arch/powerpc/kernel/module_64.c

   1 /*  Kernel module help for PPC64.
   2     Copyright (C) 2001, 2003 Rusty Russell IBM Corporation.
   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/module.h>
  22 #include <linux/elf.h>
  23 #include <linux/moduleloader.h>
  24 #include <linux/err.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/ftrace.h>
  27 #include <linux/bug.h>
  28 #include <linux/uaccess.h>
  29 #include <asm/module.h>
  30 #include <asm/firmware.h>
  31 #include <asm/code-patching.h>
  32 #include <linux/sort.h>
  33 #include <asm/setup.h>
  34 #include <asm/sections.h>
  35
  36 /* FIXME: We don't do .init separately.  To do this, we'd need to have
  37    a separate r2 value in the init and core section, and stub between
  38    them, too.
  39
  40    Using a magic allocator which places modules within 32MB solves
  41    this, and makes other things simpler.  Anton?
  42    --RR.  */
  43
  44 #ifdef PPC64_ELF_ABI_v2
  45
  46 /* An address is simply the address of the function. */
  47 typedef unsigned long func_desc_t;
  48
  49 static func_desc_t func_desc(unsigned long addr)
  50 {
  51         return addr;
  52 }
  53 static unsigned long func_addr(unsigned long addr)
  54 {
  55         return addr;
  56 }
  57 static unsigned long stub_func_addr(func_desc_t func)
  58 {
  59         return func;
  60 }
  61
  62 /* PowerPC64 specific values for the Elf64_Sym st_other field.  */
  63 #define STO_PPC64_LOCAL_BIT     5
  64 #define STO_PPC64_LOCAL_MASK    (7 << STO_PPC64_LOCAL_BIT)
  65 #define PPC64_LOCAL_ENTRY_OFFSET(other)                                 \
  66  (((1 << (((other) & STO_PPC64_LOCAL_MASK) >> STO_PPC64_LOCAL_BIT)) >> 2) << 2)
  67
  68 static unsigned int local_entry_offset(const Elf64_Sym *sym)
  69 {
  70         /* sym->st_other indicates offset to local entry point
  71          * (otherwise it will assume r12 is the address of the start
  72          * of function and try to derive r2 from it). */
  73         return PPC64_LOCAL_ENTRY_OFFSET(sym->st_other);
  74 }
  75 #else
  76
  77 /* An address is address of the OPD entry, which contains address of fn. */
  78 typedef struct ppc64_opd_entry func_desc_t;
  79
  80 static func_desc_t func_desc(unsigned long addr)
  81 {
  82         return *(struct ppc64_opd_entry *)addr;
  83 }
  84 static unsigned long func_addr(unsigned long addr)
  85 {
  86         return func_desc(addr).funcaddr;
  87 }
  88 static unsigned long stub_func_addr(func_desc_t func)
  89 {
  90         return func.funcaddr;
  91 }
  92 static unsigned int local_entry_offset(const Elf64_Sym *sym)
  93 {
  94         return 0;
  95 }
  96
  97 void *dereference_module_function_descriptor(struct module *mod, void *ptr)
  98 {
  99         if (ptr < (void *)mod->arch.start_opd ||
 100                         ptr >= (void *)mod->arch.end_opd)
 101                 return ptr;
 102
 103         return dereference_function_descriptor(ptr);
 104 }
 105 #endif
 106
 107 #define STUB_MAGIC 0x73747562 /* stub */
 108
 109 /* Like PPC32, we need little trampolines to do > 24-bit jumps (into
 110    the kernel itself).  But on PPC64, these need to be used for every
 111    jump, actually, to reset r2 (TOC+0x8000). */
 112 struct ppc64_stub_entry
 113 {
 114         /* 28 byte jump instruction sequence (7 instructions). We only
 115          * need 6 instructions on ABIv2 but we always allocate 7 so
 116          * so we don't have to modify the trampoline load instruction. */
 117         u32 jump[7];
 118         /* Used by ftrace to identify stubs */
 119         u32 magic;
 120         /* Data for the above code */
 121         func_desc_t funcdata;
 122 };
 123
 124 /*
 125  * PPC64 uses 24 bit jumps, but we need to jump into other modules or
 126  * the kernel which may be further.  So we jump to a stub.
 127  *
 128  * For ELFv1 we need to use this to set up the new r2 value (aka TOC
 129  * pointer).  For ELFv2 it's the callee's responsibility to set up the
 130  * new r2, but for both we need to save the old r2.
