arch/s390/kernel/module.c

   1 /*
   2  *  Kernel module help for s390.
   3  *
   4  *  S390 version
   5  *    Copyright IBM Corp. 2002, 2003
   6  *    Author(s): Arnd Bergmann (arndb@de.ibm.com)
   7  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
   8  *
   9  *  based on i386 version
  10  *    Copyright (C) 2001 Rusty Russell.
  11  *
  12  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  13  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  14  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  15  *  (at your option) any later version.
  16  *
  17  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  18  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20  *  GNU General Public License for more details.
  21  *
  22  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  23  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  24  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  25  */
  26 #include <linux/module.h>
  27 #include <linux/elf.h>
  28 #include <linux/vmalloc.h>
  29 #include <linux/fs.h>
  30 #include <linux/string.h>
  31 #include <linux/kernel.h>
  32 #include <linux/moduleloader.h>
  33 #include <linux/bug.h>
  34
  35 #if 0
  36 #define DEBUGP printk
  37 #else
  38 #define DEBUGP(fmt , ...)
  39 #endif
  40
  41 #ifndef CONFIG_64BIT
  42 #define PLT_ENTRY_SIZE 12
  43 #else /* CONFIG_64BIT */
  44 #define PLT_ENTRY_SIZE 20
  45 #endif /* CONFIG_64BIT */
  46
  47 /* Free memory returned from module_alloc */
  48 void module_free(struct module *mod, void *module_region)
  49 {
  50         if (mod) {
  51                 vfree(mod->arch.syminfo);
  52                 mod->arch.syminfo = NULL;
  53         }
  54         vfree(module_region);
  55 }
  56
  57 static void
  58 check_rela(Elf_Rela *rela, struct module *me)
  59 {
  60         struct mod_arch_syminfo *info;
  61
  62         info = me->arch.syminfo + ELF_R_SYM (rela->r_info);
  63         switch (ELF_R_TYPE (rela->r_info)) {
  64         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
  65         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
  66         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
  67         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
  68         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
  69         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
  70         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
  71         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
  72         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
  73         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
  74         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
  75         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
  76                 if (info->got_offset == -1UL) {
  77                         info->got_offset = me->arch.got_size;
  78                         me->arch.got_size += sizeof(void*);
  79                 }
  80                 break;
  81         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  82         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  83         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
  84         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
  85         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  86         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
  87         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  88                 if (info->plt_offset == -1UL) {
  89                         info->plt_offset = me->arch.plt_size;
  90                         me->arch.plt_size += PLT_ENTRY_SIZE;
  91                 }
  92                 break;
  93         case R_390_COPY:
  94         case R_390_GLOB_DAT:
  95         case R_390_JMP_SLOT:
  96         case R_390_RELATIVE:
  97                 /* Only needed if we want to support loading of
  98                    modules linked with -shared. */
  99                 break;
 100         }
 101 }
 102
 103 /*
 104  * Account for GOT and PLT relocations. We can't add sections for
 105  * got and plt but we can increase the core module size.
 106  */
 107 int
 108 module_frob_arch_sections(Elf_Ehdr *hdr, Elf_Shdr *sechdrs,
 109                           char *secstrings, struct module *me)
 110 {
 111         Elf_Shdr *symtab;
 112         Elf_Sym *symbols;
 113         Elf_Rela *rela;
 114         char *strings;
 115         int nrela, i, j;
 116
 117         /* Find symbol table and string table. */
 118         symtab = NULL;
 119         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++)
 120                 switch (sechdrs[i].sh_type) {
 121                 case SHT_SYMTAB:
 122                         symtab = sechdrs + i;
 123                         break;
 124                 }
 125         if (!symtab) {
 126                 printk(KERN_ERR "module %s: no symbol table\n", me->name);
 127                 return -ENOEXEC;
 128         }
 129
 130         /* Allocate one syminfo structure per symbol. */
 131         me->arch.nsyms = symtab->sh_size / sizeof(Elf_Sym);
 132         me->arch.syminfo = vmalloc(me->arch.nsyms *
 133                                    sizeof(struct mod_arch_syminfo));
 134         if (!me->arch.syminfo)
 135                 return -ENOMEM;
 136         symbols = (void *) hdr + symtab->sh_offset;
 137         strings = (void *) hdr + sechdrs[symtab->sh_link].sh_offset;
 138         for (i = 0; i < me->arch.nsyms; i++) {
 139                 if (symbols[i].st_shndx == SHN_UNDEF &&
 140                     strcmp(strings + symbols[i].st_name,
 141                            "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_") == 0)
 142                         /* "Define" it as absolute. */
 143                         symbols[i].st_shndx = SHN_ABS;
 144                 me->arch.syminfo[i].got_offset = -1UL;
 145                 me->arch.syminfo[i].plt_offset = -1UL;
 146                 me->arch.syminfo[i].got_initialized = 0;
 147                 me->arch.syminfo[i].plt_initialized = 0;
 148         }
 149
 150         /* Search for got/plt relocations. */
 151         me->arch.got_size = me->arch.plt_size = 0;
 152         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
