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 void *module_alloc(unsigned long size)
  49 {
  50         if (size == 0)
  51                 return NULL;
  52         return vmalloc(size);
  53 }
  54
  55 /* Free memory returned from module_alloc */
  56 void module_free(struct module *mod, void *module_region)
  57 {
  58         if (mod) {
  59                 vfree(mod->arch.syminfo);
  60                 mod->arch.syminfo = NULL;
  61         }
  62         vfree(module_region);
  63 }
  64
  65 static void
  66 check_rela(Elf_Rela *rela, struct module *me)
  67 {
  68         struct mod_arch_syminfo *info;
  69
  70         info = me->arch.syminfo + ELF_R_SYM (rela->r_info);
  71         switch (ELF_R_TYPE (rela->r_info)) {
  72         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
  73         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
  74         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
  75         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
  76         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
  77         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
  78         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
  79         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
  80         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
  81         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
  82         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
  83         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
  84                 if (info->got_offset == -1UL) {
  85                         info->got_offset = me->arch.got_size;
  86                         me->arch.got_size += sizeof(void*);
  87                 }
  88                 break;
  89         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  90         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  91         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
  92         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
  93         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  94         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
  95         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  96                 if (info->plt_offset == -1UL) {
  97                         info->plt_offset = me->arch.plt_size;
  98                         me->arch.plt_size += PLT_ENTRY_SIZE;
  99                 }
 100                 break;
 101         case R_390_COPY:
 102         case R_390_GLOB_DAT:
 103         case R_390_JMP_SLOT:
 104         case R_390_RELATIVE:
 105                 /* Only needed if we want to support loading of
 106                    modules linked with -shared. */
 107                 break;
 108         }
 109 }
 110
 111 /*
 112  * Account for GOT and PLT relocations. We can't add sections for
 113  * got and plt but we can increase the core module size.
 114  */
 115 int
 116 module_frob_arch_sections(Elf_Ehdr *hdr, Elf_Shdr *sechdrs,
 117                           char *secstrings, struct module *me)
 118 {
 119         Elf_Shdr *symtab;
 120         Elf_Sym *symbols;
 121         Elf_Rela *rela;
 122         char *strings;
 123         int nrela, i, j;
 124
 125         /* Find symbol table and string table. */
 126         symtab = NULL;
 127         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++)
 128                 switch (sechdrs[i].sh_type) {
 129                 case SHT_SYMTAB:
 130                         symtab = sechdrs + i;
 131                         break;
 132                 }
 133         if (!symtab) {
 134                 printk(KERN_ERR "module %s: no symbol table\n", me->name);
 135                 return -ENOEXEC;
 136         }
 137
 138         /* Allocate one syminfo structure per symbol. */
 139         me->arch.nsyms = symtab->sh_size / sizeof(Elf_Sym);
 140         me->arch.syminfo = vmalloc(me->arch.nsyms *
 141                                    sizeof(struct mod_arch_syminfo));
 142         if (!me->arch.syminfo)
 143                 return -ENOMEM;
 144         symbols = (void *) hdr + symtab->sh_offset;
 145         strings = (void *) hdr + sechdrs[symtab->sh_link].sh_offset;
 146         for (i = 0; i < me->arch.nsyms; i++) {
 147                 if (symbols[i].st_shndx == SHN_UNDEF &&
 148                     strcmp(strings + symbols[i].st_name,
 149                            "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_") == 0)
 150                         /* "Define" it as absolute. */
 151                         symbols[i].st_shndx = SHN_ABS;
 152                 me->arch.syminfo[i].got_offset = -1UL;
 153                 me->arch.syminfo[i].plt_offset = -1UL;
 154                 me->arch.syminfo[i].got_initialized = 0;
 155                 me->arch.syminfo[i].plt_initialized = 0;
 156         }
 157
 158         /* Search for got/plt relocations. */
 159         me->arch.got_size = me->arch.plt_size = 0;
 160         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
 161                 if (sechdrs[i].sh_type != SHT_RELA)
 162                         continue;
 163                 nrela = sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 164                 rela = (void *) hdr + sechdrs[i].sh_offset;
 165                 for (j = 0; j < nrela; j++)
 166                         check_rela(rela + j, me);
 167         }
 168
 169         /* Increase core size by size of got & plt and set start
 170            offsets for got and plt. */
 171         me->core_size = ALIGN(me->core_size, 4);
 172         me->arch.got_offset = me->core_size;
 173         me->core_size += me->arch.got_size;
 174         me->arch.plt_offset = me->core_size;
 175         me->core_size += me->arch.plt_size;
 176         return 0;
 177 }
 178
 179 int
 180 apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab, unsigned int symindex,
 181                unsigned int relsec, struct module *me)
 182 {