 131  *
 132  * We could simply patch the new r2 value and function pointer into
 133  * the stub, but it's significantly shorter to put these values at the
 134  * end of the stub code, and patch the stub address (32-bits relative
 135  * to the TOC ptr, r2) into the stub.
 136  */
 137
 138 static u32 ppc64_stub_insns[] = {
 139         0x3d620000,                     /* addis   r11,r2, <high> */
 140         0x396b0000,                     /* addi    r11,r11, <low> */
 141         /* Save current r2 value in magic place on the stack. */
 142         0xf8410000|R2_STACK_OFFSET,     /* std     r2,R2_STACK_OFFSET(r1) */
 143         0xe98b0020,                     /* ld      r12,32(r11) */
 144 #ifdef PPC64_ELF_ABI_v1
 145         /* Set up new r2 from function descriptor */
 146         0xe84b0028,                     /* ld      r2,40(r11) */
 147 #endif
 148         0x7d8903a6,                     /* mtctr   r12 */
 149         0x4e800420                      /* bctr */
 150 };
 151
 152 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 153 int module_trampoline_target(struct module *mod, unsigned long addr,
 154                              unsigned long *target)
 155 {
 156         struct ppc64_stub_entry *stub;
 157         func_desc_t funcdata;
 158         u32 magic;
 159
 160         if (!within_module_core(addr, mod)) {
 161                 pr_err("%s: stub %lx not in module %s\n", __func__, addr, mod->name);
 162                 return -EFAULT;
 163         }
 164
 165         stub = (struct ppc64_stub_entry *)addr;
 166
 167         if (probe_kernel_read(&magic, &stub->magic, sizeof(magic))) {
 168                 pr_err("%s: fault reading magic for stub %lx for %s\n", __func__, addr, mod->name);
 169                 return -EFAULT;
 170         }
 171
 172         if (magic != STUB_MAGIC) {
 173                 pr_err("%s: bad magic for stub %lx for %s\n", __func__, addr, mod->name);
 174                 return -EFAULT;
 175         }
 176
 177         if (probe_kernel_read(&funcdata, &stub->funcdata, sizeof(funcdata))) {
 178                 pr_err("%s: fault reading funcdata for stub %lx for %s\n", __func__, addr, mod->name);
 179                 return -EFAULT;
 180         }
 181
 182         *target = stub_func_addr(funcdata);
 183
 184         return 0;
 185 }
 186 #endif
 187
 188 /* Count how many different 24-bit relocations (different symbol,
 189    different addend) */
 190 static unsigned int count_relocs(const Elf64_Rela *rela, unsigned int num)
 191 {
 192         unsigned int i, r_info, r_addend, _count_relocs;
 193
 194         /* FIXME: Only count external ones --RR */
 195         _count_relocs = 0;
 196         r_info = 0;
 197         r_addend = 0;
 198         for (i = 0; i < num; i++)
 199                 /* Only count 24-bit relocs, others don't need stubs */
 200                 if (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info) == R_PPC_REL24 &&
 201                     (r_info != ELF64_R_SYM(rela[i].r_info) ||
 202                      r_addend != rela[i].r_addend)) {
 203                         _count_relocs++;
 204                         r_info = ELF64_R_SYM(rela[i].r_info);
 205                         r_addend = rela[i].r_addend;
 206                 }
 207
 208         return _count_relocs;
 209 }
 210
 211 static int relacmp(const void *_x, const void *_y)
 212 {
 213         const Elf64_Rela *x, *y;
 214
 215         y = (Elf64_Rela *)_x;
 216         x = (Elf64_Rela *)_y;
 217
 218         /* Compare the entire r_info (as opposed to ELF64_R_SYM(r_info) only) to
 219          * make the comparison cheaper/faster. It won't affect the sorting or
 220          * the counting algorithms' performance
 221          */
 222         if (x->r_info < y->r_info)
 223                 return -1;
 224         else if (x->r_info > y->r_info)
 225                 return 1;
 226         else if (x->r_addend < y->r_addend)
 227                 return -1;
 228         else if (x->r_addend > y->r_addend)
 229                 return 1;
 230         else
 231                 return 0;
 232 }
 233
 234 static void relaswap(void *_x, void *_y, int size)
 235 {
 236         uint64_t *x, *y, tmp;
 237         int i;
 238
 239         y = (uint64_t *)_x;
 240         x = (uint64_t *)_y;
 241
 242         for (i = 0; i < sizeof(Elf64_Rela) / sizeof(uint64_t); i++) {
 243                 tmp = x[i];
 244                 x[i] = y[i];
 245                 y[i] = tmp;
 246         }
 247 }
 248
 249 /* Get size of potential trampolines required. */
 250 static unsigned long get_stubs_size(const Elf64_Ehdr *hdr,
 251                                     const Elf64_Shdr *sechdrs)
 252 {
 253         /* One extra reloc so it's always 0-funcaddr terminated */
 254         unsigned long relocs = 1;
 255         unsigned i;
 256
 257         /* Every relocated section... */
