sys/arm/arm/elf_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright 1996-1998 John D. Polstra.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  17  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  18  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  19  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  20  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  21  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  22  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  23  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  24  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  25  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/exec.h>
  35 #include <sys/imgact.h>
  36 #include <sys/linker.h>
  37 #include <sys/sysent.h>
  38 #include <sys/imgact_elf.h>
  39 #include <sys/proc.h>
  40 #include <sys/syscall.h>
  41 #include <sys/signalvar.h>
  42 #include <sys/vnode.h>
  43
  44 #include <vm/vm.h>
  45 #include <vm/pmap.h>
  46 #include <vm/vm_param.h>
  47
  48 #include <machine/elf.h>
  49 #include <machine/md_var.h>
  50 #ifdef VFP
  51 #include <machine/vfp.h>
  52 #endif
  53
  54 static boolean_t elf32_arm_abi_supported(struct image_params *);
  55
  56 u_long elf_hwcap;
  57 u_long elf_hwcap2;
  58
  59 struct sysentvec elf32_freebsd_sysvec = {
  60         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  61         .sv_table       = sysent,
  62         .sv_errsize     = 0,
  63         .sv_errtbl      = NULL,
  64         .sv_transtrap   = NULL,
  65         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  66         .sv_sendsig     = sendsig,
  67         .sv_sigcode     = sigcode,
  68         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  69         .sv_name        = "FreeBSD ELF32",
  70         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  71         .sv_imgact_try  = NULL,
  72         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  73         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  74         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
  75         .sv_usrstack    = USRSTACK,
  76         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
  77         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  78         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
  79         .sv_setregs     = exec_setregs,
  80         .sv_fixlimit    = NULL,
  81         .sv_maxssiz     = NULL,
  82         .sv_flags       =
  83 #if __ARM_ARCH >= 6
  84                           SV_ASLR | SV_SHP | SV_TIMEKEEP |
  85 #endif
  86                           SV_ABI_FREEBSD | SV_ILP32 | SV_ASLR,
  87         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  88         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  89         .sv_syscallnames = syscallnames,
  90         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE,
  91         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  92         .sv_schedtail   = NULL,
  93         .sv_thread_detach = NULL,
  94         .sv_trap        = NULL,
  95         .sv_hwcap       = &elf_hwcap,
  96         .sv_hwcap2      = &elf_hwcap2,
  97 };
  98 INIT_SYSENTVEC(elf32_sysvec, &elf32_freebsd_sysvec);
  99
 100 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 101         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 102         .machine        = EM_ARM,
 103         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 104         .emul_path      = NULL,
 105         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 106         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 107         .interp_newpath = NULL,
 108         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 109         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 110         .header_supported= elf32_arm_abi_supported,
 111 };
 112
 113 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 114         (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 115         &freebsd_brand_info);
 116
 117 static boolean_t
 118 elf32_arm_abi_supported(struct image_params *imgp)
 119 {
 120         const Elf_Ehdr *hdr = (const Elf_Ehdr *)imgp->image_header;
 121
 122         /*
 123          * When configured for EABI, FreeBSD supports EABI vesions 4 and 5.
 124          */
 125         if (EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags) < EF_ARM_EABI_FREEBSD_MIN) {
 126                 if (bootverbose)
 127                         uprintf("Attempting to execute non EABI binary (rev %d) image %s",
 128                             EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags), imgp->args->fname);
 129                 return (FALSE);
 130         }
 131         return (TRUE);
 132 }
 133
 134 void
 135 elf32_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 136 {
 137 #ifdef VFP
 138         mcontext_vfp_t vfp;
 139
 140         if (dst != NULL) {
 141                 get_vfpcontext(td, &vfp);
 142                 *off = elf32_populate_note(NT_ARM_VFP, &vfp, dst, sizeof(vfp),
 143                     NULL);
 144         } else
 145                 *off = elf32_populate_note(NT_ARM_VFP, NULL, NULL, sizeof(vfp),
 146                     NULL);
 147 #endif
 148 }
 149
 150 bool
 151 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info __unused)
 152 {
 153
 154         return (false);
 155 }
 156
 157 /*
 158  * It is possible for the compiler to emit relocations for unaligned data.
