arch/ia64/kernel/module.c

   1 /*
   2  * IA-64-specific support for kernel module loader.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2003 Hewlett-Packard Co
   5  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
   6  *
   7  * Loosely based on patch by Rusty Russell.
   8  */
   9
  10 /* relocs tested so far:
  11
  12    DIR64LSB
  13    FPTR64LSB
  14    GPREL22
  15    LDXMOV
  16    LDXMOV
  17    LTOFF22
  18    LTOFF22X
  19    LTOFF22X
  20    LTOFF_FPTR22
  21    PCREL21B     (for br.call only; br.cond is not supported out of modules!)
  22    PCREL60B     (for brl.cond only; brl.call is not supported for modules!)
  23    PCREL64LSB
  24    SECREL32LSB
  25    SEGREL64LSB
  26  */
  27
  28
  29 #include <linux/kernel.h>
  30 #include <linux/sched.h>
  31 #include <linux/elf.h>
  32 #include <linux/moduleloader.h>
  33 #include <linux/string.h>
  34 #include <linux/vmalloc.h>
  35
  36 #include <asm/patch.h>
  37 #include <asm/unaligned.h>
  38
  39 #define ARCH_MODULE_DEBUG 0
  40
  41 #if ARCH_MODULE_DEBUG
  42 # define DEBUGP printk
  43 # define inline
  44 #else
  45 # define DEBUGP(fmt , a...)
  46 #endif
  47
  48 #ifdef CONFIG_ITANIUM
  49 # define USE_BRL        0
  50 #else
  51 # define USE_BRL        1
  52 #endif
  53
  54 #define MAX_LTOFF       ((uint64_t) (1 << 22))  /* max. allowable linkage-table offset */
  55
  56 /* Define some relocation helper macros/types: */
  57
  58 #define FORMAT_SHIFT    0
  59 #define FORMAT_BITS     3
  60 #define FORMAT_MASK     ((1 << FORMAT_BITS) - 1)
  61 #define VALUE_SHIFT     3
  62 #define VALUE_BITS      5
  63 #define VALUE_MASK      ((1 << VALUE_BITS) - 1)
  64
  65 enum reloc_target_format {
  66         /* direct encoded formats: */
  67         RF_NONE = 0,
  68         RF_INSN14 = 1,
  69         RF_INSN22 = 2,
  70         RF_INSN64 = 3,
  71         RF_32MSB = 4,
  72         RF_32LSB = 5,
  73         RF_64MSB = 6,
  74         RF_64LSB = 7,
  75
  76         /* formats that cannot be directly decoded: */
  77         RF_INSN60,
  78         RF_INSN21B,     /* imm21 form 1 */
  79         RF_INSN21M,     /* imm21 form 2 */
  80         RF_INSN21F      /* imm21 form 3 */
  81 };
  82
  83 enum reloc_value_formula {
  84         RV_DIRECT = 4,          /* S + A */
  85         RV_GPREL = 5,           /* @gprel(S + A) */
  86         RV_LTREL = 6,           /* @ltoff(S + A) */
  87         RV_PLTREL = 7,          /* @pltoff(S + A) */
  88         RV_FPTR = 8,            /* @fptr(S + A) */
  89         RV_PCREL = 9,           /* S + A - P */
  90         RV_LTREL_FPTR = 10,     /* @ltoff(@fptr(S + A)) */
  91         RV_SEGREL = 11,         /* @segrel(S + A) */
  92         RV_SECREL = 12,         /* @secrel(S + A) */
  93         RV_BDREL = 13,          /* BD + A */
  94         RV_LTV = 14,            /* S + A (like RV_DIRECT, except frozen at static link-time) */
  95         RV_PCREL2 = 15,         /* S + A - P */
  96         RV_SPECIAL = 16,        /* various (see below) */
  97         RV_RSVD17 = 17,
  98         RV_TPREL = 18,          /* @tprel(S + A) */
  99         RV_LTREL_TPREL = 19,    /* @ltoff(@tprel(S + A)) */
 100         RV_DTPMOD = 20,         /* @dtpmod(S + A) */
 101         RV_LTREL_DTPMOD = 21,   /* @ltoff(@dtpmod(S + A)) */
 102         RV_DTPREL = 22,         /* @dtprel(S + A) */
 103         RV_LTREL_DTPREL = 23,   /* @ltoff(@dtprel(S + A)) */
 104         RV_RSVD24 = 24,
 105         RV_RSVD25 = 25,
 106         RV_RSVD26 = 26,
 107         RV_RSVD27 = 27
 108         /* 28-31 reserved for implementation-specific purposes.  */
 109 };
 110
 111 #define N(reloc)        [R_IA64_##reloc] = #reloc
 112
 113 static const char *reloc_name[256] = {
 114         N(NONE),                N(IMM14),               N(IMM22),               N(IMM64),
 115         N(DIR32MSB),            N(DIR32LSB),            N(DIR64MSB),            N(DIR64LSB),
 116         N(GPREL22),             N(GPREL64I),            N(GPREL32MSB),          N(GPREL32LSB),
 117         N(GPREL64MSB),          N(GPREL64LSB),          N(LTOFF22),             N(LTOFF64I),
 118         N(PLTOFF22),            N(PLTOFF64I),           N(PLTOFF64MSB),         N(PLTOFF64LSB),
 119         N(FPTR64I),             N(FPTR32MSB),           N(FPTR32LSB),           N(FPTR64MSB),
 120         N(FPTR64LSB),           N(PCREL60B),            N(PCREL21B),            N(PCREL21M),
 121         N(PCREL21F),            N(PCREL32MSB),          N(PCREL32LSB),          N(PCREL64MSB),