 258         for (i = 1; i < hdr->e_shnum; i++) {
 259                 if (sechdrs[i].sh_type == SHT_RELA) {
 260                         pr_debug("Found relocations in section %u\n", i);
 261                         pr_debug("Ptr: %p.  Number: %Lu\n",
 262                                (void *)sechdrs[i].sh_addr,
 263                                sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf64_Rela));
 264
 265                         /* Sort the relocation information based on a symbol and
 266                          * addend key. This is a stable O(n*log n) complexity
 267                          * alogrithm but it will reduce the complexity of
 268                          * count_relocs() to linear complexity O(n)
 269                          */
 270                         sort((void *)sechdrs[i].sh_addr,
 271                              sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf64_Rela),
 272                              sizeof(Elf64_Rela), relacmp, relaswap);
 273
 274                         relocs += count_relocs((void *)sechdrs[i].sh_addr,
 275                                                sechdrs[i].sh_size
 276                                                / sizeof(Elf64_Rela));
 277                 }
 278         }
 279
 280 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 281         /* make the trampoline to the ftrace_caller */
 282         relocs++;
 283 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE_WITH_REGS
 284         /* an additional one for ftrace_regs_caller */
 285         relocs++;
 286 #endif
 287 #endif
 288
 289         pr_debug("Looks like a total of %lu stubs, max\n", relocs);
 290         return relocs * sizeof(struct ppc64_stub_entry);
 291 }
 292
 293 /* Still needed for ELFv2, for .TOC. */
 294 static void dedotify_versions(struct modversion_info *vers,
 295                               unsigned long size)
 296 {
 297         struct modversion_info *end;
 298
 299         for (end = (void *)vers + size; vers < end; vers++)
 300                 if (vers->name[0] == '.') {
 301                         memmove(vers->name, vers->name+1, strlen(vers->name));
 302                 }
 303 }
 304
 305 /*
 306  * Undefined symbols which refer to .funcname, hack to funcname. Make .TOC.
 307  * seem to be defined (value set later).
 308  */
 309 static void dedotify(Elf64_Sym *syms, unsigned int numsyms, char *strtab)
 310 {
 311         unsigned int i;
 312
 313         for (i = 1; i < numsyms; i++) {
 314                 if (syms[i].st_shndx == SHN_UNDEF) {
 315                         char *name = strtab + syms[i].st_name;
 316                         if (name[0] == '.') {
 317                                 if (strcmp(name+1, "TOC.") == 0)
 318                                         syms[i].st_shndx = SHN_ABS;
 319                                 syms[i].st_name++;
 320                         }
 321                 }
 322         }
 323 }
 324
 325 static Elf64_Sym *find_dot_toc(Elf64_Shdr *sechdrs,
 326                                const char *strtab,
 327                                unsigned int symindex)
 328 {
 329         unsigned int i, numsyms;
 330         Elf64_Sym *syms;
 331
 332         syms = (Elf64_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr;
 333         numsyms = sechdrs[symindex].sh_size / sizeof(Elf64_Sym);
 334
 335         for (i = 1; i < numsyms; i++) {
 336                 if (syms[i].st_shndx == SHN_ABS
 337                     && strcmp(strtab + syms[i].st_name, "TOC.") == 0)
 338                         return &syms[i];
 339         }
 340         return NULL;
 341 }
 342
 343 int module_frob_arch_sections(Elf64_Ehdr *hdr,
 344                               Elf64_Shdr *sechdrs,
 345                               char *secstrings,
 346                               struct module *me)
 347 {
 348         unsigned int i;
 349
 350         /* Find .toc and .stubs sections, symtab and strtab */
 351         for (i = 1; i < hdr->e_shnum; i++) {
 352                 char *p;
 353                 if (strcmp(secstrings + sechdrs[i].sh_name, ".stubs") == 0)
 354                         me->arch.stubs_section = i;
 355                 else if (strcmp(secstrings + sechdrs[i].sh_name, ".toc") == 0) {
 356                         me->arch.toc_section = i;
 357                         if (sechdrs[i].sh_addralign < 8)
 358                                 sechdrs[i].sh_addralign = 8;
 359                 }
 360                 else if (strcmp(secstrings+sechdrs[i].sh_name,"__versions")==0)
 361                         dedotify_versions((void *)hdr + sechdrs[i].sh_offset,
 362                                           sechdrs[i].sh_size);
 363                 else if (!strcmp(secstrings + sechdrs[i].sh_name, ".opd")) {
 364                         me->arch.start_opd = sechdrs[i].sh_addr;
