arch/s390/kernel/module.c

   1 /*
   2  *  arch/s390/kernel/module.c - Kernel module help for s390.
   3  *
   4  *  S390 version
   5  *    Copyright (C) 2002, 2003 IBM Deutschland Entwicklung GmbH,
   6  *                             IBM Corporation
   7  *    Author(s): Arnd Bergmann (arndb@de.ibm.com)
   8  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
   9  *
  10  *  based on i386 version
  11  *    Copyright (C) 2001 Rusty Russell.
  12  *
  13  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  14  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  15  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  16  *  (at your option) any later version.
  17  *
  18  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  19  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  21  *  GNU General Public License for more details.
  22  *
  23  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  24  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  25  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  26  */
  27 #include <linux/module.h>
  28 #include <linux/elf.h>
  29 #include <linux/vmalloc.h>
  30 #include <linux/fs.h>
  31 #include <linux/string.h>
  32 #include <linux/kernel.h>
  33
  34 #if 0
  35 #define DEBUGP printk
  36 #else
  37 #define DEBUGP(fmt , ...)
  38 #endif
  39
  40 #ifndef CONFIG_64BIT
  41 #define PLT_ENTRY_SIZE 12
  42 #else /* CONFIG_64BIT */
  43 #define PLT_ENTRY_SIZE 20
  44 #endif /* CONFIG_64BIT */
  45
  46 void *module_alloc(unsigned long size)
  47 {
  48         if (size == 0)
  49                 return NULL;
  50         return vmalloc(size);
  51 }
  52
  53 /* Free memory returned from module_alloc */
  54 void module_free(struct module *mod, void *module_region)
  55 {
  56         vfree(module_region);
  57         /* FIXME: If module_region == mod->init_region, trim exception
  58            table entries. */
  59 }
  60
  61 static inline void
  62 check_rela(Elf_Rela *rela, struct module *me)
  63 {
  64         struct mod_arch_syminfo *info;
  65
  66         info = me->arch.syminfo + ELF_R_SYM (rela->r_info);
  67         switch (ELF_R_TYPE (rela->r_info)) {
  68         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
  69         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
  70         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
  71         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
  72         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
  73         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
  74         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
  75         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
  76         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
  77         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
  78         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
  79         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
  80                 if (info->got_offset == -1UL) {
  81                         info->got_offset = me->arch.got_size;
  82                         me->arch.got_size += sizeof(void*);
  83                 }
  84                 break;
  85         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  86         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  87         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
  88         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
  89         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  90         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
  91         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  92                 if (info->plt_offset == -1UL) {
  93                         info->plt_offset = me->arch.plt_size;
  94                         me->arch.plt_size += PLT_ENTRY_SIZE;
  95                 }
  96                 break;
  97         case R_390_COPY:
  98         case R_390_GLOB_DAT:
  99         case R_390_JMP_SLOT:
 100         case R_390_RELATIVE:
 101                 /* Only needed if we want to support loading of
 102                    modules linked with -shared. */
 103                 break;
 104         }
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Account for GOT and PLT relocations. We can't add sections for
 109  * got and plt but we can increase the core module size.
 110  */
 111 int
 112 module_frob_arch_sections(Elf_Ehdr *hdr, Elf_Shdr *sechdrs,
 113                           char *secstrings, struct module *me)
 114 {
 115         Elf_Shdr *symtab;
 116         Elf_Sym *symbols;
 117         Elf_Rela *rela;
 118         char *strings;
 119         int nrela, i, j;
 120
 121         /* Find symbol table and string table. */
 122         symtab = 0;
 123         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++)
 124                 switch (sechdrs[i].sh_type) {
 125                 case SHT_SYMTAB:
 126                         symtab = sechdrs + i;
 127                         break;
 128                 }
 129         if (!symtab) {
 130                 printk(KERN_ERR "module %s: no symbol table\n", me->name);
 131                 return -ENOEXEC;
 132         }
 133
 134         /* Allocate one syminfo structure per symbol. */
 135         me->arch.nsyms = symtab->sh_size / sizeof(Elf_Sym);
 136         me->arch.syminfo = vmalloc(me->arch.nsyms *
 137                                    sizeof(struct mod_arch_syminfo));
 138         if (!me->arch.syminfo)
 139                 return -ENOMEM;
 140         symbols = (void *) hdr + symtab->sh_offset;
 141         strings = (void *) hdr + sechdrs[symtab->sh_link].sh_offset;
 142         for (i = 0; i < me->arch.nsyms; i++) {
 143                 if (symbols[i].st_shndx == SHN_UNDEF &&
 144                     strcmp(strings + symbols[i].st_name,
 145                            "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_") == 0)
 146                         /* "Define" it as absolute. */
 147                         symbols[i].st_shndx = SHN_ABS;
 148                 me->arch.syminfo[i].got_offset = -1UL;
 149                 me->arch.syminfo[i].plt_offset = -1UL;
 150                 me->arch.syminfo[i].got_initialized = 0;
 151                 me->arch.syminfo[i].plt_initialized = 0;
 152         }
 153