 159  * We handle this situation with these inlines.
 160  */
 161 #define RELOC_ALIGNED_P(x) \
 162         (((uintptr_t)(x) & (sizeof(void *) - 1)) == 0)
 163
 164 static __inline Elf_Addr
 165 load_ptr(Elf_Addr *where)
 166 {
 167         Elf_Addr res;
 168
 169         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 170                 return *where;
 171         memcpy(&res, where, sizeof(res));
 172         return (res);
 173 }
 174
 175 static __inline void
 176 store_ptr(Elf_Addr *where, Elf_Addr val)
 177 {
 178         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 179                 *where = val;
 180         else
 181                 memcpy(where, &val, sizeof(val));
 182 }
 183 #undef RELOC_ALIGNED_P
 184
 185
 186 /* Process one elf relocation with addend. */
 187 static int
 188 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 189     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 190 {
 191         Elf_Addr *where;
 192         Elf_Addr addr;
 193         Elf_Addr addend;
 194         Elf_Word rtype, symidx;
 195         const Elf_Rel *rel;
 196         const Elf_Rela *rela;
 197         int error;
 198
 199         switch (type) {
 200         case ELF_RELOC_REL:
 201                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 202                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 203                 addend = load_ptr(where);
 204                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 205                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 206                 break;
 207         case ELF_RELOC_RELA:
 208                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 209                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 210                 addend = rela->r_addend;
 211                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 212                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 213                 break;
 214         default:
 215                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 216         }
 217
 218         if (local) {
 219                 if (rtype == R_ARM_RELATIVE) {  /* A + B */
 220                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 221                         if (load_ptr(where) != addr)
 222                                 store_ptr(where, addr);
 223                 }
 224                 return (0);
 225         }
 226
 227         switch (rtype) {
 228
 229                 case R_ARM_NONE:        /* none */
 230                         break;
 231
 232                 case R_ARM_ABS32:
 233                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 234                         if (error != 0)
 235                                 return -1;
 236                         store_ptr(where, addr + load_ptr(where));
 237                         break;
 238
 239                 case R_ARM_COPY:        /* none */
 240                         /*
 241                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 242                          * objects.
 243                          */
 244                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation\n");
 245                         return -1;
 246                         break;
 247
 248                 case R_ARM_JUMP_SLOT:
 249                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 250                         if (error == 0) {
 251                                 store_ptr(where, addr);
 252                                 return (0);
 253                         }
 254                         return (-1);
 255                 case R_ARM_RELATIVE:
 256                         break;
 257
 258                 default:
 259                         printf("kldload: unexpected relocation type %d\n",
 260                                rtype);
 261                         return -1;
 262         }
 263         return(0);
 264 }
 265
 266 int
 267 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 268     elf_lookup_fn lookup)
 269 {
 270
 271         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 272 }
 273
 274 int
 275 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 276     int type, elf_lookup_fn lookup)
 277 {
 278
 279         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 280 }
 281
 282 int
 283 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 284 {
 285
 286         /*
 287          * The pmap code does not do an icache sync upon establishing executable
 288          * mappings in the kernel pmap.  It's an optimization based on the fact
 289          * that kernel memory allocations always have EXECUTABLE protection even
 290          * when the memory isn't going to hold executable code.  The only time
 291          * kernel memory holding instructions does need a sync is after loading
 292          * a kernel module, and that's when this function gets called.
 293          *
 294          * This syncs data and instruction caches after loading a module.  We
 295          * don't worry about the kernel itself (lf->id is 1) as locore.S did
 296          * that on entry.  Even if data cache maintenance was done by IO code,
 297          * the relocation fixup process creates dirty cache entries that we must
 298          * write back before doing icache sync. The instruction cache sync also
 299          * invalidates the branch predictor cache on platforms that have one.
 300          */
 301         if (lf->id == 1)
 302                 return (0);
 303 #if __ARM_ARCH >= 6
 304         dcache_wb_pou((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 305         icache_inv_all();
 306 #else
 307         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 308         cpu_l2cache_wb_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 309         cpu_icache_sync_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 310 #endif
 311         return (0);
 312 }
 313
 314 int
 315 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 316 {
 317
 318         return (0);
 319 }