arch/s390/kernel/module.c

   1 /*
   2  *  Kernel module help for s390.
   3  *
   4  *  S390 version
   5  *    Copyright IBM Corp. 2002, 2003
   6  *    Author(s): Arnd Bergmann (arndb@de.ibm.com)
   7  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
   8  *
   9  *  based on i386 version
  10  *    Copyright (C) 2001 Rusty Russell.
  11  *
  12  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  13  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  14  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  15  *  (at your option) any later version.
  16  *
  17  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  18  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20  *  GNU General Public License for more details.
  21  *
  22  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  23  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  24  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  25  */
  26 #include <linux/module.h>
  27 #include <linux/elf.h>
  28 #include <linux/vmalloc.h>
  29 #include <linux/fs.h>
  30 #include <linux/string.h>
  31 #include <linux/kernel.h>
  32 #include <linux/moduleloader.h>
  33 #include <linux/bug.h>
  34
  35 #if 0
  36 #define DEBUGP printk
  37 #else
  38 #define DEBUGP(fmt , ...)
  39 #endif
  40
  41 #ifndef CONFIG_64BIT
  42 #define PLT_ENTRY_SIZE 12
  43 #else /* CONFIG_64BIT */
  44 #define PLT_ENTRY_SIZE 20
  45 #endif /* CONFIG_64BIT */
  46
  47 #ifdef CONFIG_64BIT
  48 void *module_alloc(unsigned long size)
  49 {
  50         if (PAGE_ALIGN(size) > MODULES_LEN)
  51                 return NULL;
  52         return __vmalloc_node_range(size, 1, MODULES_VADDR, MODULES_END,
  53                                     GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL, -1,
  54                                     __builtin_return_address(0));
  55 }
  56 #endif
  57
  58 /* Free memory returned from module_alloc */
  59 void module_free(struct module *mod, void *module_region)
  60 {
  61         if (mod) {
  62                 vfree(mod->arch.syminfo);
  63                 mod->arch.syminfo = NULL;
  64         }
  65         vfree(module_region);
  66 }
  67
  68 static void
  69 check_rela(Elf_Rela *rela, struct module *me)
  70 {
  71         struct mod_arch_syminfo *info;
  72
  73         info = me->arch.syminfo + ELF_R_SYM (rela->r_info);
  74         switch (ELF_R_TYPE (rela->r_info)) {
  75         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
  76         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
  77         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
  78         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
  79         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
  80         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
  81         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
  82         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
  83         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
  84         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
  85         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
  86         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
  87                 if (info->got_offset == -1UL) {
  88                         info->got_offset = me->arch.got_size;
  89                         me->arch.got_size += sizeof(void*);
  90                 }
  91                 break;
  92         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  93         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  94         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
  95         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
  96         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  97         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
  98         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  99                 if (info->plt_offset == -1UL) {
 100                         info->plt_offset = me->arch.plt_size;
 101                         me->arch.plt_size += PLT_ENTRY_SIZE;
 102                 }
 103                 break;
 104         case R_390_COPY:
 105         case R_390_GLOB_DAT:
 106         case R_390_JMP_SLOT:
 107         case R_390_RELATIVE:
 108                 /* Only needed if we want to support loading of
 109                    modules linked with -shared. */
 110                 break;
 111         }
 112 }
 113
 114 /*
 115  * Account for GOT and PLT relocations. We can't add sections for
 116  * got and plt but we can increase the core module size.
 117  */
 118 int
 119 module_frob_arch_sections(Elf_Ehdr *hdr, Elf_Shdr *sechdrs,
 120                           char *secstrings, struct module *me)
 121 {
 122         Elf_Shdr *symtab;
 123         Elf_Sym *symbols;
 124         Elf_Rela *rela;
 125         char *strings;
 126         int nrela, i, j;
 127
 128         /* Find symbol table and string table. */
 129         symtab = NULL;
 130         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++)
 131                 switch (sechdrs[i].sh_type) {
 132                 case SHT_SYMTAB:
 133                         symtab = sechdrs + i;
 134                         break;
 135                 }
 136         if (!symtab) {
 137                 printk(KERN_ERR "module %s: no symbol table\n", me->name);
 138                 return -ENOEXEC;
 139         }
 140
 141         /* Allocate one syminfo structure per symbol. */
 142         me->arch.nsyms = symtab->sh_size / sizeof(Elf_Sym);
 143         me->arch.syminfo = vmalloc(me->arch.nsyms *
 144                                    sizeof(struct mod_arch_syminfo));
 145         if (!me->arch.syminfo)
 146                 return -ENOMEM;
 147         symbols = (void *) hdr + symtab->sh_offset;
 148         strings = (void *) hdr + sechdrs[symtab->sh_link].sh_offset;
 149         for (i = 0; i < me->arch.nsyms; i++) {
 150                 if (symbols[i].st_shndx == SHN_UNDEF &&
 151                     strcmp(strings + symbols[i].st_name,
 152                            "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_") == 0)
 153                         /* "Define" it as absolute. */
 154                         symbols[i].st_shndx = SHN_ABS;
 155                 me->arch.syminfo[i].got_offset = -1UL;
 156                 me->arch.syminfo[i].plt_offset = -1UL;
