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     int32_t *, uint32_t *);
 140 static boolean_t ppc64_elfv2_header_match(struct image_params *params,
 141     int32_t *, uint32_t *);
 142
 143 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_elfv1 = {
 144         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 145         .machine        = EM_PPC64,
 146         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 147         .emul_path      = NULL,
 148         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 149         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_v1,
 150         .interp_newpath = NULL,
 151         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 152         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 153         .header_supported = &ppc64_elfv1_header_match
 154 };
 155
 156 SYSINIT(elf64v1, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 157     (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 158     &freebsd_brand_info_elfv1);
 159
 160 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_info_elfv2 = {
 161         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 162         .machine        = EM_PPC64,
 163         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 164         .emul_path      = NULL,
 165         .interp_path    = "/libexec/ld-elf.so.1",
 166         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_v2,
 167         .interp_newpath = NULL,
 168         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 169         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 170         .header_supported = &ppc64_elfv2_header_match
 171 };
 172
 173 SYSINIT(elf64v2, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 174     (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 175     &freebsd_brand_info_elfv2);
 176
 177 static Elf64_Brandinfo freebsd_brand_oinfo = {
 178         .brand          = ELFOSABI_FREEBSD,
 179         .machine        = EM_PPC64,
 180         .compat_3_brand = "FreeBSD",
 181         .emul_path      = NULL,
 182         .interp_path    = "/usr/libexec/ld-elf.so.1",
 183         .sysvec         = &elf64_freebsd_sysvec_v1,
 184         .interp_newpath = NULL,
 185         .brand_note     = &elf64_freebsd_brandnote,
 186         .flags          = BI_CAN_EXEC_DYN | BI_BRAND_NOTE,
 187         .header_supported = &ppc64_elfv1_header_match
 188 };
 189
 190 SYSINIT(oelf64, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY,
 191         (sysinit_cfunc_t) elf64_insert_brand_entry,
 192         &freebsd_brand_oinfo);
 193
 194 void elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase);
 195
 196 static boolean_t
 197 ppc64_elfv1_header_match(struct image_params *params, int32_t *osrel __unused,
 198     uint32_t *fctl0 __unused)
 199 {
 200         const Elf64_Ehdr *hdr = (const Elf64_Ehdr *)params->image_header;
 201         int abi = (hdr->e_flags & 3);
 202
 203         return (abi == 0 || abi == 1);
 204 }
 205
 206 static boolean_t
 207 ppc64_elfv2_header_match(struct image_params *params, int32_t *osrel __unused,
 208     uint32_t *fctl0 __unused)
 209 {
 210         const Elf64_Ehdr *hdr = (const Elf64_Ehdr *)params->image_header;
 211         int abi = (hdr->e_flags & 3);
 212
 213         return (abi == 2);
 214 }
 215
 216 static void
 217 exec_setregs_funcdesc(struct thread *td, struct image_params *imgp,
 218     uintptr_t stack)
 219 {
 220         struct trapframe *tf;
 221         register_t entry_desc[3];
 222
 223         tf = trapframe(td);
 224         exec_setregs(td, imgp, stack);
 225
 226         /*
 227          * For 64-bit ELFv1, we need to disentangle the function
 228          * descriptor
 229          *
 230          * 0. entry point
 231          * 1. TOC value (r2)
 232          * 2. Environment pointer (r11)
 233          */
 234
 235         (void)copyin((void *)imgp->entry_addr, entry_desc,
 236             sizeof(entry_desc));
 237         tf->srr0 = entry_desc[0] + imgp->reloc_base;
 238         tf->fixreg[2] = entry_desc[1] + imgp->reloc_base;
 239         tf->fixreg[11] = entry_desc[2] + imgp->reloc_base;
 240 }
 241
 242 void
 243 elf64_dump_thread(struct thread *td, void *dst, size_t *off)
 244 {
 245         size_t len;
 246         struct pcb *pcb;
 247         uint64_t vshr[32];
 248         uint64_t *vsr_dw1;
 249         int vsr_idx;
 250
 251         len = 0;
 252         pcb = td->td_pcb;
 253
 254         if (pcb->pcb_flags & PCB_VEC) {
 255                 save_vec_nodrop(td);
 256                 if (dst != NULL) {
 257                         len += elf64_populate_note(NT_PPC_VMX,
 258                             &pcb->pcb_vec, (char *)dst + len,
 259                             sizeof(pcb->pcb_vec), NULL);
 260                 } else
 261                         len += elf64_populate_note(NT_PPC_VMX, NULL, NULL,
 262                             sizeof(pcb->pcb_vec), NULL);
 263         }
 264
 265         if (pcb->pcb_flags & PCB_VSX) {
 266                 save_fpu_nodrop(td);
 267                 if (dst != NULL) {
 268                         /*
 269                          * Doubleword 0 of VSR0-VSR31 overlap with FPR0-FPR31 and
 270                          * VSR32-VSR63 overlap with VR0-VR31, so we only copy
 271                          * the non-overlapping data, which is doubleword 1 of VSR0-VSR31.
