /* for (section...) */
 
+    OSSafeRelease(theKext);
     return;
 }
 
-// This function will only operate on 32 bit kmods
-void OSRuntimeUnloadCPP(kmod_info_t *ki, void *)
+void
+OSRuntimeUnloadCPPForSegment(kernel_segment_command_t * segment) {
+    OSRuntimeUnloadCPPForSegmentInKmod(segment, NULL);
+}
+
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
+void
+OSRuntimeUnloadCPP(
+    kmod_info_t * kmodInfo,
+    void        * data __unused)
 {
-    if (ki && ki->address) {
+    if (kmodInfo && kmodInfo->address) {
 
-        struct segment_command * segment;
-        struct mach_header *header;
+        kernel_segment_command_t * segment;
+        kernel_mach_header_t * header;
 
-       OSSymbol::checkForPageUnload((void *) ki->address,
-                                    (void *) (ki->address + ki->size));
+        OSSymbol::checkForPageUnload((void *)kmodInfo->address,
+            (void *)(kmodInfo->address + kmodInfo->size));
 
-        header = (struct mach_header *)ki->address;
+        header = (kernel_mach_header_t *)kmodInfo->address;
         segment = firstsegfromheader(header);
 
         for (segment = firstsegfromheader(header);
              segment != 0;
-             segment = nextseg(segment)) {
+             segment = nextsegfromheader(header, segment)) {
 
-            OSRuntimeUnloadCPPForSegment(segment);
+            OSRuntimeUnloadCPPForSegmentInKmod(segment, kmodInfo);
         }
     }
+
+    return;
 }
 
-kern_return_t OSRuntimeFinalizeCPP(kmod_info_t *ki, void *)
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
+kern_return_t
+OSRuntimeFinalizeCPP(
+    kmod_info_t * kmodInfo,
+    void        * data __unused)
 {
-    void *metaHandle;
+    kern_return_t   result = KMOD_RETURN_FAILURE;
+    void          * metaHandle = NULL;  // do not free
+    OSKext        * theKext    = NULL;  // must release
 
-    if (OSMetaClass::modHasInstance(ki->name)) {
-        // @@@ gvdl should have a verbose flag
-        printf("Can't unload %s due to -\n", ki->name);
-        OSMetaClass::reportModInstances(ki->name);
-        return kOSMetaClassHasInstances;
+    if (gKernelCPPInitialized) {
+        theKext = OSKext::lookupKextWithIdentifier(kmodInfo->name);
     }
 
-    // Tell the meta class system that we are starting to unload
-    metaHandle = OSMetaClass::preModLoad(ki->name);
-    OSRuntimeUnloadCPP(ki, 0); // Do the actual unload
-    (void) OSMetaClass::postModLoad(metaHandle);
+    if (theKext && !theKext->isCPPInitialized()) {
+        result = KMOD_RETURN_SUCCESS;
+        goto finish;
+    }
+
+   /* OSKext checks for this condition now, but somebody might call
+    * this function directly (the symbol is exported....).
+    */
+    if (OSMetaClass::modHasInstance(kmodInfo->name)) {
+        // xxx - Don't log under errors? this is more of an info thing
+        OSRuntimeLog(theKext, kOSRuntimeLogSpec,
+            "Can't tear down kext %s C++; classes have instances:",
+            kmodInfo->name);
+        OSKext::reportOSMetaClassInstances(kmodInfo->name, kOSRuntimeLogSpec);
+        result = kOSMetaClassHasInstances;
+        goto finish;
+    }
+
+   /* Tell the meta class system that we are starting to unload.
+    * metaHandle isn't actually needed on the finalize path,
+    * so we don't check it here, even though OSMetaClass::postModLoad() will
+    * return a failure (it only does actual work on the init path anyhow).
+    */
+    metaHandle = OSMetaClass::preModLoad(kmodInfo->name);
+    OSRuntimeUnloadCPP(kmodInfo, 0);
+    (void)OSMetaClass::postModLoad(metaHandle);
 
-    return KMOD_RETURN_SUCCESS;
+    if (theKext) {
+        theKext->setCPPInitialized(false);
+    }
+    result = KMOD_RETURN_SUCCESS;
+finish:
+    OSSafeRelease(theKext);
+    return result;
 }
 