 157                 me->arch.syminfo[i].got_initialized = 0;
 158                 me->arch.syminfo[i].plt_initialized = 0;
 159         }
 160
 161         /* Search for got/plt relocations. */
 162         me->arch.got_size = me->arch.plt_size = 0;
 163         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
 164                 if (sechdrs[i].sh_type != SHT_RELA)
 165                         continue;
 166                 nrela = sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 167                 rela = (void *) hdr + sechdrs[i].sh_offset;
 168                 for (j = 0; j < nrela; j++)
 169                         check_rela(rela + j, me);
 170         }
 171
 172         /* Increase core size by size of got & plt and set start
 173            offsets for got and plt. */
 174         me->core_size = ALIGN(me->core_size, 4);
 175         me->arch.got_offset = me->core_size;
 176         me->core_size += me->arch.got_size;
 177         me->arch.plt_offset = me->core_size;
 178         me->core_size += me->arch.plt_size;
 179         return 0;
 180 }
 181
 182 static int
 183 apply_rela(Elf_Rela *rela, Elf_Addr base, Elf_Sym *symtab,
 184            struct module *me)
 185 {
 186         struct mod_arch_syminfo *info;
 187         Elf_Addr loc, val;
 188         int r_type, r_sym;
 189
 190         /* This is where to make the change */
 191         loc = base + rela->r_offset;
 192         /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 193            undefined symbols have been resolved.  */
 194         r_sym = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 195         r_type = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 196         info = me->arch.syminfo + r_sym;
 197         val = symtab[r_sym].st_value;
 198
 199         switch (r_type) {
 200         case R_390_8:           /* Direct 8 bit.   */
 201         case R_390_12:          /* Direct 12 bit.  */
 202         case R_390_16:          /* Direct 16 bit.  */
 203         case R_390_20:          /* Direct 20 bit.  */
 204         case R_390_32:          /* Direct 32 bit.  */
 205         case R_390_64:          /* Direct 64 bit.  */
 206                 val += rela->r_addend;
 207                 if (r_type == R_390_8)
 208                         *(unsigned char *) loc = val;
 209                 else if (r_type == R_390_12)
 210                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 211                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 212                 else if (r_type == R_390_16)
 213                         *(unsigned short *) loc = val;
 214                 else if (r_type == R_390_20)
 215                         *(unsigned int *) loc =
 216                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 217                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 218                 else if (r_type == R_390_32)
 219                         *(unsigned int *) loc = val;
 220                 else if (r_type == R_390_64)
 221                         *(unsigned long *) loc = val;
 222                 break;
 223         case R_390_PC16:        /* PC relative 16 bit.  */
 224         case R_390_PC16DBL:     /* PC relative 16 bit shifted by 1.  */
 225         case R_390_PC32DBL:     /* PC relative 32 bit shifted by 1.  */
 226         case R_390_PC32:        /* PC relative 32 bit.  */
 227         case R_390_PC64:        /* PC relative 64 bit.  */
 228                 val += rela->r_addend - loc;
 229                 if (r_type == R_390_PC16)
 230                         *(unsigned short *) loc = val;
 231                 else if (r_type == R_390_PC16DBL)
 232                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 233                 else if (r_type == R_390_PC32DBL)
 234                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 235                 else if (r_type == R_390_PC32)
 236                         *(unsigned int *) loc = val;
 237                 else if (r_type == R_390_PC64)
 238                         *(unsigned long *) loc = val;
 239                 break;
 240         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
 241         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
 242         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
 243         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
 244         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
 245         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
 246         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
 247         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
 248         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
 249         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
 250         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
 251         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
 252                 if (info->got_initialized == 0) {
 253                         Elf_Addr *gotent;
 254
 255                         gotent = me->module_core + me->arch.got_offset +
 256                                 info->got_offset;
 257                         *gotent = val;
 258                         info->got_initialized = 1;
 259                 }
 260                 val = info->got_offset + rela->r_addend;
 261                 if (r_type == R_390_GOT12 ||
 262                     r_type == R_390_GOTPLT12)
 263                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 264                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 265                 else if (r_type == R_390_GOT16 ||
 266                          r_type == R_390_GOTPLT16)
 267                         *(unsigned short *) loc = val;
 268                 else if (r_type == R_390_GOT20 ||
 269                          r_type == R_390_GOTPLT20)
 270                         *(unsigned int *) loc =
 271                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 272                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 273                 else if (r_type == R_390_GOT32 ||
 274                          r_type == R_390_GOTPLT32)
 275                         *(unsigned int *) loc = val;
 276                 else if (r_type == R_390_GOTENT ||
 277                          r_type == R_390_GOTPLTENT)
 278                         *(unsigned int *) loc =
