]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - libexec/rtld-elf/powerpc/reloc.c
MFC r270798:
[FreeBSD/stable/10.git] / libexec / rtld-elf / powerpc / reloc.c
1 /*      $NetBSD: ppc_reloc.c,v 1.10 2001/09/10 06:09:41 mycroft Exp $   */
2
3 /*-
4  * Copyright (C) 1998   Tsubai Masanari
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  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
16  *    derived from this software without specific prior written permission.
17  *
18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
19  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
20  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
21  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
22  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
23  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
24  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
25  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
26  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
27  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
28  *
29  * $FreeBSD$
30  */
31
32 #include <sys/param.h>
33 #include <sys/mman.h>
34
35 #include <errno.h>
36 #include <stdio.h>
37 #include <stdlib.h>
38 #include <string.h>
39 #include <unistd.h>
40 #include <machine/cpu.h>
41 #include <machine/atomic.h>
42 #include <machine/md_var.h>
43
44 #include "debug.h"
45 #include "rtld.h"
46
47 #define _ppc_ha(x) ((((u_int32_t)(x) & 0x8000) ? \
48                         ((u_int32_t)(x) + 0x10000) : (u_int32_t)(x)) >> 16)
49 #define _ppc_la(x) ((u_int32_t)(x) & 0xffff)
50
51 #define min(a,b) (((a) < (b)) ? (a) : (b))
52 #define max(a,b) (((a) > (b)) ? (a) : (b))
53
54 #define PLT_EXTENDED_BEGIN      (1 << 13)
55 #define JMPTAB_BASE(N)          (18 + N*2 + ((N > PLT_EXTENDED_BEGIN) ? \
56                                     (N - PLT_EXTENDED_BEGIN)*2 : 0))
57
58 /*
59  * Process the R_PPC_COPY relocations
60  */
61 int
62 do_copy_relocations(Obj_Entry *dstobj)
63 {
64         const Elf_Rela *relalim;
65         const Elf_Rela *rela;
66
67         /*
68          * COPY relocs are invalid outside of the main program
69          */
70         assert(dstobj->mainprog);
71
72         relalim = (const Elf_Rela *) ((caddr_t) dstobj->rela +
73             dstobj->relasize);
74         for (rela = dstobj->rela;  rela < relalim;  rela++) {
75                 void *dstaddr;
76                 const Elf_Sym *dstsym;
77                 const char *name;
78                 size_t size;
79                 const void *srcaddr;
80                 const Elf_Sym *srcsym = NULL;
81                 const Obj_Entry *srcobj, *defobj;
82                 SymLook req;
83                 int res;
84
85                 if (ELF_R_TYPE(rela->r_info) != R_PPC_COPY) {
86                         continue;
87                 }
88
89                 dstaddr = (void *) (dstobj->relocbase + rela->r_offset);
90                 dstsym = dstobj->symtab + ELF_R_SYM(rela->r_info);
91                 name = dstobj->strtab + dstsym->st_name;
92                 size = dstsym->st_size;
93                 symlook_init(&req, name);
94                 req.ventry = fetch_ventry(dstobj, ELF_R_SYM(rela->r_info));
95                 req.flags = SYMLOOK_EARLY;
96
97                 for (srcobj = dstobj->next;  srcobj != NULL;
98                      srcobj = srcobj->next) {
99                         res = symlook_obj(&req, srcobj);
100                         if (res == 0) {
101                                 srcsym = req.sym_out;
102                                 defobj = req.defobj_out;
103                                 break;
104                         }
105                 }
106
107                 if (srcobj == NULL) {
108                         _rtld_error("Undefined symbol \"%s\" "
109                                     " referenced from COPY"
110                                     " relocation in %s", name, dstobj->path);
111                         return (-1);
112                 }
113
114                 srcaddr = (const void *) (defobj->relocbase+srcsym->st_value);
115                 memcpy(dstaddr, srcaddr, size);
116                 dbg("copy_reloc: src=%p,dst=%p,size=%d\n",srcaddr,dstaddr,size);
117         }
118
119         return (0);
120 }
121
122
123 /*
124  * Perform early relocation of the run-time linker image
125  */
126 void
127 reloc_non_plt_self(Elf_Dyn *dynp, Elf_Addr relocbase)
128 {
129         const Elf_Rela *rela = 0, *relalim;
130         Elf_Addr relasz = 0;
131         Elf_Addr *where;
132
133         /*
134          * Extract the rela/relasz values from the dynamic section
135          */
136         for (; dynp->d_tag != DT_NULL; dynp++) {
137                 switch (dynp->d_tag) {
138                 case DT_RELA:
139                         rela = (const Elf_Rela *)(relocbase+dynp->d_un.d_ptr);
140                         break;
141                 case DT_RELASZ:
142                         relasz = dynp->d_un.d_val;
143                         break;
144                 }
145         }
146
147         /*
148          * Relocate these values
149          */
150         relalim = (const Elf_Rela *)((caddr_t)rela + relasz);
151         for (; rela < relalim; rela++) {
152                 where = (Elf_Addr *)(relocbase + rela->r_offset);
153                 *where = (Elf_Addr)(relocbase + rela->r_addend);
154         }
155 }
156
157
158 /*
159  * Relocate a non-PLT object with addend.
