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_transtrap   = NULL,
  70         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  71         .sv_sendsig     = sendsig,
  72         .sv_sigcode     = sigcode,
  73         .sv_szsigcode   = &szsigcode,
  74         .sv_name        = "FreeBSD ELF32",
  75         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  76         .sv_elf_core_osabi = ELFOSABI_FREEBSD,
  77         .sv_elf_core_abi_vendor = FREEBSD_ABI_VENDOR,
  78         .sv_elf_core_prepare_notes = __elfN(prepare_notes),
  79         .sv_imgact_try  = NULL,
  80         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  81         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  82         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
  83         .sv_usrstack    = USRSTACK,
  84         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
  85         .sv_psstringssz = sizeof(struct ps_strings),
  86         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  87         .sv_copyout_auxargs = __elfN(freebsd_copyout_auxargs),
  88         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
  89         .sv_setregs     = exec_setregs,
  90         .sv_fixlimit    = NULL,
  91         .sv_maxssiz     = NULL,
  92         .sv_flags       =
  93                           SV_ASLR | SV_SHP | SV_TIMEKEEP | SV_RNG_SEED_VER |
  94                           SV_ABI_FREEBSD | SV_ILP32,
  95         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  96         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  97         .sv_syscallnames = syscallnames,
  98         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE,
  99         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
 100         .sv_schedtail   = NULL,
 101         .sv_thread_detach = NULL,
 102         .sv_trap        = NULL,
 103         .sv_hwcap       = &elf_hwcap,
 104         .sv_hwcap2      = &elf_hwcap2,
 105         .sv_onexec_old  = exec_onexec_old,
 106         .sv_onexit      = exit_onexit,
 107         .sv_regset_begin = SET_BEGIN(__elfN(regset)),
 108         .sv_regset_end  = SET_LIMIT(__elfN(regset)),
 109 };
 110 INIT_SYSENTVEC(elf32_sysvec, &elf32_freebsd_sysvec);
 111
 112 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 113         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 114         .machine        = EM_ARM,
 115         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 116         .emul_path      = NULL,
 117         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 118         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 119         .interp_newpath = NULL,
 120         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 121         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 122         .header_supported= elf32_arm_abi_supported,
 123 };
 124
 125 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 126         (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 127         &freebsd_brand_info);
 128
 129 static boolean_t
 130 elf32_arm_abi_supported(struct image_params *imgp, int32_t *osrel __unused,
 131     uint32_t *fctl0 __unused)
 132 {
 133         const Elf_Ehdr *hdr = (const Elf_Ehdr *)imgp->image_header;
 134
 135         /*
 136          * When configured for EABI, FreeBSD supports EABI vesions 4 and 5.
 137          */
 138         if (EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags) < EF_ARM_EABI_FREEBSD_MIN) {
 139                 if (bootverbose)
 140                         uprintf("Attempting to execute non EABI binary (rev %d) image %s",
 141                             EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags), imgp->args->fname);
 142                 return (FALSE);
 143         }
 144         return (TRUE);
 145 }
 146
 147 void
 148 elf32_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 149 {
 150 #ifdef VFP
 151         mcontext_vfp_t vfp;
 152
 153         if (dst != NULL) {
 154                 get_vfpcontext(td, &vfp);
 155                 *off = elf32_populate_note(NT_ARM_VFP, &vfp, dst, sizeof(vfp),
 156                     NULL);
 157         } else
 158                 *off = elf32_populate_note(NT_ARM_VFP, NULL, NULL, sizeof(vfp),
 159                     NULL);
 160 #endif
 161 }
 162
 163 bool
 164 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info __unused)
 165 {
 166
 167         return (false);
 168 }
 169
 170 /*
 171  * It is possible for the compiler to emit relocations for unaligned data.
 172  * We handle this situation with these inlines.