 122         N(PCREL64LSB),          N(LTOFF_FPTR22),        N(LTOFF_FPTR64I),       N(LTOFF_FPTR32MSB),
 123         N(LTOFF_FPTR32LSB),     N(LTOFF_FPTR64MSB),     N(LTOFF_FPTR64LSB),     N(SEGREL32MSB),
 124         N(SEGREL32LSB),         N(SEGREL64MSB),         N(SEGREL64LSB),         N(SECREL32MSB),
 125         N(SECREL32LSB),         N(SECREL64MSB),         N(SECREL64LSB),         N(REL32MSB),
 126         N(REL32LSB),            N(REL64MSB),            N(REL64LSB),            N(LTV32MSB),
 127         N(LTV32LSB),            N(LTV64MSB),            N(LTV64LSB),            N(PCREL21BI),
 128         N(PCREL22),             N(PCREL64I),            N(IPLTMSB),             N(IPLTLSB),
 129         N(COPY),                N(LTOFF22X),            N(LDXMOV),              N(TPREL14),
 130         N(TPREL22),             N(TPREL64I),            N(TPREL64MSB),          N(TPREL64LSB),
 131         N(LTOFF_TPREL22),       N(DTPMOD64MSB),         N(DTPMOD64LSB),         N(LTOFF_DTPMOD22),
 132         N(DTPREL14),            N(DTPREL22),            N(DTPREL64I),           N(DTPREL32MSB),
 133         N(DTPREL32LSB),         N(DTPREL64MSB),         N(DTPREL64LSB),         N(LTOFF_DTPREL22)
 134 };
 135
 136 #undef N
 137
 138 /* Opaque struct for insns, to protect against derefs. */
 139 struct insn;
 140
 141 static inline uint64_t
 142 bundle (const struct insn *insn)
 143 {
 144         return (uint64_t) insn & ~0xfUL;
 145 }
 146
 147 static inline int
 148 slot (const struct insn *insn)
 149 {
 150         return (uint64_t) insn & 0x3;
 151 }
 152
 153 static int
 154 apply_imm64 (struct module *mod, struct insn *insn, uint64_t val)
 155 {
 156         if (slot(insn) != 2) {
 157                 printk(KERN_ERR "%s: invalid slot number %d for IMM64\n",
 158                        mod->name, slot(insn));
 159                 return 0;
 160         }
 161         ia64_patch_imm64((u64) insn, val);
 162         return 1;
 163 }
 164
 165 static int
 166 apply_imm60 (struct module *mod, struct insn *insn, uint64_t val)
 167 {
 168         if (slot(insn) != 2) {
 169                 printk(KERN_ERR "%s: invalid slot number %d for IMM60\n",
 170                        mod->name, slot(insn));
 171                 return 0;
 172         }
 173         if (val + ((uint64_t) 1 << 59) >= (1UL << 60)) {
 174                 printk(KERN_ERR "%s: value %ld out of IMM60 range\n",
 175                         mod->name, (long) val);
 176                 return 0;
 177         }
 178         ia64_patch_imm60((u64) insn, val);
 179         return 1;
 180 }
 181
 182 static int
 183 apply_imm22 (struct module *mod, struct insn *insn, uint64_t val)
 184 {
 185         if (val + (1 << 21) >= (1 << 22)) {
 186                 printk(KERN_ERR "%s: value %li out of IMM22 range\n",
 187                         mod->name, (long)val);
 188                 return 0;
 189         }
 190         ia64_patch((u64) insn, 0x01fffcfe000UL, (  ((val & 0x200000UL) << 15) /* bit 21 -> 36 */
 191                                                  | ((val & 0x1f0000UL) <<  6) /* bit 16 -> 22 */
 192                                                  | ((val & 0x00ff80UL) << 20) /* bit  7 -> 27 */
 193                                                  | ((val & 0x00007fUL) << 13) /* bit  0 -> 13 */));
 194         return 1;
 195 }
 196
 197 static int
 198 apply_imm21b (struct module *mod, struct insn *insn, uint64_t val)
 199 {
 200         if (val + (1 << 20) >= (1 << 21)) {
 201                 printk(KERN_ERR "%s: value %li out of IMM21b range\n",
 202                         mod->name, (long)val);
 203                 return 0;
 204         }
 205         ia64_patch((u64) insn, 0x11ffffe000UL, (  ((val & 0x100000UL) << 16) /* bit 20 -> 36 */
 206                                                 | ((val & 0x0fffffUL) << 13) /* bit  0 -> 13 */));
 207         return 1;
 208 }
 209
 210 #if USE_BRL
 211
 212 struct plt_entry {
 213         /* Three instruction bundles in PLT. */
 214         unsigned char bundle[2][16];
 215 };
 216
 217 static const struct plt_entry ia64_plt_template = {
 218         {
 219                 {
 220                         0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MLX] nop.m 0 */
 221                         0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20, /*       movl gp=TARGET_GP */
 222                         0x00, 0x00, 0x00, 0x60
 223                 },
