arch/powerpc/kernel/module_64.c

   1 /*  Kernel module help for PPC64.
   2     Copyright (C) 2001, 2003 Rusty Russell IBM Corporation.
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  17 */
  18
  19 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  20
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <linux/elf.h>
  23 #include <linux/moduleloader.h>
  24 #include <linux/err.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/ftrace.h>
  27 #include <linux/bug.h>
  28 #include <linux/uaccess.h>
  29 #include <asm/module.h>
  30 #include <asm/firmware.h>
  31 #include <asm/code-patching.h>
  32 #include <linux/sort.h>
  33 #include <asm/setup.h>
  34 #include <asm/sections.h>
  35
  36 /* FIXME: We don't do .init separately.  To do this, we'd need to have
  37    a separate r2 value in the init and core section, and stub between
  38    them, too.
  39
  40    Using a magic allocator which places modules within 32MB solves
  41    this, and makes other things simpler.  Anton?
  42    --RR.  */
  43
  44 #ifdef PPC64_ELF_ABI_v2
  45
  46 /* An address is simply the address of the function. */
  47 typedef unsigned long func_desc_t;
  48
  49 static func_desc_t func_desc(unsigned long addr)
  50 {
  51         return addr;
  52 }
  53 static unsigned long func_addr(unsigned long addr)
  54 {
  55         return addr;
  56 }
  57 static unsigned long stub_func_addr(func_desc_t func)
  58 {
  59         return func;
  60 }
  61
  62 /* PowerPC64 specific values for the Elf64_Sym st_other field.  */
  63 #define STO_PPC64_LOCAL_BIT     5
  64 #define STO_PPC64_LOCAL_MASK    (7 << STO_PPC64_LOCAL_BIT)
  65 #define PPC64_LOCAL_ENTRY_OFFSET(other)                                 \
  66  (((1 << (((other) & STO_PPC64_LOCAL_MASK) >> STO_PPC64_LOCAL_BIT)) >> 2) << 2)
  67
  68 static unsigned int local_entry_offset(const Elf64_Sym *sym)
  69 {
  70         /* sym->st_other indicates offset to local entry point
  71          * (otherwise it will assume r12 is the address of the start
  72          * of function and try to derive r2 from it). */
  73         return PPC64_LOCAL_ENTRY_OFFSET(sym->st_other);
  74 }
  75 #else
  76
  77 /* An address is address of the OPD entry, which contains address of fn. */
  78 typedef struct ppc64_opd_entry func_desc_t;
  79
  80 static func_desc_t func_desc(unsigned long addr)
  81 {
  82         return *(struct ppc64_opd_entry *)addr;
  83 }
  84 static unsigned long func_addr(unsigned long addr)
  85 {
  86         return func_desc(addr).funcaddr;
  87 }
  88 static unsigned long stub_func_addr(func_desc_t func)
  89 {
  90         return func.funcaddr;
  91 }
  92 static unsigned int local_entry_offset(const Elf64_Sym *sym)
  93 {
  94         return 0;
  95 }
  96
  97 void *dereference_module_function_descriptor(struct module *mod, void *ptr)
  98 {
  99         if (ptr < (void *)mod->arch.start_opd ||
 100                         ptr >= (void *)mod->arch.end_opd)
 101                 return ptr;
 102
 103         return dereference_function_descriptor(ptr);
 104 }
 105 #endif
 106
 107 #define STUB_MAGIC 0x73747562 /* stub */
 108
 109 /* Like PPC32, we need little trampolines to do > 24-bit jumps (into
 110    the kernel itself).  But on PPC64, these need to be used for every
 111    jump, actually, to reset r2 (TOC+0x8000). */
 112 struct ppc64_stub_entry
 113 {
 114         /* 28 byte jump instruction sequence (7 instructions). We only
 115          * need 6 instructions on ABIv2 but we always allocate 7 so
 116          * so we don't have to modify the trampoline load instruction. */
 117         u32 jump[7];
 118         /* Used by ftrace to identify stubs */
 119         u32 magic;
 120         /* Data for the above code */
 121         func_desc_t funcdata;
 122 };
 123
 124 /*
 125  * PPC64 uses 24 bit jumps, but we need to jump into other modules or
 126  * the kernel which may be further.  So we jump to a stub.
