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