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_ARCH_S390X
  41 #define PLT_ENTRY_SIZE 12
  42 #else /* CONFIG_ARCH_S390X */
  43 #define PLT_ENTRY_SIZE 20
  44 #endif /* CONFIG_ARCH_S390X */
  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_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
  71         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
  72         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
  73         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
  74         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot. */
  75         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot. */
  76         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
  77         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
  78                 if (info->got_offset == -1UL) {
  79                         info->got_offset = me->arch.got_size;
  80                         me->arch.got_size += sizeof(void*);
  81                 }
  82                 break;
  83         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  84         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  85         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
  86         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
  87         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  88         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
  89         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  90                 if (info->plt_offset == -1UL) {
  91                         info->plt_offset = me->arch.plt_size;
  92                         me->arch.plt_size += PLT_ENTRY_SIZE;
  93                 }
  94                 break;
  95         case R_390_COPY:
  96         case R_390_GLOB_DAT:
  97         case R_390_JMP_SLOT:
  98         case R_390_RELATIVE:
  99                 /* Only needed if we want to support loading of
 100                    modules linked with -shared. */
 101                 break;
 102         }
 103 }
 104
 105 /*
 106  * Account for GOT and PLT relocations. We can't add sections for
 107  * got and plt but we can increase the core module size.
 108  */
 109 int
 110 module_frob_arch_sections(Elf_Ehdr *hdr, Elf_Shdr *sechdrs,
 111                           char *secstrings, struct module *me)
 112 {
 113         Elf_Shdr *symtab;
 114         Elf_Sym *symbols;
 115         Elf_Rela *rela;
 116         char *strings;
 117         int nrela, i, j;
 118
 119         /* Find symbol table and string table. */
 120         symtab = 0;
 121         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++)
 122                 switch (sechdrs[i].sh_type) {
 123                 case SHT_SYMTAB:
 124                         symtab = sechdrs + i;
 125                         break;
 126                 }
 127         if (!symtab) {
 128                 printk(KERN_ERR "module %s: no symbol table\n", me->name);
 129                 return -ENOEXEC;
 130         }
 131
 132         /* Allocate one syminfo structure per symbol. */
 133         me->arch.nsyms = symtab->sh_size / sizeof(Elf_Sym);
 134         me->arch.syminfo = kmalloc(me->arch.nsyms *
 135                                    sizeof(struct mod_arch_syminfo),
 136                                    GFP_KERNEL);
 137         if (!me->arch.syminfo)
 138                 return -ENOMEM;
 139         symbols = (void *) hdr + symtab->sh_offset;
 140         strings = (void *) hdr + sechdrs[symtab->sh_link].sh_offset;
 141         for (i = 0; i < me->arch.nsyms; i++) {
 142                 if (symbols[i].st_shndx == SHN_UNDEF &&
 143                     strcmp(strings + symbols[i].st_name,
 144                            "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_") == 0)
 145                         /* "Define" it as absolute. */
 146                         symbols[i].st_shndx = SHN_ABS;
 147                 me->arch.syminfo[i].got_offset = -1UL;
 148                 me->arch.syminfo[i].plt_offset = -1UL;
 149                 me->arch.syminfo[i].got_initialized = 0;
 150                 me->arch.syminfo[i].plt_initialized = 0;
 151         }
 152
 153         /* Search for got/plt relocations. */
 154         me->arch.got_size = me->arch.plt_size = 0;
 155         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
 156                 if (sechdrs[i].sh_type != SHT_RELA)
 157                         continue;
 158                 nrela = sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 159                 rela = (void *) hdr + sechdrs[i].sh_offset;
 160                 for (j = 0; j < nrela; j++)
 161                         check_rela(rela + j, me);
 162         }
 163
 164         /* Increase core size by size of got & plt and set start
 165            offsets for got and plt. */
 166         me->core_size = ALIGN(me->core_size, 4);
 167         me->arch.got_offset = me->core_size;
 168         me->core_size += me->arch.got_size;
 169         me->arch.plt_offset = me->core_size;
 170         me->core_size += me->arch.plt_size;
 171         return 0;
 172 }
 173
 174 int
 175 apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab, unsigned int symindex,