 127  *
 128  * For ELFv1 we need to use this to set up the new r2 value (aka TOC
 129  * pointer).  For ELFv2 it's the callee's responsibility to set up the
 130  * new r2, but for both we need to save the old r2.
 131  *
 132  * We could simply patch the new r2 value and function pointer into
 133  * the stub, but it's significantly shorter to put these values at the
 134  * end of the stub code, and patch the stub address (32-bits relative
 135  * to the TOC ptr, r2) into the stub.
 136  */
 137
 138 static u32 ppc64_stub_insns[] = {
 139         0x3d620000,                     /* addis   r11,r2, <high> */
 140         0x396b0000,                     /* addi    r11,r11, <low> */
 141         /* Save current r2 value in magic place on the stack. */
 142         0xf8410000|R2_STACK_OFFSET,     /* std     r2,R2_STACK_OFFSET(r1) */
 143         0xe98b0020,                     /* ld      r12,32(r11) */
 144 #ifdef PPC64_ELF_ABI_v1
 145         /* Set up new r2 from function descriptor */
 146         0xe84b0028,                     /* ld      r2,40(r11) */
 147 #endif
 148         0x7d8903a6,                     /* mtctr   r12 */
 149         0x4e800420                      /* bctr */
 150 };
 151
 152 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 153 int module_trampoline_target(struct module *mod, unsigned long addr,
 154                              unsigned long *target)
 155 {
 156         struct ppc64_stub_entry *stub;
 157         func_desc_t funcdata;
 158         u32 magic;
 159
 160         if (!within_module_core(addr, mod)) {
 161                 pr_err("%s: stub %lx not in module %s\n", __func__, addr, mod->name);
 162                 return -EFAULT;
 163         }
 164
 165         stub = (struct ppc64_stub_entry *)addr;
 166
 167         if (probe_kernel_read(&magic, &stub->magic, sizeof(magic))) {
 168                 pr_err("%s: fault reading magic for stub %lx for %s\n", __func__, addr, mod->name);
 169                 return -EFAULT;
 170         }
 171
 172         if (magic != STUB_MAGIC) {
 173                 pr_err("%s: bad magic for stub %lx for %s\n", __func__, addr, mod->name);
 174                 return -EFAULT;
 175         }
 176
 177         if (probe_kernel_read(&funcdata, &stub->funcdata, sizeof(funcdata))) {
 178                 pr_err("%s: fault reading funcdata for stub %lx for %s\n", __func__, addr, mod->name);
 179                 return -EFAULT;
 180         }
 181
 182         *target = stub_func_addr(funcdata);
 183
 184         return 0;
 185 }
 186 #endif
 187
 188 /* Count how many different 24-bit relocations (different symbol,
 189    different addend) */
 190 static unsigned int count_relocs(const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 191 {
 192         unsigned int i, r_info, r_addend, _count_relocs;
 193
 194         /* FIXME: Only count external ones --RR */
 195         _count_relocs = 0;
 196         r_info = 0;
 197         r_addend = 0;
 198         for (i = 0; i < num; i++)
 199                 /* Only count 24-bit relocs, others don't need stubs */
 200                 if (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info) == R_PPC_REL24 &&
 201                     (r_info != ELF64_R_SYM(rela[i].r_info) ||
 202                      r_addend != rela[i].r_addend)) {
 203                         _count_relocs++;
 204                         r_info = ELF64_R_SYM(rela[i].r_info);
 205                         r_addend = rela[i].r_addend;
 206                 }
 207
 208         return _count_relocs;
 209 }
 210
 211 static int relacmp(const void *_x, const void *_y)
 212 {
 213         const Elf64_Rela *x, *y;
 214
 215         y = (Elf64_Rela *)_x;
 216         x = (Elf64_Rela *)_y;
