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_errsize     = 0,
  94         .sv_errtbl      = NULL,
  95         .sv_transtrap   = NULL,
  96         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  97         .sv_copyout_auxargs = __elfN(powerpc_copyout_auxargs),
  98         .sv_sendsig     = sendsig,
  99         .sv_sigcode     = sigcode32,
 100         .sv_szsigcode   = &szsigcode32,
 101         .sv_name        = "FreeBSD ELF32",
 102         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
 103         .sv_imgact_try  = NULL,
 104         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
 105         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
 106         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
 107 #ifdef __powerpc64__
 108         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS32,
 109         .sv_usrstack    = FREEBSD32_USRSTACK,
 110         .sv_psstrings   = FREEBSD32_PS_STRINGS,
 111         .sv_copyout_strings = freebsd32_copyout_strings,
 112         .sv_setregs     = ppc32_setregs,
 113         .sv_syscallnames = freebsd32_syscallnames,
 114         .sv_fixlimit    = ppc32_fixlimit,
 115 #else
 116         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
 117         .sv_usrstack    = USRSTACK,
 118         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
 119         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
 120         .sv_setregs     = exec_setregs,
 121         .sv_syscallnames = syscallnames,
 122         .sv_fixlimit    = NULL,
 123 #endif
 124         .sv_maxssiz     = NULL,
 125         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ILP32 | SV_SHP | SV_ASLR |
 126                             SV_TIMEKEEP,
 127         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
 128         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
 129         .sv_shared_page_base = FREEBSD32_SHAREDPAGE,
 130         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
 131         .sv_schedtail   = NULL,
 132         .sv_thread_detach = NULL,
 133         .sv_trap        = NULL,
 134         .sv_hwcap       = &cpu_features,
 135         .sv_hwcap2      = &cpu_features2,
 136 };
 137 INIT_SYSENTVEC(elf32_sysvec, &elf32_freebsd_sysvec);
 138
 139 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_info = {
 140         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 141         .machine        = EM_PPC,
 142         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 143         .emul_path      = NULL,
 144         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 145         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 146 #ifdef __powerpc64__
 147         .interp_newpath = "/libexec/ld-elf32.so.1",
 148 #else
 149         .interp_newpath = NULL,
 150 #endif
 151         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 152         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 153 };
 154
 155 SYSINIT(elf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_FIRST,
 156     (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 157     &freebsd_brand_info);
 158
 159 static Elf32_Brandinfo freebsd_brand_oinfo = {
 160         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 161         .machine        = EM_PPC,
 162         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 163         .emul_path      = NULL,
 164         .interp_path    = "/usr/libexec/ld-elf.so.1",
 165         .sysvec         = &elf32_freebsd_sysvec,
 166         .interp_newpath = NULL,
 167         .brand_note     = &elf32_freebsd_brandnote,
 168         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE
 169 };
 170
 171 SYSINIT(oelf32, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 172         (sysinit_cfunc_t) elf32_insert_brand_entry,
 173         &freebsd_brand_oinfo);
 174
 175 void elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase);
 176
 177 void
 178 elf32_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 179 {
 180         size_t len;
 181         struct pcb *pcb;
 182         uint64_t vshr[32];
 183         uint64_t *vsr_dw1;
 184         int vsr_idx;
 185
 186         len = 0;
 187         pcb = td->td_pcb;
 188
 189         if (pcb->pcb_flags & PCB_VEC) {
 190                 save_vec_nodrop(td);
 191                 if (dst != NULL) {
 192                         len += elf32_populate_note(NT_PPC_VMX,
 193                             &pcb->pcb_vec, (char *)dst + len,
 194                             sizeof(pcb->pcb_vec), NULL);
 195                 } else
 196                         len += elf32_populate_note(NT_PPC_VMX, NULL, NULL,
 197                             sizeof(pcb->pcb_vec), NULL);
 198         }
 199
 200         if (pcb->pcb_flags & PCB_VSX) {
 201                 save_fpu_nodrop(td);
 202                 if (dst != NULL) {
 203                         /*
 204                          * Doubleword 0 of VSR0-VSR31 overlap with FPR0-FPR31 and
 205                          * VSR32-VSR63 overlap with VR0-VR31, so we only copy
 206                          * the non-overlapping data, which is doubleword 1 of VSR0-VSR31.