 224                 {
 225                         0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MLX] nop.m 0 */
 226                         0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, /*       brl.many gp=TARGET_GP */
 227                         0x08, 0x00, 0x00, 0xc0
 228                 }
 229         }
 230 };
 231
 232 static int
 233 patch_plt (struct module *mod, struct plt_entry *plt, long target_ip, unsigned long target_gp)
 234 {
 235         if (apply_imm64(mod, (struct insn *) (plt->bundle[0] + 2), target_gp)
 236             && apply_imm60(mod, (struct insn *) (plt->bundle[1] + 2),
 237                            (target_ip - (int64_t) plt->bundle[1]) / 16))
 238                 return 1;
 239         return 0;
 240 }
 241
 242 unsigned long
 243 plt_target (struct plt_entry *plt)
 244 {
 245         uint64_t b0, b1, *b = (uint64_t *) plt->bundle[1];
 246         long off;
 247
 248         b0 = b[0]; b1 = b[1];
 249         off = (  ((b1 & 0x00fffff000000000UL) >> 36)            /* imm20b -> bit 0 */
 250                | ((b0 >> 48) << 20) | ((b1 & 0x7fffffUL) << 36) /* imm39 -> bit 20 */
 251                | ((b1 & 0x0800000000000000UL) << 0));           /* i -> bit 59 */
 252         return (long) plt->bundle[1] + 16*off;
 253 }
 254
 255 #else /* !USE_BRL */
 256
 257 struct plt_entry {
 258         /* Three instruction bundles in PLT. */
 259         unsigned char bundle[3][16];
 260 };
 261
 262 static const struct plt_entry ia64_plt_template = {
 263         {
 264                 {
 265                         0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MLX] nop.m 0 */
 266                         0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, /*       movl r16=TARGET_IP */
 267                         0x02, 0x00, 0x00, 0x60
 268                 },
 269                 {
 270                         0x04, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MLX] nop.m 0 */
 271                         0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20, /*       movl gp=TARGET_GP */
 272                         0x00, 0x00, 0x00, 0x60
 273                 },
 274                 {
 275                         0x11, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, /* [MIB] nop.m 0 */
 276                         0x60, 0x80, 0x04, 0x80, 0x03, 0x00, /*       mov b6=r16 */
 277                         0x60, 0x00, 0x80, 0x00              /*       br.few b6 */
 278                 }
 279         }
 280 };
 281
 282 static int
 283 patch_plt (struct module *mod, struct plt_entry *plt, long target_ip, unsigned long target_gp)
 284 {
 285         if (apply_imm64(mod, (struct insn *) (plt->bundle[0] + 2), target_ip)
 286             && apply_imm64(mod, (struct insn *) (plt->bundle[1] + 2), target_gp))
 287                 return 1;
 288         return 0;
 289 }
 290
 291 unsigned long
 292 plt_target (struct plt_entry *plt)
 293 {
 294         uint64_t b0, b1, *b = (uint64_t *) plt->bundle[0];
 295
 296         b0 = b[0]; b1 = b[1];
 297         return (  ((b1 & 0x000007f000000000) >> 36)             /* imm7b -> bit 0 */
 298                 | ((b1 & 0x07fc000000000000) >> 43)             /* imm9d -> bit 7 */
 299                 | ((b1 & 0x0003e00000000000) >> 29)             /* imm5c -> bit 16 */
 300                 | ((b1 & 0x0000100000000000) >> 23)             /* ic -> bit 21 */
 301                 | ((b0 >> 46) << 22) | ((b1 & 0x7fffff) << 40)  /* imm41 -> bit 22 */
 302                 | ((b1 & 0x0800000000000000) <<  4));           /* i -> bit 63 */
 303 }
 304
 305 #endif /* !USE_BRL */
 306
 307 void
 308 module_arch_freeing_init (struct module *mod)
 309 {
 310         if (mod->arch.init_unw_table) {
 311                 unw_remove_unwind_table(mod->arch.init_unw_table);
 312                 mod->arch.init_unw_table = NULL;
 313         }
 314 }
 315
 316 /* Have we already seen one of these relocations? */
 317 /* FIXME: we could look in other sections, too --RR */
 318 static int
 319 duplicate_reloc (const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 320 {
 321         unsigned int i;
 322
 323         for (i = 0; i < num; i++) {
 324                 if (rela[i].r_info == rela[num].r_info && rela[i].r_addend == rela[num].r_addend)
 325                         return 1;
 326         }
 327         return 0;
 328 }
 329
 330 /* Count how many GOT entries we may need */
 331 static unsigned int
