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 extern void jump_label_apply_nops(struct module *mod);
  25
  26 struct mips_hi16 {
  27         struct mips_hi16 *next;
  28         Elf_Addr *addr;
  29         Elf_Addr value;
  30 };
  31
  32 static LIST_HEAD(dbe_list);
  33 static DEFINE_SPINLOCK(dbe_lock);
  34
  35 #ifdef MODULE_START
  36 void *module_alloc(unsigned long size)
  37 {
  38         return __vmalloc_node_range(size, 1, MODULE_START, MODULE_END,
  39                                 GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL, 0, NUMA_NO_NODE,
  40                                 __builtin_return_address(0));
  41 }
  42 #endif
  43
  44 static void apply_r_mips_32(u32 *location, u32 base, Elf_Addr v)
  45 {
  46         *location = base + v;
  47 }
  48
  49 static int apply_r_mips_26(struct module *me, u32 *location, u32 base,
  50                            Elf_Addr v)
  51 {
  52         if (v % 4) {
  53                 pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_26 relocation\n",
  54                        me->name);
  55                 return -ENOEXEC;
  56         }
  57
  58         if ((v & 0xf0000000) != (((unsigned long)location + 4) & 0xf0000000)) {
  59                 pr_err("module %s: relocation overflow\n",
  60                        me->name);
  61                 return -ENOEXEC;
  62         }
  63
  64         *location = (*location & ~0x03ffffff) |
  65                     ((base + (v >> 2)) & 0x03ffffff);
  66
  67         return 0;
  68 }
  69
  70 static int apply_r_mips_hi16(struct module *me, u32 *location, Elf_Addr v,
  71                              bool rela)
  72 {
  73         struct mips_hi16 *n;
  74
  75         if (rela) {
  76                 *location = (*location & 0xffff0000) |
  77                             ((((long long) v + 0x8000LL) >> 16) & 0xffff);
  78                 return 0;
  79         }
  80
  81         /*
  82          * We cannot relocate this one now because we don't know the value of
  83          * the carry we need to add.  Save the information, and let LO16 do the
  84          * actual relocation.
  85          */
  86         n = kmalloc(sizeof *n, GFP_KERNEL);
  87         if (!n)
  88                 return -ENOMEM;
  89
  90         n->addr = (Elf_Addr *)location;
  91         n->value = v;
  92         n->next = me->arch.r_mips_hi16_list;
  93         me->arch.r_mips_hi16_list = n;
  94
  95         return 0;
  96 }
  97
  98 static void free_relocation_chain(struct mips_hi16 *l)
  99 {
 100         struct mips_hi16 *next;
 101
 102         while (l) {
 103                 next = l->next;
 104                 kfree(l);
 105                 l = next;
 106         }
 107 }
 108
 109 static int apply_r_mips_lo16(struct module *me, u32 *location,
 110                              u32 base, Elf_Addr v, bool rela)
 111 {
 112         unsigned long insnlo = base;
 113         struct mips_hi16 *l;
 114         Elf_Addr val, vallo;
 115
 116         if (rela) {
 117                 *location = (*location & 0xffff0000) | (v & 0xffff);
 118                 return 0;
 119         }
 120
 121         /* Sign extend the addend we extract from the lo insn.  */
 122         vallo = ((insnlo & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
 123
 124         if (me->arch.r_mips_hi16_list != NULL) {
 125                 l = me->arch.r_mips_hi16_list;
 126                 while (l != NULL) {
 127                         struct mips_hi16 *next;
 128                         unsigned long insn;
 129
 130                         /*
 131                          * The value for the HI16 had best be the same.
 132                          */
 133                         if (v != l->value)
 134                                 goto out_danger;
 135
 136                         /*
 137                          * Do the HI16 relocation.  Note that we actually don't
 138                          * need to know anything about the LO16 itself, except
 139                          * where to find the low 16 bits of the addend needed
 140                          * by the LO16.