 154         /* Search for got/plt relocations. */
 155         me->arch.got_size = me->arch.plt_size = 0;
 156         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
 157                 if (sechdrs[i].sh_type != SHT_RELA)
 158                         continue;
 159                 nrela = sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 160                 rela = (void *) hdr + sechdrs[i].sh_offset;
 161                 for (j = 0; j < nrela; j++)
 162                         check_rela(rela + j, me);
 163         }
 164
 165         /* Increase core size by size of got & plt and set start
 166            offsets for got and plt. */
 167         me->core_size = ALIGN(me->core_size, 4);
 168         me->arch.got_offset = me->core_size;
 169         me->core_size += me->arch.got_size;
 170         me->arch.plt_offset = me->core_size;
 171         me->core_size += me->arch.plt_size;
 172         return 0;
 173 }
 174
 175 int
 176 apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab, unsigned int symindex,
 177                unsigned int relsec, struct module *me)
 178 {
 179         printk(KERN_ERR "module %s: RELOCATION unsupported\n",
 180                me->name);
 181         return -ENOEXEC;
 182 }
 183
 184 static inline int
 185 apply_rela(Elf_Rela *rela, Elf_Addr base, Elf_Sym *symtab,
 186            struct module *me)
 187 {
 188         struct mod_arch_syminfo *info;
 189         Elf_Addr loc, val;
 190         int r_type, r_sym;
 191
 192         /* This is where to make the change */
 193         loc = base + rela->r_offset;
 194         /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 195            undefined symbols have been resolved.  */
 196         r_sym = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 197         r_type = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 198         info = me->arch.syminfo + r_sym;
 199         val = symtab[r_sym].st_value;
 200
 201         switch (r_type) {
 202         case R_390_8:           /* Direct 8 bit.   */
 203         case R_390_12:          /* Direct 12 bit.  */
 204         case R_390_16:          /* Direct 16 bit.  */
 205         case R_390_20:          /* Direct 20 bit.  */
 206         case R_390_32:          /* Direct 32 bit.  */
 207         case R_390_64:          /* Direct 64 bit.  */
 208                 val += rela->r_addend;
 209                 if (r_type == R_390_8)
 210                         *(unsigned char *) loc = val;
 211                 else if (r_type == R_390_12)
 212                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 213                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 214                 else if (r_type == R_390_16)
 215                         *(unsigned short *) loc = val;
 216                 else if (r_type == R_390_20)
 217                         *(unsigned int *) loc =
 218                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 219                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 220                 else if (r_type == R_390_32)
 221                         *(unsigned int *) loc = val;
 222                 else if (r_type == R_390_64)
 223                         *(unsigned long *) loc = val;
 224                 break;
 225         case R_390_PC16:        /* PC relative 16 bit.  */
 226         case R_390_PC16DBL:     /* PC relative 16 bit shifted by 1.  */
 227         case R_390_PC32DBL:     /* PC relative 32 bit shifted by 1.  */
 228         case R_390_PC32:        /* PC relative 32 bit.  */
 229         case R_390_PC64:        /* PC relative 64 bit.  */
 230                 val += rela->r_addend - loc;
 231                 if (r_type == R_390_PC16)
 232                         *(unsigned short *) loc = val;
 233                 else if (r_type == R_390_PC16DBL)
 234                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 235                 else if (r_type == R_390_PC32DBL)
 236                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 237                 else if (r_type == R_390_PC32)
 238                         *(unsigned int *) loc = val;
 239                 else if (r_type == R_390_PC64)
 240                         *(unsigned long *) loc = val;
 241                 break;
 242         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
 243         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
 244         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
 245         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
 246         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
 247         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
 248         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
 249         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
 250         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
 251         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
 252         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
 253         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
 254                 if (info->got_initialized == 0) {
 255                         Elf_Addr *gotent;
 256
 257                         gotent = me->module_core + me->arch.got_offset +
 258                                 info->got_offset;
 259                         *gotent = val;
 260                         info->got_initialized = 1;
 261                 }
 262                 val = info->got_offset + rela->r_addend;
 263                 if (r_type == R_390_GOT12 ||
 264                     r_type == R_390_GOTPLT12)
 265                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 266                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 267                 else if (r_type == R_390_GOT16 ||
 268                          r_type == R_390_GOTPLT16)
 269                         *(unsigned short *) loc = val;
 270                 else if (r_type == R_390_GOT20 ||
 271                          r_type == R_390_GOTPLT20)
 272                         *(unsigned int *) loc =
 273                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 274                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 275                 else if (r_type == R_390_GOT32 ||
 276                          r_type == R_390_GOTPLT32)
