arch/x86/kernel/module.c

   1 /*  Kernel module help for x86.
   2     Copyright (C) 2001 Rusty Russell.
   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/moduleloader.h>
  22 #include <linux/elf.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/string.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/kasan.h>
  28 #include <linux/bug.h>
  29 #include <linux/mm.h>
  30 #include <linux/gfp.h>
  31 #include <linux/jump_label.h>
  32 #include <linux/random.h>
  33
  34 #include <asm/page.h>
  35 #include <asm/pgtable.h>
  36
  37 #if 0
  38 #define DEBUGP(fmt, ...)                                \
  39         printk(KERN_DEBUG fmt, ##__VA_ARGS__)
  40 #else
  41 #define DEBUGP(fmt, ...)                                \
  42 do {                                                    \
  43         if (0)                                          \
  44                 printk(KERN_DEBUG fmt, ##__VA_ARGS__);  \
  45 } while (0)
  46 #endif
  47
  48 #ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
  49 static unsigned long module_load_offset;
  50
  51 /* Mutex protects the module_load_offset. */
  52 static DEFINE_MUTEX(module_kaslr_mutex);
  53
  54 static unsigned long int get_module_load_offset(void)
  55 {
  56         if (kaslr_enabled) {
  57                 mutex_lock(&module_kaslr_mutex);
  58                 /*
  59                  * Calculate the module_load_offset the first time this
  60                  * code is called. Once calculated it stays the same until
  61                  * reboot.
  62                  */
  63                 if (module_load_offset == 0)
  64                         module_load_offset =
  65                                 (get_random_int() % 1024 + 1) * PAGE_SIZE;
  66                 mutex_unlock(&module_kaslr_mutex);
  67         }
  68         return module_load_offset;
  69 }
  70 #else
  71 static unsigned long int get_module_load_offset(void)
  72 {
  73         return 0;
  74 }
  75 #endif
  76
  77 void *module_alloc(unsigned long size)
  78 {
  79         void *p;
  80
  81         if (PAGE_ALIGN(size) > MODULES_LEN)
  82                 return NULL;
  83
  84         p = __vmalloc_node_range(size, MODULE_ALIGN,
  85                                     MODULES_VADDR + get_module_load_offset(),
  86                                     MODULES_END, GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM,
  87                                     PAGE_KERNEL_EXEC, 0, NUMA_NO_NODE,
  88                                     __builtin_return_address(0));
  89         if (p && (kasan_module_alloc(p, size) < 0)) {
  90                 vfree(p);
  91                 return NULL;
  92         }
  93
  94         return p;
  95 }
  96
  97 #ifdef CONFIG_X86_32
  98 int apply_relocate(Elf32_Shdr *sechdrs,
  99                    const char *strtab,
 100                    unsigned int symindex,
 101                    unsigned int relsec,
 102                    struct module *me)
 103 {
 104         unsigned int i;
 105         Elf32_Rel *rel = (void *)sechdrs[relsec].sh_addr;
 106         Elf32_Sym *sym;
 107         uint32_t *location;
 108
 109         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 110                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 111         for (i = 0; i < sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(*rel); i++) {
 112                 /* This is where to make the change */
 113                 location = (void *)sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr
 114                         + rel[i].r_offset;
 115                 /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 116                    undefined symbols have been resolved.  */
 117                 sym = (Elf32_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr
 118                         + ELF32_R_SYM(rel[i].r_info);
 119
 120                 switch (ELF32_R_TYPE(rel[i].r_info)) {
 121                 case R_386_32:
 122                         /* We add the value into the location given */
 123                         *location += sym->st_value;
 124                         break;
 125                 case R_386_PC32:
 126                         /* Add the value, subtract its position */
 127                         *location += sym->st_value - (uint32_t)location;
 128                         break;
 129                 default:
 130                         pr_err("%s: Unknown relocation: %u\n",
 131                                me->name, ELF32_R_TYPE(rel[i].r_info));
 132                         return -ENOEXEC;
 133                 }
 134         }
 135         return 0;
 136 }
 137 #else /*X86_64*/
 138 int apply_relocate_add(Elf64_Shdr *sechdrs,
 139                    const char *strtab,
 140                    unsigned int symindex,