 153                 if (sechdrs[i].sh_type != SHT_RELA)
 154                         continue;
 155                 nrela = sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 156                 rela = (void *) hdr + sechdrs[i].sh_offset;
 157                 for (j = 0; j < nrela; j++)
 158                         check_rela(rela + j, me);
 159         }
 160
 161         /* Increase core size by size of got & plt and set start
 162            offsets for got and plt. */
 163         me->core_size = ALIGN(me->core_size, 4);
 164         me->arch.got_offset = me->core_size;
 165         me->core_size += me->arch.got_size;
 166         me->arch.plt_offset = me->core_size;
 167         me->core_size += me->arch.plt_size;
 168         return 0;
 169 }
 170
 171 static int
 172 apply_rela(Elf_Rela *rela, Elf_Addr base, Elf_Sym *symtab,
 173            struct module *me)
 174 {
 175         struct mod_arch_syminfo *info;
 176         Elf_Addr loc, val;
 177         int r_type, r_sym;
 178
 179         /* This is where to make the change */
 180         loc = base + rela->r_offset;
 181         /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 182            undefined symbols have been resolved.  */
 183         r_sym = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 184         r_type = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 185         info = me->arch.syminfo + r_sym;
 186         val = symtab[r_sym].st_value;
 187
 188         switch (r_type) {
 189         case R_390_8:           /* Direct 8 bit.   */
 190         case R_390_12:          /* Direct 12 bit.  */
 191         case R_390_16:          /* Direct 16 bit.  */
 192         case R_390_20:          /* Direct 20 bit.  */
 193         case R_390_32:          /* Direct 32 bit.  */
 194         case R_390_64:          /* Direct 64 bit.  */
 195                 val += rela->r_addend;
 196                 if (r_type == R_390_8)
 197                         *(unsigned char *) loc = val;
 198                 else if (r_type == R_390_12)
 199                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 200                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 201                 else if (r_type == R_390_16)
 202                         *(unsigned short *) loc = val;
 203                 else if (r_type == R_390_20)
 204                         *(unsigned int *) loc =
 205                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 206                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 207                 else if (r_type == R_390_32)
 208                         *(unsigned int *) loc = val;
 209                 else if (r_type == R_390_64)
 210                         *(unsigned long *) loc = val;
 211                 break;
 212         case R_390_PC16:        /* PC relative 16 bit.  */
 213         case R_390_PC16DBL:     /* PC relative 16 bit shifted by 1.  */
 214         case R_390_PC32DBL:     /* PC relative 32 bit shifted by 1.  */
 215         case R_390_PC32:        /* PC relative 32 bit.  */
 216         case R_390_PC64:        /* PC relative 64 bit.  */
 217                 val += rela->r_addend - loc;
 218                 if (r_type == R_390_PC16)
 219                         *(unsigned short *) loc = val;
 220                 else if (r_type == R_390_PC16DBL)
 221                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 222                 else if (r_type == R_390_PC32DBL)
 223                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 224                 else if (r_type == R_390_PC32)
 225                         *(unsigned int *) loc = val;
 226                 else if (r_type == R_390_PC64)
 227                         *(unsigned long *) loc = val;
 228                 break;
 229         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
 230         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
 231         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
 232         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
 233         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
 234         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
 235         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
 236         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
 237         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
 238         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
 239         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
 240         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
 241                 if (info->got_initialized == 0) {
 242                         Elf_Addr *gotent;
 243
 244                         gotent = me->module_core + me->arch.got_offset +
 245                                 info->got_offset;
 246                         *gotent = val;
 247                         info->got_initialized = 1;
 248                 }
 249                 val = info->got_offset + rela->r_addend;
 250                 if (r_type == R_390_GOT12 ||
 251                     r_type == R_390_GOTPLT12)
 252                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 253                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 254                 else if (r_type == R_390_GOT16 ||
 255                          r_type == R_390_GOTPLT16)
 256                         *(unsigned short *) loc = val;
 257                 else if (r_type == R_390_GOT20 ||
 258                          r_type == R_390_GOTPLT20)
 259                         *(unsigned int *) loc =
 260                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 261                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 262                 else if (r_type == R_390_GOT32 ||
 263                          r_type == R_390_GOTPLT32)
 264                         *(unsigned int *) loc = val;
 265                 else if (r_type == R_390_GOTENT ||
 266                          r_type == R_390_GOTPLTENT)
 267                         *(unsigned int *) loc =
 268                                 (val + (Elf_Addr) me->module_core - loc) >> 1;
 269                 else if (r_type == R_390_GOT64 ||
