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 #include <machine/stack.h>
  51 #ifdef VFP
  52 #include <machine/vfp.h>
  53 #endif
  54
  55 #include "opt_ddb.h"            /* for OPT_DDB */
  56 #include "opt_global.h"         /* for OPT_KDTRACE_HOOKS */
  57 #include "opt_stack.h"          /* for OPT_STACK */
  58
  59 static boolean_t elf32_arm_abi_supported(struct image_params *, int32_t *,
  60     uint32_t *);
  61
  62 u_long elf_hwcap;
  63 u_long elf_hwcap2;
  64
  65 struct sysentvec elf32_freebsd_sysvec = {
  66         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  67         .sv_table       = sysent,
  68         .sv_transtrap   = NULL,
  69         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  70         .sv_sendsig     = sendsig,
  71         .sv_sigcode     = sigcode,
  72         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  73         .sv_name        = "FreeBSD ELF32",
  74         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  75         .sv_imgact_try  = NULL,
  76         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  77         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  78         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
  79         .sv_usrstack    = USRSTACK,
  80         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
  81         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  82         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
  83         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
  84         .sv_setregs     = exec_setregs,
  85         .sv_fixlimit    = NULL,
  86         .sv_maxssiz     = NULL,
  87         .sv_flags       =
  88 #if __ARM_ARCH >= 6
  89                           SV_ASLR | SV_SHP | SV_TIMEKEEP |
  90 #endif
  91                           SV_ABI_FREEBSD | SV_ILP32 | SV_ASLR,
  92         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  93         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  94         .sv_syscallnames = syscallnames,
  95         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE,
  96         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  97         .sv_schedtail   = NULL,
  98         .sv_thread_detach = NULL,
  99         .sv_trap        = NULL,
 100         .sv_hwcap       = &elf_hwcap,
 101         .sv_hwcap2      = &elf_hwcap2,
 102 };
 103 INIT_SYSENTVEC(elf32_sysvec, &elf32_freebsd_sysvec);
 104
 105 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 106         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 107         .machine        = EM_ARM,
 108         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 109         .emul_path      = NULL,
 110         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 111         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 112         .interp_newpath = NULL,
 113         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 114         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 115         .header_supported= elf32_arm_abi_supported,
 116 };
 117
 118 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 119         (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 120         &freebsd_brand_info);
 121
 122 static boolean_t
 123 elf32_arm_abi_supported(struct image_params *imgp, int32_t *osrel __unused,
 124     uint32_t *fctl0 __unused)
 125 {
 126         const Elf_Ehdr *hdr = (const Elf_Ehdr *)imgp->image_header;
 127
 128         /*
 129          * When configured for EABI, FreeBSD supports EABI vesions 4 and 5.
 130          */
 131         if (EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags) < EF_ARM_EABI_FREEBSD_MIN) {
 132                 if (bootverbose)
 133                         uprintf("Attempting to execute non EABI binary (rev %d) image %s",
 134                             EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags), imgp->args->fname);
 135                 return (FALSE);
 136         }
 137         return (TRUE);
 138 }
 139
 140 void
 141 elf32_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 142 {
 143 #ifdef VFP
 144         mcontext_vfp_t vfp;
 145
 146         if (dst != NULL) {
 147                 get_vfpcontext(td, &vfp);
 148                 *off = elf32_populate_note(NT_ARM_VFP, &vfp, dst, sizeof(vfp),
 149                     NULL);
 150         } else
 151                 *off = elf32_populate_note(NT_ARM_VFP, NULL, NULL, sizeof(vfp),
 152                     NULL);
 153 #endif
 154 }
 155
 156 bool
 157 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info __unused)
 158 {
 159
 160         return (false);
 161 }
 162
 163 /*
 164  * It is possible for the compiler to emit relocations for unaligned data.
 165  * We handle this situation with these inlines.
