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
  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 void *module_alloc(unsigned long size)
  48 {
  49         if (size == 0)
  50                 return NULL;
  51         return vmalloc(size);
  52 }
  53
  54 /* Free memory returned from module_alloc */
  55 void module_free(struct module *mod, void *module_region)
  56 {
  57         vfree(module_region);
  58         /* FIXME: If module_region == mod->init_region, trim exception
  59            table entries. */
  60 }
  61
  62 static void
  63 check_rela(Elf_Rela *rela, struct module *me)
  64 {
  65         struct mod_arch_syminfo *info;
  66
  67         info = me->arch.syminfo + ELF_R_SYM (rela->r_info);
  68         switch (ELF_R_TYPE (rela->r_info)) {
  69         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
  70         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
  71         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
  72         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
  73         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
  74         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
  75         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
  76         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
  77         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
  78         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
  79         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
  80         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
  81                 if (info->got_offset == -1UL) {
  82                         info->got_offset = me->arch.got_size;
  83                         me->arch.got_size += sizeof(void*);
  84                 }
  85                 break;
  86         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  87         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
  88         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
  89         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
  90         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  91         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
  92         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
  93                 if (info->plt_offset == -1UL) {
  94                         info->plt_offset = me->arch.plt_size;
  95                         me->arch.plt_size += PLT_ENTRY_SIZE;
  96                 }
  97                 break;
  98         case R_390_COPY:
  99         case R_390_GLOB_DAT:
 100         case R_390_JMP_SLOT:
 101         case R_390_RELATIVE:
 102                 /* Only needed if we want to support loading of
 103                    modules linked with -shared. */
 104                 break;
 105         }
 106 }
 107
 108 /*
 109  * Account for GOT and PLT relocations. We can't add sections for
 110  * got and plt but we can increase the core module size.
 111  */
 112 int
 113 module_frob_arch_sections(Elf_Ehdr *hdr, Elf_Shdr *sechdrs,
 114                           char *secstrings, struct module *me)
 115 {
 116         Elf_Shdr *symtab;
 117         Elf_Sym *symbols;
 118         Elf_Rela *rela;
 119         char *strings;
 120         int nrela, i, j;
 121
 122         /* Find symbol table and string table. */
 123         symtab = NULL;
 124         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++)
 125                 switch (sechdrs[i].sh_type) {
 126                 case SHT_SYMTAB:
 127                         symtab = sechdrs + i;
 128                         break;
 129                 }
 130         if (!symtab) {
 131                 printk(KERN_ERR "module %s: no symbol table\n", me->name);
 132                 return -ENOEXEC;
 133         }
 134
 135         /* Allocate one syminfo structure per symbol. */
 136         me->arch.nsyms = symtab->sh_size / sizeof(Elf_Sym);
 137         me->arch.syminfo = vmalloc(me->arch.nsyms *
 138                                    sizeof(struct mod_arch_syminfo));
 139         if (!me->arch.syminfo)
 140                 return -ENOMEM;
 141         symbols = (void *) hdr + symtab->sh_offset;
 142         strings = (void *) hdr + sechdrs[symtab->sh_link].sh_offset;
 143         for (i = 0; i < me->arch.nsyms; i++) {
 144                 if (symbols[i].st_shndx == SHN_UNDEF &&
 145                     strcmp(strings + symbols[i].st_name,
 146                            "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_") == 0)
 147                         /* "Define" it as absolute. */
 148                         symbols[i].st_shndx = SHN_ABS;
 149                 me->arch.syminfo[i].got_offset = -1UL;
 150                 me->arch.syminfo[i].plt_offset = -1UL;
 151                 me->arch.syminfo[i].got_initialized = 0;
 152                 me->arch.syminfo[i].plt_initialized = 0;
 153         }
 154
 155         /* Search for got/plt relocations. */
 156         me->arch.got_size = me->arch.plt_size = 0;
 157         for (i = 0; i < hdr->e_shnum; i++) {
 158                 if (sechdrs[i].sh_type != SHT_RELA)
 159                         continue;
 160                 nrela = sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 161                 rela = (void *) hdr + sechdrs[i].sh_offset;
 162                 for (j = 0; j < nrela; j++)
 163                         check_rela(rela + j, me);
 164         }
 165
 166         /* Increase core size by size of got & plt and set start
 167            offsets for got and plt. */
 168         me->core_size = ALIGN(me->core_size, 4);
 169         me->arch.got_offset = me->core_size;
 170         me->core_size += me->arch.got_size;
 171         me->arch.plt_offset = me->core_size;
 172         me->core_size += me->arch.plt_size;
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 int