 332 count_gots (const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 333 {
 334         unsigned int i, ret = 0;
 335
 336         /* Sure, this is order(n^2), but it's usually short, and not
 337            time critical */
 338         for (i = 0; i < num; i++) {
 339                 switch (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info)) {
 340                       case R_IA64_LTOFF22:
 341                       case R_IA64_LTOFF22X:
 342                       case R_IA64_LTOFF64I:
 343                       case R_IA64_LTOFF_FPTR22:
 344                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64I:
 345                       case R_IA64_LTOFF_FPTR32MSB:
 346                       case R_IA64_LTOFF_FPTR32LSB:
 347                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64MSB:
 348                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64LSB:
 349                         if (!duplicate_reloc(rela, i))
 350                                 ret++;
 351                         break;
 352                 }
 353         }
 354         return ret;
 355 }
 356
 357 /* Count how many PLT entries we may need */
 358 static unsigned int
 359 count_plts (const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 360 {
 361         unsigned int i, ret = 0;
 362
 363         /* Sure, this is order(n^2), but it's usually short, and not
 364            time critical */
 365         for (i = 0; i < num; i++) {
 366                 switch (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info)) {
 367                       case R_IA64_PCREL21B:
 368                       case R_IA64_PLTOFF22:
 369                       case R_IA64_PLTOFF64I:
 370                       case R_IA64_PLTOFF64MSB:
 371                       case R_IA64_PLTOFF64LSB:
 372                       case R_IA64_IPLTMSB:
 373                       case R_IA64_IPLTLSB:
 374                         if (!duplicate_reloc(rela, i))
 375                                 ret++;
 376                         break;
 377                 }
 378         }
 379         return ret;
 380 }
 381
 382 /* We need to create an function-descriptors for any internal function
 383    which is referenced. */
 384 static unsigned int
 385 count_fdescs (const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 386 {
 387         unsigned int i, ret = 0;
 388
 389         /* Sure, this is order(n^2), but it's usually short, and not time critical.  */
 390         for (i = 0; i < num; i++) {
 391                 switch (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info)) {
 392                       case R_IA64_FPTR64I:
 393                       case R_IA64_FPTR32LSB:
 394                       case R_IA64_FPTR32MSB:
 395                       case R_IA64_FPTR64LSB:
 396                       case R_IA64_FPTR64MSB:
 397                       case R_IA64_LTOFF_FPTR22:
 398                       case R_IA64_LTOFF_FPTR32LSB:
 399                       case R_IA64_LTOFF_FPTR32MSB:
 400                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64I:
 401                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64LSB:
 402                       case R_IA64_LTOFF_FPTR64MSB:
 403                       case R_IA64_IPLTMSB:
 404                       case R_IA64_IPLTLSB:
 405                         /*
 406                          * Jumps to static functions sometimes go straight to their
 407                          * offset.  Of course, that may not be possible if the jump is
 408                          * from init -> core or vice. versa, so we need to generate an
 409                          * FDESC (and PLT etc) for that.
 410                          */
 411                       case R_IA64_PCREL21B:
 412                         if (!duplicate_reloc(rela, i))
 413                                 ret++;
 414                         break;
 415                 }
 416         }
 417         return ret;
 418 }
 419
 420 int
 421 module_frob_arch_sections (Elf_Ehdr *ehdr, Elf_Shdr *sechdrs, char *secstrings,
 422                            struct module *mod)
 423 {
 424         unsigned long core_plts = 0, init_plts = 0, gots = 0, fdescs = 0;
 425         Elf64_Shdr *s, *sechdrs_end = sechdrs + ehdr->e_shnum;
 426
 427         /*
 428          * To store the PLTs and function-descriptors, we expand the .text section for
 429          * core module-code and the .init.text section for initialization code.
