arch/mips/kernel/module.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2001 Rusty Russell.
   5  *  Copyright (C) 2003, 2004 Ralf Baechle (ralf@linux-mips.org)
   6  *  Copyright (C) 2005 Thiemo Seufer
   7  */
   8
   9 #undef DEBUG
  10
  11 #include <linux/extable.h>
  12 #include <linux/moduleloader.h>
  13 #include <linux/elf.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/numa.h>
  16 #include <linux/vmalloc.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/fs.h>
  19 #include <linux/string.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/spinlock.h>
  22 #include <linux/jump_label.h>
  23
  24
  25 struct mips_hi16 {
  26         struct mips_hi16 *next;
  27         Elf_Addr *addr;
  28         Elf_Addr value;
  29 };
  30
  31 static LIST_HEAD(dbe_list);
  32 static DEFINE_SPINLOCK(dbe_lock);
  33
  34 #ifdef MODULE_START
  35 void *module_alloc(unsigned long size)
  36 {
  37         return __vmalloc_node_range(size, 1, MODULE_START, MODULE_END,
  38                                 GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL, 0, NUMA_NO_NODE,
  39                                 __builtin_return_address(0));
  40 }
  41 #endif
  42
  43 static void apply_r_mips_32(u32 *location, u32 base, Elf_Addr v)
  44 {
  45         *location = base + v;
  46 }
  47
  48 static int apply_r_mips_26(struct module *me, u32 *location, u32 base,
  49                            Elf_Addr v)
  50 {
  51         if (v % 4) {
  52                 pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_26 relocation\n",
  53                        me->name);
  54                 return -ENOEXEC;
  55         }
  56
  57         if ((v & 0xf0000000) != (((unsigned long)location + 4) & 0xf0000000)) {
  58                 pr_err("module %s: relocation overflow\n",
  59                        me->name);
  60                 return -ENOEXEC;
  61         }
  62
  63         *location = (*location & ~0x03ffffff) |
  64                     ((base + (v >> 2)) & 0x03ffffff);
  65
  66         return 0;
  67 }
  68
  69 static int apply_r_mips_hi16(struct module *me, u32 *location, Elf_Addr v,
  70                              bool rela)
  71 {
  72         struct mips_hi16 *n;
  73
  74         if (rela) {
  75                 *location = (*location & 0xffff0000) |
  76                             ((((long long) v + 0x8000LL) >> 16) & 0xffff);
  77                 return 0;
  78         }
  79
  80         /*
  81          * We cannot relocate this one now because we don't know the value of
  82          * the carry we need to add.  Save the information, and let LO16 do the
  83          * actual relocation.
  84          */
  85         n = kmalloc(sizeof *n, GFP_KERNEL);
  86         if (!n)
  87                 return -ENOMEM;
  88
  89         n->addr = (Elf_Addr *)location;
  90         n->value = v;
  91         n->next = me->arch.r_mips_hi16_list;
  92         me->arch.r_mips_hi16_list = n;
  93
  94         return 0;
  95 }
  96
  97 static void free_relocation_chain(struct mips_hi16 *l)
  98 {
  99         struct mips_hi16 *next;
 100
 101         while (l) {
 102                 next = l->next;
 103                 kfree(l);
 104                 l = next;
 105         }
 106 }
 107
 108 static int apply_r_mips_lo16(struct module *me, u32 *location,
 109                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 110 {
 111         unsigned long insnlo = base;
 112         struct mips_hi16 *l;
 113         Elf_Addr val, vallo;
 114
 115         if (rela) {
 116                 *location = (*location & 0xffff0000) | (v & 0xffff);
 117                 return 0;
 118         }
 119
 120         /* Sign extend the addend we extract from the lo insn.  */
 121         vallo = ((insnlo & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
 122
 123         if (me->arch.r_mips_hi16_list != NULL) {
 124                 l = me->arch.r_mips_hi16_list;
 125                 while (l != NULL) {
 126                         struct mips_hi16 *next;
 127                         unsigned long insn;
 128
 129                         /*
 130                          * The value for the HI16 had best be the same.
