arch/ia64/kernel/module.c

   1 /*
   2  * IA-64-specific support for kernel module loader.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2003 Hewlett-Packard Co
   5  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
   6  *
   7  * Loosely based on patch by Rusty Russell.
   8  */
   9
  10 /* relocs tested so far:
  11
  12    DIR64LSB
  13    FPTR64LSB
  14    GPREL22
  15    LDXMOV
  16    LDXMOV
  17    LTOFF22
  18    LTOFF22X
  19    LTOFF22X
  20    LTOFF_FPTR22
  21    PCREL21B     (for br.call only; br.cond is not supported out of modules!)
  22    PCREL60B     (for brl.cond only; brl.call is not supported for modules!)
  23    PCREL64LSB
  24    SECREL32LSB
  25    SEGREL64LSB
  26  */
  27
  28
  29 #include <linux/kernel.h>
  30 #include <linux/sched.h>
  31 #include <linux/elf.h>
  32 #include <linux/moduleloader.h>
  33 #include <linux/string.h>
  34 #include <linux/vmalloc.h>
  35
  36 #include <asm/patch.h>
  37 #include <asm/unaligned.h>
  38
  39 #define ARCH_MODULE_DEBUG 0
  40
  41 #if ARCH_MODULE_DEBUG
  42 # define DEBUGP printk
  43 # define inline
  44 #else
  45 # define DEBUGP(fmt , a...)
  46 #endif
  47
  48 #ifdef CONFIG_ITANIUM
  49 # define USE_BRL        0
  50 #else
  51 # define USE_BRL        1
  52 #endif
  53
  54 #define MAX_LTOFF       ((uint64_t) (1 << 22))  /* max. allowable linkage-table offset */
  55
  56 /* Define some relocation helper macros/types: */
  57
  58 #define FORMAT_SHIFT    0
  59 #define FORMAT_BITS     3
  60 #define FORMAT_MASK     ((1 << FORMAT_BITS) - 1)
  61 #define VALUE_SHIFT     3
  62 #define VALUE_BITS      5
  63 #define VALUE_MASK      ((1 << VALUE_BITS) - 1)
  64
  65 enum reloc_target_format {
  66         /* direct encoded formats: */
  67         RF_NONE = 0,
  68         RF_INSN14 = 1,
  69         RF_INSN22 = 2,
  70         RF_INSN64 = 3,
  71         RF_32MSB = 4,
  72         RF_32LSB = 5,
  73         RF_64MSB = 6,
  74         RF_64LSB = 7,
  75
  76         /* formats that cannot be directly decoded: */
  77         RF_INSN60,
  78         RF_INSN21B,     /* imm21 form 1 */
  79         RF_INSN21M,     /* imm21 form 2 */
  80         RF_INSN21F      /* imm21 form 3 */
  81 };
  82
  83 enum reloc_value_formula {
  84         RV_DIRECT = 4,          /* S + A */
  85         RV_GPREL = 5,           /* @gprel(S + A) */
  86         RV_LTREL = 6,           /* @ltoff(S + A) */
  87         RV_PLTREL = 7,          /* @pltoff(S + A) */
  88         RV_FPTR = 8,            /* @fptr(S + A) */
  89         RV_PCREL = 9,           /* S + A - P */
  90         RV_LTREL_FPTR = 10,     /* @ltoff(@fptr(S + A)) */
  91         RV_SEGREL = 11,         /* @segrel(S + A) */
  92         RV_SECREL = 12,         /* @secrel(S + A) */
  93         RV_BDREL = 13,          /* BD + A */
  94         RV_LTV = 14,            /* S + A (like RV_DIRECT, except frozen at static link-time) */
  95         RV_PCREL2 = 15,         /* S + A - P */
  96         RV_SPECIAL = 16,        /* various (see below) */
  97         RV_RSVD17 = 17,
  98         RV_TPREL = 18,          /* @tprel(S + A) */
  99         RV_LTREL_TPREL = 19,    /* @ltoff(@tprel(S + A)) */
 100         RV_DTPMOD = 20,         /* @dtpmod(S + A) */
 101         RV_LTREL_DTPMOD = 21,   /* @ltoff(@dtpmod(S + A)) */
 102         RV_DTPREL = 22,         /* @dtprel(S + A) */
 103         RV_LTREL_DTPREL = 23,   /* @ltoff(@dtprel(S + A)) */
 104         RV_RSVD24 = 24,
 105         RV_RSVD25 = 25,
 106         RV_RSVD26 = 26,
 107         RV_RSVD27 = 27
 108         /* 28-31 reserved for implementation-specific purposes.  */
 109 };
 110
 111 #define N(reloc)        [R_IA64_##reloc] = #reloc
 112
 113 static const char *reloc_name[256] = {
 114         N(NONE),                N(IMM14),               N(IMM22),               N(IMM64),
 115         N(DIR32MSB),            N(DIR32LSB),            N(DIR64MSB),            N(DIR64LSB),
 116         N(GPREL22),             N(GPREL64I),            N(GPREL32MSB),          N(GPREL32LSB),
 117         N(GPREL64MSB),          N(GPREL64LSB),          N(LTOFF22),             N(LTOFF64I),
 118         N(PLTOFF22),            N(PLTOFF64I),           N(PLTOFF64MSB),         N(PLTOFF64LSB),
 119         N(FPTR64I),             N(FPTR32MSB),           N(FPTR32LSB),           N(FPTR64MSB),
 120         N(FPTR64LSB),           N(PCREL60B),            N(PCREL21B),            N(PCREL21M),
 121         N(PCREL21F),            N(PCREL32MSB),          N(PCREL32LSB),          N(PCREL64MSB),
