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/reg.h>
  38 #include <sys/sysent.h>
  39 #include <sys/imgact_elf.h>
  40 #include <sys/proc.h>
  41 #include <sys/syscall.h>
  42 #include <sys/signalvar.h>
  43 #include <sys/vnode.h>
  44
  45 #include <vm/vm.h>
  46 #include <vm/pmap.h>
  47 #include <vm/vm_param.h>
  48
  49 #include <machine/elf.h>
  50 #include <machine/md_var.h>
  51 #include <machine/stack.h>
  52 #ifdef VFP
  53 #include <machine/vfp.h>
  54 #endif
  55
  56 #include "opt_ddb.h"            /* for OPT_DDB */
  57 #include "opt_global.h"         /* for OPT_KDTRACE_HOOKS */
  58 #include "opt_stack.h"          /* for OPT_STACK */
  59
  60 static boolean_t elf32_arm_abi_supported(struct image_params *, int32_t *,
  61     uint32_t *);
  62
  63 u_long elf_hwcap;
  64 u_long elf_hwcap2;
  65
  66 struct sysentvec elf32_freebsd_sysvec = {
  67         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  68         .sv_table       = sysent,
  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_psstringssz = sizeof(struct ps_strings),
  85         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  86         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
  87         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
  88         .sv_setregs     = exec_setregs,
  89         .sv_fixlimit    = NULL,
  90         .sv_maxssiz     = NULL,
  91         .sv_flags       =
  92                           SV_ASLR | SV_SHP | SV_TIMEKEEP | SV_RNG_SEED_VER |
  93                           SV_ABI_FREEBSD | SV_ILP32,
  94         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  95         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  96         .sv_syscallnames = syscallnames,
  97         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE,
  98         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  99         .sv_schedtail   = NULL,
 100         .sv_thread_detach = NULL,
 101         .sv_trap        = NULL,
 102         .sv_hwcap       = &elf_hwcap,
 103         .sv_hwcap2      = &elf_hwcap2,
 104         .sv_onexec_old  = exec_onexec_old,
 105         .sv_onexit      = exit_onexit,
 106         .sv_regset_begin = SET_BEGIN(__elfN(regset)),
 107         .sv_regset_end  = SET_LIMIT(__elfN(regset)),
 108 };
 109 INIT_SYSENTVEC(elf32_sysvec, &elf32_freebsd_sysvec);
 110
 111 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 112         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 113         .machine        = EM_ARM,
 114         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 115         .emul_path      = NULL,
 116         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 117         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 118         .interp_newpath = NULL,
 119         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 120         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 121         .header_supported= elf32_arm_abi_supported,
 122 };
 123
 124 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 125         (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 126         &freebsd_brand_info);
 127
 128 static boolean_t
 129 elf32_arm_abi_supported(struct image_params *imgp, int32_t *osrel __unused,
 130     uint32_t *fctl0 __unused)
 131 {
 132         const Elf_Ehdr *hdr = (const Elf_Ehdr *)imgp->image_header;
 133
 134         /*
 135          * When configured for EABI, FreeBSD supports EABI vesions 4 and 5.
 136          */
 137         if (EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags) < EF_ARM_EABI_FREEBSD_MIN) {
 138                 if (bootverbose)
 139                         uprintf("Attempting to execute non EABI binary (rev %d) image %s",
 140                             EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags), imgp->args->fname);
 141                 return (FALSE);
 142         }
 143         return (TRUE);
 144 }
 145
 146 void
 147 elf32_dump_thread(struct thread *td __unused, void *dst __unused,
 148     size_t *off __unused)
 149 {
 150 }
 151
 152 bool
 153 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info __unused)
 154 {
 155
 156         return (false);
 157 }
 158
 159 /*
 160  * It is possible for the compiler to emit relocations for unaligned data.
 161  * We handle this situation with these inlines.