 365                         me->arch.end_opd = sechdrs[i].sh_addr +
 366                                            sechdrs[i].sh_size;
 367                 }
 368
 369                 /* We don't handle .init for the moment: rename to _init */
 370                 while ((p = strstr(secstrings + sechdrs[i].sh_name, ".init")))
 371                         p[0] = '_';
 372
 373                 if (sechdrs[i].sh_type == SHT_SYMTAB)
 374                         dedotify((void *)hdr + sechdrs[i].sh_offset,
 375                                  sechdrs[i].sh_size / sizeof(Elf64_Sym),
 376                                  (void *)hdr
 377                                  + sechdrs[sechdrs[i].sh_link].sh_offset);
 378         }
 379
 380         if (!me->arch.stubs_section) {
 381                 pr_err("%s: doesn't contain .stubs.\n", me->name);
 382                 return -ENOEXEC;
 383         }
 384
 385         /* If we don't have a .toc, just use .stubs.  We need to set r2
 386            to some reasonable value in case the module calls out to
 387            other functions via a stub, or if a function pointer escapes
 388            the module by some means.  */
 389         if (!me->arch.toc_section)
 390                 me->arch.toc_section = me->arch.stubs_section;
 391
 392         /* Override the stubs size */
 393         sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_size = get_stubs_size(hdr, sechdrs);
 394         return 0;
 395 }
 396
 397 /*
 398  * r2 is the TOC pointer: it actually points 0x8000 into the TOC (this gives the
 399  * value maximum span in an instruction which uses a signed offset). Round down
 400  * to a 256 byte boundary for the odd case where we are setting up r2 without a
 401  * .toc section.
 402  */
 403 static inline unsigned long my_r2(const Elf64_Shdr *sechdrs, struct module *me)
 404 {
 405         return (sechdrs[me->arch.toc_section].sh_addr & ~0xfful) + 0x8000;
 406 }
 407
 408 /* Both low and high 16 bits are added as SIGNED additions, so if low
 409    16 bits has high bit set, high 16 bits must be adjusted.  These
 410    macros do that (stolen from binutils). */
 411 #define PPC_LO(v) ((v) & 0xffff)
 412 #define PPC_HI(v) (((v) >> 16) & 0xffff)
 413 #define PPC_HA(v) PPC_HI ((v) + 0x8000)
 414
 415 /* Patch stub to reference function and correct r2 value. */
 416 static inline int create_stub(const Elf64_Shdr *sechdrs,
 417                               struct ppc64_stub_entry *entry,
 418                               unsigned long addr,
 419                               struct module *me)
 420 {
 421         long reladdr;
 422
 423         memcpy(entry->jump, ppc64_stub_insns, sizeof(ppc64_stub_insns));
 424
 425         /* Stub uses address relative to r2. */
 426         reladdr = (unsigned long)entry - my_r2(sechdrs, me);
 427         if (reladdr > 0x7FFFFFFF || reladdr < -(0x80000000L)) {
 428                 pr_err("%s: Address %p of stub out of range of %p.\n",
 429                        me->name, (void *)reladdr, (void *)my_r2);
 430                 return 0;
 431         }
 432         pr_debug("Stub %p get data from reladdr %li\n", entry, reladdr);
 433
 434         entry->jump[0] |= PPC_HA(reladdr);
 435         entry->jump[1] |= PPC_LO(reladdr);
 436         entry->funcdata = func_desc(addr);
 437         entry->magic = STUB_MAGIC;
 438
 439         return 1;
 440 }
 441
 442 /* Create stub to jump to function described in this OPD/ptr: we need the
 443    stub to set up the TOC ptr (r2) for the function. */
 444 static unsigned long stub_for_addr(const Elf64_Shdr *sechdrs,
 445                                    unsigned long addr,
 446                                    struct module *me)
 447 {
 448         struct ppc64_stub_entry *stubs;
 449         unsigned int i, num_stubs;
 450
 451         num_stubs = sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_size / sizeof(*stubs);
 452
 453         /* Find this stub, or if that fails, the next avail. entry */
 454         stubs = (void *)sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_addr;
 455         for (i = 0; stub_func_addr(stubs[i].funcdata); i++) {
 456                 if (WARN_ON(i >= num_stubs))
 457                         return 0;
 458
 459                 if (stub_func_addr(stubs[i].funcdata) == func_addr(addr))
 460                         return (unsigned long)&stubs[i];
 461         }
 462
 463         if (!create_stub(sechdrs, &stubs[i], addr, me))
 464                 return 0;
 465
 466         return (unsigned long)&stubs[i];
 467 }
 468
 469 #ifdef CC_USING_MPROFILE_KERNEL
 470 static bool is_mprofile_mcount_callsite(const char *name, u32 *instruction)
 471 {
 472         if (strcmp("_mcount", name))
 473                 return false;
 474
 475         /*
 476          * Check if this is one of the -mprofile-kernel sequences.