 141                          */
 142                         insn = *l->addr;
 143                         val = ((insn & 0xffff) << 16) + vallo;
 144                         val += v;
 145
 146                         /*
 147                          * Account for the sign extension that will happen in
 148                          * the low bits.
 149                          */
 150                         val = ((val >> 16) + ((val & 0x8000) != 0)) & 0xffff;
 151
 152                         insn = (insn & ~0xffff) | val;
 153                         *l->addr = insn;
 154
 155                         next = l->next;
 156                         kfree(l);
 157                         l = next;
 158                 }
 159
 160                 me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 161         }
 162
 163         /*
 164          * Ok, we're done with the HI16 relocs.  Now deal with the LO16.
 165          */
 166         val = v + vallo;
 167         insnlo = (insnlo & ~0xffff) | (val & 0xffff);
 168         *location = insnlo;
 169
 170         return 0;
 171
 172 out_danger:
 173         free_relocation_chain(l);
 174         me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 175
 176         pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_LO16 relocation\n", me->name);
 177
 178         return -ENOEXEC;
 179 }
 180
 181 static int apply_r_mips_pc(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 182                            Elf_Addr v, unsigned int bits)
 183 {
 184         unsigned long mask = GENMASK(bits - 1, 0);
 185         unsigned long se_bits;
 186         long offset;
 187
 188         if (v % 4) {
 189                 pr_err("module %s: dangerous R_MIPS_PC%u relocation\n",
 190                        me->name, bits);
 191                 return -ENOEXEC;
 192         }
 193
 194         /* retrieve & sign extend implicit addend if any */
 195         offset = base & mask;
 196         offset |= (offset & BIT(bits - 1)) ? ~mask : 0;
 197
 198         offset += ((long)v - (long)location) >> 2;
 199
 200         /* check the sign bit onwards are identical - ie. we didn't overflow */
 201         se_bits = (offset & BIT(bits - 1)) ? ~0ul : 0;
 202         if ((offset & ~mask) != (se_bits & ~mask)) {
 203                 pr_err("module %s: relocation overflow\n", me->name);
 204                 return -ENOEXEC;
 205         }
 206
 207         *location = (*location & ~mask) | (offset & mask);
 208
 209         return 0;
 210 }
 211
 212 static int apply_r_mips_pc16(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 213                              Elf_Addr v)
 214 {
 215         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 16);
 216 }
 217
 218 static int apply_r_mips_pc21(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 219                              Elf_Addr v)
 220 {
 221         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 21);
 222 }
 223
 224 static int apply_r_mips_pc26(struct module *me, u32 *location, u32 base,
 225                              Elf_Addr v)
 226 {
 227         return apply_r_mips_pc(me, location, base, v, 26);
 228 }
 229
 230 static int apply_r_mips_64(u32 *location, Elf_Addr v, bool rela)
 231 {
 232         if (WARN_ON(!rela))
 233                 return -EINVAL;
 234
 235         *(Elf_Addr *)location = v;
 236
 237         return 0;
 238 }
 239
 240 static int apply_r_mips_higher(u32 *location, Elf_Addr v, bool rela)
 241 {
 242         if (WARN_ON(!rela))
 243                 return -EINVAL;
 244
 245         *location = (*location & 0xffff0000) |
 246                     ((((long long)v + 0x80008000LL) >> 32) & 0xffff);
 247
 248         return 0;
 249 }
 250
 251 static int apply_r_mips_highest(u32 *location, Elf_Addr v, bool rela)
 252 {
 253         if (WARN_ON(!rela))
 254                 return -EINVAL;
 255
 256         *location = (*location & 0xffff0000) |
 257                     ((((long long)v + 0x800080008000LL) >> 48) & 0xffff);
 258
 259         return 0;
 260 }
 261
 262 /**
 263  * reloc_handler() - Apply a particular relocation to a module
 264  * @type: type of the relocation to apply
 265  * @me: the module to apply the reloc to
 266  * @location: the address at which the reloc is to be applied
 267  * @base: the existing value at location for REL-style; 0 for RELA-style
 268  * @v: the value of the reloc, with addend for RELA-style
 269  * @rela: indication of is this a RELA (true) or REL (false) relocation
 270  *
 271  * Each implemented relocation function applies a particular type of
 272  * relocation to the module @me. Relocs that may be found in either REL or RELA
 273  * variants can be handled by making use of the @base & @v parameters which are
 274  * set to values which abstract the difference away from the particular reloc
 275  * implementations.