 217
 218         /* Compare the entire r_info (as opposed to ELF64_R_SYM(r_info) only) to
 219          * make the comparison cheaper/faster. It won't affect the sorting or
 220          * the counting algorithms' performance
 221          */
 222         if (x->r_info < y->r_info)
 223                 return -1;
 224         else if (x->r_info > y->r_info)
 225                 return 1;
 226         else if (x->r_addend < y->r_addend)
 227                 return -1;
 228         else if (x->r_addend > y->r_addend)
 229                 return 1;
 230         else
 231                 return 0;
 232 }
 233
 234 static void relaswap(void *_x, void *_y, int size)
 235 {
 236         uint64_t *x, *y, tmp;
 237         int i;
 238
 239         y = (uint64_t *)_x;
 240         x = (uint64_t *)_y;
 241
 242         for (i = 0; i < sizeof(Elf64_Rela) / sizeof(uint64_t); i++) {
 243                 tmp = x[i];
 244                 x[i] = y[i];
 245                 y[i] = tmp;
 246         }
 247 }
 248
 249 /* Get size of potential trampolines required. */
 250 static unsigned long get_stubs_size(const Elf64_Ehdr *hdr,
 251                                     const Elf64_Shdr *sechdrs)
 252 {
 253         /* One extra reloc so it's always 0-funcaddr terminated */
 254         unsigned long relocs = 1;
 255         unsigned i;
 256
 257         /* Every relocated section... */
 258         for (i = 1; i < hdr->e_shnum; i++) {
 259                 if (sechdrs[i].sh_type == SHT_RELA) {
 260                         pr_debug("Found relocations in section %u\n", i);
 261                         pr_debug("Ptr: %p.  Number: %Lu\n",
 262                                (void *)sechdrs[i].sh_addr,
 263                                sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf64_Rela));
 264
 265                         /* Sort the relocation information based on a symbol and
 266                          * addend key. This is a stable O(n*log n) complexity
 267                          * alogrithm but it will reduce the complexity of
 268                          * count_relocs() to linear complexity O(n)
 269                          */
 270                         sort((void *)sechdrs[i].sh_addr,
 271                              sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf64_Rela),
 272                              sizeof(Elf64_Rela), relacmp, relaswap);
 273
 274                         relocs += count_relocs((void *)sechdrs[i].sh_addr,
 275                                                sechdrs[i].sh_size
 276                                                / sizeof(Elf64_Rela));
 277                 }
 278         }
 279
 280 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 281         /* make the trampoline to the ftrace_caller */
 282         relocs++;
 283 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE_WITH_REGS
 284         /* an additional one for ftrace_regs_caller */
 285         relocs++;
 286 #endif
 287 #endif
 288
 289         pr_debug("Looks like a total of %lu stubs, max\n", relocs);
 290         return relocs * sizeof(struct ppc64_stub_entry);
 291 }
 292
 293 /* Still needed for ELFv2, for .TOC. */
 294 static void dedotify_versions(struct modversion_info *vers,
 295                               unsigned long size)
 296 {
 297         struct modversion_info *end;
 298
 299         for (end = (void *)vers + size; vers < end; vers++)
 300                 if (vers->name[0] == '.') {
 301                         memmove(vers->name, vers->name+1, strlen(vers->name));
 302                 }
 303 }
 304
 305 /*
 306  * Undefined symbols which refer to .funcname, hack to funcname. Make .TOC.
 307  * seem to be defined (value set later).