 279                                 (val + (Elf_Addr) me->module_core - loc) >> 1;
 280                 else if (r_type == R_390_GOT64 ||
 281                          r_type == R_390_GOTPLT64)
 282                         *(unsigned long *) loc = val;
 283                 break;
 284         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 285         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 286         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
 287         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
 288         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 289         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
 290         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 291                 if (info->plt_initialized == 0) {
 292                         unsigned int *ip;
 293                         ip = me->module_core + me->arch.plt_offset +
 294                                 info->plt_offset;
 295 #ifndef CONFIG_64BIT
 296                         ip[0] = 0x0d105810; /* basr 1,0; l 1,6(1); br 1 */
 297                         ip[1] = 0x100607f1;
 298                         ip[2] = val;
 299 #else /* CONFIG_64BIT */
 300                         ip[0] = 0x0d10e310; /* basr 1,0; lg 1,10(1); br 1 */
 301                         ip[1] = 0x100a0004;
 302                         ip[2] = 0x07f10000;
 303                         ip[3] = (unsigned int) (val >> 32);
 304                         ip[4] = (unsigned int) val;
 305 #endif /* CONFIG_64BIT */
 306                         info->plt_initialized = 1;
 307                 }
 308                 if (r_type == R_390_PLTOFF16 ||
 309                     r_type == R_390_PLTOFF32 ||
 310                     r_type == R_390_PLTOFF64)
 311                         val = me->arch.plt_offset - me->arch.got_offset +
 312                                 info->plt_offset + rela->r_addend;
 313                 else {
 314                         if (!((r_type == R_390_PLT16DBL &&
 315                                val - loc + 0xffffUL < 0x1ffffeUL) ||
 316                               (r_type == R_390_PLT32DBL &&
 317                                val - loc + 0xffffffffULL < 0x1fffffffeULL)))
 318                                 val = (Elf_Addr) me->module_core +
 319                                         me->arch.plt_offset +
 320                                         info->plt_offset;
 321                         val += rela->r_addend - loc;
 322                 }
 323                 if (r_type == R_390_PLT16DBL)
 324                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 325                 else if (r_type == R_390_PLTOFF16)
 326                         *(unsigned short *) loc = val;
 327                 else if (r_type == R_390_PLT32DBL)
 328                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 329                 else if (r_type == R_390_PLT32 ||
 330                          r_type == R_390_PLTOFF32)
 331                         *(unsigned int *) loc = val;
 332                 else if (r_type == R_390_PLT64 ||
 333                          r_type == R_390_PLTOFF64)
 334                         *(unsigned long *) loc = val;
 335                 break;
 336         case R_390_GOTOFF16:    /* 16 bit offset to GOT.  */
 337         case R_390_GOTOFF32:    /* 32 bit offset to GOT.  */
 338         case R_390_GOTOFF64:    /* 64 bit offset to GOT. */
 339                 val = val + rela->r_addend -
 340                         ((Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset);
 341                 if (r_type == R_390_GOTOFF16)
 342                         *(unsigned short *) loc = val;
 343                 else if (r_type == R_390_GOTOFF32)
 344                         *(unsigned int *) loc = val;
 345                 else if (r_type == R_390_GOTOFF64)
 346                         *(unsigned long *) loc = val;
 347                 break;
 348         case R_390_GOTPC:       /* 32 bit PC relative offset to GOT. */
 349         case R_390_GOTPCDBL:    /* 32 bit PC rel. off. to GOT shifted by 1. */
 350                 val = (Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset +
 351                         rela->r_addend - loc;
 352                 if (r_type == R_390_GOTPC)
 353                         *(unsigned int *) loc = val;
 354                 else if (r_type == R_390_GOTPCDBL)
 355                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 356                 break;
 357         case R_390_COPY:
 358         case R_390_GLOB_DAT:    /* Create GOT entry.  */
 359         case R_390_JMP_SLOT:    /* Create PLT entry.  */
 360         case R_390_RELATIVE:    /* Adjust by program base.  */
 361                 /* Only needed if we want to support loading of
 362                    modules linked with -shared. */
 363                 break;
 364         default:
 365                 printk(KERN_ERR "module %s: Unknown relocation: %u\n",
 366                        me->name, r_type);
 367                 return -ENOEXEC;
 368         }
 369         return 0;
 370 }
 371
 372 int
 373 apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 374                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 375                    struct module *me)
 376 {
 377         Elf_Addr base;
 378         Elf_Sym *symtab;
 379         Elf_Rela *rela;
 380         unsigned long i, n;
 381         int rc;
 382
 383         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 384                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 385         base = sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr;
 386         symtab = (Elf_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr;
 387         rela = (Elf_Rela *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 388         n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 389
 390         for (i = 0; i < n; i++, rela++) {
 391                 rc = apply_rela(rela, base, symtab, me);
 392                 if (rc)
 393                         return rc;
 394         }
 395         return 0;
 396 }
 397
 398 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 399                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 400                     struct module *me)
 401 {
 402         vfree(me->arch.syminfo);
 403         me->arch.syminfo = NULL;
 404         return 0;
 405 }