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