160  */
161 static int
162 reloc_nonplt_object(Obj_Entry *obj_rtld, Obj_Entry *obj, const Elf_Rela *rela,
163     SymCache *cache, int flags, RtldLockState *lockstate)
164 {
165         Elf_Addr        *where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
166         const Elf_Sym   *def;
167         const Obj_Entry *defobj;
168         Elf_Addr         tmp;
169
170         switch (ELF_R_TYPE(rela->r_info)) {
171
172         case R_PPC_NONE:
173                 break;
174
175         case R_PPC_ADDR32:    /* word32 S + A */
176         case R_PPC_GLOB_DAT:  /* word32 S + A */
177                 def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
178                     flags, cache, lockstate);
179                 if (def == NULL) {
180                         return (-1);
181                 }
182
183                 tmp = (Elf_Addr)(defobj->relocbase + def->st_value +
184                     rela->r_addend);
185
186                 /* Don't issue write if unnecessary; avoid COW page fault */
187                 if (*where != tmp) {
188                         *where = tmp;
189                 }
190                 break;
191
192         case R_PPC_RELATIVE:  /* word32 B + A */
193                 tmp = (Elf_Addr)(obj->relocbase + rela->r_addend);
194
195                 /* As above, don't issue write unnecessarily */
196                 if (*where != tmp) {
197                         *where = tmp;
198                 }
199                 break;
200
201         case R_PPC_COPY:
202                 /*
203                  * These are deferred until all other relocations
204                  * have been done.  All we do here is make sure
205                  * that the COPY relocation is not in a shared
206                  * library.  They are allowed only in executable
207                  * files.
208                  */
209                 if (!obj->mainprog) {
210                         _rtld_error("%s: Unexpected R_COPY "
211                                     " relocation in shared library",
212                                     obj->path);
213                         return (-1);
214                 }
215                 break;
216
217         case R_PPC_JMP_SLOT:
218                 /*
219                  * These will be handled by the plt/jmpslot routines
220                  */
221                 break;
222
223         case R_PPC_DTPMOD32:
224                 def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
225                     flags, cache, lockstate);
226
227                 if (def == NULL)
228                         return (-1);
229
230                 *where = (Elf_Addr) defobj->tlsindex;
231
232                 break;
233
234         case R_PPC_TPREL32:
235                 def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
236                     flags, cache, lockstate);
237
238                 if (def == NULL)
239                         return (-1);
240
241                 /*
242                  * We lazily allocate offsets for static TLS as we
243                  * see the first relocation that references the
244                  * TLS block. This allows us to support (small
245                  * amounts of) static TLS in dynamically loaded
246                  * modules. If we run out of space, we generate an
247                  * error.
248                  */
249                 if (!defobj->tls_done) {
250                         if (!allocate_tls_offset((Obj_Entry*) defobj)) {
251                                 _rtld_error("%s: No space available for static "
252                                     "Thread Local Storage", obj->path);
253                                 return (-1);
254                         }
255                 }
256
257                 *(Elf_Addr **)where = *where * sizeof(Elf_Addr)
258                     + (Elf_Addr *)(def->st_value + rela->r_addend 
259                     + defobj->tlsoffset - TLS_TP_OFFSET);
260                 
261                 break;
262                 
263         case R_PPC_DTPREL32:
264                 def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
265                     flags, cache, lockstate);
266
267                 if (def == NULL)
268                         return (-1);
269
270                 *where += (Elf_Addr)(def->st_value + rela->r_addend 
271                     - TLS_DTV_OFFSET);
272
273                 break;
274                 
275         default:
276                 _rtld_error("%s: Unsupported relocation type %d"
277                             " in non-PLT relocations\n", obj->path,
278                             ELF_R_TYPE(rela->r_info));
279                 return (-1);
280         }
281         return (0);
282 }
283
284
285 /*
286  * Process non-PLT relocations
287  */
288 int
289 reloc_non_plt(Obj_Entry *obj, Obj_Entry *obj_rtld, int flags,
290     RtldLockState *lockstate)
291 {
292         const Elf_Rela *relalim;
293         const Elf_Rela *rela;
294         SymCache *cache;
295         int r = -1;
296
297         if ((flags & SYMLOOK_IFUNC) != 0)
298                 /* XXX not implemented */
299                 return (0);
300
301         /*
302          * The dynamic loader may be called from a thread, we have
303          * limited amounts of stack available so we cannot use alloca().