 122         N(PCREL64LSB),          N(LTOFF_FPTR22),        N(LTOFF_FPTR64I),       N(LTOFF_FPTR32MSB),
 123         N(LTOFF_FPTR32LSB),     N(LTOFF_FPTR64MSB),     N(LTOFF_FPTR64LSB),     N(SEGREL32MSB),
 124         N(SEGREL32LSB),         N(SEGREL64MSB),         N(SEGREL64LSB),         N(SECREL32MSB),
 125         N(SECREL32LSB),         N(SECREL64MSB),         N(SECREL64LSB),         N(REL32MSB),
 126         N(REL32LSB),            N(REL64MSB),            N(REL64LSB),            N(LTV32MSB),
 127         N(LTV32LSB),            N(LTV64MSB),            N(LTV64LSB),            N(PCREL21BI),
 128         N(PCREL22),             N(PCREL64I),            N(IPLTMSB),             N(IPLTLSB),
 129         N(COPY),                N(LTOFF22X),            N(LDXMOV),              N(TPREL14),
 130         N(TPREL22),             N(TPREL64I),            N(TPREL64MSB),          N(TPREL64LSB),
 131         N(LTOFF_TPREL22),       N(DTPMOD64MSB),         N(DTPMOD64LSB),         N(LTOFF_DTPMOD22),
 132         N(DTPREL14),            N(DTPREL22),            N(DTPREL64I),           N(DTPREL32MSB),
 133         N(DTPREL32LSB),         N(DTPREL64MSB),         N(DTPREL64LSB),         N(LTOFF_DTPREL22)
 134 };
 135
 136 #undef N
 137
 138 /* Opaque struct for insns, to protect against derefs. */
 139 struct insn;
 140
 141 static inline uint64_t
 142 bundle (const struct insn *insn)
 143 {
 144         return (uint64_t) insn & ~0xfUL;
 145 }
 146
 147 static inline int
 148 slot (const struct insn *insn)
 149 {
 150         return (uint64_t) insn & 0x3;
 151 }
 152
 153 static int
 154 apply_imm64 (struct module *mod, struct insn *insn, uint64_t val)
 155 {
 156         if (slot(insn) != 2) {
 157                 printk(KERN_ERR "%s: invalid slot number %d for IMM64\n",
 158                        mod->name, slot(insn));
 159                 return 0;
 160         }
 161         ia64_patch_imm64((u64) insn, val);
 162         return 1;
 163 }
 164
 165 static int
 166 apply_imm60 (struct module *mod, struct insn *insn, uint64_t val)
 167 {
 168         if (slot(insn) != 2) {
 169                 printk(KERN_ERR "%s: invalid slot number %d for IMM60\n",
 170                        mod->name, slot(insn));
 171                 return 0;
 172         }
 173         if (val + ((uint64_t) 1 << 59) >= (1UL << 60)) {
 174                 printk(KERN_ERR "%s: value %ld out of IMM60 range\n", mod->name, (int64_t) val);
 175                 return 0;
 176         }
 177         ia64_patch_imm60((u64) insn, val);
 178         return 1;
 179 }
 180
 181 static int
 182 apply_imm22 (struct module *mod, struct insn *insn, uint64_t val)
 183 {
 184         if (val + (1 << 21) >= (1 << 22)) {
 185                 printk(KERN_ERR "%s: value %li out of IMM22 range\n", mod->name, (int64_t)val);
 186                 return 0;
 187         }
 188         ia64_patch((u64) insn, 0x01fffcfe000UL, (  ((val & 0x200000UL) << 15) /* bit 21 -> 36 */
 189                                                  | ((val & 0x1f0000UL) <<  6) /* bit 16 -> 22 */
 190                                                  | ((val & 0x00ff80UL) << 20) /* bit  7 -> 27 */
 191                                                  | ((val & 0x00007fUL) << 13) /* bit  0 -> 13 */));
 192         return 1;
 193 }
 194
 195 static int
 196 apply_imm21b (struct module *mod, struct insn *insn, uint64_t val)
 197 {
 198         if (val + (1 << 20) >= (1 << 21)) {
 199                 printk(KERN_ERR "%s: value %li out of IMM21b range\n", mod->name, (int64_t)val);
 200                 return 0;
 201         }
 202         ia64_patch((u64) insn, 0x11ffffe000UL, (  ((val & 0x100000UL) << 16) /* bit 20 -> 36 */
 203                                                 | ((val & 0x0fffffUL) << 13) /* bit  0 -> 13 */));
 204         return 1;
 205 }
 206
 207 #if USE_BRL
 208
 209 struct plt_entry {
 210         /* Three instruction bundles in PLT. */
 211         unsigned char bundle[2][16];
 212 };
 213
 214 static const struct plt_entry ia64_plt_template = {
 215         {
 216                 {
 217                         0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MLX] nop.m 0 */
 218                         0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20, /*       movl gp=TARGET_GP */
 219                         0x00, 0x00, 0x00, 0x60
 220                 },
 221                 {
 222                         0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MLX] nop.m 0 */
