sys/powerpc/powerpc/elf64_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 #include <sys/exec.h>
  34 #include <sys/imgact.h>
  35 #include <sys/malloc.h>
  36 #include <sys/proc.h>
  37 #include <sys/namei.h>
  38 #include <sys/fcntl.h>
  39 #include <sys/sysent.h>
  40 #include <sys/imgact_elf.h>
  41 #include <sys/jail.h>
  42 #include <sys/smp.h>
  43 #include <sys/syscall.h>
  44 #include <sys/signalvar.h>
  45 #include <sys/vnode.h>
  46 #include <sys/linker.h>
  47
  48 #include <vm/vm.h>
  49 #include <vm/vm_param.h>
  50
  51 #include <machine/altivec.h>
  52 #include <machine/cpu.h>
  53 #include <machine/fpu.h>
  54 #include <machine/elf.h>
  55 #include <machine/md_var.h>
  56
  57 #include <powerpc/powerpc/elf_common.c>
  58
  59 static void exec_setregs_funcdesc(struct thread *td, struct image_params *imgp,
  60     uintptr_t stack);
  61
  62 struct sysentvec elf64_freebsd_sysvec_v1 = {
  63         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
  64         .sv_table       = sysent,
  65         .sv_errsize     = 0,
  66         .sv_errtbl      = NULL,
  67         .sv_transtrap   = NULL,
  68         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
  69         .sv_sendsig     = sendsig,
  70         .sv_sigcode     = sigcode64,
  71         .sv_szsigcode   = &szsigcode64,
  72         .sv_name        = "FreeBSD ELF64",
  73         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
  74         .sv_imgact_try  = NULL,
  75         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
  76         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
  77         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
  78         .sv_usrstack    = USRSTACK,
  79         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
  80         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
  81         .sv_copyout_auxargs = __elfN(powerpc_copyout_auxargs),
  82         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
  83         .sv_setregs     = exec_setregs_funcdesc,
  84         .sv_fixlimit    = NULL,
  85         .sv_maxssiz     = NULL,
  86         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_LP64 | SV_SHP | SV_ASLR,
  87         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
  88         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
  89         .sv_syscallnames = syscallnames,
  90         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE,
  91         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
  92         .sv_schedtail   = NULL,
  93         .sv_thread_detach = NULL,
  94         .sv_trap        = NULL,
  95         .sv_hwcap       = &cpu_features,
  96         .sv_hwcap2      = &cpu_features2,
  97 };
  98 INIT_SYSENTVEC(elf64_sysvec_v1, &elf64_freebsd_sysvec_v1);
  99
 100 struct sysentvec elf64_freebsd_sysvec_v2 = {
 101         .sv_size        = SYS_MAXSYSCALL,
 102         .sv_table       = sysent,
 103         .sv_errsize     = 0,
 104         .sv_errtbl      = NULL,
 105         .sv_transtrap   = NULL,
 106         .sv_fixup       = __elfN(freebsd_fixup),
 107         .sv_sendsig     = sendsig,
 108         .sv_sigcode     = sigcode64_elfv2,
 109         .sv_szsigcode   = &szsigcode64_elfv2,
 110         .sv_name        = "FreeBSD ELF64 V2",
 111         .sv_coredump    = __elfN(coredump),
 112         .sv_imgact_try  = NULL,
 113         .sv_minsigstksz = MINSIGSTKSZ,
 114         .sv_minuser     = VM_MIN_ADDRESS,
 115         .sv_maxuser     = VM_MAXUSER_ADDRESS,
 116         .sv_usrstack    = USRSTACK,
 117         .sv_psstrings   = PS_STRINGS,
 118         .sv_stackprot   = VM_PROT_ALL,
 119         .sv_copyout_auxargs = __elfN(powerpc_copyout_auxargs),
 120         .sv_copyout_strings = exec_copyout_strings,
 121         .sv_setregs     = exec_setregs,
 122         .sv_fixlimit    = NULL,
 123         .sv_maxssiz     = NULL,
 124         .sv_flags       = SV_ABI_FREEBSD | SV_LP64 | SV_SHP,
 125         .sv_set_syscall_retval = cpu_set_syscall_retval,
 126         .sv_fetch_syscall_args = cpu_fetch_syscall_args,
 127         .sv_syscallnames = syscallnames,
 128         .sv_shared_page_base = SHAREDPAGE,
 129         .sv_shared_page_len = PAGE_SIZE,
 130         .sv_schedtail   = NULL,
 131         .sv_thread_detach = NULL,
 132         .sv_trap        = NULL,
 133         .sv_hwcap       = &cpu_features,
 134         .sv_hwcap2      = &cpu_features2,
 135 };
 136 INIT_SYSENTVEC(elf64_sysvec_v2, &elf64_freebsd_sysvec_v2);
 137
 138 static boolean_t ppc64_elfv1_header_match(struct image_params *params);
 139 static boolean_t ppc64_elfv2_header_match(struct image_params *params);
 140
 141 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_elfv1 = {
 142         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 143         .machine        = EM_PPC64,
 144         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 145         .emul_path      = NULL,