 176                unsigned int relsec, struct module *me)
 177 {
 178         printk(KERN_ERR "module %s: RELOCATION unsupported\n",
 179                me->name);
 180         return -ENOEXEC;
 181 }
 182
 183 static inline int
 184 apply_rela(Elf_Rela *rela, Elf_Addr base, Elf_Sym *symtab,
 185            struct module *me)
 186 {
 187         struct mod_arch_syminfo *info;
 188         Elf_Addr loc, val;
 189         int r_type, r_sym;
 190
 191         /* This is where to make the change */
 192         loc = base + rela->r_offset;
 193         /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 194            undefined symbols have been resolved.  */
 195         r_sym = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 196         r_type = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 197         info = me->arch.syminfo + r_sym;
 198         val = symtab[r_sym].st_value;
 199
 200         switch (r_type) {
 201         case R_390_8:           /* Direct 8 bit.   */
 202         case R_390_12:          /* Direct 12 bit.  */
 203         case R_390_16:          /* Direct 16 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_32)
 215                         *(unsigned int *) loc = val;
 216                 else if (r_type == R_390_64)
 217                         *(unsigned long *) loc = val;
 218                 break;
 219         case R_390_PC16:        /* PC relative 16 bit.  */
 220         case R_390_PC16DBL:     /* PC relative 16 bit shifted by 1.  */
 221         case R_390_PC32DBL:     /* PC relative 32 bit shifted by 1.  */
 222         case R_390_PC32:        /* PC relative 32 bit.  */
 223         case R_390_PC64:        /* PC relative 64 bit.  */
 224                 val += rela->r_addend - loc;
 225                 if (r_type == R_390_PC16)
 226                         *(unsigned short *) loc = val;
 227                 else if (r_type == R_390_PC16DBL)
 228                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 229                 else if (r_type == R_390_PC32DBL)
 230                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 231                 else if (r_type == R_390_PC32)
 232                         *(unsigned int *) loc = val;
 233                 else if (r_type == R_390_PC64)
 234                         *(unsigned long *) loc = val;
 235                 break;
 236         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
 237         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
 238         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
 239         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
 240         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
 241         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
 242         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot. */
 243         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot. */
 244         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
 245         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
 246                 if (info->got_initialized == 0) {
 247                         Elf_Addr *gotent;
 248
 249                         gotent = me->module_core + me->arch.got_offset +
 250                                 info->got_offset;
 251                         *gotent = val;
 252                         info->got_initialized = 1;
 253                 }
 254                 val = info->got_offset + rela->r_addend;
 255                 if (r_type == R_390_GOT12 ||
 256                     r_type == R_390_GOTPLT12)
 257                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 258                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 259                 else if (r_type == R_390_GOT16 ||
 260                          r_type == R_390_GOTPLT16)
 261                         *(unsigned short *) loc = val;
 262                 else if (r_type == R_390_GOT32 ||
 263                          r_type == R_390_GOTPLT32)
 264                         *(unsigned int *) loc = val;
 265                 else if (r_type == R_390_GOTENT ||
 266                          r_type == R_390_GOTPLTENT)
 267                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 268                 else if (r_type == R_390_GOT64 ||
 269                          r_type == R_390_GOTPLT64)
 270                         *(unsigned long *) loc = val;
 271                 break;
 272         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 273         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 274         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
 275         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
 276         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 277         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
 278         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 279                 if (info->plt_initialized == 0) {
 280                         unsigned int *ip;
 281                         ip = me->module_core + me->arch.plt_offset +
 282                                 info->plt_offset;
 283 #ifndef CONFIG_ARCH_S390X
