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