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