 131                          */
 132                         if (v != l->value)
 133                                 goto out_danger;
 134
 135                         /*
 136                          * Do the HI16 relocation.  Note that we actually don't
 137                          * need to know anything about the LO16 itself, except
 138                          * where to find the low 16 bits of the addend needed
 139                          * by the LO16.
 140                          */
 141                         insn = *l->addr;
 142                         val = ((insn & 0xffff) << 16) + vallo;
 143                         val += v;
 144
 145                         /*
 146                          * Account for the sign extension that will happen in
 147                          * the low bits.
 148                          */
 149                         val = ((val >> 16) + ((val & 0x8000) != 0)) & 0xffff;
 150
 151                         insn = (insn & ~0xffff) | val;
 152                         *l->addr = insn;
 153
 154                         next = l->next;
 155                         kfree(l);
 156                         l = next;
 157                 }
 158
 159                 me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 160         }
 161
 162         /*
 163          * Ok, we're done with the HI16 relocs.  Now deal with the LO16.
 164          */
 165         val = v + vallo;
 166         insnlo = (insnlo & ~0xffff) | (val & 0xffff);
 167         *location = insnlo;
 168
 169         return 0;
 170
 171 out_danger:
 172         free_relocation_chain(l);
 173         me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 174
 175         pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_LO16 relocation\n", me->name);
 176
 177         return -ENOEXEC;
 178 }
 179
 180 static int apply_r_mips_pc(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 181                            Elf_Addr v, unsigned int bits)
 182 {
 183         unsigned long mask = GENMASK(bits - 1, 0);
 184         unsigned long se_bits;
 185         long offset;
 186
 187         if (v % 4) {
 188                 pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_PC%u relocation\n",
 189                        me->name, bits);
 190                 return -ENOEXEC;
 191         }
 192
 193         /* retrieve & sign extend implicit addend if any */
 194         offset = base & mask;
 195         offset |= (offset & BIT(bits - 1)) ? ~mask : 0;
 196
 197         offset += ((long)v - (long)location) >> 2;
 198
 199         /* check the sign bit onwards are identical - ie. we didn't overflow */
 200         se_bits = (offset & BIT(bits - 1)) ? ~0ul : 0;
 201         if ((offset & ~mask) != (se_bits & ~mask)) {
 202                 pr_err("module %s: relocation overflow\n", me->name);
 203                 return -ENOEXEC;
 204         }
 205
 206         *location = (*location & ~mask) | (offset & mask);
 207
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 static int apply_r_mips_pc16(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 212                              Elf_Addr v)
 213 {
 214         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 16);
 215 }
 216
 217 static int apply_r_mips_pc21(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 218                              Elf_Addr v)
 219 {
 220         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 21);
 221 }
 222
 223 static int apply_r_mips_pc26(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 224                              Elf_Addr v)
 225 {
 226         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 26);
 227 }
 228
 229 static int apply_r_mips_64(u32 *location, Elf_Addr v, bool rela)
 230 {
 231         if (WARN_ON(!rela))
 232                 return -EINVAL;
 233
 234         *(Elf_Addr *)location = v;
 235
 236         return 0;
 237 }
 238
 239 static int apply_r_mips_higher(u32 *location, Elf_Addr v, bool rela)
 240 {
 241         if (WARN_ON(!rela))
 242                 return -EINVAL;
 243
 244         *location = (*location & 0xffff0000) |
 245                     ((((long long)v + 0x80008000LL) >> 32) & 0xffff);
 246
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 static int apply_r_mips_highest(u32 *location, Elf_Addr v, bool rela)
 251 {
 252         if (WARN_ON(!rela))
 253                 return -EINVAL;
 254
 255         *location = (*location & 0xffff0000) |
 256                     ((((long long)v + 0x800080008000LL) >> 48) & 0xffff);
 257
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 /**
 262  * reloc_handler() - Apply a particular relocation to a module
 263  * @type: type of the relocation to apply
 264  * @me: the module to apply the reloc to
 265  * @location: the address at which the reloc is to be applied
 266  * @base: the existing value at location for REL-style; 0 for RELA-style
 267  * @v: the value of the reloc, with addend for RELA-style
 268  * @rela: indication of is this a RELA (true) or REL (false) relocation
 269  *
 270  * Each implemented relocation function applies a particular type of
 271  * relocation to the module @me. Relocs that may be found in either REL or RELA
 272  * variants can be handled by making use of the @base & @v parameters which are
 273  * set to values which abstract the difference away from the particular reloc
 274  * implementations.