 430          */
 431         for (s = sechdrs; s < sechdrs_end; ++s)
 432                 if (strcmp(".core.plt", secstrings + s->sh_name) == 0)
 433                         mod->arch.core_plt = s;
 434                 else if (strcmp(".init.plt", secstrings + s->sh_name) == 0)
 435                         mod->arch.init_plt = s;
 436                 else if (strcmp(".got", secstrings + s->sh_name) == 0)
 437                         mod->arch.got = s;
 438                 else if (strcmp(".opd", secstrings + s->sh_name) == 0)
 439                         mod->arch.opd = s;
 440                 else if (strcmp(".IA_64.unwind", secstrings + s->sh_name) == 0)
 441                         mod->arch.unwind = s;
 442
 443         if (!mod->arch.core_plt || !mod->arch.init_plt || !mod->arch.got || !mod->arch.opd) {
 444                 printk(KERN_ERR "%s: sections missing\n", mod->name);
 445                 return -ENOEXEC;
 446         }
 447
 448         /* GOT and PLTs can occur in any relocated section... */
 449         for (s = sechdrs + 1; s < sechdrs_end; ++s) {
 450                 const Elf64_Rela *rels = (void *)ehdr + s->sh_offset;
 451                 unsigned long numrels = s->sh_size/sizeof(Elf64_Rela);
 452
 453                 if (s->sh_type != SHT_RELA)
 454                         continue;
 455
 456                 gots += count_gots(rels, numrels);
 457                 fdescs += count_fdescs(rels, numrels);
 458                 if (strstr(secstrings + s->sh_name, ".init"))
 459                         init_plts += count_plts(rels, numrels);
 460                 else
 461                         core_plts += count_plts(rels, numrels);
 462         }
 463
 464         mod->arch.core_plt->sh_type = SHT_NOBITS;
 465         mod->arch.core_plt->sh_flags = SHF_EXECINSTR | SHF_ALLOC;
 466         mod->arch.core_plt->sh_addralign = 16;
 467         mod->arch.core_plt->sh_size = core_plts * sizeof(struct plt_entry);
 468         mod->arch.init_plt->sh_type = SHT_NOBITS;
 469         mod->arch.init_plt->sh_flags = SHF_EXECINSTR | SHF_ALLOC;
 470         mod->arch.init_plt->sh_addralign = 16;
 471         mod->arch.init_plt->sh_size = init_plts * sizeof(struct plt_entry);
 472         mod->arch.got->sh_type = SHT_NOBITS;
 473         mod->arch.got->sh_flags = ARCH_SHF_SMALL | SHF_ALLOC;
 474         mod->arch.got->sh_addralign = 8;
 475         mod->arch.got->sh_size = gots * sizeof(struct got_entry);
 476         mod->arch.opd->sh_type = SHT_NOBITS;
 477         mod->arch.opd->sh_flags = SHF_ALLOC;
 478         mod->arch.opd->sh_addralign = 8;
 479         mod->arch.opd->sh_size = fdescs * sizeof(struct fdesc);
 480         DEBUGP("%s: core.plt=%lx, init.plt=%lx, got=%lx, fdesc=%lx\n",
 481                __func__, mod->arch.core_plt->sh_size, mod->arch.init_plt->sh_size,
 482                mod->arch.got->sh_size, mod->arch.opd->sh_size);
 483         return 0;
 484 }
 485
 486 static inline int
 487 in_init (const struct module *mod, uint64_t addr)
 488 {
 489         return addr - (uint64_t) mod->module_init < mod->init_size;
 490 }
 491
 492 static inline int
 493 in_core (const struct module *mod, uint64_t addr)
 494 {
 495         return addr - (uint64_t) mod->module_core < mod->core_size;
 496 }
 497
 498 static inline int
 499 is_internal (const struct module *mod, uint64_t value)
 500 {
 501         return in_init(mod, value) || in_core(mod, value);
 502 }
 503
 504 /*
 505  * Get gp-relative offset for the linkage-table entry of VALUE.
 506  */
 507 static uint64_t
 508 get_ltoff (struct module *mod, uint64_t value, int *okp)
 509 {
 510         struct got_entry *got, *e;
 511
 512         if (!*okp)
 513                 return 0;
 514
 515         got = (void *) mod->arch.got->sh_addr;
 516         for (e = got; e < got + mod->arch.next_got_entry; ++e)
 517                 if (e->val == value)
 518                         goto found;
 519
 520         /* Not enough GOT entries? */
 521         BUG_ON(e >= (struct got_entry *) (mod->arch.got->sh_addr + mod->arch.got->sh_size));
 522
 523         e->val = value;
 524         ++mod->arch.next_got_entry;
 525   found:
 526         return (uint64_t) e - mod->arch.gp;
 527 }
 528
 529 static inline int
 530 gp_addressable (struct module *mod, uint64_t value)
 531 {
 532         return value - mod->arch.gp + MAX_LTOFF/2 < MAX_LTOFF;
 533 }
 534
 535 /* Get PC-relative PLT entry for this value.  Returns 0 on failure. */
 536 static uint64_t
 537 get_plt (struct module *mod, const struct insn *insn, uint64_t value, int *okp)
 538 {
 539         struct plt_entry *plt, *plt_end;
 540         uint64_t target_ip, target_gp;
 541
 542         if (!*okp)
 543                 return 0;
 544
 545         if (in_init(mod, (uint64_t) insn)) {
 546                 plt = (void *) mod->arch.init_plt->sh_addr;
 547                 plt_end = (void *) plt + mod->arch.init_plt->sh_size;
 548         } else {
 549                 plt = (void *) mod->arch.core_plt->sh_addr;
 550                 plt_end = (void *) plt + mod->arch.core_plt->sh_size;
 551         }
 552
 553         /* "value" is a pointer to a function-descriptor; fetch the target ip/gp from it: */
 554         target_ip = ((uint64_t *) value)[0];
 555         target_gp = ((uint64_t *) value)[1];
 556
 557         /* Look for existing PLT entry. */
 558         while (plt->bundle[0][0]) {
 559                 if (plt_target(plt) == target_ip)
 560                         goto found;
 561                 if (++plt >= plt_end)
 562                         BUG();
 563         }
 564         *plt = ia64_plt_template;
 565         if (!patch_plt(mod, plt, target_ip, target_gp)) {
 566                 *okp = 0;
 567                 return 0;
 568         }
 569 #if ARCH_MODULE_DEBUG
 570         if (plt_target(plt) != target_ip) {
 571                 printk("%s: mistargeted PLT: wanted %lx, got %lx\n",
 572                        __func__, target_ip, plt_target(plt));
 573                 *okp = 0;
 574                 return 0;
 575         }
 576 #endif
 577   found:
 578         return (uint64_t) plt;
 579 }
 580
 581 /* Get function descriptor for VALUE. */
 582 static uint64_t
 583 get_fdesc (struct module *mod, uint64_t value, int *okp)
 584 {
 585         struct fdesc *fdesc = (void *) mod->arch.opd->sh_addr;
 586
 587         if (!*okp)
 588                 return 0;
 589
 590         if (!value) {
 591                 printk(KERN_ERR "%s: fdesc for zero requested!\n", mod->name);
 592                 return 0;
 593         }
 594
 595         if (!is_internal(mod, value))
 596                 /*
 597                  * If it's not a module-local entry-point, "value" already points to a
 598                  * function-descriptor.