 223                         0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, /*       brl.many gp=TARGET_GP */
 224                         0x08, 0x00, 0x00, 0xc0
 225                 }
 226         }
 227 };
 228
 229 static int
 230 patch_plt (struct module *mod, struct plt_entry *plt, long target_ip, unsigned long target_gp)
 231 {
 232         if (apply_imm64(mod, (struct insn *) (plt->bundle[0] + 2), target_gp)
 233             && apply_imm60(mod, (struct insn *) (plt->bundle[1] + 2),
 234                            (target_ip - (int64_t) plt->bundle[1]) / 16))
 235                 return 1;
 236         return 0;
 237 }
 238
 239 unsigned long
 240 plt_target (struct plt_entry *plt)
 241 {
 242         uint64_t b0, b1, *b = (uint64_t *) plt->bundle[1];
 243         long off;
 244
 245         b0 = b[0]; b1 = b[1];
 246         off = (  ((b1 & 0x00fffff000000000UL) >> 36)            /* imm20b -> bit 0 */
 247                | ((b0 >> 48) << 20) | ((b1 & 0x7fffffUL) << 36) /* imm39 -> bit 20 */
 248                | ((b1 & 0x0800000000000000UL) << 0));           /* i -> bit 59 */
 249         return (long) plt->bundle[1] + 16*off;
 250 }
 251
 252 #else /* !USE_BRL */
 253
 254 struct plt_entry {
 255         /* Three instruction bundles in PLT. */
 256         unsigned char bundle[3][16];
 257 };
 258
 259 static const struct plt_entry ia64_plt_template = {
 260         {
 261                 {
 262                         0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MLX] nop.m 0 */
 263                         0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, /*       movl r16=TARGET_IP */
 264                         0x02, 0x00, 0x00, 0x60
 265                 },
 266                 {
 267                         0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MLX] nop.m 0 */
 268                         0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20, /*       movl gp=TARGET_GP */
 269                         0x00, 0x00, 0x00, 0x60
 270                 },
 271                 {
 272                         0x11, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MIB] nop.m 0 */
 273                         0x60, 0x80, 0x04, 0x80, 0x03, 0x00, /*       mov b6=r16 */
 274                         0x60, 0x00, 0x80, 0x00              /*       br.few b6 */
 275                 }
 276         }
 277 };
 278
 279 static int
 280 patch_plt (struct module *mod, struct plt_entry *plt, long target_ip, unsigned long target_gp)
 281 {
 282         if (apply_imm64(mod, (struct insn *) (plt->bundle[0] + 2), target_ip)
 283             && apply_imm64(mod, (struct insn *) (plt->bundle[1] + 2), target_gp))
 284                 return 1;
 285         return 0;
 286 }
 287
 288 unsigned long
 289 plt_target (struct plt_entry *plt)
 290 {
 291         uint64_t b0, b1, *b = (uint64_t *) plt->bundle[0];
 292
 293         b0 = b[0]; b1 = b[1];
 294         return (  ((b1 & 0x000007f000000000) >> 36)             /* imm7b -> bit 0 */
 295                 | ((b1 & 0x07fc000000000000) >> 43)             /* imm9d -> bit 7 */
 296                 | ((b1 & 0x0003e00000000000) >> 29)             /* imm5c -> bit 16 */
 297                 | ((b1 & 0x0000100000000000) >> 23)             /* ic -> bit 21 */
 298                 | ((b0 >> 46) << 22) | ((b1 & 0x7fffff) << 40)  /* imm41 -> bit 22 */
 299                 | ((b1 & 0x0800000000000000) <<  4));           /* i -> bit 63 */
 300 }
 301
 302 #endif /* !USE_BRL */
 303
 304 void *
 305 module_alloc (unsigned long size)
 306 {
 307         if (!size)
 308                 return NULL;
 309         return vmalloc(size);
 310 }
 311
 312 void
 313 module_free (struct module *mod, void *module_region)
 314 {
 315         if (mod && mod->arch.init_unw_table &&
 316             module_region == mod->module_init) {
 317                 unw_remove_unwind_table(mod->arch.init_unw_table);
 318                 mod->arch.init_unw_table = NULL;
 319         }
 320         vfree(module_region);
 321 }
 322
 323 /* Have we already seen one of these relocations? */
 324 /* FIXME: we could look in other sections, too --RR */
 325 static int
 326 duplicate_reloc (const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 327 {
 328         unsigned int i;
 329
 330         for (i = 0; i < num; i++) {
 331                 if (rela[i].r_info == rela[num].r_info && rela[i].r_addend == rela[num].r_addend)
 332                         return 1;
 333         }
 334         return 0;
 335 }
 336
 337 /* Count how many GOT entries we may need */
 338 static unsigned int