 166  */
 167 #define RELOC_ALIGNED_P(x) \
 168         (((uintptr_t)(x) & (sizeof(void *) - 1)) == 0)
 169
 170 static __inline Elf_Addr
 171 load_ptr(Elf_Addr *where)
 172 {
 173         Elf_Addr res;
 174
 175         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 176                 return *where;
 177         memcpy(&res, where, sizeof(res));
 178         return (res);
 179 }
 180
 181 static __inline void
 182 store_ptr(Elf_Addr *where, Elf_Addr val)
 183 {
 184         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 185                 *where = val;
 186         else
 187                 memcpy(where, &val, sizeof(val));
 188 }
 189 #undef RELOC_ALIGNED_P
 190
 191 /* Process one elf relocation with addend. */
 192 static int
 193 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 194     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 195 {
 196         Elf_Addr *where;
 197         Elf_Addr addr;
 198         Elf_Addr addend;
 199         Elf_Word rtype, symidx;
 200         const Elf_Rel *rel;
 201         const Elf_Rela *rela;
 202         int error;
 203
 204         switch (type) {
 205         case ELF_RELOC_REL:
 206                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 207                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 208                 addend = load_ptr(where);
 209                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 210                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 211                 break;
 212         case ELF_RELOC_RELA:
 213                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 214                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 215                 addend = rela->r_addend;
 216                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 217                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 218                 break;
 219         default:
 220                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 221         }
 222
 223         if (local) {
 224                 if (rtype == R_ARM_RELATIVE) {  /* A + B */
 225                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 226                         if (load_ptr(where) != addr)
 227                                 store_ptr(where, addr);
 228                 }
 229                 return (0);
 230         }
 231
 232         switch (rtype) {
 233                 case R_ARM_NONE:        /* none */
 234                         break;
 235
 236                 case R_ARM_ABS32:
 237                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 238                         if (error != 0)
 239                                 return -1;
 240                         store_ptr(where, addr + load_ptr(where));
 241                         break;
 242
 243                 case R_ARM_COPY:        /* none */
 244                         /*
 245                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 246                          * objects.
 247                          */
 248                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation\n");
 249                         return -1;
 250                         break;
 251
 252                 case R_ARM_JUMP_SLOT:
 253                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 254                         if (error == 0) {
 255                                 store_ptr(where, addr);
 256                                 return (0);
 257                         }
 258                         return (-1);
 259                 case R_ARM_RELATIVE:
 260                         break;
 261
 262                 default:
 263                         printf("kldload: unexpected relocation type %d\n",
 264                                rtype);
 265                         return -1;
 266         }
 267         return(0);
 268 }
 269
 270 int
 271 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 272     elf_lookup_fn lookup)
 273 {
 274
 275         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 276 }
 277
 278 int
 279 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 280     int type, elf_lookup_fn lookup)
 281 {
 282
 283         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 284 }
 285
 286 int
 287 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 288 {
 289
 290         /*
 291          * The pmap code does not do an icache sync upon establishing executable
 292          * mappings in the kernel pmap.  It's an optimization based on the fact
 293          * that kernel memory allocations always have EXECUTABLE protection even
 294          * when the memory isn't going to hold executable code.  The only time
 295          * kernel memory holding instructions does need a sync is after loading
 296          * a kernel module, and that's when this function gets called.
 297          *
 298          * This syncs data and instruction caches after loading a module.  We
 299          * don't worry about the kernel itself (lf->id is 1) as locore.S did
 300          * that on entry.  Even if data cache maintenance was done by IO code,
 301          * the relocation fixup process creates dirty cache entries that we must
 302          * write back before doing icache sync. The instruction cache sync also
 303          * invalidates the branch predictor cache on platforms that have one.
 304          */
 305         if (lf->id == 1)
 306                 return (0);
 307 #if __ARM_ARCH >= 6
 308         dcache_wb_pou((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 309         icache_inv_all();
 310 #else
 311         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 312         cpu_l2cache_wb_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 313         cpu_icache_sync_range((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 314 #endif
 315
 316 #if defined(DDB) || defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(STACK)
 317         /*
 318          * Inform the stack(9) code of the new module, so it can acquire its
 319          * per-module unwind data.
 320          */
 321         unwind_module_loaded(lf);
 322 #endif
 323
 324         return (0);
 325 }
 326
 327 int
 328 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 329 {
 330
 331         return (0);
 332 }
 333
 334 int
 335 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf)
 336 {
 337
 338 #if defined(DDB) || defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(STACK)
 339         /* Inform the stack(9) code that this module is gone. */
 340         unwind_module_unloaded(lf);
 341 #endif
 342         return (0);
 343 }