 599                  */
 600                 return value;
 601
 602         /* Look for existing function descriptor. */
 603         while (fdesc->ip) {
 604                 if (fdesc->ip == value)
 605                         return (uint64_t)fdesc;
 606                 if ((uint64_t) ++fdesc >= mod->arch.opd->sh_addr + mod->arch.opd->sh_size)
 607                         BUG();
 608         }
 609
 610         /* Create new one */
 611         fdesc->ip = value;
 612         fdesc->gp = mod->arch.gp;
 613         return (uint64_t) fdesc;
 614 }
 615
 616 static inline int
 617 do_reloc (struct module *mod, uint8_t r_type, Elf64_Sym *sym, uint64_t addend,
 618           Elf64_Shdr *sec, void *location)
 619 {
 620         enum reloc_target_format format = (r_type >> FORMAT_SHIFT) & FORMAT_MASK;
 621         enum reloc_value_formula formula = (r_type >> VALUE_SHIFT) & VALUE_MASK;
 622         uint64_t val;
 623         int ok = 1;
 624
 625         val = sym->st_value + addend;
 626
 627         switch (formula) {
 628               case RV_SEGREL:   /* segment base is arbitrarily chosen to be 0 for kernel modules */
 629               case RV_DIRECT:
 630                 break;
 631
 632               case RV_GPREL:      val -= mod->arch.gp; break;
 633               case RV_LTREL:      val = get_ltoff(mod, val, &ok); break;
 634               case RV_PLTREL:     val = get_plt(mod, location, val, &ok); break;
 635               case RV_FPTR:       val = get_fdesc(mod, val, &ok); break;
 636               case RV_SECREL:     val -= sec->sh_addr; break;
 637               case RV_LTREL_FPTR: val = get_ltoff(mod, get_fdesc(mod, val, &ok), &ok); break;
 638
 639               case RV_PCREL:
 640                 switch (r_type) {
 641                       case R_IA64_PCREL21B:
 642                         if ((in_init(mod, val) && in_core(mod, (uint64_t)location)) ||
 643                             (in_core(mod, val) && in_init(mod, (uint64_t)location))) {
 644                                 /*
 645                                  * Init section may have been allocated far away from core,
 646                                  * if the branch won't reach, then allocate a plt for it.
 647                                  */
 648                                 uint64_t delta = ((int64_t)val - (int64_t)location) / 16;
 649                                 if (delta + (1 << 20) >= (1 << 21)) {
 650                                         val = get_fdesc(mod, val, &ok);
 651                                         val = get_plt(mod, location, val, &ok);
 652                                 }
 653                         } else if (!is_internal(mod, val))
 654                                 val = get_plt(mod, location, val, &ok);
 655                         /* FALL THROUGH */
 656                       default:
 657                         val -= bundle(location);
 658                         break;
 659
 660                       case R_IA64_PCREL32MSB:
 661                       case R_IA64_PCREL32LSB:
 662                       case R_IA64_PCREL64MSB:
 663                       case R_IA64_PCREL64LSB:
 664                         val -= (uint64_t) location;
 665                         break;
 666
 667                 }
 668                 switch (r_type) {
 669                       case R_IA64_PCREL60B: format = RF_INSN60; break;
 670                       case R_IA64_PCREL21B: format = RF_INSN21B; break;
 671                       case R_IA64_PCREL21M: format = RF_INSN21M; break;
 672                       case R_IA64_PCREL21F: format = RF_INSN21F; break;
 673                       default: break;
 674                 }
 675                 break;
 676
 677               case RV_BDREL:
 678                 val -= (uint64_t) (in_init(mod, val) ? mod->module_init : mod->module_core);
 679                 break;
 680
 681               case RV_LTV:
 682                 /* can link-time value relocs happen here?  */
 683                 BUG();
 684                 break;
 685
 686               case RV_PCREL2:
 687                 if (r_type == R_IA64_PCREL21BI) {
 688                         if (!is_internal(mod, val)) {
 689                                 printk(KERN_ERR "%s: %s reloc against "
 690                                         "non-local symbol (%lx)\n", __func__,
 691                                         reloc_name[r_type], (unsigned long)val);
 692                                 return -ENOEXEC;
 693                         }
 694                         format = RF_INSN21B;
 695                 }
 696                 val -= bundle(location);
 697                 break;
 698
 699               case RV_SPECIAL:
 700                 switch (r_type) {
 701                       case R_IA64_IPLTMSB:
 702                       case R_IA64_IPLTLSB:
 703                         val = get_fdesc(mod, get_plt(mod, location, val, &ok), &ok);