 270                          r_type == R_390_GOTPLT64)
 271                         *(unsigned long *) loc = val;
 272                 break;
 273         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 274         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 275         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
 276         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
 277         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 278         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
 279         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 280                 if (info->plt_initialized == 0) {
 281                         unsigned int *ip;
 282                         ip = me->module_core + me->arch.plt_offset +
 283                                 info->plt_offset;
 284 #ifndef CONFIG_64BIT
 285                         ip[0] = 0x0d105810; /* basr 1,0; l 1,6(1); br 1 */
 286                         ip[1] = 0x100607f1;
 287                         ip[2] = val;
 288 #else /* CONFIG_64BIT */
 289                         ip[0] = 0x0d10e310; /* basr 1,0; lg 1,10(1); br 1 */
 290                         ip[1] = 0x100a0004;
 291                         ip[2] = 0x07f10000;
 292                         ip[3] = (unsigned int) (val >> 32);
 293                         ip[4] = (unsigned int) val;
 294 #endif /* CONFIG_64BIT */
 295                         info->plt_initialized = 1;
 296                 }
 297                 if (r_type == R_390_PLTOFF16 ||
 298                     r_type == R_390_PLTOFF32 ||
 299                     r_type == R_390_PLTOFF64)
 300                         val = me->arch.plt_offset - me->arch.got_offset +
 301                                 info->plt_offset + rela->r_addend;
 302                 else {
 303                         if (!((r_type == R_390_PLT16DBL &&
 304                                val - loc + 0xffffUL < 0x1ffffeUL) ||
 305                               (r_type == R_390_PLT32DBL &&
 306                                val - loc + 0xffffffffULL < 0x1fffffffeULL)))
 307                                 val = (Elf_Addr) me->module_core +
 308                                         me->arch.plt_offset +
 309                                         info->plt_offset;
 310                         val += rela->r_addend - loc;
 311                 }
 312                 if (r_type == R_390_PLT16DBL)
 313                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 314                 else if (r_type == R_390_PLTOFF16)
 315                         *(unsigned short *) loc = val;
 316                 else if (r_type == R_390_PLT32DBL)
 317                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 318                 else if (r_type == R_390_PLT32 ||
 319                          r_type == R_390_PLTOFF32)
 320                         *(unsigned int *) loc = val;
 321                 else if (r_type == R_390_PLT64 ||
 322                          r_type == R_390_PLTOFF64)
 323                         *(unsigned long *) loc = val;
 324                 break;
 325         case R_390_GOTOFF16:    /* 16 bit offset to GOT.  */
 326         case R_390_GOTOFF32:    /* 32 bit offset to GOT.  */
 327         case R_390_GOTOFF64:    /* 64 bit offset to GOT. */
 328                 val = val + rela->r_addend -
 329                         ((Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset);
 330                 if (r_type == R_390_GOTOFF16)
 331                         *(unsigned short *) loc = val;
 332                 else if (r_type == R_390_GOTOFF32)
 333                         *(unsigned int *) loc = val;
 334                 else if (r_type == R_390_GOTOFF64)
 335                         *(unsigned long *) loc = val;
 336                 break;
 337         case R_390_GOTPC:       /* 32 bit PC relative offset to GOT. */
 338         case R_390_GOTPCDBL:    /* 32 bit PC rel. off. to GOT shifted by 1. */
 339                 val = (Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset +
 340                         rela->r_addend - loc;
 341                 if (r_type == R_390_GOTPC)
 342                         *(unsigned int *) loc = val;
 343                 else if (r_type == R_390_GOTPCDBL)
 344                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 345                 break;
 346         case R_390_COPY:
 347         case R_390_GLOB_DAT:    /* Create GOT entry.  */
 348         case R_390_JMP_SLOT:    /* Create PLT entry.  */
 349         case R_390_RELATIVE:    /* Adjust by program base.  */
 350                 /* Only needed if we want to support loading of
 351                    modules linked with -shared. */
 352                 break;
 353         default:
 354                 printk(KERN_ERR "module %s: Unknown relocation: %u\n",
 355                        me->name, r_type);
 356                 return -ENOEXEC;
 357         }
 358         return 0;
 359 }
 360
 361 int
 362 apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 363                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 364                    struct module *me)
 365 {
 366         Elf_Addr base;
 367         Elf_Sym *symtab;
 368         Elf_Rela *rela;
 369         unsigned long i, n;
 370         int rc;
 371
 372         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 373                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 374         base = sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr;
 375         symtab = (Elf_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr;
 376         rela = (Elf_Rela *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 377         n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 378
 379         for (i = 0; i < n; i++, rela++) {
 380                 rc = apply_rela(rela, base, symtab, me);
 381                 if (rc)
 382                         return rc;
 383         }
 384         return 0;
 385 }
 386
 387 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 388                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 389                     struct module *me)
 390 {
 391         vfree(me->arch.syminfo);
 392         me->arch.syminfo = NULL;
 393         return 0;
 394 }