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