 // Functions used by the extenTools/kmod library project
-// This function will only operate on 32 bit kmods
-kern_return_t OSRuntimeInitializeCPP(kmod_info_t *ki, void *)
+
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
+kern_return_t
+OSRuntimeInitializeCPP(
+    kmod_info_t * kmodInfo,
+    void *        data __unused)
 {
-    struct mach_header *header;
-    void *metaHandle;
-    bool load_success;
-    struct segment_command * segment;
-    struct segment_command * failure_segment;
-
-    if (!ki || !ki->address)
-        return KMOD_RETURN_FAILURE;
-    else
-        header = (struct mach_header *) ki->address;
-
-    // Tell the meta class system that we are starting the load
-    metaHandle = OSMetaClass::preModLoad(ki->name);
+    kern_return_t              result          = KMOD_RETURN_FAILURE;
+    OSKext                   * theKext         = NULL;  // must release
+    kernel_mach_header_t     * header          = NULL;
+    void                     * metaHandle      = NULL;  // do not free
+    bool                       load_success    = true;
+    kernel_segment_command_t * segment         = NULL;  // do not free
+    kernel_segment_command_t * failure_segment = NULL;  // do not free
+
+    if (!kmodInfo || !kmodInfo->address || !kmodInfo->name) {
+        result = kOSKextReturnInvalidArgument;
+        goto finish;
+    }
+
+    if (gKernelCPPInitialized) {
+        theKext = OSKext::lookupKextWithIdentifier(kmodInfo->name);
+    }
+
+    if (theKext && theKext->isCPPInitialized()) {
+        result = KMOD_RETURN_SUCCESS;
+        goto finish;
+    }
+
+    header = (kernel_mach_header_t *)kmodInfo->address;
+
+   /* Tell the meta class system that we are starting the load
+    */
+    metaHandle = OSMetaClass::preModLoad(kmodInfo->name);
     assert(metaHandle);
-    if (!metaHandle)
-        return KMOD_RETURN_FAILURE;
+    if (!metaHandle) {
+        goto finish;
+    }
 
-    load_success = true;
-    failure_segment = 0;
+   /* NO GOTO PAST HERE. */
 
-   /* Scan the header for all sections named "__constructor", in any
+   /* Scan the header for all constructor sections, in any
     * segment, and invoke the constructors within those sections.
     */
     for (segment = firstsegfromheader(header);
-         segment != 0 && load_success;
-         segment = nextseg(segment)) {
+         segment != NULL && load_success;
+         segment = nextsegfromheader(header, segment)) {
 
-        struct section * section;
+        kernel_section_t * section;
 
        /* Record the current segment in the event of a failure.
         */
         failure_segment = segment;
 
         for (section = firstsect(segment);
-             section != 0 && load_success;
+             section != NULL;
              section = nextsect(segment, section)) {
 
-            if (strcmp(section->sectname, "__constructor") == 0) {
+            if (strncmp(section->sectname, SECT_CONSTRUCTOR, 
+                sizeof(SECT_CONSTRUCTOR)) == 0) {
+
                 structor_t * constructors = (structor_t *)section->addr;
 
                 if (constructors) {
-                    // FIXME: can we break here under the assumption that
-                    // section names are unique within a segment?
-
                     int num_constructors = section->size / sizeof(structor_t);
                     int hit_null_constructor = 0;
 
@@ -291,66 +440,146 @@ kern_return_t OSRuntimeInitializeCPP(kmod_info_t *ki, void *)
                             (*constructors[i])();
                         } else if (!hit_null_constructor) {
                             hit_null_constructor = 1;
-                            printf("Error! Null constructor in segment %s.\n",
-                                section->segname);
+                            OSRuntimeLog(theKext, kOSRuntimeLogSpec,
+                                "Null constructor in kext %s segment %s!",
+                                kmodInfo->name, section->segname);
                         }
                     }
                     load_success = OSMetaClass::checkModLoad(metaHandle);
 
+                    break;
                 } /* if (constructors) */
-            } /* if (strcmp...) */
+            } /* if (strncmp...) */
         } /* for (section...) */
     } /* for (segment...) */
 
-
-    // We failed so call all of the destructors
+   /* We failed so call all of the destructors. We must do this before
+    * calling OSMetaClass::postModLoad() as the OSMetaClass destructors
+    * will alter state (in the metaHandle) used by that function.
+    */
     if (!load_success) {
 
