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