 704                         format = RF_64LSB;
 705                         if (r_type == R_IA64_IPLTMSB)
 706                                 format = RF_64MSB;
 707                         break;
 708
 709                       case R_IA64_SUB:
 710                         val = addend - sym->st_value;
 711                         format = RF_INSN64;
 712                         break;
 713
 714                       case R_IA64_LTOFF22X:
 715                         if (gp_addressable(mod, val))
 716                                 val -= mod->arch.gp;
 717                         else
 718                                 val = get_ltoff(mod, val, &ok);
 719                         format = RF_INSN22;
 720                         break;
 721
 722                       case R_IA64_LDXMOV:
 723                         if (gp_addressable(mod, val)) {
 724                                 /* turn "ld8" into "mov": */
 725                                 DEBUGP("%s: patching ld8 at %p to mov\n", __func__, location);
 726                                 ia64_patch((u64) location, 0x1fff80fe000UL, 0x10000000000UL);
 727                         }
 728                         return 0;
 729
 730                       default:
 731                         if (reloc_name[r_type])
 732                                 printk(KERN_ERR "%s: special reloc %s not supported",
 733                                        mod->name, reloc_name[r_type]);
 734                         else
 735                                 printk(KERN_ERR "%s: unknown special reloc %x\n",
 736                                        mod->name, r_type);
 737                         return -ENOEXEC;
 738                 }
 739                 break;
 740
 741               case RV_TPREL:
 742               case RV_LTREL_TPREL:
 743               case RV_DTPMOD:
 744               case RV_LTREL_DTPMOD:
 745               case RV_DTPREL:
 746               case RV_LTREL_DTPREL:
 747                 printk(KERN_ERR "%s: %s reloc not supported\n",
 748                        mod->name, reloc_name[r_type] ? reloc_name[r_type] : "?");
 749                 return -ENOEXEC;
 750
 751               default:
 752                 printk(KERN_ERR "%s: unknown reloc %x\n", mod->name, r_type);
 753                 return -ENOEXEC;
 754         }
 755
 756         if (!ok)
 757                 return -ENOEXEC;
 758
 759         DEBUGP("%s: [%p]<-%016lx = %s(%lx)\n", __func__, location, val,
 760                reloc_name[r_type] ? reloc_name[r_type] : "?", sym->st_value + addend);
 761
 762         switch (format) {
 763               case RF_INSN21B:  ok = apply_imm21b(mod, location, (int64_t) val / 16); break;
 764               case RF_INSN22:   ok = apply_imm22(mod, location, val); break;
 765               case RF_INSN64:   ok = apply_imm64(mod, location, val); break;
 766               case RF_INSN60:   ok = apply_imm60(mod, location, (int64_t) val / 16); break;
 767               case RF_32LSB:    put_unaligned(val, (uint32_t *) location); break;
 768               case RF_64LSB:    put_unaligned(val, (uint64_t *) location); break;
 769               case RF_32MSB:    /* ia64 Linux is little-endian... */
 770               case RF_64MSB:    /* ia64 Linux is little-endian... */
 771               case RF_INSN14:   /* must be within-module, i.e., resolved by "ld -r" */
 772               case RF_INSN21M:  /* must be within-module, i.e., resolved by "ld -r" */
 773               case RF_INSN21F:  /* must be within-module, i.e., resolved by "ld -r" */
 774                 printk(KERN_ERR "%s: format %u needed by %s reloc is not supported\n",
 775                        mod->name, format, reloc_name[r_type] ? reloc_name[r_type] : "?");
 776                 return -ENOEXEC;
 777
 778               default:
 779                 printk(KERN_ERR "%s: relocation %s resulted in unknown format %u\n",
 780                        mod->name, reloc_name[r_type] ? reloc_name[r_type] : "?", format);
 781                 return -ENOEXEC;
 782         }
 783         return ok ? 0 : -ENOEXEC;
 784 }
 785
 786 int
 787 apply_relocate_add (Elf64_Shdr *sechdrs, const char *strtab, unsigned int symindex,
 788                     unsigned int relsec, struct module *mod)
 789 {
 790         unsigned int i, n = sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(Elf64_Rela);
 791         Elf64_Rela *rela = (void *) sechdrs[relsec].sh_addr;
 792         Elf64_Shdr *target_sec;
 793         int ret;
 794
 795         DEBUGP("%s: applying section %u (%u relocs) to %u\n", __func__,
 796                relsec, n, sechdrs[relsec].sh_info);
 797
 798         target_sec = sechdrs + sechdrs[relsec].sh_info;
 799
 800         if (target_sec->sh_entsize == ~0UL)
 801                 /*
 802                  * If target section wasn't allocated, we don't need to relocate it.