-       /* Scan the header for all sections named "__constructor", in any
+       /* Scan the header for all destructor sections, in any
         * segment, and invoke the constructors within those sections.
         */
         for (segment = firstsegfromheader(header);
              segment != failure_segment && segment != 0;
-             segment = nextseg(segment)) {
+             segment = nextsegfromheader(header, segment)) {
 
             OSRuntimeUnloadCPPForSegment(segment);
 
         } /* for (segment...) */
     }
 
-    return OSMetaClass::postModLoad(metaHandle);
+   /* Now, regardless of success so far, do the post-init registration
+    * and cleanup. If we had to call the unloadCPP function, static
+    * destructors have removed classes from the stalled list so no
+    * metaclasses will actually be registered.
+    */
+    result = OSMetaClass::postModLoad(metaHandle);
+
+   /* If we've otherwise been fine up to now, but OSMetaClass::postModLoad()
+    * fails (typically due to a duplicate class), tear down all the C++
+    * stuff from the kext. This isn't necessary for libkern/OSMetaClass stuff,
+    * but may be necessary for other C++ code. We ignore the return value
+    * because it's only a fail when there are existing instances of libkern
+    * classes, and there had better not be any created on the C++ init path.
+    */
+    if (load_success && result != KMOD_RETURN_SUCCESS) {
+        (void)OSRuntimeFinalizeCPP(kmodInfo, NULL);
+    }
+
+    if (theKext && load_success && result == KMOD_RETURN_SUCCESS) {
+        theKext->setCPPInitialized(true);
+    }
+finish:
+    OSSafeRelease(theKext);
+    return result;
 }
 
-static KMOD_LIB_DECL(__kernel__, 0);
+#if PRAGMA_MARK
+#pragma mark Libkern Init
+#endif /* PRAGMA_MARK */
+/*********************************************************************
+* Libkern Init
+*********************************************************************/
 
+/*********************************************************************
+*********************************************************************/
 extern lck_spin_t  gOSObjectTrackLock;
 extern lck_grp_t * IOLockGroup;
+extern kmod_info_t g_kernel_kmod_info;
 
 void OSlibkernInit(void)
 {
     lck_spin_init(&gOSObjectTrackLock, IOLockGroup, LCK_ATTR_NULL);
+    // This must be called before calling OSRuntimeInitializeCPP.
+    OSMetaClassBase::initialize();
+    
+    if (kOSReturnSuccess != OSRuntimeInitializeCPP(&g_kernel_kmod_info, 0)) {
+        panic("OSRuntime: C++ runtime failed to initialize.");
+    }
+    
+    gKernelCPPInitialized = true;
 
-    vm_address_t *headerArray = (vm_address_t *) getmachheaders();
-
-    KMOD_INFO_NAME.address = headerArray[0]; assert(!headerArray[1]);
-    if (kOSReturnSuccess != OSRuntimeInitializeCPP(&KMOD_INFO_NAME, 0))
-        panic("OSRuntime: C++ runtime failed to initialize");
-
-    OSBoolean::initialize();
+    return;
 }
 
 __END_DECLS
 
-void * operator new( size_t size)
+#if PRAGMA_MARK
+#pragma mark C++ Allocators & Deallocators
+#endif /* PRAGMA_MARK */
+/*********************************************************************
+* C++ Allocators & Deallocators
+*********************************************************************/
+void *
+operator new(size_t size)
 {
     void * result;
 
-    result = (void *) kern_os_malloc( size);
-    return( result);
+    result = (void *) kern_os_malloc(size);
+    return result;
 }
 
-void operator delete( void * addr)
+void
+operator delete(void * addr)
+{
+    kern_os_free(addr);
+    return;
+}
+
+void *
+operator new[](unsigned long sz)
+{
+    if (sz == 0) sz = 1;
+    return kern_os_malloc(sz);
+}
+
+void
+operator delete[](void * ptr)
+{
+    if (ptr) {
+        kern_os_free(ptr);
+    }
+    return;
+}
+
+/* PR-6481964 - The compiler is going to check for size overflows in calls to
+ * new[], and if there is an overflow, it will call __throw_length_error.
+ * This is an unrecoverable error by the C++ standard, so we must panic here.
+ *
+ * We have to put the function inside the std namespace because of how the
+ * compiler expects the name to be mangled.
+ */
+namespace std {
+
+void
+__throw_length_error(const char *msg __unused)
 {
-    kern_os_free( addr);
+    panic("Size of array created by new[] has overflowed");
 }
 
+};
+