 183         printk(KERN_ERR "module %s: RELOCATION unsupported\n",
 184                me->name);
 185         return -ENOEXEC;
 186 }
 187
 188 static int
 189 apply_rela(Elf_Rela *rela, Elf_Addr base, Elf_Sym *symtab,
 190            struct module *me)
 191 {
 192         struct mod_arch_syminfo *info;
 193         Elf_Addr loc, val;
 194         int r_type, r_sym;
 195
 196         /* This is where to make the change */
 197         loc = base + rela->r_offset;
 198         /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 199            undefined symbols have been resolved.  */
 200         r_sym = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 201         r_type = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 202         info = me->arch.syminfo + r_sym;
 203         val = symtab[r_sym].st_value;
 204
 205         switch (r_type) {
 206         case R_390_8:           /* Direct 8 bit.   */
 207         case R_390_12:          /* Direct 12 bit.  */
 208         case R_390_16:          /* Direct 16 bit.  */
 209         case R_390_20:          /* Direct 20 bit.  */
 210         case R_390_32:          /* Direct 32 bit.  */
 211         case R_390_64:          /* Direct 64 bit.  */
 212                 val += rela->r_addend;
 213                 if (r_type == R_390_8)
 214                         *(unsigned char *) loc = val;
 215                 else if (r_type == R_390_12)
 216                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 217                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 218                 else if (r_type == R_390_16)
 219                         *(unsigned short *) loc = val;
 220                 else if (r_type == R_390_20)
 221                         *(unsigned int *) loc =
 222                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 223                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 224                 else if (r_type == R_390_32)
 225                         *(unsigned int *) loc = val;
 226                 else if (r_type == R_390_64)
 227                         *(unsigned long *) loc = val;
 228                 break;
 229         case R_390_PC16:        /* PC relative 16 bit.  */
 230         case R_390_PC16DBL:     /* PC relative 16 bit shifted by 1.  */
 231         case R_390_PC32DBL:     /* PC relative 32 bit shifted by 1.  */
 232         case R_390_PC32:        /* PC relative 32 bit.  */
 233         case R_390_PC64:        /* PC relative 64 bit.  */
 234                 val += rela->r_addend - loc;
 235                 if (r_type == R_390_PC16)
 236                         *(unsigned short *) loc = val;
 237                 else if (r_type == R_390_PC16DBL)
 238                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 239                 else if (r_type == R_390_PC32DBL)
 240                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 241                 else if (r_type == R_390_PC32)
 242                         *(unsigned int *) loc = val;
 243                 else if (r_type == R_390_PC64)
 244                         *(unsigned long *) loc = val;
 245                 break;
 246         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
 247         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
 248         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
 249         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
 250         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
 251         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
 252         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
 253         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
 254         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
 255         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
 256         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
 257         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
 258                 if (info->got_initialized == 0) {
 259                         Elf_Addr *gotent;
 260
 261                         gotent = me->module_core + me->arch.got_offset +
 262                                 info->got_offset;
 263                         *gotent = val;
 264                         info->got_initialized = 1;
 265                 }
 266                 val = info->got_offset + rela->r_addend;
 267                 if (r_type == R_390_GOT12 ||
 268                     r_type == R_390_GOTPLT12)
 269                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 270                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 271                 else if (r_type == R_390_GOT16 ||
 272                          r_type == R_390_GOTPLT16)
 273                         *(unsigned short *) loc = val;
 274                 else if (r_type == R_390_GOT20 ||
 275                          r_type == R_390_GOTPLT20)
 276                         *(unsigned int *) loc =
 277                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 278                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 279                 else if (r_type == R_390_GOT32 ||
 280                          r_type == R_390_GOTPLT32)
 281                         *(unsigned int *) loc = val;
 282                 else if (r_type == R_390_GOTENT ||
 283                          r_type == R_390_GOTPLTENT)
 284                         *(unsigned int *) loc =
 285                                 (val + (Elf_Addr) me->module_core - loc) >> 1;
 286                 else if (r_type == R_390_GOT64 ||
 287                          r_type == R_390_GOTPLT64)
 288                         *(unsigned long *) loc = val;
 289                 break;
 290         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 291         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 292         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
 293         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