 284                         ip[0] = 0x0d105810; /* basr 1,0; l 1,6(1); br 1 */
 285                         ip[1] = 0x100607f1;
 286                         ip[2] = val;
 287 #else /* CONFIG_ARCH_S390X */
 288                         ip[0] = 0x0d10e310; /* basr 1,0; lg 1,10(1); br 1 */
 289                         ip[1] = 0x100a0004;
 290                         ip[2] = 0x07f10000;
 291                         ip[3] = (unsigned int) (val >> 32);
 292                         ip[4] = (unsigned int) val;
 293 #endif /* CONFIG_ARCH_S390X */
 294                         info->plt_initialized = 1;
 295                 }
 296                 if (r_type == R_390_PLTOFF16 ||
 297                     r_type == R_390_PLTOFF32
 298                     || r_type == R_390_PLTOFF64
 299                         )
 300                         val = me->arch.plt_offset - me->arch.got_offset +
 301                                 info->plt_offset + rela->r_addend;
 302                 else
 303                         val =  (Elf_Addr) me->module_core +
 304                                 me->arch.plt_offset + info->plt_offset +
 305                                 rela->r_addend - loc;
 306                 if (r_type == R_390_PLT16DBL)
 307                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 308                 else if (r_type == R_390_PLTOFF16)
 309                         *(unsigned short *) loc = val;
 310                 else if (r_type == R_390_PLT32DBL)
 311                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 312                 else if (r_type == R_390_PLT32 ||
 313                          r_type == R_390_PLTOFF32)
 314                         *(unsigned int *) loc = val;
 315                 else if (r_type == R_390_PLT64 ||
 316                          r_type == R_390_PLTOFF64)
 317                         *(unsigned long *) loc = val;
 318                 break;
 319         case R_390_GOTOFF16:    /* 16 bit offset to GOT.  */
 320         case R_390_GOTOFF32:    /* 32 bit offset to GOT.  */
 321         case R_390_GOTOFF64:    /* 64 bit offset to GOT. */
 322                 val = val + rela->r_addend -
 323                         ((Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset);
 324                 if (r_type == R_390_GOTOFF16)
 325                         *(unsigned short *) loc = val;
 326                 else if (r_type == R_390_GOTOFF32)
 327                         *(unsigned int *) loc = val;
 328                 else if (r_type == R_390_GOTOFF64)
 329                         *(unsigned long *) loc = val;
 330                 break;
 331         case R_390_GOTPC:       /* 32 bit PC relative offset to GOT. */
 332         case R_390_GOTPCDBL:    /* 32 bit PC rel. off. to GOT shifted by 1. */
 333                 val = (Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset +
 334                         rela->r_addend - loc;
 335                 if (r_type == R_390_GOTPC)
 336                         *(unsigned int *) loc = val;
 337                 else if (r_type == R_390_GOTPCDBL)
 338                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 339                 break;
 340         case R_390_COPY:
 341         case R_390_GLOB_DAT:    /* Create GOT entry.  */
 342         case R_390_JMP_SLOT:    /* Create PLT entry.  */
 343         case R_390_RELATIVE:    /* Adjust by program base.  */
 344                 /* Only needed if we want to support loading of
 345                    modules linked with -shared. */
 346                 break;
 347         default:
 348                 printk(KERN_ERR "module %s: Unknown relocation: %u\n",
 349                        me->name, r_type);
 350                 return -ENOEXEC;
 351         }
 352         return 0;
 353 }
 354
 355 int
 356 apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 357                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 358                    struct module *me)
 359 {
 360         Elf_Addr base;
 361         Elf_Sym *symtab;
 362         Elf_Rela *rela;
 363         unsigned long i, n;
 364         int rc;
 365
 366         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 367                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 368         base = sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr;
 369         symtab = (Elf_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr;
 370         rela = (Elf_Rela *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 371         n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 372
 373         for (i = 0; i < n; i++, rela++) {
 374                 rc = apply_rela(rela, base, symtab, me);
 375                 if (rc)
 376                         return rc;
 377         }
 378         return 0;
 379 }
 380
 381 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 382                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 383                     struct module *me)
 384 {
 385         if (me->arch.syminfo)
 386                 kfree(me->arch.syminfo);
 387         return 0;
 388 }
 389
 390 void module_arch_cleanup(struct module *mod)
 391 {
 392 }