 162  */
 163 #define RELOC_ALIGNED_P(x) \
 164         (((uintptr_t)(x) & (sizeof(void *) - 1)) == 0)
 165
 166 static __inline Elf_Addr
 167 load_ptr(Elf_Addr *where)
 168 {
 169         Elf_Addr res;
 170
 171         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 172                 return *where;
 173         memcpy(&res, where, sizeof(res));
 174         return (res);
 175 }
 176
 177 static __inline void
 178 store_ptr(Elf_Addr *where, Elf_Addr val)
 179 {
 180         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 181                 *where = val;
 182         else
 183                 memcpy(where, &val, sizeof(val));
 184 }
 185 #undef RELOC_ALIGNED_P
 186
 187 /* Process one elf relocation with addend. */
 188 static int
 189 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 190     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 191 {
 192         Elf_Addr *where;
 193         Elf_Addr addr;
 194         Elf_Addr addend;
 195         Elf_Word rtype, symidx;
 196         const Elf_Rel *rel;
 197         const Elf_Rela *rela;
 198         int error;
 199
 200         switch (type) {
 201         case ELF_RELOC_REL:
 202                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 203                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 204                 addend = load_ptr(where);
 205                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 206                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 207                 break;
 208         case ELF_RELOC_RELA:
 209                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 210                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 211                 addend = rela->r_addend;
 212                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 213                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 214                 break;
 215         default:
 216                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 217         }
 218
 219         if (local) {
 220                 if (rtype == R_ARM_RELATIVE) {  /* A + B */
 221                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 222                         if (load_ptr(where) != addr)
 223                                 store_ptr(where, addr);
 224                 }
 225                 return (0);
 226         }
 227
 228         switch (rtype) {
 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, "
 245                             "symbol index %d\n", symidx);
 246                         return (-1);
 247                         break;
 248
 249                 case R_ARM_JUMP_SLOT:
 250                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 251                         if (error == 0) {
 252                                 store_ptr(where, addr);
 253                                 return (0);
 254                         }
 255                         return (-1);
 256                 case R_ARM_RELATIVE:
 257                         break;
 258
 259                 default:
 260                         printf("kldload: unexpected relocation type %d, "
 261                             "symbol index %d\n", rtype, symidx);
 262                         return (-1);
 263         }
 264         return(0);
 265 }
 266
 267 int
 268 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 269     elf_lookup_fn lookup)
 270 {
 271
 272         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 273 }
 274
 275 int
 276 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 277     int type, elf_lookup_fn lookup)
 278 {
 279
 280         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 281 }
 282
 283 int
 284 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 285 {
 286
 287         /*
 288          * The pmap code does not do an icache sync upon establishing executable
 289          * mappings in the kernel pmap.  It's an optimization based on the fact
 290          * that kernel memory allocations always have EXECUTABLE protection even
 291          * when the memory isn't going to hold executable code.  The only time
 292          * kernel memory holding instructions does need a sync is after loading
 293          * a kernel module, and that's when this function gets called.
 294          *
 295          * This syncs data and instruction caches after loading a module.  We
 296          * don't worry about the kernel itself (lf->id is 1) as locore.S did
 297          * that on entry.  Even if data cache maintenance was done by IO code,
 298          * the relocation fixup process creates dirty cache entries that we must
 299          * write back before doing icache sync. The instruction cache sync also
 300          * invalidates the branch predictor cache on platforms that have one.
 301          */
 302         if (lf->id == 1)
 303                 return (0);
 304         dcache_wb_pou((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 305         icache_inv_all();
 306
 307 #if defined(DDB) || defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(STACK)
 308         /*
 309          * Inform the stack(9) code of the new module, so it can acquire its
 310          * per-module unwind data.
 311          */
 312         unwind_module_loaded(lf);
 313 #endif
 314
 315         return (0);
 316 }
 317
 318 int
 319 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 320 {
 321
 322         return (0);
 323 }
 324
 325 int
 326 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf)
 327 {
 328
 329 #if defined(DDB) || defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(STACK)
 330         /* Inform the stack(9) code that this module is gone. */
 331         unwind_module_unloaded(lf);
 332 #endif
 333         return (0);
 334 }