304          */
305         if (obj != obj_rtld) {
306                 cache = calloc(obj->dynsymcount, sizeof(SymCache));
307                 /* No need to check for NULL here */
308         } else
309                 cache = NULL;
310
311         /*
312          * From the SVR4 PPC ABI:
313          * "The PowerPC family uses only the Elf32_Rela relocation
314          *  entries with explicit addends."
315          */
316         relalim = (const Elf_Rela *)((caddr_t)obj->rela + obj->relasize);
317         for (rela = obj->rela; rela < relalim; rela++) {
318                 if (reloc_nonplt_object(obj_rtld, obj, rela, cache, flags,
319                     lockstate) < 0)
320                         goto done;
321         }
322         r = 0;
323 done:
324         if (cache != NULL)
325                 free(cache);
326
327         /* Synchronize icache for text seg in case we made any changes */
328         __syncicache(obj->mapbase, obj->textsize);
329
330         return (r);
331 }
332
333 /*
334  * Initialise a PLT slot to the resolving trampoline
335  */
336 static int
337 reloc_plt_object(Obj_Entry *obj, const Elf_Rela *rela)
338 {
339         Elf_Word *where = (Elf_Word *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
340         Elf_Addr *pltresolve, *pltlongresolve, *jmptab;
341         Elf_Addr distance;
342         int N = obj->pltrelasize / sizeof(Elf_Rela);
343         int reloff;
344
345         reloff = rela - obj->pltrela;
346
347         if (reloff < 0)
348                 return (-1);
349
350         pltlongresolve = obj->pltgot + 5;
351         pltresolve = pltlongresolve + 5;
352
353         distance = (Elf_Addr)pltresolve - (Elf_Addr)(where + 1);
354
355         dbg(" reloc_plt_object: where=%p,pltres=%p,reloff=%x,distance=%x",
356             (void *)where, (void *)pltresolve, reloff, distance);
357
358         if (reloff < PLT_EXTENDED_BEGIN) {
359                 /* li   r11,reloff  */
360                 /* b    pltresolve  */
361                 where[0] = 0x39600000 | reloff;
362                 where[1] = 0x48000000 | (distance & 0x03fffffc);
363         } else {
364                 jmptab = obj->pltgot + JMPTAB_BASE(N);
365                 jmptab[reloff] = (u_int)pltlongresolve;
366
367                 /* lis  r11,jmptab[reloff]@ha */
368                 /* lwzu r12,jmptab[reloff]@l(r11) */
369                 /* mtctr r12 */
370                 /* bctr */
371                 where[0] = 0x3d600000 | _ppc_ha(&jmptab[reloff]);
372                 where[1] = 0x858b0000 | _ppc_la(&jmptab[reloff]);
373                 where[2] = 0x7d8903a6;
374                 where[3] = 0x4e800420;
375         }
376                 
377
378         /*
379          * The icache will be sync'd in reloc_plt, which is called
380          * after all the slots have been updated
381          */
382
383         return (0);
384 }
385
386
387 /*
388  * Process the PLT relocations.
389  */
390 int
391 reloc_plt(Obj_Entry *obj)
392 {
393         const Elf_Rela *relalim;
394         const Elf_Rela *rela;
395         int N = obj->pltrelasize / sizeof(Elf_Rela);
396
397         if (obj->pltrelasize != 0) {
398
399                 relalim = (const Elf_Rela *)((char *)obj->pltrela +
400                     obj->pltrelasize);
401                 for (rela = obj->pltrela;  rela < relalim;  rela++) {
402                         assert(ELF_R_TYPE(rela->r_info) == R_PPC_JMP_SLOT);
403
404                         if (reloc_plt_object(obj, rela) < 0) {
405                                 return (-1);
406                         }
407                 }
408         }
409
410         /*
411          * Sync the icache for the byte range represented by the
412          * trampoline routines and call slots.