 177 apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab, unsigned int symindex,
 178                unsigned int relsec, struct module *me)
 179 {
 180         printk(KERN_ERR "module %s: RELOCATION unsupported\n",
 181                me->name);
 182         return -ENOEXEC;
 183 }
 184
 185 static int
 186 apply_rela(Elf_Rela *rela, Elf_Addr base, Elf_Sym *symtab,
 187            struct module *me)
 188 {
 189         struct mod_arch_syminfo *info;
 190         Elf_Addr loc, val;
 191         int r_type, r_sym;
 192
 193         /* This is where to make the change */
 194         loc = base + rela->r_offset;
 195         /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 196            undefined symbols have been resolved.  */
 197         r_sym = ELF_R_SYM(rela->r_info);
 198         r_type = ELF_R_TYPE(rela->r_info);
 199         info = me->arch.syminfo + r_sym;
 200         val = symtab[r_sym].st_value;
 201
 202         switch (r_type) {
 203         case R_390_8:           /* Direct 8 bit.   */
 204         case R_390_12:          /* Direct 12 bit.  */
 205         case R_390_16:          /* Direct 16 bit.  */
 206         case R_390_20:          /* Direct 20 bit.  */
 207         case R_390_32:          /* Direct 32 bit.  */
 208         case R_390_64:          /* Direct 64 bit.  */
 209                 val += rela->r_addend;
 210                 if (r_type == R_390_8)
 211                         *(unsigned char *) loc = val;
 212                 else if (r_type == R_390_12)
 213                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 214                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 215                 else if (r_type == R_390_16)
 216                         *(unsigned short *) loc = val;
 217                 else if (r_type == R_390_20)
 218                         *(unsigned int *) loc =
 219                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 220                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 221                 else if (r_type == R_390_32)
 222                         *(unsigned int *) loc = val;
 223                 else if (r_type == R_390_64)
 224                         *(unsigned long *) loc = val;
 225                 break;
 226         case R_390_PC16:        /* PC relative 16 bit.  */
 227         case R_390_PC16DBL:     /* PC relative 16 bit shifted by 1.  */
 228         case R_390_PC32DBL:     /* PC relative 32 bit shifted by 1.  */
 229         case R_390_PC32:        /* PC relative 32 bit.  */
 230         case R_390_PC64:        /* PC relative 64 bit.  */
 231                 val += rela->r_addend - loc;
 232                 if (r_type == R_390_PC16)
 233                         *(unsigned short *) loc = val;
 234                 else if (r_type == R_390_PC16DBL)
 235                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 236                 else if (r_type == R_390_PC32DBL)
 237                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 238                 else if (r_type == R_390_PC32)
 239                         *(unsigned int *) loc = val;
 240                 else if (r_type == R_390_PC64)
 241                         *(unsigned long *) loc = val;
 242                 break;
 243         case R_390_GOT12:       /* 12 bit GOT offset.  */
 244         case R_390_GOT16:       /* 16 bit GOT offset.  */
 245         case R_390_GOT20:       /* 20 bit GOT offset.  */
 246         case R_390_GOT32:       /* 32 bit GOT offset.  */
 247         case R_390_GOT64:       /* 64 bit GOT offset.  */
 248         case R_390_GOTENT:      /* 32 bit PC rel. to GOT entry shifted by 1. */
 249         case R_390_GOTPLT12:    /* 12 bit offset to jump slot.  */
 250         case R_390_GOTPLT20:    /* 20 bit offset to jump slot.  */
 251         case R_390_GOTPLT16:    /* 16 bit offset to jump slot.  */
 252         case R_390_GOTPLT32:    /* 32 bit offset to jump slot.  */
 253         case R_390_GOTPLT64:    /* 64 bit offset to jump slot.  */
 254         case R_390_GOTPLTENT:   /* 32 bit rel. offset to jump slot >> 1. */
 255                 if (info->got_initialized == 0) {
 256                         Elf_Addr *gotent;
 257
 258                         gotent = me->module_core + me->arch.got_offset +
 259                                 info->got_offset;
 260                         *gotent = val;
 261                         info->got_initialized = 1;
 262                 }
 263                 val = info->got_offset + rela->r_addend;
 264                 if (r_type == R_390_GOT12 ||
 265                     r_type == R_390_GOTPLT12)
 266                         *(unsigned short *) loc = (val & 0xfff) |
 267                                 (*(unsigned short *) loc & 0xf000);
 268                 else if (r_type == R_390_GOT16 ||
 269                          r_type == R_390_GOTPLT16)
 270                         *(unsigned short *) loc = val;
 271                 else if (r_type == R_390_GOT20 ||
 272                          r_type == R_390_GOTPLT20)
 273                         *(unsigned int *) loc =
 274                                 (*(unsigned int *) loc & 0xf00000ff) |
 275                                 (val & 0xfff) << 16 | (val & 0xff000) >> 4;
 276                 else if (r_type == R_390_GOT32 ||
 277                          r_type == R_390_GOTPLT32)
 278                         *(unsigned int *) loc = val;
 279                 else if (r_type == R_390_GOTENT ||
 280                          r_type == R_390_GOTPLTENT)
 281                         *(unsigned int *) loc =
 282                                 (val + (Elf_Addr) me->module_core - loc) >> 1;
 283                 else if (r_type == R_390_GOT64 ||
 284                          r_type == R_390_GOTPLT64)
 285                         *(unsigned long *) loc = val;
 286                 break;