 276  *
 277  * Return: 0 upon success, else -ERRNO
 278  */
 279 static int reloc_handler(u32 type, struct module *me, u32 *location, u32 base,
 280                          Elf_Addr v, bool rela)
 281 {
 282         switch (type) {
 283         case R_MIPS_NONE:
 284                 break;
 285         case R_MIPS_32:
 286                 apply_r_mips_32(location, base, v);
 287                 break;
 288         case R_MIPS_26:
 289                 return apply_r_mips_26(me, location, base, v);
 290         case R_MIPS_HI16:
 291                 return apply_r_mips_hi16(me, location, v, rela);
 292         case R_MIPS_LO16:
 293                 return apply_r_mips_lo16(me, location, base, v, rela);
 294         case R_MIPS_PC16:
 295                 return apply_r_mips_pc16(me, location, base, v);
 296         case R_MIPS_PC21_S2:
 297                 return apply_r_mips_pc21(me, location, base, v);
 298         case R_MIPS_PC26_S2:
 299                 return apply_r_mips_pc26(me, location, base, v);
 300         case R_MIPS_64:
 301                 return apply_r_mips_64(location, v, rela);
 302         case R_MIPS_HIGHER:
 303                 return apply_r_mips_higher(location, v, rela);
 304         case R_MIPS_HIGHEST:
 305                 return apply_r_mips_highest(location, v, rela);
 306         default:
 307                 pr_err("%s: Unknown relocation type %u\n", me->name, type);
 308                 return -EINVAL;
 309         }
 310
 311         return 0;
 312 }
 313
 314 static int __apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 315                             unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 316                             struct module *me, bool rela)
 317 {
 318         union {
 319                 Elf_Mips_Rel *rel;
 320                 Elf_Mips_Rela *rela;
 321         } r;
 322         Elf_Sym *sym;
 323         u32 *location, base;
 324         unsigned int i, type;
 325         Elf_Addr v;
 326         int err = 0;
 327         size_t reloc_sz;
 328
 329         pr_debug("Applying relocate section %u to %u\n", relsec,
 330                sechdrs[relsec].sh_info);
 331
 332         r.rel = (void *)sechdrs[relsec].sh_addr;
 333         reloc_sz = rela ? sizeof(*r.rela) : sizeof(*r.rel);
 334         me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 335         for (i = 0; i < sechdrs[relsec].sh_size / reloc_sz; i++) {
 336                 /* This is where to make the change */
 337                 location = (void *)sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr
 338                         + r.rel->r_offset;
 339                 /* This is the symbol it is referring to */
 340                 sym = (Elf_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr
 341                         + ELF_MIPS_R_SYM(*r.rel);
 342                 if (sym->st_value >= -MAX_ERRNO) {
 343                         /* Ignore unresolved weak symbol */
 344                         if (ELF_ST_BIND(sym->st_info) == STB_WEAK)
 345                                 continue;
 346                         pr_warn("%s: Unknown symbol %s\n",
 347                                 me->name, strtab + sym->st_name);
 348                         err = -ENOENT;
 349                         goto out;
 350                 }
 351
 352                 type = ELF_MIPS_R_TYPE(*r.rel);
 353
 354                 if (rela) {
 355                         v = sym->st_value + r.rela->r_addend;
 356                         base = 0;
 357                         r.rela = &r.rela[1];
 358                 } else {
 359                         v = sym->st_value;
 360                         base = *location;
 361                         r.rel = &r.rel[1];
 362                 }
 363
 364                 err = reloc_handler(type, me, location, base, v, rela);
 365                 if (err)
 366                         goto out;
 367         }
 368
 369 out:
 370         /*
 371          * Normally the hi16 list should be deallocated at this point. A
 372          * malformed binary however could contain a series of R_MIPS_HI16
 373          * relocations not followed by a R_MIPS_LO16 relocation, or if we hit
 374          * an error processing a reloc we might have gotten here before
 375          * reaching the R_MIPS_LO16. In either case, free up the list and
 376          * return an error.