 308  */
 309 static void dedotify(Elf64_Sym *syms, unsigned int numsyms, char *strtab)
 310 {
 311         unsigned int i;
 312
 313         for (i = 1; i < numsyms; i++) {
 314                 if (syms[i].st_shndx == SHN_UNDEF) {
 315                         char *name = strtab + syms[i].st_name;
 316                         if (name[0] == '.') {
 317                                 if (strcmp(name+1, "TOC.") == 0)
 318                                         syms[i].st_shndx = SHN_ABS;
 319                                 syms[i].st_name++;
 320                         }
 321                 }
 322         }
 323 }
 324
 325 static Elf64_Sym *find_dot_toc(Elf64_Shdr *sechdrs,
 326                                const char *strtab,
 327                                unsigned int symindex)
 328 {
 329         unsigned int i, numsyms;
 330         Elf64_Sym *syms;
 331
 332         syms = (Elf64_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr;
 333         numsyms = sechdrs[symindex].sh_size / sizeof(Elf64_Sym);
 334
 335         for (i = 1; i < numsyms; i++) {
 336                 if (syms[i].st_shndx == SHN_ABS
 337                     && strcmp(strtab + syms[i].st_name, "TOC.") == 0)
 338                         return &syms[i];
 339         }
 340         return NULL;
 341 }
 342
 343 int module_frob_arch_sections(Elf64_Ehdr *hdr,
 344                               Elf64_Shdr *sechdrs,
 345                               char *secstrings,
 346                               struct module *me)
 347 {
 348         unsigned int i;
 349
 350         /* Find .toc and .stubs sections, symtab and strtab */
 351         for (i = 1; i < hdr->e_shnum; i++) {
 352                 char *p;
 353                 if (strcmp(secstrings + sechdrs[i].sh_name, ".stubs") == 0)
 354                         me->arch.stubs_section = i;
 355                 else if (strcmp(secstrings + sechdrs[i].sh_name, ".toc") == 0) {
 356                         me->arch.toc_section = i;
 357                         if (sechdrs[i].sh_addralign < 8)
 358                                 sechdrs[i].sh_addralign = 8;
 359                 }
 360                 else if (strcmp(secstrings+sechdrs[i].sh_name,"__versions")==0)
 361                         dedotify_versions((void *)hdr + sechdrs[i].sh_offset,
 362                                           sechdrs[i].sh_size);
 363
 364                 /* We don't handle .init for the moment: rename to _init */
 365                 while ((p = strstr(secstrings + sechdrs[i].sh_name, ".init")))
 366                         p[0] = '_';
 367
 368                 if (sechdrs[i].sh_type == SHT_SYMTAB)
 369                         dedotify((void *)hdr + sechdrs[i].sh_offset,
 370                                  sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf64_Sym),
 371                                  (void *)hdr
 372                                  + sechdrs[sechdrs[i].sh_link].sh_offset);
 373         }
 374
 375         if (!me->arch.stubs_section) {
 376                 pr_err("%s: doesn't contain .stubs.\n", me->name);
 377                 return -ENOEXEC;
 378         }
 379
 380         /* If we don't have a .toc, just use .stubs.  We need to set r2
 381            to some reasonable value in case the module calls out to
 382            other functions via a stub, or if a function pointer escapes
 383            the module by some means.  */
 384         if (!me->arch.toc_section)
 385                 me->arch.toc_section = me->arch.stubs_section;
 386
 387         /* Override the stubs size */
 388         sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_size = get_stubs_size(hdr, sechdrs);
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 /*
 393  * r2 is the TOC pointer: it actually points 0x8000 into the TOC (this gives the
 394  * value maximum span in an instruction which uses a signed offset). Round down
 395  * to a 256 byte boundary for the odd case where we are setting up r2 without a
 396  * .toc section.