 339 count_gots (const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 340 {
 341         unsigned int i, ret = 0;
 342
 343         /* Sure, this is order(n^2), but it's usually short, and not
 344            time critical */
 345         for (i = 0; i < num; i++) {
 346                 switch (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info)) {
 347                       case R_IA64_LTOFF22:
 348                       case R_IA64_LTOFF22X:
 349                       case R_IA64_LTOFF64I:
 350                       case R_IA64_LTOFF_FPTR22:
 351                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64I:
 352                       case R_IA64_LTOFF_FPTR32MSB:
 353                       case R_IA64_LTOFF_FPTR32LSB:
 354                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64MSB:
 355                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64LSB:
 356                         if (!duplicate_reloc(rela, i))
 357                                 ret++;
 358                         break;
 359                 }
 360         }
 361         return ret;
 362 }
 363
 364 /* Count how many PLT entries we may need */
 365 static unsigned int
 366 count_plts (const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 367 {
 368         unsigned int i, ret = 0;
 369
 370         /* Sure, this is order(n^2), but it's usually short, and not
 371            time critical */
 372         for (i = 0; i < num; i++) {
 373                 switch (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info)) {
 374                       case R_IA64_PCREL21B:
 375                       case R_IA64_PLTOFF22:
 376                       case R_IA64_PLTOFF64I:
 377                       case R_IA64_PLTOFF64MSB:
 378                       case R_IA64_PLTOFF64LSB:
 379                       case R_IA64_IPLTMSB:
 380                       case R_IA64_IPLTLSB:
 381                         if (!duplicate_reloc(rela, i))
 382                                 ret++;
 383                         break;
 384                 }
 385         }
 386         return ret;
 387 }
 388
 389 /* We need to create an function-descriptors for any internal function
 390    which is referenced. */
 391 static unsigned int
 392 count_fdescs (const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 393 {
 394         unsigned int i, ret = 0;
 395
 396         /* Sure, this is order(n^2), but it's usually short, and not time critical.  */
 397         for (i = 0; i < num; i++) {
 398                 switch (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info)) {
 399                       case R_IA64_FPTR64I:
 400                       case R_IA64_FPTR32LSB:
 401                       case R_IA64_FPTR32MSB:
 402                       case R_IA64_FPTR64LSB:
 403                       case R_IA64_FPTR64MSB:
 404                       case R_IA64_LTOFF_FPTR22:
 405                       case R_IA64_LTOFF_FPTR32LSB:
 406                       case R_IA64_LTOFF_FPTR32MSB:
 407                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64I:
 408                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64LSB:
 409                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64MSB:
 410                       case R_IA64_IPLTMSB:
 411                       case R_IA64_IPLTLSB:
 412                         /*
 413                          * Jumps to static functions sometimes go straight to their
 414                          * offset.  Of course, that may not be possible if the jump is
 415                          * from init -> core or vice. versa, so we need to generate an
 416                          * FDESC (and PLT etc) for that.
 417                          */
 418                       case R_IA64_PCREL21B:
 419                         if (!duplicate_reloc(rela, i))
 420                                 ret++;
 421                         break;
 422                 }
 423         }
 424         return ret;
 425 }
 426
 427 int
 428 module_frob_arch_sections (Elf_Ehdr *ehdr, Elf_Shdr *sechdrs, char *secstrings,
 429                            struct module *mod)
 430 {
 431         unsigned long core_plts = 0, init_plts = 0, gots = 0, fdescs = 0;
 432         Elf64_Shdr *s, *sechdrs_end = sechdrs + ehdr->e_shnum;
 433
 434         /*
 435          * To store the PLTs and function-descriptors, we expand the .text section for
 436          * core module-code and the .init.text section for initialization code.