 294         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 295         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
 296         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 297                 if (info->plt_initialized == 0) {
 298                         unsigned int *ip;
 299                         ip = me->module_core + me->arch.plt_offset +
 300                                 info->plt_offset;
 301 #ifndef CONFIG_64BIT
 302                         ip[0] = 0x0d105810; /* basr 1,0; l 1,6(1); br 1 */
 303                         ip[1] = 0x100607f1;
 304                         ip[2] = val;
 305 #else /* CONFIG_64BIT */
 306                         ip[0] = 0x0d10e310; /* basr 1,0; lg 1,10(1); br 1 */
 307                         ip[1] = 0x100a0004;
 308                         ip[2] = 0x07f10000;
 309                         ip[3] = (unsigned int) (val >> 32);
 310                         ip[4] = (unsigned int) val;
 311 #endif /* CONFIG_64BIT */
 312                         info->plt_initialized = 1;
 313                 }
 314                 if (r_type == R_390_PLTOFF16 ||
 315                     r_type == R_390_PLTOFF32 ||
 316                     r_type == R_390_PLTOFF64)
 317                         val = me->arch.plt_offset - me->arch.got_offset +
 318                                 info->plt_offset + rela->r_addend;
 319                 else {
 320                         if (!((r_type == R_390_PLT16DBL &&
 321                                val - loc + 0xffffUL < 0x1ffffeUL) ||
 322                               (r_type == R_390_PLT32DBL &&
 323                                val - loc + 0xffffffffULL < 0x1fffffffeULL)))
 324                                 val = (Elf_Addr) me->module_core +
 325                                         me->arch.plt_offset +
 326                                         info->plt_offset;
 327                         val += rela->r_addend - loc;
 328                 }
 329                 if (r_type == R_390_PLT16DBL)
 330                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 331                 else if (r_type == R_390_PLTOFF16)
 332                         *(unsigned short *) loc = val;
 333                 else if (r_type == R_390_PLT32DBL)
 334                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 335                 else if (r_type == R_390_PLT32 ||
 336                          r_type == R_390_PLTOFF32)
 337                         *(unsigned int *) loc = val;
 338                 else if (r_type == R_390_PLT64 ||
 339                          r_type == R_390_PLTOFF64)
 340                         *(unsigned long *) loc = val;
 341                 break;
 342         case R_390_GOTOFF16:    /* 16 bit offset to GOT.  */
 343         case R_390_GOTOFF32:    /* 32 bit offset to GOT.  */
 344         case R_390_GOTOFF64:    /* 64 bit offset to GOT. */
 345                 val = val + rela->r_addend -
 346                         ((Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset);
 347                 if (r_type == R_390_GOTOFF16)
 348                         *(unsigned short *) loc = val;
 349                 else if (r_type == R_390_GOTOFF32)
 350                         *(unsigned int *) loc = val;
 351                 else if (r_type == R_390_GOTOFF64)
 352                         *(unsigned long *) loc = val;
 353                 break;
 354         case R_390_GOTPC:       /* 32 bit PC relative offset to GOT. */
 355         case R_390_GOTPCDBL:    /* 32 bit PC rel. off. to GOT shifted by 1. */
 356                 val = (Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset +
 357                         rela->r_addend - loc;
 358                 if (r_type == R_390_GOTPC)
 359                         *(unsigned int *) loc = val;
 360                 else if (r_type == R_390_GOTPCDBL)
 361                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 362                 break;
 363         case R_390_COPY:
 364         case R_390_GLOB_DAT:    /* Create GOT entry.  */
 365         case R_390_JMP_SLOT:    /* Create PLT entry.  */
 366         case R_390_RELATIVE:    /* Adjust by program base.  */
 367                 /* Only needed if we want to support loading of
 368                    modules linked with -shared. */
 369                 break;
 370         default:
 371                 printk(KERN_ERR "module %s: Unknown relocation: %u\n",
 372                        me->name, r_type);
 373                 return -ENOEXEC;
 374         }
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 int
 379 apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 380                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 381                    struct module *me)
 382 {
 383         Elf_Addr base;
 384         Elf_Sym *symtab;
 385         Elf_Rela *rela;
 386         unsigned long i, n;
 387         int rc;
 388
 389         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 390                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 391         base = sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr;
 392         symtab = (Elf_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr;
 393         rela = (Elf_Rela *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 394         n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 395
 396         for (i = 0; i < n; i++, rela++) {
 397                 rc = apply_rela(rela, base, symtab, me);
 398                 if (rc)
 399                         return rc;
 400         }
 401         return 0;
 402 }
 403
 404 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 405                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 406                     struct module *me)
 407 {
 408         vfree(me->arch.syminfo);
 409         me->arch.syminfo = NULL;
 410         return 0;
 411 }
 412
 413 void module_arch_cleanup(struct module *mod)
 414 {
 415 }