arch/mips/kernel/module.c

   1 /*
   2  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   4  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   5  *  (at your option) any later version.
   6  *
   7  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
   8  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   9  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  10  *  GNU General Public License for more details.
  11  *
  12  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  13  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  14  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  15  *
  16  *  Copyright (C) 2001 Rusty Russell.
  17  *  Copyright (C) 2003, 2004 Ralf Baechle (ralf@linux-mips.org)
  18  *  Copyright (C) 2005 Thiemo Seufer
  19  */
  20
  21 #undef DEBUG
  22
  23 #include <linux/extable.h>
  24 #include <linux/moduleloader.h>
  25 #include <linux/elf.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/numa.h>
  28 #include <linux/vmalloc.h>
  29 #include <linux/slab.h>
  30 #include <linux/fs.h>
  31 #include <linux/string.h>
  32 #include <linux/kernel.h>
  33 #include <linux/spinlock.h>
  34 #include <linux/jump_label.h>
  35
  36 #include <asm/pgtable.h>        /* MODULE_START */
  37
  38 struct mips_hi16 {
  39         struct mips_hi16 *next;
  40         Elf_Addr *addr;
  41         Elf_Addr value;
  42 };
  43
  44 static LIST_HEAD(dbe_list);
  45 static DEFINE_SPINLOCK(dbe_lock);
  46
  47 #ifdef MODULE_START
  48 void *module_alloc(unsigned long size)
  49 {
  50         return __vmalloc_node_range(size, 1, MODULE_START, MODULE_END,
  51                                 GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL, 0, NUMA_NO_NODE,
  52                                 __builtin_return_address(0));
  53 }
  54 #endif
  55
  56 static int apply_r_mips_none(struct module *me, u32 *location,
  57                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
  58 {
  59         return 0;
  60 }
  61
  62 static int apply_r_mips_32(struct module *me, u32 *location,
  63                            u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
  64 {
  65         *location = base + v;
  66
  67         return 0;
  68 }
  69
  70 static int apply_r_mips_26(struct module *me, u32 *location,
  71                            u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
  72 {
  73         if (v % 4) {
  74                 pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_26 relocation\n",
  75                        me->name);
  76                 return -ENOEXEC;
  77         }
  78
  79         if ((v & 0xf0000000) != (((unsigned long)location + 4) & 0xf0000000)) {
  80                 pr_err("module %s: relocation overflow\n",
  81                        me->name);
  82                 return -ENOEXEC;
  83         }
  84
  85         *location = (*location & ~0x03ffffff) |
  86                     ((base + (v >> 2)) & 0x03ffffff);
  87
  88         return 0;
  89 }
  90
  91 static int apply_r_mips_hi16(struct module *me, u32 *location,
  92                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
  93 {
  94         struct mips_hi16 *n;
  95
  96         if (rela) {
  97                 *location = (*location & 0xffff0000) |
  98                             ((((long long) v + 0x8000LL) >> 16) & 0xffff);
  99                 return 0;
 100         }
 101
 102         /*
 103          * We cannot relocate this one now because we don't know the value of
 104          * the carry we need to add.  Save the information, and let LO16 do the
 105          * actual relocation.
 106          */
 107         n = kmalloc(sizeof *n, GFP_KERNEL);
 108         if (!n)
 109                 return -ENOMEM;
 110
 111         n->addr = (Elf_Addr *)location;
 112         n->value = v;
 113         n->next = me->arch.r_mips_hi16_list;
 114         me->arch.r_mips_hi16_list = n;
 115
 116         return 0;
 117 }
 118
 119 static void free_relocation_chain(struct mips_hi16 *l)
 120 {
 121         struct mips_hi16 *next;
 122
 123         while (l) {
 124                 next = l->next;
 125                 kfree(l);
 126                 l = next;
 127         }
 128 }
 129
 130 static int apply_r_mips_lo16(struct module *me, u32 *location,
 131                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 132 {
 133         unsigned long insnlo = base;
 134         struct mips_hi16 *l;
 135         Elf_Addr val, vallo;
 136
 137         if (rela) {
 138                 *location = (*location & 0xffff0000) | (v & 0xffff);
 139                 return 0;
 140         }
 141
 142         /* Sign extend the addend we extract from the lo insn.  */
 143         vallo = ((insnlo & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
 144
 145         if (me->arch.r_mips_hi16_list != NULL) {
 146                 l = me->arch.r_mips_hi16_list;
 147                 while (l != NULL) {
 148                         struct mips_hi16 *next;
 149                         unsigned long insn;
 150
 151                         /*
 152                          * The value for the HI16 had best be the same.