 437          */
 438         for (s = sechdrs; s < sechdrs_end; ++s)
 439                 if (strcmp(".core.plt", secstrings + s->sh_name) == 0)
 440                         mod->arch.core_plt = s;
 441                 else if (strcmp(".init.plt", secstrings + s->sh_name) == 0)
 442                         mod->arch.init_plt = s;
 443                 else if (strcmp(".got", secstrings + s->sh_name) == 0)
 444                         mod->arch.got = s;
 445                 else if (strcmp(".opd", secstrings + s->sh_name) == 0)
 446                         mod->arch.opd = s;
 447                 else if (strcmp(".IA_64.unwind", secstrings + s->sh_name) == 0)
 448                         mod->arch.unwind = s;
 449
 450         if (!mod->arch.core_plt || !mod->arch.init_plt || !mod->arch.got || !mod->arch.opd) {
 451                 printk(KERN_ERR "%s: sections missing\n", mod->name);
 452                 return -ENOEXEC;
 453         }
 454
 455         /* GOT and PLTs can occur in any relocated section... */
 456         for (s = sechdrs + 1; s < sechdrs_end; ++s) {
 457                 const Elf64_Rela *rels = (void *)ehdr + s->sh_offset;
 458                 unsigned long numrels = s->sh_size/sizeof(Elf64_Rela);
 459
 460                 if (s->sh_type != SHT_RELA)
 461                         continue;
 462
 463                 gots += count_gots(rels, numrels);
 464                 fdescs += count_fdescs(rels, numrels);
 465                 if (strstr(secstrings + s->sh_name, ".init"))
 466                         init_plts += count_plts(rels, numrels);
 467                 else
 468                         core_plts += count_plts(rels, numrels);
 469         }
 470
 471         mod->arch.core_plt->sh_type = SHT_NOBITS;
 472         mod->arch.core_plt->sh_flags = SHF_EXECINSTR | SHF_ALLOC;
 473         mod->arch.core_plt->sh_addralign = 16;
 474         mod->arch.core_plt->sh_size = core_plts * sizeof(struct plt_entry);
 475         mod->arch.init_plt->sh_type = SHT_NOBITS;
 476         mod->arch.init_plt->sh_flags = SHF_EXECINSTR | SHF_ALLOC;
 477         mod->arch.init_plt->sh_addralign = 16;
 478         mod->arch.init_plt->sh_size = init_plts * sizeof(struct plt_entry);
 479         mod->arch.got->sh_type = SHT_NOBITS;
 480         mod->arch.got->sh_flags = ARCH_SHF_SMALL | SHF_ALLOC;
 481         mod->arch.got->sh_addralign = 8;
 482         mod->arch.got->sh_size = gots * sizeof(struct got_entry);
 483         mod->arch.opd->sh_type = SHT_NOBITS;
 484         mod->arch.opd->sh_flags = SHF_ALLOC;
 485         mod->arch.opd->sh_addralign = 8;
 486         mod->arch.opd->sh_size = fdescs * sizeof(struct fdesc);
 487         DEBUGP("%s: core.plt=%lx, init.plt=%lx, got=%lx, fdesc=%lx\n",
 488                __func__, mod->arch.core_plt->sh_size, mod->arch.init_plt->sh_size,
 489                mod->arch.got->sh_size, mod->arch.opd->sh_size);
 490         return 0;
 491 }
 492
 493 static inline int
 494 in_init (const struct module *mod, uint64_t addr)
 495 {
 496         return addr - (uint64_t) mod->module_init < mod->init_size;
 497 }
 498
 499 static inline int
 500 in_core (const struct module *mod, uint64_t addr)
 501 {
 502         return addr - (uint64_t) mod->module_core < mod->core_size;
 503 }
 504
 505 static inline int
 506 is_internal (const struct module *mod, uint64_t value)
 507 {
 508         return in_init(mod, value) || in_core(mod, value);
 509 }
 510
 511 /*
 512  * Get gp-relative offset for the linkage-table entry of VALUE.
 513  */
 514 static uint64_t
 515 get_ltoff (struct module *mod, uint64_t value, int *okp)
 516 {
 517         struct got_entry *got, *e;
 518
 519         if (!*okp)
 520                 return 0;
 521
 522         got = (void *) mod->arch.got->sh_addr;
 523         for (e = got; e < got + mod->arch.next_got_entry; ++e)
 524                 if (e->val == value)
 525                         goto found;
 526
 527         /* Not enough GOT entries? */
 528         if (e >= (struct got_entry *) (mod->arch.got->sh_addr + mod->arch.got->sh_size))
 529                 BUG();
 530
 531         e->val = value;
 532         ++mod->arch.next_got_entry;
 533   found:
 534         return (uint64_t) e - mod->arch.gp;
 535 }
 536
 537 static inline int
 538 gp_addressable (struct module *mod, uint64_t value)
 539 {
 540         return value - mod->arch.gp + MAX_LTOFF/2 < MAX_LTOFF;
 541 }
 542
 543 /* Get PC-relative PLT entry for this value.  Returns 0 on failure. */
 544 static uint64_t
 545 get_plt (struct module *mod, const struct insn *insn, uint64_t value, int *okp)
 546 {
 547         struct plt_entry *plt, *plt_end;
 548         uint64_t target_ip, target_gp;
 549
 550         if (!*okp)
 551                 return 0;
 552
 553         if (in_init(mod, (uint64_t) insn)) {
 554                 plt = (void *) mod->arch.init_plt->sh_addr;
 555                 plt_end = (void *) plt + mod->arch.init_plt->sh_size;
 556         } else {
 557                 plt = (void *) mod->arch.core_plt->sh_addr;
 558                 plt_end = (void *) plt + mod->arch.core_plt->sh_size;
 559         }
 560
 561         /* "value" is a pointer to a function-descriptor; fetch the target ip/gp from it: */
 562         target_ip = ((uint64_t *) value)[0];
 563         target_gp = ((uint64_t *) value)[1];
 564
 565         /* Look for existing PLT entry. */
 566         while (plt->bundle[0][0]) {
 567                 if (plt_target(plt) == target_ip)
 568                         goto found;
 569                 if (++plt >= plt_end)
 570                         BUG();
 571         }
 572         *plt = ia64_plt_template;
 573         if (!patch_plt(mod, plt, target_ip, target_gp)) {
 574                 *okp = 0;
 575                 return 0;
 576         }
 577 #if ARCH_MODULE_DEBUG
 578         if (plt_target(plt) != target_ip) {
 579                 printk("%s: mistargeted PLT: wanted %lx, got %lx\n",
 580                        __func__, target_ip, plt_target(plt));
 581                 *okp = 0;
 582                 return 0;
 583         }
 584 #endif
 585   found:
 586         return (uint64_t) plt;
 587 }
 588
 589 /* Get function descriptor for VALUE. */
 590 static uint64_t
 591 get_fdesc (struct module *mod, uint64_t value, int *okp)
 592 {
 593         struct fdesc *fdesc = (void *) mod->arch.opd->sh_addr;
 594
 595         if (!*okp)
 596                 return 0;
 597
 598         if (!value) {
 599                 printk(KERN_ERR "%s: fdesc for zero requested!\n", mod->name);
 600                 return 0;
 601         }
 602
 603         if (!is_internal(mod, value))
 604                 /*
 605                  * If it's not a module-local entry-point, "value" already points to a
 606                  * function-descriptor.