 377          */
 378         if (me->arch.r_mips_hi16_list) {
 379                 free_relocation_chain(me->arch.r_mips_hi16_list);
 380                 me->arch.r_mips_hi16_list = NULL;
 381                 err = err ?: -ENOEXEC;
 382         }
 383
 384         return err;
 385 }
 386
 387 int apply_relocate(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 388                    unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 389                    struct module *me)
 390 {
 391         return __apply_relocate(sechdrs, strtab, symindex, relsec, me, false);
 392 }
 393
 394 #ifdef CONFIG_MODULES_USE_ELF_RELA
 395 int apply_relocate_add(Elf_Shdr *sechdrs, const char *strtab,
 396                        unsigned int symindex, unsigned int relsec,
 397                        struct module *me)
 398 {
 399         return __apply_relocate(sechdrs, strtab, symindex, relsec, me, true);
 400 }
 401 #endif /* CONFIG_MODULES_USE_ELF_RELA */
 402
 403 /* Given an address, look for it in the module exception tables. */
 404 const struct exception_table_entry *search_module_dbetables(unsigned long addr)
 405 {
 406         unsigned long flags;
 407         const struct exception_table_entry *e = NULL;
 408         struct mod_arch_specific *dbe;
 409
 410         spin_lock_irqsave(&dbe_lock, flags);
 411         list_for_each_entry(dbe, &dbe_list, dbe_list) {
 412                 e = search_extable(dbe->dbe_start,
 413                                    dbe->dbe_end - dbe->dbe_start, addr);
 414                 if (e)
 415                         break;
 416         }
 417         spin_unlock_irqrestore(&dbe_lock, flags);
 418
 419         /* Now, if we found one, we are running inside it now, hence
 420            we cannot unload the module, hence no refcnt needed. */
 421         return e;
 422 }
 423
 424 /* Put in dbe list if necessary. */
 425 int module_finalize(const Elf_Ehdr *hdr,
 426                     const Elf_Shdr *sechdrs,
 427                     struct module *me)
 428 {
 429         const Elf_Shdr *s;
 430         char *secstrings = (void *)hdr + sechdrs[hdr->e_shstrndx].sh_offset;
 431
 432         if (IS_ENABLED(CONFIG_JUMP_LABEL))
 433                 jump_label_apply_nops(me);
 434
 435         INIT_LIST_HEAD(&me->arch.dbe_list);
 436         for (s = sechdrs; s < sechdrs + hdr->e_shnum; s++) {
 437                 if (strcmp("__dbe_table", secstrings + s->sh_name) != 0)
 438                         continue;
 439                 me->arch.dbe_start = (void *)s->sh_addr;
 440                 me->arch.dbe_end = (void *)s->sh_addr + s->sh_size;
 441                 spin_lock_irq(&dbe_lock);
 442                 list_add(&me->arch.dbe_list, &dbe_list);
 443                 spin_unlock_irq(&dbe_lock);
 444         }
 445         return 0;
 446 }
 447
 448 void module_arch_cleanup(struct module *mod)
 449 {
 450         spin_lock_irq(&dbe_lock);
 451         list_del(&mod->arch.dbe_list);
 452         spin_unlock_irq(&dbe_lock);
 453 }