413          */
414         if (obj->pltgot != NULL)
415                 __syncicache(obj->pltgot, JMPTAB_BASE(N)*4);
416
417         return (0);
418 }
419
420
421 /*
422  * LD_BIND_NOW was set - force relocation for all jump slots
423  */
424 int
425 reloc_jmpslots(Obj_Entry *obj, int flags, RtldLockState *lockstate)
426 {
427         const Obj_Entry *defobj;
428         const Elf_Rela *relalim;
429         const Elf_Rela *rela;
430         const Elf_Sym *def;
431         Elf_Addr *where;
432         Elf_Addr target;
433
434         relalim = (const Elf_Rela *)((char *)obj->pltrela + obj->pltrelasize);
435         for (rela = obj->pltrela; rela < relalim; rela++) {
436                 assert(ELF_R_TYPE(rela->r_info) == R_PPC_JMP_SLOT);
437                 where = (Elf_Addr *)(obj->relocbase + rela->r_offset);
438                 def = find_symdef(ELF_R_SYM(rela->r_info), obj, &defobj,
439                     SYMLOOK_IN_PLT | flags, NULL, lockstate);
440                 if (def == NULL) {
441                         dbg("reloc_jmpslots: sym not found");
442                         return (-1);
443                 }
444
445                 target = (Elf_Addr)(defobj->relocbase + def->st_value);
446
447 #if 0
448                 /* PG XXX */
449                 dbg("\"%s\" in \"%s\" --> %p in \"%s\"",
450                     defobj->strtab + def->st_name, basename(obj->path),
451                     (void *)target, basename(defobj->path));
452 #endif
453
454                 reloc_jmpslot(where, target, defobj, obj,
455                     (const Elf_Rel *) rela);
456         }
457
458         obj->jmpslots_done = true;
459
460         return (0);
461 }
462
463
464 /*
465  * Update the value of a PLT jump slot. Branch directly to the target if
466  * it is within +/- 32Mb, otherwise go indirectly via the pltcall
467  * trampoline call and jump table.
468  */
469 Elf_Addr
470 reloc_jmpslot(Elf_Addr *wherep, Elf_Addr target, const Obj_Entry *defobj,
471               const Obj_Entry *obj, const Elf_Rel *rel)
472 {
473         Elf_Addr offset;
474         const Elf_Rela *rela = (const Elf_Rela *) rel;
475
476         dbg(" reloc_jmpslot: where=%p, target=%p",
477             (void *)wherep, (void *)target);
478
479         /*
480          * At the PLT entry pointed at by `wherep', construct
481          * a direct transfer to the now fully resolved function
482          * address.
483          */
484         offset = target - (Elf_Addr)wherep;
485
486         if (abs(offset) < 32*1024*1024) {     /* inside 32MB? */
487                 /* b    value   # branch directly */
488                 *wherep = 0x48000000 | (offset & 0x03fffffc);
489                 __syncicache(wherep, 4);
490         } else {
491                 Elf_Addr *pltcall, *jmptab;
492                 int distance;
493                 int N = obj->pltrelasize / sizeof(Elf_Rela);
494                 int reloff = rela - obj->pltrela;
495
496                 if (reloff < 0)
497                         return (-1);
498
499                 pltcall = obj->pltgot;
500
501                 dbg(" reloc_jmpslot: indir, reloff=%x, N=%x\n",
502                     reloff, N);
503
504                 jmptab = obj->pltgot + JMPTAB_BASE(N);
505                 jmptab[reloff] = target;
506                 mb(); /* Order jmptab update before next changes */
507
508                 if (reloff < PLT_EXTENDED_BEGIN) {
509                         /* for extended PLT entries, we keep the old code */
510
511                         distance = (Elf_Addr)pltcall - (Elf_Addr)(wherep + 1);
512
513                         /* li   r11,reloff */
514                         /* b    pltcall  # use indirect pltcall routine */
515
516                         /* first instruction same as before */
517                         wherep[1] = 0x48000000 | (distance & 0x03fffffc);
518                         __syncicache(wherep, 8);
519                 }
520         }
521
522         return (target);
523 }
524
525 int
526 reloc_iresolve(Obj_Entry *obj, struct Struct_RtldLockState *lockstate)
527 {
528
529         /* XXX not implemented */
530         return (0);
531 }
532
533 int
534 reloc_gnu_ifunc(Obj_Entry *obj, int flags,
535     struct Struct_RtldLockState *lockstate)
536 {
537
538         /* XXX not implemented */
539         return (0);
540 }
541
542 /*
543  * Setup the plt glue routines.