 287         case R_390_PLT16DBL:    /* 16 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 288         case R_390_PLT32DBL:    /* 32 bit PC rel. PLT shifted by 1.  */
 289         case R_390_PLT32:       /* 32 bit PC relative PLT address.  */
 290         case R_390_PLT64:       /* 64 bit PC relative PLT address.  */
 291         case R_390_PLTOFF16:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 292         case R_390_PLTOFF32:    /* 32 bit offset from GOT to PLT. */
 293         case R_390_PLTOFF64:    /* 16 bit offset from GOT to PLT. */
 294                 if (info->plt_initialized == 0) {
 295                         unsigned int *ip;
 296                         ip = me->module_core + me->arch.plt_offset +
 297                                 info->plt_offset;
 298 #ifndef CONFIG_64BIT
 299                         ip[0] = 0x0d105810; /* basr 1,0; l 1,6(1); br 1 */
 300                         ip[1] = 0x100607f1;
 301                         ip[2] = val;
 302 #else /* CONFIG_64BIT */
 303                         ip[0] = 0x0d10e310; /* basr 1,0; lg 1,10(1); br 1 */
 304                         ip[1] = 0x100a0004;
 305                         ip[2] = 0x07f10000;
 306                         ip[3] = (unsigned int) (val >> 32);
 307                         ip[4] = (unsigned int) val;
 308 #endif /* CONFIG_64BIT */
 309                         info->plt_initialized = 1;
 310                 }
 311                 if (r_type == R_390_PLTOFF16 ||
 312                     r_type == R_390_PLTOFF32
 313                     || r_type == R_390_PLTOFF64
 314                         )
 315                         val = me->arch.plt_offset - me->arch.got_offset +
 316                                 info->plt_offset + rela->r_addend;
 317                 else
 318                         val =  (Elf_Addr) me->module_core +
 319                                 me->arch.plt_offset + info->plt_offset +
 320                                 rela->r_addend - loc;
 321                 if (r_type == R_390_PLT16DBL)
 322                         *(unsigned short *) loc = val >> 1;
 323                 else if (r_type == R_390_PLTOFF16)
 324                         *(unsigned short *) loc = val;
 325                 else if (r_type == R_390_PLT32DBL)
 326                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 327                 else if (r_type == R_390_PLT32 ||
 328                          r_type == R_390_PLTOFF32)
 329                         *(unsigned int *) loc = val;
 330                 else if (r_type == R_390_PLT64 ||
 331                          r_type == R_390_PLTOFF64)
 332                         *(unsigned long *) loc = val;
 333                 break;
 334         case R_390_GOTOFF16:    /* 16 bit offset to GOT.  */
 335         case R_390_GOTOFF32:    /* 32 bit offset to GOT.  */
 336         case R_390_GOTOFF64:    /* 64 bit offset to GOT. */
 337                 val = val + rela->r_addend -
 338                         ((Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset);
 339                 if (r_type == R_390_GOTOFF16)
 340                         *(unsigned short *) loc = val;
 341                 else if (r_type == R_390_GOTOFF32)
 342                         *(unsigned int *) loc = val;
 343                 else if (r_type == R_390_GOTOFF64)
 344                         *(unsigned long *) loc = val;
 345                 break;
 346         case R_390_GOTPC:       /* 32 bit PC relative offset to GOT. */
 347         case R_390_GOTPCDBL:    /* 32 bit PC rel. off. to GOT shifted by 1. */
 348                 val = (Elf_Addr) me->module_core + me->arch.got_offset +
 349                         rela->r_addend - loc;
 350                 if (r_type == R_390_GOTPC)
 351                         *(unsigned int *) loc = val;
 352                 else if (r_type == R_390_GOTPCDBL)
 353                         *(unsigned int *) loc = val >> 1;
 354                 break;
 355         case R_390_COPY:
 356         case R_390_GLOB_DAT:    /* Create GOT entry.  */
 357         case R_390_JMP_SLOT:    /* Create PLT entry.  */
 358         case R_390_RELATIVE:    /* Adjust by program base.  */
 359                 /* Only needed if we want to support loading of
 360                    modules linked with -shared. */
 361                 break;
 362         default:
 363                 printk(KERN_ERR "module %s: Unknown relocation: %u\n",
 364                        me->name, r_type);
 365                 return -ENOEXEC;
 366         }
 367         return 0;
 368 }
 369
 370 int
 371 apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 372                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 373                    struct module *me)
 374 {
 375         Elf_Addr base;
 376         Elf_Sym *symtab;
 377         Elf_Rela *rela;
 378         unsigned long i, n;
 379         int rc;
 380
 381         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 382                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 383         base = sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr;
 384         symtab = (Elf_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr;
 385         rela = (Elf_Rela *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 386         n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf_Rela);
 387
 388         for (i = 0; i < n; i++, rela++) {
 389                 rc = apply_rela(rela, base, symtab, me);
 390                 if (rc)
 391                         return rc;
 392         }
 393         return 0;
 394 }
 395
 396 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 397                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 398                     struct module *me)
 399 {
 400         vfree(me->arch.syminfo);
 401         return 0;
 402 }
 403
 404 void module_arch_cleanup(struct module *mod)
 405 {
 406 }