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 #include <linux/moduleloader.h>
  34 #include <linux/bug.h>
  35
  36 #if 0
  37 #define DEBUGP printk
  38 #else
  39 #define DEBUGP(fmt , ...)
  40 #endif
  41
  42 #ifndef CONFIG_64BIT
  43 #define PLT_ENTRY_SIZE 12
  44 #else /* CONFIG_64BIT */
  45 #define PLT_ENTRY_SIZE 20
  46 #endif /* CONFIG_64BIT */
  47
  48 /* Free memory returned from module_alloc */
  49 void module_free(struct module *mod, void *module_region)
  50 {
  51         if (mod) {
  52                 vfree(mod->arch.syminfo);
  53                 mod->arch.syminfo = NULL;
  54         }
  55         vfree(module_region);
  56 }
  57
  58 static void
  59 check_rela(Elf_Rela *rela, struct module *me)
  60 {
  61         struct mod_arch_syminfo *info;
  62
  63         info = me->arch.syminfo + ELF_R_SYM (rela->r_info);
  64         switch (ELF_R_TYPE (rela->r_info)) {
  65         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
  66         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
  67         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
  68         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
  69         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
  70         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
  71         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
  72         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
  73         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
  74         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
  75         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
  76         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
  77                 if (info->got_offset == -1UL) {
  78                         info->got_offset = me->arch.got_size;
  79                         me->arch.got_size += sizeof(void*);
  80                 }
  81                 break;
  82         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  83         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  84         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
  85         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
  86         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  87         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
  88         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  89                 if (info->plt_offset == -1UL) {
  90                         info->plt_offset = me->arch.plt_size;
  91                         me->arch.plt_size += PLT_ENTRY_SIZE;
  92                 }
  93                 break;
  94         case R_390_COPY:
  95         case R_390_GLOB_DAT:
  96         case R_390_JMP_SLOT:
  97         case R_390_RELATIVE:
  98                 /* Only needed if we want to support loading of
  99                    modules linked with -shared. */
 100                 break;
 101         }
 102 }
 103
 104 /*
 105  * Account for GOT and PLT relocations. We can't add sections for
 106  * got and plt but we can increase the core module size.
 107  */
 108 int
 109 module_frob_arch_sections(Elf_Ehdr *hdr, Elf_Shdr *sechdrs,
 110                           char *secstrings, struct module *me)
 111 {
 112         Elf_Shdr *symtab;
 113         Elf_Sym *symbols;
 114         Elf_Rela *rela;
 115         char *strings;
 116         int nrela, i, j;
 117
 118         /* Find symbol table and string table. */
 119         symtab = NULL;
 120         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++)
 121                 switch (sechdrs[i].sh_type) {
 122                 case SHT_SYMTAB:
 123                         symtab = sechdrs + i;
 124                         break;
 125                 }
 126         if (!symtab) {
 127                 printk(KERN_ERR "module %s: no symbol table\n", me->name);
 128                 return -ENOEXEC;
 129         }
 130
 131         /* Allocate one syminfo structure per symbol. */
 132         me->arch.nsyms = symtab->sh_size / sizeof(Elf_Sym);
 133         me->arch.syminfo = vmalloc(me->arch.nsyms *
 134                                    sizeof(struct mod_arch_syminfo));
 135         if (!me->arch.syminfo)
 136                 return -ENOMEM;
 137         symbols = (void *) hdr + symtab->sh_offset;
 138         strings = (void *) hdr + sechdrs[symtab->sh_link].sh_offset;
 139         for (i = 0; i < me->arch.nsyms; i++) {
 140                 if (symbols[i].st_shndx == SHN_UNDEF &&
 141                     strcmp(strings + symbols[i].st_name,
 142                            "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_") == 0)
 143                         /* "Define" it as absolute. */
 144                         symbols[i].st_shndx = SHN_ABS;
 145                 me->arch.syminfo[i].got_offset = -1UL;
 146                 me->arch.syminfo[i].plt_offset = -1UL;
 147                 me->arch.syminfo[i].got_initialized = 0;
 148                 me->arch.syminfo[i].plt_initialized = 0;
 149         }
 150
 151         /* Search for got/plt relocations. */
 152         me->arch.got_size = me->arch.plt_size = 0;
 153         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
 154                 if (sechdrs[i].sh_type != SHT_RELA)
 155                         continue;
 156                 nrela = sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 157                 rela = (void *) hdr + sechdrs[i].sh_offset;
 158                 for (j = 0; j < nrela; j++)
 159                         check_rela(rela + j, me);
 160         }
 161
 162         /* Increase core size by size of got & plt and set start
 163            offsets for got and plt. */
 164         me->core_size = ALIGN(me->core_size, 4);
 165         me->arch.got_offset = me->core_size;
 166         me->core_size += me->arch.got_size;
 167         me->arch.plt_offset = me->core_size;