 397  */
 398 static inline unsigned long my_r2(const Elf64_Shdr *sechdrs, struct module *me)
 399 {
 400         return (sechdrs[me->arch.toc_section].sh_addr & ~0xfful) + 0x8000;
 401 }
 402
 403 /* Both low and high 16 bits are added as SIGNED additions, so if low
 404    16 bits has high bit set, high 16 bits must be adjusted.  These
 405    macros do that (stolen from binutils). */
 406 #define PPC_LO(v) ((v) & 0xffff)
 407 #define PPC_HI(v) (((v) >> 16) & 0xffff)
 408 #define PPC_HA(v) PPC_HI ((v) + 0x8000)
 409
 410 /* Patch stub to reference function and correct r2 value. */
 411 static inline int create_stub(const Elf64_Shdr *sechdrs,
 412                               struct ppc64_stub_entry *entry,
 413                               unsigned long addr,
 414                               struct module *me)
 415 {
 416         long reladdr;
 417
 418         memcpy(entry->jump, ppc64_stub_insns, sizeof(ppc64_stub_insns));
 419
 420         /* Stub uses address relative to r2. */
 421         reladdr = (unsigned long)entry - my_r2(sechdrs, me);
 422         if (reladdr > 0x7FFFFFFF || reladdr < -(0x80000000L)) {
 423                 pr_err("%s: Address %p of stub out of range of %p.\n",
 424                        me->name, (void *)reladdr, (void *)my_r2);
 425                 return 0;
 426         }
 427         pr_debug("Stub %p get data from reladdr %li\n", entry, reladdr);
 428
 429         entry->jump[0] |= PPC_HA(reladdr);
 430         entry->jump[1] |= PPC_LO(reladdr);
 431         entry->funcdata = func_desc(addr);
 432         entry->magic = STUB_MAGIC;
 433
 434         return 1;
 435 }
 436
 437 /* Create stub to jump to function described in this OPD/ptr: we need the
 438    stub to set up the TOC ptr (r2) for the function. */
 439 static unsigned long stub_for_addr(const Elf64_Shdr *sechdrs,
 440                                    unsigned long addr,
 441                                    struct module *me)
 442 {
 443         struct ppc64_stub_entry *stubs;
 444         unsigned int i, num_stubs;
 445
 446         num_stubs = sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_size / sizeof(*stubs);
 447
 448         /* Find this stub, or if that fails, the next avail. entry */
 449         stubs = (void *)sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_addr;
 450         for (i = 0; stub_func_addr(stubs[i].funcdata); i++) {
 451                 if (WARN_ON(i >= num_stubs))
 452                         return 0;
 453
 454                 if (stub_func_addr(stubs[i].funcdata) == func_addr(addr))
 455                         return (unsigned long)&stubs[i];
 456         }
 457
 458         if (!create_stub(sechdrs, &stubs[i], addr, me))
 459                 return 0;
 460
 461         return (unsigned long)&stubs[i];
 462 }
 463
 464 #ifdef CONFIG_MPROFILE_KERNEL
 465 static bool is_mprofile_mcount_callsite(const char *name, u32 *instruction)
 466 {
 467         if (strcmp("_mcount", name))
 468                 return false;
 469
 470         /*
 471          * Check if this is one of the -mprofile-kernel sequences.
 472          */
 473         if (instruction[-1] == PPC_INST_STD_LR &&
 474             instruction[-2] == PPC_INST_MFLR)
 475                 return true;
 476
 477         if (instruction[-1] == PPC_INST_MFLR)
 478                 return true;
 479
 480         return false;
 481 }
 482
 483 /*
 484  * In case of _mcount calls, do not save the current callee's TOC (in r2) into
 485  * the original caller's stack frame. If we did we would clobber the saved TOC
 486  * value of the original caller.
 487  */
 488 static void squash_toc_save_inst(const char *name, unsigned long addr)
 489 {
 490         struct ppc64_stub_entry *stub = (struct ppc64_stub_entry *)addr;
 491
 492         /* Only for calls to _mcount */
 493         if (strcmp("_mcount", name) != 0)
 494                 return;
 495
 496         stub->jump[2] = PPC_INST_NOP;
 497 }
 498 #else
 499 static void squash_toc_save_inst(const char *name, unsigned long addr) { }
 500
 501 static bool is_mprofile_mcount_callsite(const char *name, u32 *instruction)
 502 {
 503         return false;
 504 }
 505 #endif
 506
 507 /* We expect a noop next: if it is, replace it with instruction to
 508    restore r2. */
 509 static int restore_r2(const char *name, u32 *instruction, struct module *me)
 510 {
 511         u32 *prev_insn = instruction - 1;
 512
 513         if (is_mprofile_mcount_callsite(name, prev_insn))
 514                 return 1;
 515
 516         /*
 517          * Make sure the branch isn't a sibling call.  Sibling calls aren't
 518          * "link" branches and they don't return, so they don't need the r2
 519          * restore afterwards.