 153                          */
 154                         if (v != l->value)
 155                                 goto out_danger;
 156
 157                         /*
 158                          * Do the HI16 relocation.  Note that we actually don't
 159                          * need to know anything about the LO16 itself, except
 160                          * where to find the low 16 bits of the addend needed
 161                          * by the LO16.
 162                          */
 163                         insn = *l->addr;
 164                         val = ((insn & 0xffff) << 16) + vallo;
 165                         val += v;
 166
 167                         /*
 168                          * Account for the sign extension that will happen in
 169                          * the low bits.
 170                          */
 171                         val = ((val >> 16) + ((val & 0x8000) != 0)) & 0xffff;
 172
 173                         insn = (insn & ~0xffff) | val;
 174                         *l->addr = insn;
 175
 176                         next = l->next;
 177                         kfree(l);
 178                         l = next;
 179                 }
 180
 181                 me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 182         }
 183
 184         /*
 185          * Ok, we're done with the HI16 relocs.  Now deal with the LO16.
 186          */
 187         val = v + vallo;
 188         insnlo = (insnlo & ~0xffff) | (val & 0xffff);
 189         *location = insnlo;
 190
 191         return 0;
 192
 193 out_danger:
 194         free_relocation_chain(l);
 195         me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 196
 197         pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_LO16 relocation\n", me->name);
 198
 199         return -ENOEXEC;
 200 }
 201
 202 static int apply_r_mips_pc(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 203                            Elf_Addr v, unsigned int bits)
 204 {
 205         unsigned long mask = GENMASK(bits - 1, 0);
 206         unsigned long se_bits;
 207         long offset;
 208
 209         if (v % 4) {
 210                 pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_PC%u relocation\n",
 211                        me->name, bits);
 212                 return -ENOEXEC;
 213         }
 214
 215         /* retrieve & sign extend implicit addend if any */
 216         offset = base & mask;
 217         offset |= (offset & BIT(bits - 1)) ? ~mask : 0;
 218
 219         offset += ((long)v - (long)location) >> 2;
 220
 221         /* check the sign bit onwards are identical - ie. we didn't overflow */
 222         se_bits = (offset & BIT(bits - 1)) ? ~0ul : 0;
 223         if ((offset & ~mask) != (se_bits & ~mask)) {
 224                 pr_err("module %s: relocation overflow\n", me->name);
 225                 return -ENOEXEC;
 226         }
 227
 228         *location = (*location & ~mask) | (offset & mask);
 229
 230         return 0;
 231 }
 232
 233 static int apply_r_mips_pc16(struct module *me, u32 *location,
 234                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 235 {
 236         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 16);
 237 }
 238
 239 static int apply_r_mips_pc21(struct module *me, u32 *location,
 240                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 241 {
 242         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 21);
 243 }
 244
 245 static int apply_r_mips_pc26(struct module *me, u32 *location,
 246                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 247 {
 248         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 26);
 249 }
 250
 251 static int apply_r_mips_64(struct module *me, u32 *location,
 252                            u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 253 {
 254         if (WARN_ON(!rela))
 255                 return -EINVAL;
 256
 257         *(Elf_Addr *)location = v;
 258
 259         return 0;
 260 }
 261
 262 static int apply_r_mips_higher(struct module *me, u32 *location,
 263                                u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 264 {
 265         if (WARN_ON(!rela))
 266                 return -EINVAL;
 267
 268         *location = (*location & 0xffff0000) |
 269                     ((((long long)v + 0x80008000LL) >> 32) & 0xffff);
 270
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 static int apply_r_mips_highest(struct module *me, u32 *location,
 275                                 u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 276 {
 277         if (WARN_ON(!rela))
 278                 return -EINVAL;
 279
 280         *location = (*location & 0xffff0000) |
 281                     ((((long long)v + 0x800080008000LL) >> 48) & 0xffff);
 282
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 /**
 287  * reloc_handler() - Apply a particular relocation to a module
 288  * @me: the module to apply the reloc to
 289  * @location: the address at which the reloc is to be applied
 290  * @base: the existing value at location for REL-style; 0 for RELA-style
 291  * @v: the value of the reloc, with addend for RELA-style
 292  *
 293  * Each implemented reloc_handler function applies a particular type of
 294  * relocation to the module @me. Relocs that may be found in either REL or RELA
 295  * variants can be handled by making use of the @base & @v parameters which are
 296  * set to values which abstract the difference away from the particular reloc
 297  * implementations.