544  */
545 #define PLTCALL_SIZE            20
546 #define PLTLONGRESOLVE_SIZE     20
547 #define PLTRESOLVE_SIZE         24
548
549 void
550 init_pltgot(Obj_Entry *obj)
551 {
552         Elf_Word *pltcall, *pltresolve, *pltlongresolve;
553         Elf_Word *jmptab;
554         int N = obj->pltrelasize / sizeof(Elf_Rela);
555
556         pltcall = obj->pltgot;
557
558         if (pltcall == NULL) {
559                 return;
560         }
561
562         /*
563          * From the SVR4 PPC ABI:
564          *
565          * 'The first 18 words (72 bytes) of the PLT are reserved for
566          * use by the dynamic linker.
567          *   ...
568          * 'If the executable or shared object requires N procedure
569          *  linkage table entries, the link editor shall reserve 3*N
570          *  words (12*N bytes) following the 18 reserved words. The
571          *  first 2*N of these words are the procedure linkage table
572          *  entries themselves. The static linker directs calls to bytes
573          *  (72 + (i-1)*8), for i between 1 and N inclusive. The remaining
574          *  N words (4*N bytes) are reserved for use by the dynamic linker.'
575          */
576
577         /*
578          * Copy the absolute-call assembler stub into the first part of
579          * the reserved PLT area.
580          */
581         memcpy(pltcall, _rtld_powerpc_pltcall, PLTCALL_SIZE);
582
583         /*
584          * Determine the address of the jumptable, which is the dyn-linker
585          * reserved area after the call cells. Write the absolute address
586          * of the jumptable into the absolute-call assembler code so it
587          * can determine this address.
588          */
589         jmptab = obj->pltgot + JMPTAB_BASE(N);
590         pltcall[1] |= _ppc_ha(jmptab);     /* addis 11,11,jmptab@ha */
591         pltcall[2] |= _ppc_la(jmptab);     /* lwz   11,jmptab@l(11) */
592
593         /*
594          * Skip down 20 bytes into the initial reserved area and copy
595          * in the standard resolving assembler call. Into this assembler,
596          * insert the absolute address of the _rtld_bind_start routine
597          * and the address of the relocation object.
598          *
599          * We place pltlongresolve first, so it can fix up its arguments
600          * and then fall through to the regular PLT resolver.
601          */
602         pltlongresolve = obj->pltgot + 5;
603
604         memcpy(pltlongresolve, _rtld_powerpc_pltlongresolve,
605             PLTLONGRESOLVE_SIZE);
606         pltlongresolve[0] |= _ppc_ha(jmptab);   /* lis  12,jmptab@ha    */
607         pltlongresolve[1] |= _ppc_la(jmptab);   /* addi 12,12,jmptab@l  */
608
609         pltresolve = pltlongresolve + PLTLONGRESOLVE_SIZE/sizeof(uint32_t);
610         memcpy(pltresolve, _rtld_powerpc_pltresolve, PLTRESOLVE_SIZE);
611         pltresolve[0] |= _ppc_ha(_rtld_bind_start);
612         pltresolve[1] |= _ppc_la(_rtld_bind_start);
613         pltresolve[3] |= _ppc_ha(obj);
614         pltresolve[4] |= _ppc_la(obj);
615
616         /*
617          * The icache will be sync'd in reloc_plt, which is called
618          * after all the slots have been updated
619          */
620 }
621
622 void
623 allocate_initial_tls(Obj_Entry *list)
624 {
625         register Elf_Addr **tp __asm__("r2");
626         Elf_Addr **_tp;
627
628         /*
629         * Fix the size of the static TLS block by using the maximum
630         * offset allocated so far and adding a bit for dynamic modules to
631         * use.
632         */
633
634         tls_static_space = tls_last_offset + tls_last_size + RTLD_STATIC_TLS_EXTRA;
635
636         _tp = (Elf_Addr **) ((char *) allocate_tls(list, NULL, TLS_TCB_SIZE, 8) 
637             + TLS_TP_OFFSET + TLS_TCB_SIZE);
638
639         /*
640          * XXX gcc seems to ignore 'tp = _tp;' 
641          */
642          
643         __asm __volatile("mr %0,%1" : "=r"(tp) : "r"(_tp));
644 }
645
646 void*
647 __tls_get_addr(tls_index* ti)
648 {
649         register Elf_Addr **tp __asm__("r2");
650         char *p;
651
652         p = tls_get_addr_common((Elf_Addr**)((Elf_Addr)tp - TLS_TP_OFFSET 
653             - TLS_TCB_SIZE), ti->ti_module, ti->ti_offset);
654
655         return (p + TLS_DTV_OFFSET);
656 }