 520          */
 521         if (!instr_is_relative_link_branch(*prev_insn))
 522                 return 1;
 523
 524         if (*instruction != PPC_INST_NOP) {
 525                 pr_err("%s: Expected nop after call, got %08x at %pS\n",
 526                         me->name, *instruction, instruction);
 527                 return 0;
 528         }
 529         /* ld r2,R2_STACK_OFFSET(r1) */
 530         *instruction = PPC_INST_LD_TOC;
 531         return 1;
 532 }
 533
 534 int apply_relocate_add(Elf64_Shdr *sechdrs,
 535                        const char *strtab,
 536                        unsigned int symindex,
 537                        unsigned int relsec,
 538                        struct module *me)
 539 {
 540         unsigned int i;
 541         Elf64_Rela *rela = (void *)sechdrs[relsec].sh_addr;
 542         Elf64_Sym *sym;
 543         unsigned long *location;
 544         unsigned long value;
 545
 546         pr_debug("Applying ADD relocate section %u to %u\n", relsec,
 547                sechdrs[relsec].sh_info);
 548
 549         /* First time we're called, we can fix up .TOC. */
 550         if (!me->arch.toc_fixed) {
 551                 sym = find_dot_toc(sechdrs, strtab, symindex);
 552                 /* It's theoretically possible that a module doesn't want a
 553                  * .TOC. so don't fail it just for that. */
 554                 if (sym)
 555                         sym->st_value = my_r2(sechdrs, me);
 556                 me->arch.toc_fixed = true;
 557         }
 558
 559         for (i = 0; i < sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(*rela); i++) {
 560                 /* This is where to make the change */
 561                 location = (void *)sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr
 562                         + rela[i].r_offset;
 563                 /* This is the symbol it is referring to */
 564                 sym = (Elf64_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr
 565                         + ELF64_R_SYM(rela[i].r_info);
 566
 567                 pr_debug("RELOC at %p: %li-type as %s (0x%lx) + %li\n",
 568                        location, (long)ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info),
 569                        strtab + sym->st_name, (unsigned long)sym->st_value,
 570                        (long)rela[i].r_addend);
 571
 572                 /* `Everything is relative'. */
 573                 value = sym->st_value + rela[i].r_addend;
 574
 575                 switch (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info)) {
 576                 case R_PPC64_ADDR32:
 577                         /* Simply set it */
 578                         *(u32 *)location = value;
 579                         break;
 580
 581                 case R_PPC64_ADDR64:
 582                         /* Simply set it */
 583                         *(unsigned long *)location = value;
 584                         break;
 585
 586                 case R_PPC64_TOC:
 587                         *(unsigned long *)location = my_r2(sechdrs, me);
 588                         break;
 589
 590                 case R_PPC64_TOC16:
 591                         /* Subtract TOC pointer */
 592                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 593                         if (value + 0x8000 > 0xffff) {
 594                                 pr_err("%s: bad TOC16 relocation (0x%lx)\n",
 595                                        me->name, value);
 596                                 return -ENOEXEC;
 597                         }
 598                         *((uint16_t *) location)
 599                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 600                                 | (value & 0xffff);
 601                         break;
 602
 603                 case R_PPC64_TOC16_LO:
 604                         /* Subtract TOC pointer */
 605                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 606                         *((uint16_t *) location)
 607                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 608                                 | (value & 0xffff);
 609                         break;
 610
 611                 case R_PPC64_TOC16_DS:
 612                         /* Subtract TOC pointer */
 613                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 614                         if ((value & 3) != 0 || value + 0x8000 > 0xffff) {
 615                                 pr_err("%s: bad TOC16_DS relocation (0x%lx)\n",
 616                                        me->name, value);
 617                                 return -ENOEXEC;
 618                         }
 619                         *((uint16_t *) location)
 620                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xfffc)
 621                                 | (value & 0xfffc);
 622                         break;
 623
 624                 case R_PPC64_TOC16_LO_DS:
 625                         /* Subtract TOC pointer */
 626                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 627                         if ((value & 3) != 0) {
 628                                 pr_err("%s: bad TOC16_LO_DS relocation (0x%lx)\n",
 629                                        me->name, value);
 630                                 return -ENOEXEC;
 631                         }
 632                         *((uint16_t *) location)
 633                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xfffc)
 634                                 | (value & 0xfffc);
 635                         break;
 636
 637                 case R_PPC64_TOC16_HA:
 638                         /* Subtract TOC pointer */
 639                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 640                         value = ((value + 0x8000) >> 16);
 641                         *((uint16_t *) location)
 642                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 643                                 | (value & 0xffff);