 207                          */
 208                         for (vsr_idx = 0; vsr_idx < nitems(vshr); vsr_idx++) {
 209                                 vsr_dw1 = (uint64_t *)&pcb->pcb_fpu.fpr[vsr_idx].vsr[2];
 210                                 vshr[vsr_idx] = *vsr_dw1;
 211                         }
 212                         len += elf32_populate_note(NT_PPC_VSX,
 213                             vshr, (char *)dst + len,
 214                             sizeof(vshr), NULL);
 215                 } else
 216                         len += elf32_populate_note(NT_PPC_VSX, NULL, NULL,
 217                             sizeof(vshr), NULL);
 218         }
 219
 220         *off = len;
 221 }
 222
 223 #ifndef __powerpc64__
 224 bool
 225 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info)
 226 {
 227
 228         return (ELF_R_TYPE(r_info) == R_PPC_IRELATIVE);
 229 }
 230
 231 /* Process one elf relocation with addend. */
 232 static int
 233 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 234     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 235 {
 236         Elf_Addr *where;
 237         Elf_Half *hwhere;
 238         Elf_Addr addr;
 239         Elf_Addr addend, val;
 240         Elf_Word rtype, symidx;
 241         const Elf_Rela *rela;
 242         int error;
 243
 244         switch (type) {
 245         case ELF_RELOC_REL:
 246                 panic("PPC only supports RELA relocations");
 247                 break;
 248         case ELF_RELOC_RELA:
 249                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 250                 where = (Elf_Addr *) ((uintptr_t)relocbase + rela->r_offset);
 251                 hwhere = (Elf_Half *) ((uintptr_t)relocbase + rela->r_offset);
 252                 addend = rela->r_addend;
 253                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 254                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 255                 break;
 256         default:
 257                 panic("elf_reloc: unknown relocation mode %d\n", type);
 258         }
 259
 260         switch (rtype) {
 261         case R_PPC_NONE:
 262                 break;
 263
 264         case R_PPC_ADDR32: /* word32 S + A */
 265                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 266                 if (error != 0)
 267                         return -1;
 268                 *where = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 269                         break;
 270
 271         case R_PPC_ADDR16_LO: /* #lo(S) */
 272                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 273                 if (error != 0)
 274                         return -1;
 275                 /*
 276                  * addend values are sometimes relative to sections
 277                  * (i.e. .rodata) in rela, where in reality they
 278                  * are relative to relocbase. Detect this condition.
 279                  */
 280                 if (addr > relocbase && addr <= (relocbase + addend))
 281                         addr = relocbase;
 282                 addr = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 283                 *hwhere = addr & 0xffff;
 284                 break;
 285
 286         case R_PPC_ADDR16_HA: /* #ha(S) */
 287                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 288                 if (error != 0)
 289                         return -1;
 290                 /*
 291                  * addend values are sometimes relative to sections
 292                  * (i.e. .rodata) in rela, where in reality they
 293                  * are relative to relocbase. Detect this condition.
 294                  */
 295                 if (addr > relocbase && addr <= (relocbase + addend))
 296                         addr = relocbase;
 297                 addr = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 298                 *hwhere = ((addr >> 16) + ((addr & 0x8000) ? 1 : 0))
 299                     & 0xffff;
 300                 break;
 301
 302         case R_PPC_RELATIVE: /* word32 B + A */
 303                 *where = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 304                 break;
 305
 306         case R_PPC_JMP_SLOT: /* PLT jump slot entry */
 307                 /*
 308                  * We currently only support Secure-PLT jump slots.
 309                  * Given that we reject BSS-PLT modules during load, we
 310                  * don't need to check again.
 311                  * The method we are using here is equivilent to
 312                  * LD_BIND_NOW.