 168         me->core_size += me->arch.plt_size;
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 static int
 173 apply_rela(Elf_Rela *rela, Elf_Addr base, Elf_Sym *symtab,
 174            struct module *me)
 175 {
 176         struct mod_arch_syminfo *info;
 177         Elf_Addr loc, val;
 178         int r_type, r_sym;
 179
 180         /* This is where to make the change */
 181         loc = base + rela->r_offset;
 182         /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 183            undefined symbols have been resolved.  */
 184         r_sym = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 185         r_type = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 186         info = me->arch.syminfo + r_sym;
 187         val = symtab[r_sym].st_value;
 188
 189         switch (r_type) {
 190         case R_390_8:           /* Direct 8 bit.   */
 191         case R_390_12:          /* Direct 12 bit.  */
 192         case R_390_16:          /* Direct 16 bit.  */
 193         case R_390_20:          /* Direct 20 bit.  */
 194         case R_390_32:          /* Direct 32 bit.  */
 195         case R_390_64:          /* Direct 64 bit.  */
 196                 val += rela->r_addend;
 197                 if (r_type == R_390_8)
 198                         *(unsigned char *) loc = val;
 199                 else if (r_type == R_390_12)
 200                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 201                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 202                 else if (r_type == R_390_16)
 203                         *(unsigned short *) loc = val;
 204                 else if (r_type == R_390_20)
 205                         *(unsigned int *) loc =
 206                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 207                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 208                 else if (r_type == R_390_32)
 209                         *(unsigned int *) loc = val;
 210                 else if (r_type == R_390_64)
 211                         *(unsigned long *) loc = val;
 212                 break;
 213         case R_390_PC16:        /* PC relative 16 bit.  */
 214         case R_390_PC16DBL:     /* PC relative 16 bit shifted by 1.  */
 215         case R_390_PC32DBL:     /* PC relative 32 bit shifted by 1.  */
 216         case R_390_PC32:        /* PC relative 32 bit.  */
 217         case R_390_PC64:        /* PC relative 64 bit.  */
 218                 val += rela->r_addend - loc;
 219                 if (r_type == R_390_PC16)
 220                         *(unsigned short *) loc = val;
 221                 else if (r_type == R_390_PC16DBL)
 222                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 223                 else if (r_type == R_390_PC32DBL)
 224                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 225                 else if (r_type == R_390_PC32)
 226                         *(unsigned int *) loc = val;
 227                 else if (r_type == R_390_PC64)
 228                         *(unsigned long *) loc = val;
 229                 break;
 230         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
 231         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
 232         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
 233         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
 234         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
 235         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
 236         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
 237         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
 238         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
 239         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
 240         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
 241         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
 242                 if (info->got_initialized == 0) {
 243                         Elf_Addr *gotent;
 244
 245                         gotent = me->module_core + me->arch.got_offset +
 246                                 info->got_offset;
 247                         *gotent = val;
 248                         info->got_initialized = 1;
 249                 }
 250                 val = info->got_offset + rela->r_addend;
 251                 if (r_type == R_390_GOT12 ||
 252                     r_type == R_390_GOTPLT12)
 253                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 254                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 255                 else if (r_type == R_390_GOT16 ||
 256                          r_type == R_390_GOTPLT16)
 257                         *(unsigned short *) loc = val;
 258                 else if (r_type == R_390_GOT20 ||
 259                          r_type == R_390_GOTPLT20)
 260                         *(unsigned int *) loc =
 261                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 262                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 263                 else if (r_type == R_390_GOT32 ||
 264                          r_type == R_390_GOTPLT32)
 265                         *(unsigned int *) loc = val;
 266                 else if (r_type == R_390_GOTENT ||
 267                          r_type == R_390_GOTPLTENT)
 268                         *(unsigned int *) loc =
 269                                 (val + (Elf_Addr) me->module_core - loc) >> 1;
 270                 else if (r_type == R_390_GOT64 ||
 271                          r_type == R_390_GOTPLT64)
 272                         *(unsigned long *) loc = val;
 273                 break;
 274         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 275         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 276         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
