sys/powerpc/powerpc/elf32_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  * $FreeBSD$
  28  */
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/kernel.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33
  34 #define __ELF_WORD_SIZE 32
  35
  36 #include <sys/exec.h>
  37 #include <sys/imgact.h>
  38 #include <sys/malloc.h>
  39 #include <sys/proc.h>
  40 #include <sys/namei.h>
  41 #include <sys/fcntl.h>
  42 #include <sys/sysent.h>
  43 #include <sys/imgact_elf.h>
  44 #include <sys/jail.h>
  45 #include <sys/smp.h>
  46 #include <sys/syscall.h>
  47 #include <sys/sysctl.h>
  48 #include <sys/signalvar.h>
  49 #include <sys/vnode.h>
  50 #include <sys/linker.h>
  51
  52 #include <vm/vm.h>
  53 #include <vm/vm_param.h>
  54
  55 #include <machine/altivec.h>
  56 #include <machine/cpu.h>
  57 #include <machine/fpu.h>
  58 #include <machine/elf.h>
  59 #include <machine/reg.h>
  60 #include <machine/md_var.h>
  61
  62 #include <powerpc/powerpc/elf_common.c>
  63
  64 #ifdef __powerpc64__
  65 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
  66 #include <compat/freebsd32/freebsd32_util.h>
  67
  68 extern const char *freebsd32_syscallnames[];
  69 static void ppc32_fixlimit(struct rlimit *rl, int which);
  70
  71 static SYSCTL_NODE(_compat, OID_AUTO, ppc32, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
  72     "32-bit mode");
  73
  74 #define PPC32_MAXDSIZ (1024*1024*1024)
  75 static u_long ppc32_maxdsiz = PPC32_MAXDSIZ;
  76 SYSCTL_ULONG(_compat_ppc32, OID_AUTO, maxdsiz, CTLFLAG_RWTUN, &ppc32_maxdsiz,
  77              0, "");
  78 #define PPC32_MAXSSIZ (64*1024*1024)
  79 u_long ppc32_maxssiz = PPC32_MAXSSIZ;
  80 SYSCTL_ULONG(_compat_ppc32, OID_AUTO, maxssiz, CTLFLAG_RWTUN, &ppc32_maxssiz,
  81              0, "");
  82 #else
  83 static void ppc32_runtime_resolve(void);
  84 #endif
  85
  86 struct sysentvec elf32_freebsd_sysvec = {
  87         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  88 #ifdef __powerpc64__
  89         .sv_table       = freebsd32_sysent,
  90 #else
  91         .sv_table       = sysent,
  92 #endif
  93         .sv_transtrap   = NULL,
  94         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  95         .sv_copyout_auxargs = __elfN(powerpc_copyout_auxargs),
  96         .sv_sendsig     = sendsig,
  97         .sv_sigcode     = sigcode32,
  98         .sv_szsigcode   = &szsigcode32,
  99         .sv_name        = "FreeBSD ELF32",
 100         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
 101         .sv_imgact_try  = NULL,
 102         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
 103         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
 104         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
 105 #ifdef __powerpc64__
 106         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS32,
 107         .sv_usrstack    = FREEBSD32_USRSTACK,
 108         .sv_psstrings   = FREEBSD32_PS_STRINGS,
 109         .sv_copyout_strings = freebsd32_copyout_strings,
 110         .sv_setregs     = ppc32_setregs,
 111         .sv_syscallnames = freebsd32_syscallnames,
 112         .sv_fixlimit    = ppc32_fixlimit,
 113 #else
 114         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
 115         .sv_usrstack    = USRSTACK,
 116         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
 117         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
 118         .sv_setregs     = exec_setregs,
 119         .sv_syscallnames = syscallnames,
 120         .sv_fixlimit    = NULL,
 121 #endif
 122         .sv_maxssiz     = NULL,
 123         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ILP32 | SV_SHP | SV_ASLR |
 124                             SV_TIMEKEEP | SV_RNG_SEED_VER,
 125         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
 126         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
 127         .sv_shared_page_base = FREEBSD32_SHAREDPAGE,
 128         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
 129         .sv_schedtail   = NULL,
 130         .sv_thread_detach = NULL,
 131         .sv_trap        = NULL,
 132         .sv_hwcap       = &cpu_features,
 133         .sv_hwcap2      = &cpu_features2,
 134 };
 135 INIT_SYSENTVEC(elf32_sysvec, &elf32_freebsd_sysvec);
 136
 137 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 138         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 139         .machine        = EM_PPC,
 140         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 141         .emul_path      = NULL,
 142         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 143         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 144 #ifdef __powerpc64__
 145         .interp_newpath = "/libexec/ld-elf32.so.1",
 146 #else
 147         .interp_newpath = NULL,
 148 #endif
 149         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 150         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 151 };
 152
 153 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 154     (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 155     &freebsd_brand_info);
 156
 157 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_oinfo = {
 158         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 159         .machine        = EM_PPC,
 160         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 161         .emul_path      = NULL,
 162         .interp_path    = "/usr/libexec/ld-elf.so.1",
 163         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 164         .interp_newpath = NULL,
 165         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 166         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 167 };
 168