 803                  * Happens, e.g., for debug sections.
 804                  */
 805                 return 0;
 806
 807         if (!mod->arch.gp) {
 808                 /*
 809                  * XXX Should have an arch-hook for running this after final section
 810                  *     addresses have been selected...
 811                  */
 812                 uint64_t gp;
 813                 if (mod->core_size > MAX_LTOFF)
 814                         /*
 815                          * This takes advantage of fact that SHF_ARCH_SMALL gets allocated
 816                          * at the end of the module.
 817                          */
 818                         gp = mod->core_size - MAX_LTOFF / 2;
 819                 else
 820                         gp = mod->core_size / 2;
 821                 gp = (uint64_t) mod->module_core + ((gp + 7) & -8);
 822                 mod->arch.gp = gp;
 823                 DEBUGP("%s: placing gp at 0x%lx\n", __func__, gp);
 824         }
 825
 826         for (i = 0; i < n; i++) {
 827                 ret = do_reloc(mod, ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info),
 828                                ((Elf64_Sym *) sechdrs[symindex].sh_addr
 829                                 + ELF64_R_SYM(rela[i].r_info)),
 830                                rela[i].r_addend, target_sec,
 831                                (void *) target_sec->sh_addr + rela[i].r_offset);
 832                 if (ret < 0)
 833                         return ret;
 834         }
 835         return 0;
 836 }
 837
 838 /*
 839  * Modules contain a single unwind table which covers both the core and the init text
 840  * sections but since the two are not contiguous, we need to split this table up such that
 841  * we can register (and unregister) each "segment" separately.  Fortunately, this sounds
 842  * more complicated than it really is.
 843  */
 844 static void
 845 register_unwind_table (struct module *mod)
 846 {
 847         struct unw_table_entry *start = (void *) mod->arch.unwind->sh_addr;
 848         struct unw_table_entry *end = start + mod->arch.unwind->sh_size / sizeof (*start);
 849         struct unw_table_entry tmp, *e1, *e2, *core, *init;
 850         unsigned long num_init = 0, num_core = 0;
 851
 852         /* First, count how many init and core unwind-table entries there are.  */
 853         for (e1 = start; e1 < end; ++e1)
 854                 if (in_init(mod, e1->start_offset))
 855                         ++num_init;
 856                 else
 857                         ++num_core;
 858         /*
 859          * Second, sort the table such that all unwind-table entries for the init and core
 860          * text sections are nicely separated.  We do this with a stupid bubble sort
 861          * (unwind tables don't get ridiculously huge).
 862          */
 863         for (e1 = start; e1 < end; ++e1) {
 864                 for (e2 = e1 + 1; e2 < end; ++e2) {
 865                         if (e2->start_offset < e1->start_offset) {
 866                                 tmp = *e1;
 867                                 *e1 = *e2;
 868                                 *e2 = tmp;
 869                         }
 870                 }
 871         }
 872         /*
 873          * Third, locate the init and core segments in the unwind table:
 874          */
 875         if (in_init(mod, start->start_offset)) {
 876                 init = start;
 877                 core = start + num_init;
 878         } else {
 879                 core = start;
 880                 init = start + num_core;
 881         }
 882
 883         DEBUGP("%s: name=%s, gp=%lx, num_init=%lu, num_core=%lu\n", __func__,
 884                mod->name, mod->arch.gp, num_init, num_core);
 885
 886         /*
 887          * Fourth, register both tables (if not empty).
 888          */
 889         if (num_core > 0) {
 890                 mod->arch.core_unw_table = unw_add_unwind_table(mod->name, 0, mod->arch.gp,
 891                                                                 core, core + num_core);
 892                 DEBUGP("%s:  core: handle=%p [%p-%p)\n", __func__,
 893                        mod->arch.core_unw_table, core, core + num_core);
 894         }
 895         if (num_init > 0) {
 896                 mod->arch.init_unw_table = unw_add_unwind_table(mod->name, 0, mod->arch.gp,
 897                                                                 init, init + num_init);
 898                 DEBUGP("%s:  init: handle=%p [%p-%p)\n", __func__,
 899                        mod->arch.init_unw_table, init, init + num_init);
 900         }
 901 }
 902
 903 int
 904 module_finalize (const Elf_Ehdr *hdr, const Elf_Shdr *sechdrs, struct module *mod)
 905 {
 906         DEBUGP("%s: init: entry=%p\n", __func__, mod->init);
 907         if (mod->arch.unwind)
 908                 register_unwind_table(mod);
 909         return 0;
 910 }
 911
 912 void
 913 module_arch_cleanup (struct module *mod)
 914 {
 915         if (mod->arch.init_unw_table)
 916                 unw_remove_unwind_table(mod->arch.init_unw_table);
 917         if (mod->arch.core_unw_table)
 918                 unw_remove_unwind_table(mod->arch.core_unw_table);
 919 }