 277         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
 278         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 279         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
 280         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 281                 if (info->plt_initialized == 0) {
 282                         unsigned int *ip;
 283                         ip = me->module_core + me->arch.plt_offset +
 284                                 info->plt_offset;
 285 #ifndef CONFIG_64BIT
 286                         ip[0] = 0x0d105810; /* basr 1,0; l 1,6(1); br 1 */
 287                         ip[1] = 0x100607f1;
 288                         ip[2] = val;
 289 #else /* CONFIG_64BIT */
 290                         ip[0] = 0x0d10e310; /* basr 1,0; lg 1,10(1); br 1 */
 291                         ip[1] = 0x100a0004;
 292                         ip[2] = 0x07f10000;
 293                         ip[3] = (unsigned int) (val >> 32);
 294                         ip[4] = (unsigned int) val;
 295 #endif /* CONFIG_64BIT */
 296                         info->plt_initialized = 1;
 297                 }
 298                 if (r_type == R_390_PLTOFF16 ||
 299                     r_type == R_390_PLTOFF32 ||
 300                     r_type == R_390_PLTOFF64)
 301                         val = me->arch.plt_offset - me->arch.got_offset +
 302                                 info->plt_offset + rela->r_addend;
 303                 else {
 304                         if (!((r_type == R_390_PLT16DBL &&
 305                                val - loc + 0xffffUL < 0x1ffffeUL) ||
 306                               (r_type == R_390_PLT32DBL &&
 307                                val - loc + 0xffffffffULL < 0x1fffffffeULL)))
 308                                 val = (Elf_Addr) me->module_core +
 309                                         me->arch.plt_offset +
 310                                         info->plt_offset;
 311                         val += rela->r_addend - loc;
 312                 }
 313                 if (r_type == R_390_PLT16DBL)
 314                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 315                 else if (r_type == R_390_PLTOFF16)
 316                         *(unsigned short *) loc = val;
 317                 else if (r_type == R_390_PLT32DBL)
 318                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 319                 else if (r_type == R_390_PLT32 ||
 320                          r_type == R_390_PLTOFF32)
 321                         *(unsigned int *) loc = val;
 322                 else if (r_type == R_390_PLT64 ||
 323                          r_type == R_390_PLTOFF64)
 324                         *(unsigned long *) loc = val;
 325                 break;
 326         case R_390_GOTOFF16:    /* 16 bit offset to GOT.  */
 327         case R_390_GOTOFF32:    /* 32 bit offset to GOT.  */
 328         case R_390_GOTOFF64:    /* 64 bit offset to GOT. */
 329                 val = val + rela->r_addend -
 330                         ((Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset);
 331                 if (r_type == R_390_GOTOFF16)
 332                         *(unsigned short *) loc = val;
 333                 else if (r_type == R_390_GOTOFF32)
 334                         *(unsigned int *) loc = val;
 335                 else if (r_type == R_390_GOTOFF64)
 336                         *(unsigned long *) loc = val;
 337                 break;
 338         case R_390_GOTPC:       /* 32 bit PC relative offset to GOT. */
 339         case R_390_GOTPCDBL:    /* 32 bit PC rel. off. to GOT shifted by 1. */
 340                 val = (Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset +
 341                         rela->r_addend - loc;
 342                 if (r_type == R_390_GOTPC)
 343                         *(unsigned int *) loc = val;
 344                 else if (r_type == R_390_GOTPCDBL)
 345                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 346                 break;
 347         case R_390_COPY:
 348         case R_390_GLOB_DAT:    /* Create GOT entry.  */
 349         case R_390_JMP_SLOT:    /* Create PLT entry.  */
 350         case R_390_RELATIVE:    /* Adjust by program base.  */
 351                 /* Only needed if we want to support loading of
 352                    modules linked with -shared. */
 353                 break;
 354         default:
 355                 printk(KERN_ERR "module %s: Unknown relocation: %u\n",
 356                        me->name, r_type);
 357                 return -ENOEXEC;
 358         }
 359         return 0;
 360 }
 361
 362 int
 363 apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 364                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 365                    struct module *me)
 366 {
 367         Elf_Addr base;
 368         Elf_Sym *symtab;
 369         Elf_Rela *rela;
 370         unsigned long i, n;
 371         int rc;
 372
 373         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 374                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 375         base = sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr;
 376         symtab = (Elf_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr;
 377         rela = (Elf_Rela *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 378         n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 379
 380         for (i = 0; i < n; i++, rela++) {
 381                 rc = apply_rela(rela, base, symtab, me);
 382                 if (rc)
 383                         return rc;
 384         }
 385         return 0;
 386 }
 387
 388 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 389                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 390                     struct module *me)
 391 {
 392         vfree(me->arch.syminfo);
 393         me->arch.syminfo = NULL;
 394         return 0;
 395 }