 169 SYSINIT(oelf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 170         (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 171         &freebsd_brand_oinfo);
 172
 173 void elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase);
 174
 175 void
 176 elf32_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 177 {
 178         size_t len;
 179         struct pcb *pcb;
 180         uint64_t vshr[32];
 181         uint64_t *vsr_dw1;
 182         int vsr_idx;
 183
 184         len = 0;
 185         pcb = td->td_pcb;
 186
 187         if (pcb->pcb_flags & PCB_VEC) {
 188                 save_vec_nodrop(td);
 189                 if (dst != NULL) {
 190                         len += elf32_populate_note(NT_PPC_VMX,
 191                             &pcb->pcb_vec, (char *)dst + len,
 192                             sizeof(pcb->pcb_vec), NULL);
 193                 } else
 194                         len += elf32_populate_note(NT_PPC_VMX, NULL, NULL,
 195                             sizeof(pcb->pcb_vec), NULL);
 196         }
 197
 198         if (pcb->pcb_flags & PCB_VSX) {
 199                 save_fpu_nodrop(td);
 200                 if (dst != NULL) {
 201                         /*
 202                          * Doubleword 0 of VSR0-VSR31 overlap with FPR0-FPR31 and
 203                          * VSR32-VSR63 overlap with VR0-VR31, so we only copy
 204                          * the non-overlapping data, which is doubleword 1 of VSR0-VSR31.
 205                          */
 206                         for (vsr_idx = 0; vsr_idx < nitems(vshr); vsr_idx++) {
 207                                 vsr_dw1 = (uint64_t *)&pcb->pcb_fpu.fpr[vsr_idx].vsr[2];
 208                                 vshr[vsr_idx] = *vsr_dw1;
 209                         }
 210                         len += elf32_populate_note(NT_PPC_VSX,
 211                             vshr, (char *)dst + len,
 212                             sizeof(vshr), NULL);
 213                 } else
 214                         len += elf32_populate_note(NT_PPC_VSX, NULL, NULL,
 215                             sizeof(vshr), NULL);
 216         }
 217
 218         *off = len;
 219 }
 220
 221 #ifndef __powerpc64__
 222 bool
 223 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info)
 224 {
 225
 226         return (ELF_R_TYPE(r_info) == R_PPC_IRELATIVE);
 227 }
 228
 229 /* Process one elf relocation with addend. */
 230 static int
 231 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 232     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 233 {
 234         Elf_Addr *where;
 235         Elf_Half *hwhere;
 236         Elf_Addr addr;
 237         Elf_Addr addend, val;
 238         Elf_Word rtype, symidx;
 239         const Elf_Rela *rela;
 240         int error;
 241
 242         switch (type) {
 243         case ELF_RELOC_REL:
 244                 panic("PPC only supports RELA relocations");
 245                 break;
 246         case ELF_RELOC_RELA:
 247                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 248                 where = (Elf_Addr *) ((uintptr_t)relocbase + rela->r_offset);
 249                 hwhere = (Elf_Half *) ((uintptr_t)relocbase + rela->r_offset);
 250                 addend = rela->r_addend;
 251                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 252                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 253                 break;
 254         default:
 255                 panic("elf_reloc: unknown relocation mode %d\n", type);
 256         }
 257
 258         switch (rtype) {
 259         case R_PPC_NONE:
 260                 break;
 261
 262         case R_PPC_ADDR32: /* word32 S + A */
 263                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 264                 if (error != 0)
 265                         return (-1);
 266                 *where = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 267                         break;
 268
 269         case R_PPC_ADDR16_LO: /* #lo(S) */
 270                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 271                 if (error != 0)
 272                         return (-1);
 273                 /*
 274                  * addend values are sometimes relative to sections
 275                  * (i.e. .rodata) in rela, where in reality they
 276                  * are relative to relocbase. Detect this condition.
 277                  */
 278                 if (addr > relocbase && addr <= (relocbase + addend))
 279                         addr = relocbase;
 280                 addr = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 281                 *hwhere = addr & 0xffff;
 282                 break;
 283
 284         case R_PPC_ADDR16_HA: /* #ha(S) */
 285                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 286                 if (error != 0)
 287                         return (-1);
 288                 /*
 289                  * addend values are sometimes relative to sections
 290                  * (i.e. .rodata) in rela, where in reality they
 291                  * are relative to relocbase. Detect this condition.
 292                  */
 293                 if (addr > relocbase && addr <= (relocbase + addend))
 294                         addr = relocbase;
 295                 addr = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 296                 *hwhere = ((addr >> 16) + ((addr & 0x8000) ? 1 : 0))
 297                     & 0xffff;
 298                 break;
 299
 300         case R_PPC_RELATIVE: /* word32 B + A */
 301                 *where = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 302                 break;
 303
 304         case R_PPC_JMP_SLOT: /* PLT jump slot entry */
 305                 /*
 306                  * We currently only support Secure-PLT jump slots.