 272                          */
 273                         for (vsr_idx = 0; vsr_idx < nitems(vshr); vsr_idx++) {
 274                                 vsr_dw1 = (uint64_t *)&pcb->pcb_fpu.fpr[vsr_idx].vsr[2];
 275                                 vshr[vsr_idx] = *vsr_dw1;
 276                         }
 277                         len += elf64_populate_note(NT_PPC_VSX,
 278                             vshr, (char *)dst + len,
 279                             sizeof(vshr), NULL);
 280                 } else
 281                         len += elf64_populate_note(NT_PPC_VSX, NULL, NULL,
 282                             sizeof(vshr), NULL);
 283         }
 284
 285         *off = len;
 286 }
 287
 288 bool
 289 elf_is_ifunc_reloc(Elf_Size r_info)
 290 {
 291
 292         return (ELF_R_TYPE(r_info) == R_PPC_IRELATIVE);
 293 }
 294
 295 /* Process one elf relocation with addend. */
 296 static int
 297 elf_reloc_internal(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 298     int type, int local, elf_lookup_fn lookup)
 299 {
 300         Elf_Addr *where;
 301         Elf_Addr addr;
 302         Elf_Addr addend, val;
 303         Elf_Word rtype, symidx;
 304         const Elf_Rela *rela;
 305         int error;
 306
 307         switch (type) {
 308         case ELF_RELOC_REL:
 309                 panic("PPC only supports RELA relocations");
 310                 break;
 311         case ELF_RELOC_RELA:
 312                 rela = (const Elf_Rela *)data;
 313                 where = (Elf_Addr *) (relocbase + rela->r_offset);
 314                 addend = rela->r_addend;
 315                 rtype = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 316                 symidx = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 317                 break;
 318         default:
 319                 panic("elf_reloc: unknown relocation mode %d\n", type);
 320         }
 321
 322         switch (rtype) {
 323
 324         case R_PPC_NONE:
 325                 break;
 326
 327         case R_PPC64_ADDR64:    /* doubleword64 S + A */
 328                 error = lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 329                 if (error != 0)
 330                         return -1;
 331                 addr += addend;
 332                 *where = addr;
 333                 break;
 334
 335         case R_PPC_RELATIVE:    /* doubleword64 B + A */
 336                 *where = elf_relocaddr(lf, relocbase + addend);
 337                 break;
 338
 339         case R_PPC_JMP_SLOT:    /* function descriptor copy */
 340                 lookup(lf, symidx, 1, &addr);
 341 #if !defined(_CALL_ELF) || _CALL_ELF == 1
 342                 memcpy(where, (Elf_Addr *)addr, 3*sizeof(Elf_Addr));
 343 #else
 344                 *where = addr;
 345 #endif
 346                 __asm __volatile("dcbst 0,%0; sync" :: "r"(where) : "memory");
 347                 break;
 348
 349         case R_PPC_IRELATIVE:
 350                 addr = relocbase + addend;
 351                 val = ((Elf64_Addr (*)(void))addr)();
 352                 if (*where != val)
 353                         *where = val;
 354                 break;
 355
 356         default:
 357                 printf("kldload: unexpected relocation type %d\n",
 358                     (int) rtype);
 359                 return -1;
 360         }
 361         return(0);
 362 }
 363
 364 void
 365 elf_reloc_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase)
 366 {
 367         Elf_Rela *rela = NULL, *relalim;
 368         Elf_Addr relasz = 0;
 369         Elf_Addr *where;
 370
 371         /*
 372          * Extract the rela/relasz values from the dynamic section
 373          */
 374         for (; dynp->d_tag != DT_NULL; dynp++) {
 375                 switch (dynp->d_tag) {
 376                 case DT_RELA:
 377                         rela = (Elf_Rela *)(relocbase+dynp->d_un.d_ptr);
 378                         break;
 379                 case DT_RELASZ:
 380                         relasz = dynp->d_un.d_val;
 381                         break;
 382                 }
 383         }
 384
 385         /*
 386          * Relocate these values
 387          */
 388         relalim = (Elf_Rela *)((caddr_t)rela + relasz);
 389         for (; rela < relalim; rela++) {
 390                 if (ELF_R_TYPE(rela->r_info) != R_PPC_RELATIVE)
 391                         continue;
 392                 where = (Elf_Addr *)(relocbase + rela->r_offset);
 393                 *where = (Elf_Addr)(relocbase + rela->r_addend);
 394         }
 395 }
 396
 397 int
 398 elf_reloc(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data, int type,
 399     elf_lookup_fn lookup)
 400 {
 401
 402         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 0, lookup));
 403 }
 404
 405 int
 406 elf_reloc_local(linker_file_t lf, Elf_Addr relocbase, const void *data,
 407     int type, elf_lookup_fn lookup)
 408 {
 409
 410         return (elf_reloc_internal(lf, relocbase, data, type, 1, lookup));
 411 }
 412
 413 int
 414 elf_cpu_load_file(linker_file_t lf)
 415 {
 416         /* Only sync the cache for non-kernel modules */
 417         if (lf->id != 1)
 418                 __syncicache(lf->address, lf->size);
 419         return (0);
 420 }
 421
 422 int
 423 elf_cpu_unload_file(linker_file_t lf __unused)
 424 {
 425
 426         return (0);
 427 }
 428
 429 int
 430 elf_cpu_parse_dynamic(caddr_t loadbase __unused, Elf_Dyn *dynamic __unused)
 431 {
 432
 433         return (0);
 434 }