 644                         break;
 645
 646                 case R_PPC_REL24:
 647                         /* FIXME: Handle weak symbols here --RR */
 648                         if (sym->st_shndx == SHN_UNDEF ||
 649                             sym->st_shndx == SHN_LIVEPATCH) {
 650                                 /* External: go via stub */
 651                                 value = stub_for_addr(sechdrs, value, me);
 652                                 if (!value)
 653                                         return -ENOENT;
 654                                 if (!restore_r2(strtab + sym->st_name,
 655                                                         (u32 *)location + 1, me))
 656                                         return -ENOEXEC;
 657
 658                                 squash_toc_save_inst(strtab + sym->st_name, value);
 659                         } else
 660                                 value += local_entry_offset(sym);
 661
 662                         /* Convert value to relative */
 663                         value -= (unsigned long)location;
 664                         if (value + 0x2000000 > 0x3ffffff || (value & 3) != 0){
 665                                 pr_err("%s: REL24 %li out of range!\n",
 666                                        me->name, (long int)value);
 667                                 return -ENOEXEC;
 668                         }
 669
 670                         /* Only replace bits 2 through 26 */
 671                         *(uint32_t *)location
 672                                 = (*(uint32_t *)location & ~0x03fffffc)
 673                                 | (value & 0x03fffffc);
 674                         break;
 675
 676                 case R_PPC64_REL64:
 677                         /* 64 bits relative (used by features fixups) */
 678                         *location = value - (unsigned long)location;
 679                         break;
 680
 681                 case R_PPC64_REL32:
 682                         /* 32 bits relative (used by relative exception tables) */
 683                         /* Convert value to relative */
 684                         value -= (unsigned long)location;
 685                         if (value + 0x80000000 > 0xffffffff) {
 686                                 pr_err("%s: REL32 %li out of range!\n",
 687                                        me->name, (long int)value);
 688                                 return -ENOEXEC;
 689                         }
 690                         *(u32 *)location = value;
 691                         break;
 692
 693                 case R_PPC64_TOCSAVE:
 694                         /*
 695                          * Marker reloc indicates we don't have to save r2.
 696                          * That would only save us one instruction, so ignore
 697                          * it.
 698                          */
 699                         break;
 700
 701                 case R_PPC64_ENTRY:
 702                         /*
 703                          * Optimize ELFv2 large code model entry point if
 704                          * the TOC is within 2GB range of current location.
 705                          */
 706                         value = my_r2(sechdrs, me) - (unsigned long)location;
 707                         if (value + 0x80008000 > 0xffffffff)
 708                                 break;
 709                         /*
 710                          * Check for the large code model prolog sequence:
 711                          *      ld r2, ...(r12)
 712                          *      add r2, r2, r12
 713                          */
 714                         if ((((uint32_t *)location)[0] & ~0xfffc)
 715                             != 0xe84c0000)
 716                                 break;
 717                         if (((uint32_t *)location)[1] != 0x7c426214)
 718                                 break;
 719                         /*
 720                          * If found, replace it with:
 721                          *      addis r2, r12, (.TOC.-func)@ha
 722                          *      addi r2, r12, (.TOC.-func)@l
 723                          */
 724                         ((uint32_t *)location)[0] = 0x3c4c0000 + PPC_HA(value);
 725                         ((uint32_t *)location)[1] = 0x38420000 + PPC_LO(value);
 726                         break;
 727
 728                 case R_PPC64_REL16_HA:
 729                         /* Subtract location pointer */
 730                         value -= (unsigned long)location;
 731                         value = ((value + 0x8000) >> 16);
 732                         *((uint16_t *) location)
 733                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 734                                 | (value & 0xffff);
 735                         break;
 736
 737                 case R_PPC64_REL16_LO:
 738                         /* Subtract location pointer */
 739                         value -= (unsigned long)location;
 740                         *((uint16_t *) location)
 741                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 742                                 | (value & 0xffff);
 743                         break;
 744
 745                 default:
 746                         pr_err("%s: Unknown ADD relocation: %lu\n",
 747                                me->name,
 748                                (unsigned long)ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info));
 749                         return -ENOEXEC;
 750                 }
 751         }
 752
 753         return 0;
 754 }
 755
 756 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 757
 758 #ifdef CONFIG_MPROFILE_KERNEL
 759
 760 #define PACATOC offsetof(struct paca_struct, kernel_toc)
 761
 762 /*
 763  * For mprofile-kernel we use a special stub for ftrace_caller() because we
 764  * can't rely on r2 containing this module's TOC when we enter the stub.