 173  */
 174 #define RELOC_ALIGNED_P(x) \
 175         (((uintptr_t)(x) & (sizeof(void *) - 1)) == 0)
 176
 177 static __inline Elf_Addr
 178 load_ptr(Elf_Addr *where)
 179 {
 180         Elf_Addr res;
 181
 182         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 183                 return *where;
 184         memcpy(&res, where, sizeof(res));
 185         return (res);
 186 }
 187
 188 static __inline void
 189 store_ptr(Elf_Addr *where, Elf_Addr val)
 190 {
 191         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 192                 *where = val;
 193         else
 194                 memcpy(where, &val, sizeof(val));
 195 }
 196 #undef RELOC_ALIGNED_P
 197
 198 /* Process one elf relocation with addend. */
 199 static int
 200 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 201     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 202 {
 203         Elf_Addr *where;
 204         Elf_Addr addr;
 205         Elf_Addr addend;
 206         Elf_Word rtype, symidx;
 207         const Elf_Rel *rel;
 208         const Elf_Rela *rela;
 209         int error;
 210
 211         switch (type) {
 212         case ELF_RELOC_REL:
 213                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 214                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 215                 addend = load_ptr(where);
 216                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 217                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 218                 break;
 219         case ELF_RELOC_RELA:
 220                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 221                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 222                 addend = rela->r_addend;
 223                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 224                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 225                 break;
 226         default:
 227                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 228         }
 229
 230         if (local) {
 231                 if (rtype == R_ARM_RELATIVE) {  /* A + B */
 232                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 233                         if (load_ptr(where) != addr)
 234                                 store_ptr(where, addr);
 235                 }
 236                 return (0);
 237         }
 238
 239         switch (rtype) {
 240                 case R_ARM_NONE:        /* none */
 241                         break;
 242
 243                 case R_ARM_ABS32:
 244                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 245                         if (error != 0)
 246                                 return (-1);
 247                         store_ptr(where, addr + load_ptr(where));
 248                         break;
 249
 250                 case R_ARM_COPY:        /* none */
 251                         /*
 252                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 253                          * objects.
 254                          */
 255                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation, "
 256                             "symbol index %d\n", symidx);
 257                         return (-1);
 258                         break;
 259
 260                 case R_ARM_JUMP_SLOT:
 261                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 262                         if (error == 0) {
 263                                 store_ptr(where, addr);
 264                                 return (0);
 265                         }
 266                         return (-1);
 267                 case R_ARM_RELATIVE:
 268                         break;
 269
 270                 default:
 271                         printf("kldload: unexpected relocation type %d, "
 272                             "symbol index %d\n", rtype, symidx);
 273                         return (-1);
 274         }
 275         return(0);
 276 }
 277
 278 int
 279 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 280     elf_lookup_fn lookup)
 281 {
 282
 283         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 284 }
 285
 286 int
 287 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 288     int type, elf_lookup_fn lookup)
 289 {
 290
 291         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 292 }
 293
 294 int
 295 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 296 {
 297
 298         /*
 299          * The pmap code does not do an icache sync upon establishing executable
 300          * mappings in the kernel pmap.  It's an optimization based on the fact
 301          * that kernel memory allocations always have EXECUTABLE protection even
 302          * when the memory isn't going to hold executable code.  The only time
 303          * kernel memory holding instructions does need a sync is after loading
 304          * a kernel module, and that's when this function gets called.
 305          *
 306          * This syncs data and instruction caches after loading a module.  We
 307          * don't worry about the kernel itself (lf->id is 1) as locore.S did
 308          * that on entry.  Even if data cache maintenance was done by IO code,
 309          * the relocation fixup process creates dirty cache entries that we must
 310          * write back before doing icache sync. The instruction cache sync also
 311          * invalidates the branch predictor cache on platforms that have one.
 312          */
 313         if (lf->id == 1)
 314                 return (0);
 315         dcache_wb_pou((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 316         icache_inv_all();
 317
 318 #if defined(DDB) || defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(STACK)
 319         /*
 320          * Inform the stack(9) code of the new module, so it can acquire its
 321          * per-module unwind data.
 322          */
 323         unwind_module_loaded(lf);
 324 #endif
 325
 326         return (0);
 327 }
 328
 329 int
 330 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 331 {
 332
 333         return (0);
 334 }
 335
 336 int
 337 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf)
 338 {
 339
 340 #if defined(DDB) || defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(STACK)
 341         /* Inform the stack(9) code that this module is gone. */
 342         unwind_module_unloaded(lf);
 343 #endif
 344         return (0);
 345 }