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