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_mask        = 0,
  63         .sv_errsize     = 0,
  64         .sv_errtbl      = NULL,
  65         .sv_transtrap   = NULL,
  66         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  67         .sv_sendsig     = sendsig,
  68         .sv_sigcode     = sigcode,
  69         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  70         .sv_name        = "FreeBSD ELF32",
  71         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  72         .sv_imgact_try  = NULL,
  73         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  74         .sv_pagesize    = PAGE_SIZE,
  75         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  76         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
  77         .sv_usrstack    = USRSTACK,
  78         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
  79         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  80         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
  81         .sv_setregs     = exec_setregs,
  82         .sv_fixlimit    = NULL,
  83         .sv_maxssiz     = NULL,
  84         .sv_flags       =
  85 #if __ARM_ARCH >= 6
  86                           SV_SHP | SV_TIMEKEEP |
  87 #endif
  88                           SV_ABI_FREEBSD | SV_ILP32,
  89         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  90         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  91         .sv_syscallnames = syscallnames,
  92         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE,
  93         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  94         .sv_schedtail   = NULL,
  95         .sv_thread_detach = NULL,
  96         .sv_trap        = NULL,
  97         .sv_hwcap       = &elf_hwcap,
  98         .sv_hwcap2      = &elf_hwcap2,
  99 };
 100 INIT_SYSENTVEC(elf32_sysvec, &elf32_freebsd_sysvec);
 101
 102 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 103         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 104         .machine        = EM_ARM,
 105         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 106         .emul_path      = NULL,
 107         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 108         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 109         .interp_newpath = NULL,
 110         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 111         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 112         .header_supported= elf32_arm_abi_supported,
 113 };
 114
 115 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 116         (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 117         &freebsd_brand_info);
 118
 119 static boolean_t
 120 elf32_arm_abi_supported(struct image_params *imgp)
 121 {
 122         const Elf_Ehdr *hdr = (const Elf_Ehdr *)imgp->image_header;
 123
 124         /*
 125          * When configured for EABI, FreeBSD supports EABI vesions 4 and 5.
 126          */
 127         if (EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags) < EF_ARM_EABI_FREEBSD_MIN) {
 128                 if (bootverbose)
 129                         uprintf("Attempting to execute non EABI binary (rev %d) image %s",
 130                             EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags), imgp->args->fname);
 131                 return (FALSE);
 132         }
 133         return (TRUE);
 134 }
 135
 136 void
 137 elf32_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 138 {
 139 #ifdef VFP
 140         mcontext_vfp_t vfp;
 141
 142         if (dst != NULL) {
 143                 get_vfpcontext(td, &vfp);
 144                 *off = elf32_populate_note(NT_ARM_VFP, &vfp, dst, sizeof(vfp),
 145                     NULL);
 146         } else
 147                 *off = elf32_populate_note(NT_ARM_VFP, NULL, NULL, sizeof(vfp),
 148                     NULL);
 149 #endif
 150 }
 151
 152 /*
 153  * It is possible for the compiler to emit relocations for unaligned data.
 154  * We handle this situation with these inlines.
 155  */
 156 #define RELOC_ALIGNED_P(x) \
 157         (((uintptr_t)(x) & (sizeof(void *) - 1)) == 0)
 158
 159 static __inline Elf_Addr
 160 load_ptr(Elf_Addr *where)
 161 {
 162         Elf_Addr res;
 163
 164         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 165                 return *where;
 166         memcpy(&res, where, sizeof(res));
 167         return (res);
 168 }
 169
 170 static __inline void
 171 store_ptr(Elf_Addr *where, Elf_Addr val)
 172 {
 173         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 174                 *where = val;
 175         else
 176                 memcpy(where, &val, sizeof(val));
 177 }
 178 #undef RELOC_ALIGNED_P
 179
 180
 181 /* Process one elf relocation with addend. */
 182 static int
 183 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 184     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 185 {
 186         Elf_Addr *where;
 187         Elf_Addr addr;
 188         Elf_Addr addend;
 189         Elf_Word rtype, symidx;
 190         const Elf_Rel *rel;
 191         const Elf_Rela *rela;
 192         int error;
 193
 194         switch (type) {
 195         case ELF_RELOC_REL:
 196                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 197                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 198                 addend = load_ptr(where);
 199                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 200                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 201                 break;
 202         case ELF_RELOC_RELA:
 203                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 204                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 205                 addend = rela->r_addend;
 206                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 207                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 208                 break;
 209         default:
 210                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 211         }
 212
 213         if (local) {
 214                 if (rtype == R_ARM_RELATIVE) {  /* A + B */
 215                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 216                         if (load_ptr(where) != addr)
 217                                 store_ptr(where, addr);
 218                 }
 219                 return (0);
 220         }
 221
 222         switch (rtype) {
 223
 224                 case R_ARM_NONE:        /* none */
 225                         break;
 226
 227                 case R_ARM_ABS32:
 228                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 229                         if (error != 0)
 230                                 return -1;
 231                         store_ptr(where, addr + load_ptr(where));
 232                         break;
 233
 234                 case R_ARM_COPY:        /* none */
 235                         /*
 236                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 237                          * objects.
 238                          */
 239                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation\n");
 240                         return -1;
 241                         break;
 242
 243                 case R_ARM_JUMP_SLOT:
 244                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 245                         if (error == 0) {
 246                                 store_ptr(where, addr);
 247                                 return (0);
 248                         }
 249                         return (-1);
 250                 case R_ARM_RELATIVE:
 251                         break;
 252
 253                 default:
 254                         printf("kldload: unexpected relocation type %d\n",
 255                                rtype);
 256                         return -1;
 257         }
 258         return(0);
 259 }
 260
 261 int
 262 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 263     elf_lookup_fn lookup)
 264 {
 265
 266         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 267 }
 268
 269 int
 270 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 271     int type, elf_lookup_fn lookup)
 272 {
 273
 274         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 275 }
 276
 277 int
 278 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 279 {
 280
 281         /*
 282          * The pmap code does not do an icache sync upon establishing executable
 283          * mappings in the kernel pmap.  It's an optimization based on the fact
 284          * that kernel memory allocations always have EXECUTABLE protection even
 285          * when the memory isn't going to hold executable code.  The only time
 286          * kernel memory holding instructions does need a sync is after loading
 287          * a kernel module, and that's when this function gets called.
 288          *
 289          * This syncs data and instruction caches after loading a module.  We
 290          * don't worry about the kernel itself (lf->id is 1) as locore.S did
 291          * that on entry.  Even if data cache maintenance was done by IO code,
 292          * the relocation fixup process creates dirty cache entries that we must
 293          * write back before doing icache sync. The instruction cache sync also
 294          * invalidates the branch predictor cache on platforms that have one.
 295          */
 296         if (lf->id == 1)
 297                 return (0);
 298 #if __ARM_ARCH >= 6
 299         dcache_wb_pou((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 300         icache_inv_all();
 301 #else
 302         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 303         cpu_l2cache_wb_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 304         cpu_icache_sync_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 305 #endif
 306         return (0);
 307 }
 308
 309 int
 310 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 311 {
 312
 313         return (0);
 314 }