 607                  */
 608                 return value;
 609
 610         /* Look for existing function descriptor. */
 611         while (fdesc->ip) {
 612                 if (fdesc->ip == value)
 613                         return (uint64_t)fdesc;
 614                 if ((uint64_t) ++fdesc >= mod->arch.opd->sh_addr + mod->arch.opd->sh_size)
 615                         BUG();
 616         }
 617
 618         /* Create new one */
 619         fdesc->ip = value;
 620         fdesc->gp = mod->arch.gp;
 621         return (uint64_t) fdesc;
 622 }
 623
 624 static inline int
 625 do_reloc (struct module *mod, uint8_t r_type, Elf64_Sym *sym, uint64_t addend,
 626           Elf64_Shdr *sec, void *location)
 627 {
 628         enum reloc_target_format format = (r_type >> FORMAT_SHIFT) & FORMAT_MASK;
 629         enum reloc_value_formula formula = (r_type >> VALUE_SHIFT) & VALUE_MASK;
 630         uint64_t val;
 631         int ok = 1;
 632
 633         val = sym->st_value + addend;
 634
 635         switch (formula) {
 636               case RV_SEGREL:   /* segment base is arbitrarily chosen to be 0 for kernel modules */
 637               case RV_DIRECT:
 638                 break;
 639
 640               case RV_GPREL:      val -= mod->arch.gp; break;
 641               case RV_LTREL:      val = get_ltoff(mod, val, &ok); break;
 642               case RV_PLTREL:     val = get_plt(mod, location, val, &ok); break;
 643               case RV_FPTR:       val = get_fdesc(mod, val, &ok); break;
 644               case RV_SECREL:     val -= sec->sh_addr; break;
 645               case RV_LTREL_FPTR: val = get_ltoff(mod, get_fdesc(mod, val, &ok), &ok); break;
 646
 647               case RV_PCREL:
 648                 switch (r_type) {
 649                       case R_IA64_PCREL21B:
 650                         if ((in_init(mod, val) && in_core(mod, (uint64_t)location)) ||
 651                             (in_core(mod, val) && in_init(mod, (uint64_t)location))) {
 652                                 /*
 653                                  * Init section may have been allocated far away from core,
 654                                  * if the branch won't reach, then allocate a plt for it.
 655                                  */
 656                                 uint64_t delta = ((int64_t)val - (int64_t)location) / 16;
 657                                 if (delta + (1 << 20) >= (1 << 21)) {
 658                                         val = get_fdesc(mod, val, &ok);
 659                                         val = get_plt(mod, location, val, &ok);
 660                                 }
 661                         } else if (!is_internal(mod, val))
 662                                 val = get_plt(mod, location, val, &ok);
 663                         /* FALL THROUGH */
 664                       default:
 665                         val -= bundle(location);
 666                         break;
 667
 668                       case R_IA64_PCREL32MSB:
 669                       case R_IA64_PCREL32LSB:
 670                       case R_IA64_PCREL64MSB:
 671                       case R_IA64_PCREL64LSB:
 672                         val -= (uint64_t) location;
 673                         break;
 674
 675                 }
 676                 switch (r_type) {
 677                       case R_IA64_PCREL60B: format = RF_INSN60; break;
 678                       case R_IA64_PCREL21B: format = RF_INSN21B; break;
 679                       case R_IA64_PCREL21M: format = RF_INSN21M; break;
 680                       case R_IA64_PCREL21F: format = RF_INSN21F; break;
 681                       default: break;
 682                 }
 683                 break;
 684
 685               case RV_BDREL:
 686                 val -= (uint64_t) (in_init(mod, val) ? mod->module_init : mod->module_core);
 687                 break;
 688
 689               case RV_LTV:
 690                 /* can link-time value relocs happen here?  */
 691                 BUG();
 692                 break;
 693
 694               case RV_PCREL2:
 695                 if (r_type == R_IA64_PCREL21BI) {
 696                         if (!is_internal(mod, val)) {
 697                                 printk(KERN_ERR "%s: %s reloc against non-local symbol (%lx)\n",
 698                                        __func__, reloc_name[r_type], val);
 699                                 return -ENOEXEC;
 700                         }
 701                         format = RF_INSN21B;
 702                 }
 703                 val -= bundle(location);
 704                 break;
 705
 706               case RV_SPECIAL:
 707                 switch (r_type) {
 708                       case R_IA64_IPLTMSB:
 709                       case R_IA64_IPLTLSB:
 710                         val = get_fdesc(mod, get_plt(mod, location, val, &ok), &ok);
 711                         format = RF_64LSB;