 141                    unsigned int relsec,
 142                    struct module *me)
 143 {
 144         unsigned int i;
 145         Elf64_Rela *rel = (void *)sechdrs[relsec].sh_addr;
 146         Elf64_Sym *sym;
 147         void *loc;
 148         u64 val;
 149
 150         DEBUGP("Applying relocate section %u to %u\n",
 151                relsec, sechdrs[relsec].sh_info);
 152         for (i = 0; i < sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(*rel); i++) {
 153                 /* This is where to make the change */
 154                 loc = (void *)sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr
 155                         + rel[i].r_offset;
 156
 157                 /* This is the symbol it is referring to.  Note that all
 158                    undefined symbols have been resolved.  */
 159                 sym = (Elf64_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr
 160                         + ELF64_R_SYM(rel[i].r_info);
 161
 162                 DEBUGP("type %d st_value %Lx r_addend %Lx loc %Lx\n",
 163                        (int)ELF64_R_TYPE(rel[i].r_info),
 164                        sym->st_value, rel[i].r_addend, (u64)loc);
 165
 166                 val = sym->st_value + rel[i].r_addend;
 167
 168                 switch (ELF64_R_TYPE(rel[i].r_info)) {
 169                 case R_X86_64_NONE:
 170                         break;
 171                 case R_X86_64_64:
 172                         *(u64 *)loc = val;
 173                         break;
 174                 case R_X86_64_32:
 175                         *(u32 *)loc = val;
 176                         if (val != *(u32 *)loc)
 177                                 goto overflow;
 178                         break;
 179                 case R_X86_64_32S:
 180                         *(s32 *)loc = val;
 181                         if ((s64)val != *(s32 *)loc)
 182                                 goto overflow;
 183                         break;
 184                 case R_X86_64_PC32:
 185                         val -= (u64)loc;
 186                         *(u32 *)loc = val;
 187 #if 0
 188                         if ((s64)val != *(s32 *)loc)
 189                                 goto overflow;
 190 #endif
 191                         break;
 192                 default:
 193                         pr_err("%s: Unknown rela relocation: %llu\n",
 194                                me->name, ELF64_R_TYPE(rel[i].r_info));
 195                         return -ENOEXEC;
 196                 }
 197         }
 198         return 0;
 199
 200 overflow:
 201         pr_err("overflow in relocation type %d val %Lx\n",
 202                (int)ELF64_R_TYPE(rel[i].r_info), val);
 203         pr_err("`%s' likely not compiled with -mcmodel=kernel\n",
 204                me->name);
 205         return -ENOEXEC;
 206 }
 207 #endif
 208
 209 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 210                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 211                     struct module *me)
 212 {
 213         const Elf_Shdr *s, *text = NULL, *alt = NULL, *locks = NULL,
 214                 *para = NULL;
 215         char *secstrings = (void *)hdr + sechdrs[hdr->e_shstrndx].sh_offset;
 216
 217         for (s = sechdrs; s < sechdrs + hdr->e_shnum; s++) {
 218                 if (!strcmp(".text", secstrings + s->sh_name))
 219                         text = s;
 220                 if (!strcmp(".altinstructions", secstrings + s->sh_name))
 221                         alt = s;
 222                 if (!strcmp(".smp_locks", secstrings + s->sh_name))
 223                         locks = s;
 224                 if (!strcmp(".parainstructions", secstrings + s->sh_name))
 225                         para = s;
 226         }
 227
 228         if (alt) {
 229                 /* patch .altinstructions */
 230                 void *aseg = (void *)alt->sh_addr;
 231                 apply_alternatives(aseg, aseg + alt->sh_size);
 232         }
 233         if (locks && text) {
 234                 void *lseg = (void *)locks->sh_addr;
 235                 void *tseg = (void *)text->sh_addr;
 236                 alternatives_smp_module_add(me, me->name,
 237                                             lseg, lseg + locks->sh_size,
 238                                             tseg, tseg + text->sh_size);
 239         }
 240
 241         if (para) {
 242                 void *pseg = (void *)para->sh_addr;
 243                 apply_paravirt(pseg, pseg + para->sh_size);
 244         }
 245
 246         /* make jump label nops */
 247         jump_label_apply_nops(me);
 248
 249         return 0;
 250 }
 251
 252 void module_arch_cleanup(struct module *mod)
 253 {
 254         alternatives_smp_module_del(mod);
 255 }