 275  *
 276  * Return: 0 upon success, else -ERRNO
 277  */
 278 static int reloc_handler(u32 type, struct module *me, u32 *location, u32 base,
 279                          Elf_Addr v, bool rela)
 280 {
 281         switch (type) {
 282         case R_MIPS_NONE:
 283                 break;
 284         case R_MIPS_32:
 285                 apply_r_mips_32(location, base, v);
 286                 break;
 287         case R_MIPS_26:
 288                 return apply_r_mips_26(me, location, base, v);
 289         case R_MIPS_HI16:
 290                 return apply_r_mips_hi16(me, location, v, rela);
 291         case R_MIPS_LO16:
 292                 return apply_r_mips_lo16(me, location, base, v, rela);
 293         case R_MIPS_PC16:
 294                 return apply_r_mips_pc16(me, location, base, v);
 295         case R_MIPS_PC21_S2:
 296                 return apply_r_mips_pc21(me, location, base, v);
 297         case R_MIPS_PC26_S2:
 298                 return apply_r_mips_pc26(me, location, base, v);
 299         case R_MIPS_64:
 300                 return apply_r_mips_64(location, v, rela);
 301         case R_MIPS_HIGHER:
 302                 return apply_r_mips_higher(location, v, rela);
 303         case R_MIPS_HIGHEST:
 304                 return apply_r_mips_highest(location, v, rela);
 305         default:
 306                 pr_err("%s: Unknown relocation type %u\n", me->name, type);
 307                 return -EINVAL;
 308         }
 309
 310         return 0;
 311 }
 312
 313 static int __apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 314                             unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 315                             struct module *me, bool rela)
 316 {
 317         union {
 318                 Elf_Mips_Rel *rel;
 319                 Elf_Mips_Rela *rela;
 320         } r;
 321         Elf_Sym *sym;
 322         u32 *location, base;
 323         unsigned int i, type;
 324         Elf_Addr v;
 325         int err = 0;
 326         size_t reloc_sz;
 327
 328         pr_debug("Applying relocate section %u to %u\n", relsec,
 329                sechdrs[relsec].sh_info);
 330
 331         r.rel = (void *)sechdrs[relsec].sh_addr;
 332         reloc_sz = rela ? sizeof(*r.rela) : sizeof(*r.rel);
 333         me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 334         for (i = 0; i < sechdrs[relsec].sh_size / reloc_sz; i++) {
 335                 /* This is where to make the change */
 336                 location = (void *)sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr
 337                         + r.rel->r_offset;
 338                 /* This is the symbol it is referring to */
 339                 sym = (Elf_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr
 340                         + ELF_MIPS_R_SYM(*r.rel);
 341                 if (sym->st_value >= -MAX_ERRNO) {
 342                         /* Ignore unresolved weak symbol */
 343                         if (ELF_ST_BIND(sym->st_info) == STB_WEAK)
 344                                 continue;
 345                         pr_warn("%s: Unknown symbol %s\n",
 346                                 me->name, strtab + sym->st_name);
 347                         err = -ENOENT;
 348                         goto out;
 349                 }
 350
 351                 type = ELF_MIPS_R_TYPE(*r.rel);
 352
 353                 if (rela) {
 354                         v = sym->st_value + r.rela->r_addend;
 355                         base = 0;
 356                         r.rela = &r.rela[1];
 357                 } else {
 358                         v = sym->st_value;
 359                         base = *location;
 360                         r.rel = &r.rel[1];
 361                 }
 362
 363                 err = reloc_handler(type, me, location, base, v, rela);
 364                 if (err)
 365                         goto out;
 366         }
 367
 368 out:
 369         /*
 370          * Normally the hi16 list should be deallocated at this point. A
 371          * malformed binary however could contain a series of R_MIPS_HI16
 372          * relocations not followed by a R_MIPS_LO16 relocation, or if we hit
 373          * an error processing a reloc we might have gotten here before
 374          * reaching the R_MIPS_LO16. In either case, free up the list and
 375          * return an error.