 313                  */
 314                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 315                 if (error != 0)
 316                         return -1;
 317                 *where = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 318                 break;
 319
 320         case R_PPC_IRELATIVE:
 321                 addr = relocbase + addend;
 322                 val = ((Elf32_Addr (*)(void))addr)();
 323                 if (*where != val)
 324                         *where = val;
 325                 break;
 326
 327         default:
 328                 printf("kldload: unexpected relocation type %d\n",
 329                     (int) rtype);
 330                 return -1;
 331         }
 332         return(0);
 333 }
 334
 335 void
 336 elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase)
 337 {
 338         Elf_Rela *rela = NULL, *relalim;
 339         Elf_Addr relasz = 0;
 340         Elf_Addr *where;
 341
 342         /*
 343          * Extract the rela/relasz values from the dynamic section
 344          */
 345         for (; dynp->d_tag != DT_NULL; dynp++) {
 346                 switch (dynp->d_tag) {
 347                 case DT_RELA:
 348                         rela = (Elf_Rela *)(relocbase+dynp->d_un.d_ptr);
 349                         break;
 350                 case DT_RELASZ:
 351                         relasz = dynp->d_un.d_val;
 352                         break;
 353                 }
 354         }
 355
 356         /*
 357          * Relocate these values
 358          */
 359         relalim = (Elf_Rela *)((caddr_t)rela + relasz);
 360         for (; rela < relalim; rela++) {
 361                 if (ELF_R_TYPE(rela->r_info) != R_PPC_RELATIVE)
 362                         continue;
 363                 where = (Elf_Addr *)(relocbase + rela->r_offset);
 364                 *where = (Elf_Addr)(relocbase + rela->r_addend);
 365         }
 366 }
 367
 368 int
 369 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 370     elf_lookup_fn lookup)
 371 {
 372
 373         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 374 }
 375
 376 int
 377 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 378     int type, elf_lookup_fn lookup)
 379 {
 380
 381         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 382 }
 383
 384 int
 385 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 386 {
 387
 388         /* Only sync the cache for non-kernel modules */
 389         if (lf->id != 1)
 390                 __syncicache(lf->address, lf->size);
 391         return (0);
 392 }
 393
 394 int
 395 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 396 {
 397
 398         return (0);
 399 }
 400
 401 static void
 402 ppc32_runtime_resolve()
 403 {
 404
 405         /*
 406          * Since we don't support lazy binding, panic immediately if anyone
 407          * manages to call the runtime resolver.
 408          */
 409         panic("kldload: Runtime resolver was called unexpectedly!");
 410 }
 411
 412 int
 413 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase, Elf_Dyn *dynamic)
 414 {
 415         Elf_Dyn *dp;
 416         bool has_plt = false;
 417         bool secure_plt = false;
 418         Elf_Addr *got;
 419
 420         for (dp = dynamic; dp->d_tag != DT_NULL; dp++) {
 421                 switch (dp->d_tag) {
 422                 case DT_PPC_GOT:
 423                         secure_plt = true;
 424                         got = (Elf_Addr *)(loadbase + dp->d_un.d_ptr);
 425                         /* Install runtime resolver canary. */
 426                         got[1] = (Elf_Addr)ppc32_runtime_resolve;
 427                         got[2] = (Elf_Addr)0;
 428                         break;
 429                 case DT_PLTGOT:
 430                         has_plt = true;
 431                         break;
 432                 }
 433         }
 434
 435         if (has_plt && !secure_plt) {
 436                 printf("kldload: BSS-PLT modules are not supported.\n");
 437                 return (-1);
 438         }
 439         return (0);
 440 }
 441 #endif
 442
 443 #ifdef __powerpc64__
 444 static void
 445 ppc32_fixlimit(struct rlimit *rl, int which)
 446 {
 447         switch (which) {
 448         case RLIMIT_DATA:
 449                 if (ppc32_maxdsiz != 0) {
 450                         if (rl->rlim_cur > ppc32_maxdsiz)
 451                                 rl->rlim_cur = ppc32_maxdsiz;
 452                         if (rl->rlim_max > ppc32_maxdsiz)
 453                                 rl->rlim_max = ppc32_maxdsiz;
 454                 }
 455                 break;
 456         case RLIMIT_STACK:
 457                 if (ppc32_maxssiz != 0) {
 458                         if (rl->rlim_cur > ppc32_maxssiz)
 459                                 rl->rlim_cur = ppc32_maxssiz;
 460                         if (rl->rlim_max > ppc32_maxssiz)
 461                                 rl->rlim_max = ppc32_maxssiz;
 462                 }
 463                 break;
 464         }
 465 }
 466 #endif