 146         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 147         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_v1,
 148         .interp_newpath = NULL,
 149         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 150         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 151         .header_supported = &ppc64_elfv1_header_match
 152 };
 153
 154 SYSINIT(elf64v1, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 155     (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 156     &freebsd_brand_info_elfv1);
 157
 158 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_elfv2 = {
 159         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 160         .machine        = EM_PPC64,
 161         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 162         .emul_path      = NULL,
 163         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 164         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_v2,
 165         .interp_newpath = NULL,
 166         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 167         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 168         .header_supported = &ppc64_elfv2_header_match
 169 };
 170
 171 SYSINIT(elf64v2, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 172     (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 173     &freebsd_brand_info_elfv2);
 174
 175 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_oinfo = {
 176         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 177         .machine        = EM_PPC64,
 178         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 179         .emul_path      = NULL,
 180         .interp_path    = "/usr/libexec/ld-elf.so.1",
 181         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_v1,
 182         .interp_newpath = NULL,
 183         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 184         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 185         .header_supported = &ppc64_elfv1_header_match
 186 };
 187
 188 SYSINIT(oelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 189         (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 190         &freebsd_brand_oinfo);
 191
 192 void elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase);
 193
 194 static boolean_t
 195 ppc64_elfv1_header_match(struct image_params *params)
 196 {
 197         const Elf64_Ehdr *hdr = (const Elf64_Ehdr *)params->image_header;
 198         int abi = (hdr->e_flags & 3);
 199
 200         return (abi == 0 || abi == 1);
 201 }
 202
 203 static boolean_t
 204 ppc64_elfv2_header_match(struct image_params *params)
 205 {
 206         const Elf64_Ehdr *hdr = (const Elf64_Ehdr *)params->image_header;
 207         int abi = (hdr->e_flags & 3);
 208
 209         return (abi == 2);
 210 }
 211
 212 static void
 213 exec_setregs_funcdesc(struct thread *td, struct image_params *imgp,
 214     uintptr_t stack)
 215 {
 216         struct trapframe *tf;
 217         register_t entry_desc[3];
 218
 219         tf = trapframe(td);
 220         exec_setregs(td, imgp, stack);
 221
 222         /*
 223          * For 64-bit ELFv1, we need to disentangle the function
 224          * descriptor
 225          *
 226          * 0. entry point
 227          * 1. TOC value (r2)
 228          * 2. Environment pointer (r11)
 229          */
 230
 231         (void)copyin((void *)imgp->entry_addr, entry_desc,
 232             sizeof(entry_desc));
 233         tf->srr0 = entry_desc[0] + imgp->reloc_base;
 234         tf->fixreg[2] = entry_desc[1] + imgp->reloc_base;
 235         tf->fixreg[11] = entry_desc[2] + imgp->reloc_base;
 236 }
 237
 238 void
 239 elf64_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 240 {
 241         size_t len;
 242         struct pcb *pcb;
 243         uint64_t vshr[32];
 244         uint64_t *vsr_dw1;
 245         int vsr_idx;
 246
 247         len = 0;
 248         pcb = td->td_pcb;
 249
 250         if (pcb->pcb_flags & PCB_VEC) {
 251                 save_vec_nodrop(td);
 252                 if (dst != NULL) {
 253                         len += elf64_populate_note(NT_PPC_VMX,
 254                             &pcb->pcb_vec, (char *)dst + len,
 255                             sizeof(pcb->pcb_vec), NULL);
 256                 } else
 257                         len += elf64_populate_note(NT_PPC_VMX, NULL, NULL,
 258                             sizeof(pcb->pcb_vec), NULL);
 259         }
 260
 261         if (pcb->pcb_flags & PCB_VSX) {
 262                 save_fpu_nodrop(td);
 263                 if (dst != NULL) {
 264                         /*
 265                          * Doubleword 0 of VSR0-VSR31 overlap with FPR0-FPR31 and
 266                          * VSR32-VSR63 overlap with VR0-VR31, so we only copy
 267                          * the non-overlapping data, which is doubleword 1 of VSR0-VSR31.