 307                  * Given that we reject BSS-PLT modules during load, we
 308                  * don't need to check again.
 309                  * The method we are using here is equivilent to
 310                  * LD_BIND_NOW.
 311                  */
 312                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 313                 if (error != 0)
 314                         return (-1);
 315                 *where = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 316                 break;
 317
 318         case R_PPC_IRELATIVE:
 319                 addr = relocbase + addend;
 320                 val = ((Elf32_Addr (*)(void))addr)();
 321                 if (*where != val)
 322                         *where = val;
 323                 break;
 324
 325         default:
 326                 printf("kldload: unexpected relocation type %d, "
 327                     "symbol index %d\n", (int)rtype, symidx);
 328                 return (-1);
 329         }
 330         return (0);
 331 }
 332
 333 void
 334 elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase)
 335 {
 336         Elf_Rela *rela = NULL, *relalim;
 337         Elf_Addr relasz = 0;
 338         Elf_Addr *where;
 339
 340         /*
 341          * Extract the rela/relasz values from the dynamic section
 342          */
 343         for (; dynp->d_tag != DT_NULL; dynp++) {
 344                 switch (dynp->d_tag) {
 345                 case DT_RELA:
 346                         rela = (Elf_Rela *)(relocbase+dynp->d_un.d_ptr);
 347                         break;
 348                 case DT_RELASZ:
 349                         relasz = dynp->d_un.d_val;
 350                         break;
 351                 }
 352         }
 353
 354         /*
 355          * Relocate these values
 356          */
 357         relalim = (Elf_Rela *)((caddr_t)rela + relasz);
 358         for (; rela < relalim; rela++) {
 359                 if (ELF_R_TYPE(rela->r_info) != R_PPC_RELATIVE)
 360                         continue;
 361                 where = (Elf_Addr *)(relocbase + rela->r_offset);
 362                 *where = (Elf_Addr)(relocbase + rela->r_addend);
 363         }
 364 }
 365
 366 int
 367 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 368     elf_lookup_fn lookup)
 369 {
 370
 371         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 372 }
 373
 374 int
 375 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 376     int type, elf_lookup_fn lookup)
 377 {
 378
 379         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 380 }
 381
 382 int
 383 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 384 {
 385
 386         /* Only sync the cache for non-kernel modules */
 387         if (lf->id != 1)
 388                 __syncicache(lf->address, lf->size);
 389         return (0);
 390 }
 391
 392 int
 393 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 394 {
 395
 396         return (0);
 397 }
 398
 399 static void
 400 ppc32_runtime_resolve()
 401 {
 402
 403         /*
 404          * Since we don't support lazy binding, panic immediately if anyone
 405          * manages to call the runtime resolver.
 406          */
 407         panic("kldload: Runtime resolver was called unexpectedly!");
 408 }
 409
 410 int
 411 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase, Elf_Dyn *dynamic)
 412 {
 413         Elf_Dyn *dp;
 414         bool has_plt = false;
 415         bool secure_plt = false;
 416         Elf_Addr *got;
 417
 418         for (dp = dynamic; dp->d_tag != DT_NULL; dp++) {
 419                 switch (dp->d_tag) {
 420                 case DT_PPC_GOT:
 421                         secure_plt = true;
 422                         got = (Elf_Addr *)(loadbase + dp->d_un.d_ptr);
 423                         /* Install runtime resolver canary. */
 424                         got[1] = (Elf_Addr)ppc32_runtime_resolve;
 425                         got[2] = (Elf_Addr)0;
 426                         break;
 427                 case DT_PLTGOT:
 428                         has_plt = true;
 429                         break;
 430                 }
 431         }
 432
 433         if (has_plt && !secure_plt) {
 434                 printf("kldload: BSS-PLT modules are not supported.\n");
 435                 return (-1);
 436         }
 437         return (0);
 438 }
 439 #endif
 440
 441 #ifdef __powerpc64__
 442 static void
 443 ppc32_fixlimit(struct rlimit *rl, int which)
 444 {
 445         switch (which) {
 446         case RLIMIT_DATA:
 447                 if (ppc32_maxdsiz != 0) {
 448                         if (rl->rlim_cur > ppc32_maxdsiz)
 449                                 rl->rlim_cur = ppc32_maxdsiz;
 450                         if (rl->rlim_max > ppc32_maxdsiz)
 451                                 rl->rlim_max = ppc32_maxdsiz;
 452                 }
 453                 break;
 454         case RLIMIT_STACK:
 455                 if (ppc32_maxssiz != 0) {
 456                         if (rl->rlim_cur > ppc32_maxssiz)
 457                                 rl->rlim_cur = ppc32_maxssiz;
 458                         if (rl->rlim_max > ppc32_maxssiz)
 459                                 rl->rlim_max = ppc32_maxssiz;
 460                 }
 461                 break;
 462         }
 463 }
 464 #endif