sys/arm/arm/elf_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
   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 bool 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_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  79         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  80         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
  81         .sv_usrstack    = USRSTACK,
  82         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
  83         .sv_psstringssz = sizeof(struct 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         .sv_regset_begin = SET_BEGIN(__elfN(regset)),
 106         .sv_regset_end  = SET_LIMIT(__elfN(regset)),
 107 };
 108 INIT_SYSENTVEC(elf32_sysvec, &elf32_freebsd_sysvec);
 109
 110 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 111         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 112         .machine        = EM_ARM,
 113         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 114         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 115         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 116         .interp_newpath = NULL,
 117         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 118         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 119         .header_supported= elf32_arm_abi_supported,
 120 };
 121
 122 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 123         (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 124         &freebsd_brand_info);
 125
 126 static bool
 127 elf32_arm_abi_supported(struct image_params *imgp, int32_t *osrel __unused,
 128     uint32_t *fctl0 __unused)
 129 {
 130         const Elf_Ehdr *hdr = (const Elf_Ehdr *)imgp->image_header;
 131
 132         /*
 133          * When configured for EABI, FreeBSD supports EABI vesions 4 and 5.
 134          */
 135         if (EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags) < EF_ARM_EABI_FREEBSD_MIN) {
 136                 if (bootverbose)
 137                         uprintf("Attempting to execute non EABI binary (rev %d) image %s",
 138                             EF_ARM_EABI_VERSION(hdr->e_flags), imgp->args->fname);
 139                 return (false);
 140         }
 141         return (true);
 142 }
 143
 144 void
 145 elf32_dump_thread(struct thread *td __unused, void *dst __unused,
 146     size_t *off __unused)
 147 {
 148 }
 149
 150 bool
 151 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info __unused)
 152 {
 153
 154         return (false);
 155 }
 156
 157 /*
 158  * It is possible for the compiler to emit relocations for unaligned data.
 159  * We handle this situation with these inlines.
 160  */
 161 #define RELOC_ALIGNED_P(x) \
 162         (((uintptr_t)(x) & (sizeof(void *) - 1)) == 0)
 163
 164 static __inline Elf_Addr
 165 load_ptr(Elf_Addr *where)
 166 {
 167         Elf_Addr res;
 168
 169         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 170                 return *where;
 171         memcpy(&res, where, sizeof(res));
 172         return (res);
 173 }
 174
 175 static __inline void
 176 store_ptr(Elf_Addr *where, Elf_Addr val)
 177 {
 178         if (RELOC_ALIGNED_P(where))
 179                 *where = val;
 180         else
 181                 memcpy(where, &val, sizeof(val));
 182 }
 183 #undef RELOC_ALIGNED_P
 184
 185 /* Process one elf relocation with addend. */
 186 static int
 187 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 188     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 189 {
 190         Elf_Addr *where;
 191         Elf_Addr addr;
 192         Elf_Addr addend;
 193         Elf_Word rtype, symidx;
 194         const Elf_Rel *rel;
 195         const Elf_Rela *rela;
 196         int error;
 197
 198         switch (type) {
 199         case ELF_RELOC_REL:
 200                 rel = (const Elf_Rel *)data;
 201                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rel->r_offset);
 202                 addend = load_ptr(where);
 203                 rtype = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 204                 symidx = ELF_R_SYM(rel->r_info);
 205                 break;
 206         case ELF_RELOC_RELA:
 207                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 208                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 209                 addend = rela->r_addend;
 210                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 211                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 212                 break;
 213         default:
 214                 panic("unknown reloc type %d\n", type);
 215         }
 216
 217         if (local) {
 218                 if (rtype == R_ARM_RELATIVE) {  /* A + B */
 219                         addr = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 220                         if (load_ptr(where) != addr)
 221                                 store_ptr(where, addr);
 222                 }
 223                 return (0);
 224         }
 225
 226         switch (rtype) {
 227                 case R_ARM_NONE:        /* none */
 228                         break;
 229
 230                 case R_ARM_ABS32:
 231                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 232                         if (error != 0)
 233                                 return (-1);
 234                         store_ptr(where, addr + load_ptr(where));
 235                         break;
 236
 237                 case R_ARM_COPY:        /* none */
 238                         /*
 239                          * There shouldn't be copy relocations in kernel
 240                          * objects.
 241                          */
 242                         printf("kldload: unexpected R_COPY relocation, "
 243                             "symbol index %d\n", symidx);
 244                         return (-1);
 245                         break;
 246
 247                 case R_ARM_JUMP_SLOT:
 248                         error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 249                         if (error == 0) {
 250                                 store_ptr(where, addr);
 251                                 return (0);
 252                         }
 253                         return (-1);
 254                 case R_ARM_RELATIVE:
 255                         break;
 256
 257                 default:
 258                         printf("kldload: unexpected relocation type %d, "
 259                             "symbol index %d\n", rtype, symidx);
 260                         return (-1);
 261         }
 262         return(0);
 263 }
 264
 265 int
 266 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 267     elf_lookup_fn lookup)
 268 {
 269
 270         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 271 }
 272
 273 int
 274 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 275     int type, elf_lookup_fn lookup)
 276 {
 277
 278         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 279 }
 280
 281 int
 282 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 283 {
 284
 285         /*
 286          * The pmap code does not do an icache sync upon establishing executable
 287          * mappings in the kernel pmap.  It's an optimization based on the fact
 288          * that kernel memory allocations always have EXECUTABLE protection even
 289          * when the memory isn't going to hold executable code.  The only time
 290          * kernel memory holding instructions does need a sync is after loading
 291          * a kernel module, and that's when this function gets called.
 292          *
 293          * This syncs data and instruction caches after loading a module.  We
 294          * don't worry about the kernel itself (lf->id is 1) as locore.S did
 295          * that on entry.  Even if data cache maintenance was done by IO code,
 296          * the relocation fixup process creates dirty cache entries that we must
 297          * write back before doing icache sync. The instruction cache sync also
 298          * invalidates the branch predictor cache on platforms that have one.
 299          */
 300         if (lf->id == 1)
 301                 return (0);
 302         dcache_wb_pou((vm_offset_t)lf->address, (vm_size_t)lf->size);
 303         icache_inv_all();
 304
 305 #if defined(DDB) || defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(STACK)
 306         /*
 307          * Inform the stack(9) code of the new module, so it can acquire its
 308          * per-module unwind data.
 309          */
 310         unwind_module_loaded(lf);
 311 #endif
 312
 313         return (0);
 314 }
 315
 316 int
 317 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 318 {
 319
 320         return (0);
 321 }
 322
 323 int
 324 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf)
 325 {
 326
 327 #if defined(DDB) || defined(KDTRACE_HOOKS) || defined(STACK)
 328         /* Inform the stack(9) code that this module is gone. */
 329         unwind_module_unloaded(lf);
 330 #endif
 331         return (0);
 332 }