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, 0, "32-bit mode");
  72
  73 #define PPC32_MAXDSIZ (1024*1024*1024)
  74 static u_long ppc32_maxdsiz = PPC32_MAXDSIZ;
  75 SYSCTL_ULONG(_compat_ppc32, OID_AUTO, maxdsiz, CTLFLAG_RWTUN, &ppc32_maxdsiz,
  76              0, "");
  77 #define PPC32_MAXSSIZ (64*1024*1024)
  78 u_long ppc32_maxssiz = PPC32_MAXSSIZ;
  79 SYSCTL_ULONG(_compat_ppc32, OID_AUTO, maxssiz, CTLFLAG_RWTUN, &ppc32_maxssiz,
  80              0, "");
  81 #else
  82 static void ppc32_runtime_resolve(void);
  83 #endif
  84
  85 struct sysentvec elf32_freebsd_sysvec = {
  86         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  87 #ifdef __powerpc64__
  88         .sv_table       = freebsd32_sysent,
  89 #else
  90         .sv_table       = sysent,
  91 #endif
  92         .sv_errsize     = 0,
  93         .sv_errtbl      = NULL,
  94         .sv_transtrap   = NULL,
  95         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  96         .sv_copyout_auxargs = __elfN(powerpc_copyout_auxargs),
  97         .sv_sendsig     = sendsig,
  98         .sv_sigcode     = sigcode32,
  99         .sv_szsigcode   = &szsigcode32,
 100         .sv_name        = "FreeBSD ELF32",
 101         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
 102         .sv_imgact_try  = NULL,
 103         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
 104         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
 105         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
 106 #ifdef __powerpc64__
 107         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS32,
 108         .sv_usrstack    = FREEBSD32_USRSTACK,
 109         .sv_psstrings   = FREEBSD32_PS_STRINGS,
 110         .sv_copyout_strings = freebsd32_copyout_strings,
 111         .sv_setregs     = ppc32_setregs,
 112         .sv_syscallnames = freebsd32_syscallnames,
 113         .sv_fixlimit    = ppc32_fixlimit,
 114 #else
 115         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
 116         .sv_usrstack    = USRSTACK,
 117         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
 118         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
 119         .sv_setregs     = exec_setregs,
 120         .sv_syscallnames = syscallnames,
 121         .sv_fixlimit    = NULL,
 122 #endif
 123         .sv_maxssiz     = NULL,
 124         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_ILP32 | SV_SHP | SV_ASLR,
 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 __unused)
 224 {
 225
 226         return (false);
 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;
 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
 260         case R_PPC_NONE:
 261                 break;
 262
 263         case R_PPC_ADDR32: /* word32 S + A */
 264                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 265                 if (error != 0)
 266                         return -1;
 267                 *where = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 268                         break;
 269
 270         case R_PPC_ADDR16_LO: /* #lo(S) */
 271                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 272                 if (error != 0)
 273                         return -1;
 274                 /*
 275                  * addend values are sometimes relative to sections
 276                  * (i.e. .rodata) in rela, where in reality they
 277                  * are relative to relocbase. Detect this condition.
 278                  */
 279                 if (addr > relocbase && addr <= (relocbase + addend))
 280                         addr = relocbase;
 281                 addr = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 282                 *hwhere = addr & 0xffff;
 283                 break;
 284
 285         case R_PPC_ADDR16_HA: /* #ha(S) */
 286                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 287                 if (error != 0)
 288                         return -1;
 289                 /*
 290                  * addend values are sometimes relative to sections
 291                  * (i.e. .rodata) in rela, where in reality they
 292                  * are relative to relocbase. Detect this condition.
 293                  */
 294                 if (addr > relocbase && addr <= (relocbase + addend))
 295                         addr = relocbase;
 296                 addr = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 297                 *hwhere = ((addr >> 16) + ((addr & 0x8000) ? 1 : 0))
 298                     & 0xffff;
 299                 break;
 300
 301         case R_PPC_RELATIVE: /* word32 B + A */
 302                 *where = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 303                 break;
 304
 305         case R_PPC_JMP_SLOT: /* PLT jump slot entry */
 306                 /*
 307                  * We currently only support Secure-PLT jump slots.
 308                  * Given that we reject BSS-PLT modules during load, we
 309                  * don't need to check again.
 310                  * The method we are using here is equivilent to
 311                  * LD_BIND_NOW.