 376          */
 377         if (me->arch.r_mips_hi16_list) {
 378                 free_relocation_chain(me->arch.r_mips_hi16_list);
 379                 me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 380                 err = err ?: -ENOEXEC;
 381         }
 382
 383         return err;
 384 }
 385
 386 int apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 387                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 388                    struct module *me)
 389 {
 390         return __apply_relocate(sechdrs, strtab, symindex, relsec, me, false);
 391 }
 392
 393 #ifdef CONFIG_MODULES_USE_ELF_RELA
 394 int apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 395                        unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 396                        struct module *me)
 397 {
 398         return __apply_relocate(sechdrs, strtab, symindex, relsec, me, true);
 399 }
 400 #endif /* CONFIG_MODULES_USE_ELF_RELA */
 401
 402 /* Given an address, look for it in the module exception tables. */
 403 const struct exception_table_entry *search_module_dbetables(unsigned long addr)
 404 {
 405         unsigned long flags;
 406         const struct exception_table_entry *e = NULL;
 407         struct mod_arch_specific *dbe;
 408
 409         spin_lock_irqsave(&dbe_lock, flags);
 410         list_for_each_entry(dbe, &dbe_list, dbe_list) {
 411                 e = search_extable(dbe->dbe_start,
 412                                    dbe->dbe_end - dbe->dbe_start, addr);
 413                 if (e)
 414                         break;
 415         }
 416         spin_unlock_irqrestore(&dbe_lock, flags);
 417
 418         /* Now, if we found one, we are running inside it now, hence
 419            we cannot unload the module, hence no refcnt needed. */
 420         return e;
 421 }
 422
 423 /* Put in dbe list if necessary. */
 424 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 425                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 426                     struct module *me)
 427 {
 428         const Elf_Shdr *s;
 429         char *secstrings = (void *)hdr + sechdrs[hdr->e_shstrndx].sh_offset;
 430
 431         /* Make jump label nops. */
 432         jump_label_apply_nops(me);
 433
 434         INIT_LIST_HEAD(&me->arch.dbe_list);
 435         for (s = sechdrs; s < sechdrs + hdr->e_shnum; s++) {
 436                 if (strcmp("__dbe_table", secstrings + s->sh_name) != 0)
 437                         continue;
 438                 me->arch.dbe_start = (void *)s->sh_addr;
 439                 me->arch.dbe_end = (void *)s->sh_addr + s->sh_size;
 440                 spin_lock_irq(&dbe_lock);
 441                 list_add(&me->arch.dbe_list, &dbe_list);
 442                 spin_unlock_irq(&dbe_lock);
 443         }
 444         return 0;
 445 }
 446
 447 void module_arch_cleanup(struct module *mod)
 448 {
 449         spin_lock_irq(&dbe_lock);
 450         list_del(&mod->arch.dbe_list);
 451         spin_unlock_irq(&dbe_lock);
 452 }