 298  *
 299  * Return: 0 upon success, else -ERRNO
 300  */
 301 typedef int (*reloc_handler)(struct module *me, u32 *location,
 302                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela);
 303
 304 /* The handlers for known reloc types */
 305 static reloc_handler reloc_handlers[] = {
 306         [R_MIPS_NONE]           = apply_r_mips_none,
 307         [R_MIPS_32]             = apply_r_mips_32,
 308         [R_MIPS_26]             = apply_r_mips_26,
 309         [R_MIPS_HI16]           = apply_r_mips_hi16,
 310         [R_MIPS_LO16]           = apply_r_mips_lo16,
 311         [R_MIPS_PC16]           = apply_r_mips_pc16,
 312         [R_MIPS_64]             = apply_r_mips_64,
 313         [R_MIPS_HIGHER]         = apply_r_mips_higher,
 314         [R_MIPS_HIGHEST]        = apply_r_mips_highest,
 315         [R_MIPS_PC21_S2]        = apply_r_mips_pc21,
 316         [R_MIPS_PC26_S2]        = apply_r_mips_pc26,
 317 };
 318
 319 static int __apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 320                             unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 321                             struct module *me, bool rela)
 322 {
 323         union {
 324                 Elf_Mips_Rel *rel;
 325                 Elf_Mips_Rela *rela;
 326         } r;
 327         reloc_handler handler;
 328         Elf_Sym *sym;
 329         u32 *location, base;
 330         unsigned int i, type;
 331         Elf_Addr v;
 332         int err = 0;
 333         size_t reloc_sz;
 334
 335         pr_debug("Applying relocate section %u to %u\n", relsec,
 336                sechdrs[relsec].sh_info);
 337
 338         r.rel = (void *)sechdrs[relsec].sh_addr;
 339         reloc_sz = rela ? sizeof(*r.rela) : sizeof(*r.rel);
 340         me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 341         for (i = 0; i < sechdrs[relsec].sh_size / reloc_sz; i++) {
 342                 /* This is where to make the change */
 343                 location = (void *)sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr
 344                         + r.rel->r_offset;
 345                 /* This is the symbol it is referring to */
 346                 sym = (Elf_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr
 347                         + ELF_MIPS_R_SYM(*r.rel);
 348                 if (sym->st_value >= -MAX_ERRNO) {
 349                         /* Ignore unresolved weak symbol */
 350                         if (ELF_ST_BIND(sym->st_info) == STB_WEAK)
 351                                 continue;
 352                         pr_warn("%s: Unknown symbol %s\n",
 353                                 me->name, strtab + sym->st_name);
 354                         err = -ENOENT;
 355                         goto out;
 356                 }
 357
 358                 type = ELF_MIPS_R_TYPE(*r.rel);
 359                 if (type < ARRAY_SIZE(reloc_handlers))
 360                         handler = reloc_handlers[type];
 361                 else
 362                         handler = NULL;
 363
 364                 if (!handler) {
 365                         pr_err("%s: Unknown relocation type %u\n",
 366                                me->name, type);
 367                         err = -EINVAL;
 368                         goto out;
 369                 }
 370
 371                 if (rela) {
 372                         v = sym->st_value + r.rela->r_addend;
 373                         base = 0;
 374                         r.rela = &r.rela[1];
 375                 } else {
 376                         v = sym->st_value;
 377                         base = *location;
 378                         r.rel = &r.rel[1];
 379                 }
 380
 381                 err = handler(me, location, base, v, rela);
 382                 if (err)
 383                         goto out;
 384         }
 385
 386 out:
 387         /*
 388          * Normally the hi16 list should be deallocated at this point. A
 389          * malformed binary however could contain a series of R_MIPS_HI16
 390          * relocations not followed by a R_MIPS_LO16 relocation, or if we hit
 391          * an error processing a reloc we might have gotten here before
 392          * reaching the R_MIPS_LO16. In either case, free up the list and
 393          * return an error.