 312                  */
 313                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 314                 if (error != 0)
 315                         return -1;
 316                 *where = elf_relocaddr(lf, addr + addend);
 317                 break;
 318
 319         default:
 320                 printf("kldload: unexpected relocation type %d\n",
 321                     (int) rtype);
 322                 return -1;
 323         }
 324         return(0);
 325 }
 326
 327 void
 328 elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase)
 329 {
 330         Elf_Rela *rela = NULL, *relalim;
 331         Elf_Addr relasz = 0;
 332         Elf_Addr *where;
 333
 334         /*
 335          * Extract the rela/relasz values from the dynamic section
 336          */
 337         for (; dynp->d_tag != DT_NULL; dynp++) {
 338                 switch (dynp->d_tag) {
 339                 case DT_RELA:
 340                         rela = (Elf_Rela *)(relocbase+dynp->d_un.d_ptr);
 341                         break;
 342                 case DT_RELASZ:
 343                         relasz = dynp->d_un.d_val;
 344                         break;
 345                 }
 346         }
 347
 348         /*
 349          * Relocate these values
 350          */
 351         relalim = (Elf_Rela *)((caddr_t)rela + relasz);
 352         for (; rela < relalim; rela++) {
 353                 if (ELF_R_TYPE(rela->r_info) != R_PPC_RELATIVE)
 354                         continue;
 355                 where = (Elf_Addr *)(relocbase + rela->r_offset);
 356                 *where = (Elf_Addr)(relocbase + rela->r_addend);
 357         }
 358 }
 359
 360 int
 361 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 362     elf_lookup_fn lookup)
 363 {
 364
 365         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 366 }
 367
 368 int
 369 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 370     int type, elf_lookup_fn lookup)
 371 {
 372
 373         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 374 }
 375
 376 int
 377 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 378 {
 379
 380         /* Only sync the cache for non-kernel modules */
 381         if (lf->id != 1)
 382                 __syncicache(lf->address, lf->size);
 383         return (0);
 384 }
 385
 386 int
 387 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 388 {
 389
 390         return (0);
 391 }
 392
 393 static void
 394 ppc32_runtime_resolve()
 395 {
 396
 397         /*
 398          * Since we don't support lazy binding, panic immediately if anyone
 399          * manages to call the runtime resolver.
 400          */
 401         panic("kldload: Runtime resolver was called unexpectedly!");
 402 }
 403
 404 int
 405 elf_cpu_parse_dynamic(linker_file_t lf, Elf_Dyn *dynamic)
 406 {
 407         Elf_Dyn *dp;
 408         bool has_plt = false;
 409         bool secure_plt = false;
 410         Elf_Addr *got;
 411
 412         for (dp = dynamic; dp->d_tag != DT_NULL; dp++) {
 413                 switch (dp->d_tag) {
 414                 case DT_PPC_GOT:
 415                         secure_plt = true;
 416                         got = (Elf_Addr *)(lf->address + dp->d_un.d_ptr);
 417                         /* Install runtime resolver canary. */
 418                         got[1] = (Elf_Addr)ppc32_runtime_resolve;
 419                         got[2] = (Elf_Addr)0;
 420                         break;
 421                 case DT_PLTGOT:
 422                         has_plt = true;
 423                         break;
 424                 }
 425         }
 426
 427         if (has_plt && !secure_plt) {
 428                 printf("kldload: BSS-PLT modules are not supported.\n");
 429                 return (-1);
 430         }
 431         return (0);
 432 }
 433 #endif
 434
 435 #ifdef __powerpc64__
 436 static void
 437 ppc32_fixlimit(struct rlimit *rl, int which)
 438 {
 439         switch (which) {
 440         case RLIMIT_DATA:
 441                 if (ppc32_maxdsiz != 0) {
 442                         if (rl->rlim_cur > ppc32_maxdsiz)
 443                                 rl->rlim_cur = ppc32_maxdsiz;
 444                         if (rl->rlim_max > ppc32_maxdsiz)
 445                                 rl->rlim_max = ppc32_maxdsiz;
 446                 }
 447                 break;
 448         case RLIMIT_STACK:
 449                 if (ppc32_maxssiz != 0) {
 450                         if (rl->rlim_cur > ppc32_maxssiz)
 451                                 rl->rlim_cur = ppc32_maxssiz;
 452                         if (rl->rlim_max > ppc32_maxssiz)
 453                                 rl->rlim_max = ppc32_maxssiz;
 454                 }
 455                 break;
 456         }
 457 }
 458 #endif