 712                         if (r_type == R_IA64_IPLTMSB)
 713                                 format = RF_64MSB;
 714                         break;
 715
 716                       case R_IA64_SUB:
 717                         val = addend - sym->st_value;
 718                         format = RF_INSN64;
 719                         break;
 720
 721                       case R_IA64_LTOFF22X:
 722                         if (gp_addressable(mod, val))
 723                                 val -= mod->arch.gp;
 724                         else
 725                                 val = get_ltoff(mod, val, &ok);
 726                         format = RF_INSN22;
 727                         break;
 728
 729                       case R_IA64_LDXMOV:
 730                         if (gp_addressable(mod, val)) {
 731                                 /* turn "ld8" into "mov": */
 732                                 DEBUGP("%s: patching ld8 at %p to mov\n", __func__, location);
 733                                 ia64_patch((u64) location, 0x1fff80fe000UL, 0x10000000000UL);
 734                         }
 735                         return 0;
 736
 737                       default:
 738                         if (reloc_name[r_type])
 739                                 printk(KERN_ERR "%s: special reloc %s not supported",
 740                                        mod->name, reloc_name[r_type]);
 741                         else
 742                                 printk(KERN_ERR "%s: unknown special reloc %x\n",
 743                                        mod->name, r_type);
 744                         return -ENOEXEC;
 745                 }
 746                 break;
 747
 748               case RV_TPREL:
 749               case RV_LTREL_TPREL:
 750               case RV_DTPMOD:
 751               case RV_LTREL_DTPMOD:
 752               case RV_DTPREL:
 753               case RV_LTREL_DTPREL:
 754                 printk(KERN_ERR "%s: %s reloc not supported\n",
 755                        mod->name, reloc_name[r_type] ? reloc_name[r_type] : "?");
 756                 return -ENOEXEC;
 757
 758               default:
 759                 printk(KERN_ERR "%s: unknown reloc %x\n", mod->name, r_type);
 760                 return -ENOEXEC;
 761         }
 762
 763         if (!ok)
 764                 return -ENOEXEC;
 765
 766         DEBUGP("%s: [%p]<-%016lx = %s(%lx)\n", __func__, location, val,
 767                reloc_name[r_type] ? reloc_name[r_type] : "?", sym->st_value + addend);
 768
 769         switch (format) {
 770               case RF_INSN21B:  ok = apply_imm21b(mod, location, (int64_t) val / 16); break;
 771               case RF_INSN22:   ok = apply_imm22(mod, location, val); break;
 772               case RF_INSN64:   ok = apply_imm64(mod, location, val); break;
 773               case RF_INSN60:   ok = apply_imm60(mod, location, (int64_t) val / 16); break;
 774               case RF_32LSB:    put_unaligned(val, (uint32_t *) location); break;
 775               case RF_64LSB:    put_unaligned(val, (uint64_t *) location); break;
 776               case RF_32MSB:    /* ia64 Linux is little-endian... */
 777               case RF_64MSB:    /* ia64 Linux is little-endian... */
 778               case RF_INSN14:   /* must be within-module, i.e., resolved by "ld -r" */
 779               case RF_INSN21M:  /* must be within-module, i.e., resolved by "ld -r" */
 780               case RF_INSN21F:  /* must be within-module, i.e., resolved by "ld -r" */
 781                 printk(KERN_ERR "%s: format %u needed by %s reloc is not supported\n",
 782                        mod->name, format, reloc_name[r_type] ? reloc_name[r_type] : "?");
 783                 return -ENOEXEC;
 784
 785               default:
 786                 printk(KERN_ERR "%s: relocation %s resulted in unknown format %u\n",
 787                        mod->name, reloc_name[r_type] ? reloc_name[r_type] : "?", format);
 788                 return -ENOEXEC;
 789         }
 790         return ok ? 0 : -ENOEXEC;
 791 }
 792
 793 int
 794 apply_relocate_add (Elf64_Shdr *sechdrs, const char *strtab, unsigned int symindex,
 795                     unsigned int relsec, struct module *mod)
 796 {
 797         unsigned int i, n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf64_Rela);
 798         Elf64_Rela *rela = (void *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 799         Elf64_Shdr *target_sec;
 800         int ret;
 801
 802         DEBUGP("%s: applying section %u (%u relocs) to %u\n", __func__,
 803                relsec, n, sechdrs[relsec].sh_info);
 804
 805         target_sec = sechdrs + sechdrs[relsec].sh_info;
 806
 807         if (target_sec->sh_entsize == ~0UL)
 808                 /*
 809                  * If target section wasn't allocated, we don't need to relocate it.
 810                  * Happens, e.g., for debug sections.