 765  *
 766  * That can happen if the function calling us didn't need to use the toc. In
 767  * that case it won't have setup r2, and the r2 value will be either the
 768  * kernel's toc, or possibly another modules toc.
 769  *
 770  * To deal with that this stub uses the kernel toc, which is always accessible
 771  * via the paca (in r13). The target (ftrace_caller()) is responsible for
 772  * saving and restoring the toc before returning.
 773  */
 774 static unsigned long create_ftrace_stub(const Elf64_Shdr *sechdrs,
 775                                 struct module *me, unsigned long addr)
 776 {
 777         struct ppc64_stub_entry *entry;
 778         unsigned int i, num_stubs;
 779         static u32 stub_insns[] = {
 780                 0xe98d0000 | PACATOC,   /* ld      r12,PACATOC(r13)     */
 781                 0x3d8c0000,             /* addis   r12,r12,<high>       */
 782                 0x398c0000,             /* addi    r12,r12,<low>        */
 783                 0x7d8903a6,             /* mtctr   r12                  */
 784                 0x4e800420,             /* bctr                         */
 785         };
 786         long reladdr;
 787
 788         num_stubs = sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_size / sizeof(*entry);
 789
 790         /* Find the next available stub entry */
 791         entry = (void *)sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_addr;
 792         for (i = 0; i < num_stubs && stub_func_addr(entry->funcdata); i++, entry++);
 793
 794         if (i >= num_stubs) {
 795                 pr_err("%s: Unable to find a free slot for ftrace stub.\n", me->name);
 796                 return 0;
 797         }
 798
 799         memcpy(entry->jump, stub_insns, sizeof(stub_insns));
 800
 801         /* Stub uses address relative to kernel toc (from the paca) */
 802         reladdr = addr - kernel_toc_addr();
 803         if (reladdr > 0x7FFFFFFF || reladdr < -(0x80000000L)) {
 804                 pr_err("%s: Address of %ps out of range of kernel_toc.\n",
 805                                                         me->name, (void *)addr);
 806                 return 0;
 807         }
 808
 809         entry->jump[1] |= PPC_HA(reladdr);
 810         entry->jump[2] |= PPC_LO(reladdr);
 811
 812         /* Eventhough we don't use funcdata in the stub, it's needed elsewhere. */
 813         entry->funcdata = func_desc(addr);
 814         entry->magic = STUB_MAGIC;
 815
 816         return (unsigned long)entry;
 817 }
 818 #else
 819 static unsigned long create_ftrace_stub(const Elf64_Shdr *sechdrs,
 820                                 struct module *me, unsigned long addr)
 821 {
 822         return stub_for_addr(sechdrs, addr, me);
 823 }
 824 #endif
 825
 826 int module_finalize_ftrace(struct module *mod, const Elf_Shdr *sechdrs)
 827 {
 828         mod->arch.tramp = create_ftrace_stub(sechdrs, mod,
 829                                         (unsigned long)ftrace_caller);
 830 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE_WITH_REGS
 831         mod->arch.tramp_regs = create_ftrace_stub(sechdrs, mod,
 832                                         (unsigned long)ftrace_regs_caller);
 833         if (!mod->arch.tramp_regs)
 834                 return -ENOENT;
 835 #endif
 836
 837         if (!mod->arch.tramp)
 838                 return -ENOENT;
 839
 840         return 0;
 841 }
 842 #endif