 268                          */
 269                         for (vsr_idx = 0; vsr_idx < nitems(vshr); vsr_idx++) {
 270                                 vsr_dw1 = (uint64_t *)&pcb->pcb_fpu.fpr[vsr_idx].vsr[2];
 271                                 vshr[vsr_idx] = *vsr_dw1;
 272                         }
 273                         len += elf64_populate_note(NT_PPC_VSX,
 274                             vshr, (char *)dst + len,
 275                             sizeof(vshr), NULL);
 276                 } else
 277                         len += elf64_populate_note(NT_PPC_VSX, NULL, NULL,
 278                             sizeof(vshr), NULL);
 279         }
 280
 281         *off = len;
 282 }
 283
 284 bool
 285 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info)
 286 {
 287
 288         return (ELF_R_TYPE(r_info) == R_PPC_IRELATIVE);
 289 }
 290
 291 /* Process one elf relocation with addend. */
 292 static int
 293 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 294     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 295 {
 296         Elf_Addr *where;
 297         Elf_Addr addr;
 298         Elf_Addr addend, val;
 299         Elf_Word rtype, symidx;
 300         const Elf_Rela *rela;
 301         int error;
 302
 303         switch (type) {
 304         case ELF_RELOC_REL:
 305                 panic("PPC only supports RELA relocations");
 306                 break;
 307         case ELF_RELOC_RELA:
 308                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 309                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 310                 addend = rela->r_addend;
 311                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 312                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 313                 break;
 314         default:
 315                 panic("elf_reloc: unknown relocation mode %d\n", type);
 316         }
 317
 318         switch (rtype) {
 319
 320         case R_PPC_NONE:
 321                 break;
 322
 323         case R_PPC64_ADDR64:    /* doubleword64 S + A */
 324                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 325                 if (error != 0)
 326                         return -1;
 327                 addr += addend;
 328                 *where = addr;
 329                 break;
 330
 331         case R_PPC_RELATIVE:    /* doubleword64 B + A */
 332                 *where = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 333                 break;
 334
 335         case R_PPC_JMP_SLOT:    /* function descriptor copy */
 336                 lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 337 #if !defined(_CALL_ELF) || _CALL_ELF == 1
 338                 memcpy(where, (Elf_Addr *)addr, 3*sizeof(Elf_Addr));
 339 #else
 340                 *where = addr;
 341 #endif
 342                 __asm __volatile("dcbst 0,%0; sync" :: "r"(where) : "memory");
 343                 break;
 344
 345         case R_PPC_IRELATIVE:
 346                 addr = relocbase + addend;
 347                 val = ((Elf64_Addr (*)(void))addr)();
 348                 if (*where != val)
 349                         *where = val;
 350                 break;
 351
 352         default:
 353                 printf("kldload: unexpected relocation type %d\n",
 354                     (int) rtype);
 355                 return -1;
 356         }
 357         return(0);
 358 }
 359
 360 void
 361 elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase)
 362 {
 363         Elf_Rela *rela = NULL, *relalim;
 364         Elf_Addr relasz = 0;
 365         Elf_Addr *where;
 366
 367         /*
 368          * Extract the rela/relasz values from the dynamic section
 369          */
 370         for (; dynp->d_tag != DT_NULL; dynp++) {
 371                 switch (dynp->d_tag) {
 372                 case DT_RELA:
 373                         rela = (Elf_Rela *)(relocbase+dynp->d_un.d_ptr);
 374                         break;
 375                 case DT_RELASZ:
 376                         relasz = dynp->d_un.d_val;
 377                         break;
 378                 }
 379         }
 380
 381         /*
 382          * Relocate these values
 383          */
 384         relalim = (Elf_Rela *)((caddr_t)rela + relasz);
 385         for (; rela < relalim; rela++) {
 386                 if (ELF_R_TYPE(rela->r_info) != R_PPC_RELATIVE)
 387                         continue;
 388                 where = (Elf_Addr *)(relocbase + rela->r_offset);
 389                 *where = (Elf_Addr)(relocbase + rela->r_addend);
 390         }
 391 }
 392
 393 int
 394 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 395     elf_lookup_fn lookup)
 396 {
 397
 398         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 399 }
 400
 401 int
 402 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 403     int type, elf_lookup_fn lookup)
 404 {
 405
 406         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 407 }
 408
 409 int
 410 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 411 {
 412         /* Only sync the cache for non-kernel modules */
 413         if (lf->id != 1)
 414                 __syncicache(lf->address, lf->size);
 415         return (0);
 416 }
 417
 418 int
 419 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 420 {
 421
 422         return (0);
 423 }
 424
 425 int
 426 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 427 {
 428
 429         return (0);
 430 }