 811                  */
 812                 return 0;
 813
 814         if (!mod->arch.gp) {
 815                 /*
 816                  * XXX Should have an arch-hook for running this after final section
 817                  *     addresses have been selected...
 818                  */
 819                 uint64_t gp;
 820                 if (mod->core_size > MAX_LTOFF)
 821                         /*
 822                          * This takes advantage of fact that SHF_ARCH_SMALL gets allocated
 823                          * at the end of the module.
 824                          */
 825                         gp = mod->core_size - MAX_LTOFF / 2;
 826                 else
 827                         gp = mod->core_size / 2;
 828                 gp = (uint64_t) mod->module_core + ((gp + 7) & -8);
 829                 mod->arch.gp = gp;
 830                 DEBUGP("%s: placing gp at 0x%lx\n", __func__, gp);
 831         }
 832
 833         for (i = 0; i < n; i++) {
 834                 ret = do_reloc(mod, ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info),
 835                                ((Elf64_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr
 836                                 + ELF64_R_SYM(rela[i].r_info)),
 837                                rela[i].r_addend, target_sec,
 838                                (void *) target_sec->sh_addr + rela[i].r_offset);
 839                 if (ret < 0)
 840                         return ret;
 841         }
 842         return 0;
 843 }
 844
 845 int
 846 apply_relocate (Elf64_Shdr *sechdrs, const char *strtab, unsigned int symindex,
 847                 unsigned int relsec, struct module *mod)
 848 {
 849         printk(KERN_ERR "module %s: REL relocs in section %u unsupported\n", mod->name, relsec);
 850         return -ENOEXEC;
 851 }
 852
 853 /*
 854  * Modules contain a single unwind table which covers both the core and the init text
 855  * sections but since the two are not contiguous, we need to split this table up such that
 856  * we can register (and unregister) each "segment" separately.  Fortunately, this sounds
 857  * more complicated than it really is.
 858  */
 859 static void
 860 register_unwind_table (struct module *mod)
 861 {
 862         struct unw_table_entry *start = (void *) mod->arch.unwind->sh_addr;
 863         struct unw_table_entry *end = start + mod->arch.unwind->sh_size / sizeof (*start);
 864         struct unw_table_entry tmp, *e1, *e2, *core, *init;
 865         unsigned long num_init = 0, num_core = 0;
 866
 867         /* First, count how many init and core unwind-table entries there are.  */
 868         for (e1 = start; e1 < end; ++e1)
 869                 if (in_init(mod, e1->start_offset))
 870                         ++num_init;
 871                 else
 872                         ++num_core;
 873         /*
 874          * Second, sort the table such that all unwind-table entries for the init and core
 875          * text sections are nicely separated.  We do this with a stupid bubble sort
 876          * (unwind tables don't get ridiculously huge).
 877          */
 878         for (e1 = start; e1 < end; ++e1) {
 879                 for (e2 = e1 + 1; e2 < end; ++e2) {
 880                         if (e2->start_offset < e1->start_offset) {
 881                                 tmp = *e1;
 882                                 *e1 = *e2;
 883                                 *e2 = tmp;
 884                         }
 885                 }
 886         }
 887         /*
 888          * Third, locate the init and core segments in the unwind table:
 889          */
 890         if (in_init(mod, start->start_offset)) {
 891                 init = start;
 892                 core = start + num_init;
 893         } else {
 894                 core = start;
 895                 init = start + num_core;
 896         }
 897
 898         DEBUGP("%s: name=%s, gp=%lx, num_init=%lu, num_core=%lu\n", __func__,
 899                mod->name, mod->arch.gp, num_init, num_core);
 900
 901         /*
 902          * Fourth, register both tables (if not empty).
 903          */
 904         if (num_core > 0) {
 905                 mod->arch.core_unw_table = unw_add_unwind_table(mod->name, 0, mod->arch.gp,
 906                                                                 core, core + num_core);
 907                 DEBUGP("%s:  core: handle=%p [%p-%p)\n", __func__,
 908                        mod->arch.core_unw_table, core, core + num_core);
 909         }
 910         if (num_init > 0) {
 911                 mod->arch.init_unw_table = unw_add_unwind_table(mod->name, 0, mod->arch.gp,
 912                                                                 init, init + num_init);
 913                 DEBUGP("%s:  init: handle=%p [%p-%p)\n", __func__,
 914                        mod->arch.init_unw_table, init, init + num_init);
 915         }
 916 }
 917
 918 int
 919 module_finalize (const Elf_Ehdr *hdr, const Elf_Shdr *sechdrs, struct module *mod)
 920 {
 921         DEBUGP("%s: init: entry=%p\n", __func__, mod->init);
 922         if (mod->arch.unwind)
 923                 register_unwind_table(mod);
 924         return 0;
 925 }
 926
 927 void
 928 module_arch_cleanup (struct module *mod)
 929 {
 930         if (mod->arch.init_unw_table)
 931                 unw_remove_unwind_table(mod->arch.init_unw_table);
 932         if (mod->arch.core_unw_table)
 933                 unw_remove_unwind_table(mod->arch.core_unw_table);
 934 }