 394          */
 395         if (me->arch.r_mips_hi16_list) {
 396                 free_relocation_chain(me->arch.r_mips_hi16_list);
 397                 me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 398                 err = err ?: -ENOEXEC;
 399         }
 400
 401         return err;
 402 }
 403
 404 int apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 405                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 406                    struct module *me)
 407 {
 408         return __apply_relocate(sechdrs, strtab, symindex, relsec, me, false);
 409 }
 410
 411 #ifdef CONFIG_MODULES_USE_ELF_RELA
 412 int apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 413                        unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 414                        struct module *me)
 415 {
 416         return __apply_relocate(sechdrs, strtab, symindex, relsec, me, true);
 417 }
 418 #endif /* CONFIG_MODULES_USE_ELF_RELA */
 419
 420 /* Given an address, look for it in the module exception tables. */
 421 const struct exception_table_entry *search_module_dbetables(unsigned long addr)
 422 {
 423         unsigned long flags;
 424         const struct exception_table_entry *e = NULL;
 425         struct mod_arch_specific *dbe;
 426
 427         spin_lock_irqsave(&dbe_lock, flags);
 428         list_for_each_entry(dbe, &dbe_list, dbe_list) {
 429                 e = search_extable(dbe->dbe_start,
 430                                    dbe->dbe_end - dbe->dbe_start, addr);
 431                 if (e)
 432                         break;
 433         }
 434         spin_unlock_irqrestore(&dbe_lock, flags);
 435
 436         /* Now, if we found one, we are running inside it now, hence
 437            we cannot unload the module, hence no refcnt needed. */
 438         return e;
 439 }
 440
 441 /* Put in dbe list if necessary. */
 442 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 443                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 444                     struct module *me)
 445 {
 446         const Elf_Shdr *s;
 447         char *secstrings = (void *)hdr + sechdrs[hdr->e_shstrndx].sh_offset;
 448
 449         /* Make jump label nops. */
 450         jump_label_apply_nops(me);
 451
 452         INIT_LIST_HEAD(&me->arch.dbe_list);
 453         for (s = sechdrs; s < sechdrs + hdr->e_shnum; s++) {
 454                 if (strcmp("__dbe_table", secstrings + s->sh_name) != 0)
 455                         continue;
 456                 me->arch.dbe_start = (void *)s->sh_addr;
 457                 me->arch.dbe_end = (void *)s->sh_addr + s->sh_size;
 458                 spin_lock_irq(&dbe_lock);
 459                 list_add(&me->arch.dbe_list, &dbe_list);
 460                 spin_unlock_irq(&dbe_lock);
 461         }
 462         return 0;
 463 }
 464
 465 void module_arch_cleanup(struct module *mod)
 466 {
 467         spin_lock_irq(&dbe_lock);
 468         list_del(&mod->arch.dbe_list);
 469         spin_unlock_irq(&dbe_lock);
 470 }