 277                         *(unsigned int *) loc = val;
 278                 else if (r_type == R_390_GOTENT ||
 279                          r_type == R_390_GOTPLTENT)
 280                         *(unsigned int *) loc =
 281                                 (val + (Elf_Addr) me->module_core - loc) >> 1;
 282                 else if (r_type == R_390_GOT64 ||
 283                          r_type == R_390_GOTPLT64)
 284                         *(unsigned long *) loc = val;
 285                 break;
 286         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 287         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 288         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
 289         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
 290         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 291         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
 292         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 293                 if (info->plt_initialized == 0) {
 294                         unsigned int *ip;
 295                         ip = me->module_core + me->arch.plt_offset +
 296                                 info->plt_offset;
 297 #ifndef CONFIG_64BIT
 298                         ip[0] = 0x0d105810; /* basr 1,0; l 1,6(1); br 1 */
 299                         ip[1] = 0x100607f1;
 300                         ip[2] = val;
 301 #else /* CONFIG_64BIT */
 302                         ip[0] = 0x0d10e310; /* basr 1,0; lg 1,10(1); br 1 */
 303                         ip[1] = 0x100a0004;
 304                         ip[2] = 0x07f10000;
 305                         ip[3] = (unsigned int) (val >> 32);
 306                         ip[4] = (unsigned int) val;
 307 #endif /* CONFIG_64BIT */
 308                         info->plt_initialized = 1;
 309                 }
 310                 if (r_type == R_390_PLTOFF16 ||
 311                     r_type == R_390_PLTOFF32
 312                     || r_type == R_390_PLTOFF64
 313                         )
 314                         val = me->arch.plt_offset - me->arch.got_offset +
 315                                 info->plt_offset + rela->r_addend;
 316                 else
 317                         val =  (Elf_Addr) me->module_core +
 318                                 me->arch.plt_offset + info->plt_offset +
 319                                 rela->r_addend - loc;
 320                 if (r_type == R_390_PLT16DBL)
 321                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 322                 else if (r_type == R_390_PLTOFF16)
 323                         *(unsigned short *) loc = val;
 324                 else if (r_type == R_390_PLT32DBL)
 325                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 326                 else if (r_type == R_390_PLT32 ||
 327                          r_type == R_390_PLTOFF32)
 328                         *(unsigned int *) loc = val;
 329                 else if (r_type == R_390_PLT64 ||
 330                          r_type == R_390_PLTOFF64)
 331                         *(unsigned long *) loc = val;
 332                 break;
 333         case R_390_GOTOFF16:    /* 16 bit offset to GOT.  */
 334         case R_390_GOTOFF32:    /* 32 bit offset to GOT.  */
 335         case R_390_GOTOFF64:    /* 64 bit offset to GOT. */
 336                 val = val + rela->r_addend -
 337                         ((Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset);
 338                 if (r_type == R_390_GOTOFF16)
 339                         *(unsigned short *) loc = val;
 340                 else if (r_type == R_390_GOTOFF32)
 341                         *(unsigned int *) loc = val;
 342                 else if (r_type == R_390_GOTOFF64)
 343                         *(unsigned long *) loc = val;
 344                 break;
 345         case R_390_GOTPC:       /* 32 bit PC relative offset to GOT. */
 346         case R_390_GOTPCDBL:    /* 32 bit PC rel. off. to GOT shifted by 1. */
 347                 val = (Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset +
 348                         rela->r_addend - loc;
 349                 if (r_type == R_390_GOTPC)
 350                         *(unsigned int *) loc = val;
 351                 else if (r_type == R_390_GOTPCDBL)
 352                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 353                 break;
 354         case R_390_COPY:
 355         case R_390_GLOB_DAT:    /* Create GOT entry.  */
 356         case R_390_JMP_SLOT:    /* Create PLT entry.  */
 357         case R_390_RELATIVE:    /* Adjust by program base.  */
 358                 /* Only needed if we want to support loading of
 359                    modules linked with -shared. */
 360                 break;
 361         default:
 362                 printk(KERN_ERR "module %s: Unknown relocation: %u\n",
 363                        me->name, r_type);
 364                 return -ENOEXEC;
 365         }
 366         return 0;
 367 }
 368
 369 int
 370 apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 371                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 372                    struct module *me)
 373 {
 374         Elf_Addr base;
 375         Elf_Sym *symtab;
 376         Elf_Rela *rela;
 377         unsigned long i, n;
 378         int rc;
 379
 380         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 381                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 382         base = sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr;
 383         symtab = (Elf_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr;
 384         rela = (Elf_Rela *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 385         n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 386
 387         for (i = 0; i < n; i++, rela++) {
 388                 rc = apply_rela(rela, base, symtab, me);
 389                 if (rc)
 390                         return rc;
 391         }
 392         return 0;
 393 }
 394
 395 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 396                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 397                     struct module *me)
 398 {
 399         vfree(me->arch.syminfo);
 400         return 0;
 401 }
 402
 403 void module_arch_cleanup(struct module *mod)
 404 {
 405 }