 477          */
 478         if (instruction[-1] == PPC_INST_STD_LR &&
 479             instruction[-2] == PPC_INST_MFLR)
 480                 return true;
 481
 482         if (instruction[-1] == PPC_INST_MFLR)
 483                 return true;
 484
 485         return false;
 486 }
 487
 488 /*
 489  * In case of _mcount calls, do not save the current callee's TOC (in r2) into
 490  * the original caller's stack frame. If we did we would clobber the saved TOC
 491  * value of the original caller.
 492  */
 493 static void squash_toc_save_inst(const char *name, unsigned long addr)
 494 {
 495         struct ppc64_stub_entry *stub = (struct ppc64_stub_entry *)addr;
 496
 497         /* Only for calls to _mcount */
 498         if (strcmp("_mcount", name) != 0)
 499                 return;
 500
 501         stub->jump[2] = PPC_INST_NOP;
 502 }
 503 #else
 504 static void squash_toc_save_inst(const char *name, unsigned long addr) { }
 505
 506 static bool is_mprofile_mcount_callsite(const char *name, u32 *instruction)
 507 {
 508         return false;
 509 }
 510 #endif
 511
 512 /* We expect a noop next: if it is, replace it with instruction to
 513    restore r2. */
 514 static int restore_r2(const char *name, u32 *instruction, struct module *me)
 515 {
 516         u32 *prev_insn = instruction - 1;
 517
 518         if (is_mprofile_mcount_callsite(name, prev_insn))
 519                 return 1;
 520
 521         /*
 522          * Make sure the branch isn't a sibling call.  Sibling calls aren't
 523          * "link" branches and they don't return, so they don't need the r2
 524          * restore afterwards.
 525          */
 526         if (!instr_is_relative_link_branch(*prev_insn))
 527                 return 1;
 528
 529         if (*instruction != PPC_INST_NOP) {
 530                 pr_err("%s: Expected nop after call, got %08x at %pS\n",
 531                         me->name, *instruction, instruction);
 532                 return 0;
 533         }
 534         /* ld r2,R2_STACK_OFFSET(r1) */
 535         *instruction = PPC_INST_LD_TOC;
 536         return 1;
 537 }
 538
 539 int apply_relocate_add(Elf64_Shdr *sechdrs,
 540                        const char *strtab,
 541                        unsigned int symindex,
 542                        unsigned int relsec,
 543                        struct module *me)
 544 {
 545         unsigned int i;
 546         Elf64_Rela *rela = (void *)sechdrs[relsec].sh_addr;
 547         Elf64_Sym *sym;
 548         unsigned long *location;
 549         unsigned long value;
 550
 551         pr_debug("Applying ADD relocate section %u to %u\n", relsec,
 552                sechdrs[relsec].sh_info);
 553
 554         /* First time we're called, we can fix up .TOC. */
 555         if (!me->arch.toc_fixed) {
 556                 sym = find_dot_toc(sechdrs, strtab, symindex);
 557                 /* It's theoretically possible that a module doesn't want a
 558                  * .TOC. so don't fail it just for that. */
 559                 if (sym)
 560                         sym->st_value = my_r2(sechdrs, me);
 561                 me->arch.toc_fixed = true;
 562         }
 563
 564         for (i = 0; i < sechdrs[relsec].sh_size / sizeof(*rela); i++) {
 565                 /* This is where to make the change */
 566                 location = (void *)sechdrs[sechdrs[relsec].sh_info].sh_addr
 567                         + rela[i].r_offset;
 568                 /* This is the symbol it is referring to */
 569                 sym = (Elf64_Sym *)sechdrs[symindex].sh_addr
 570                         + ELF64_R_SYM(rela[i].r_info);
 571
 572                 pr_debug("RELOC at %p: %li-type as %s (0x%lx) + %li\n",
 573                        location, (long)ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info),
 574                        strtab + sym->st_name, (unsigned long)sym->st_value,
 575                        (long)rela[i].r_addend);
 576
 577                 /* `Everything is relative'. */
 578                 value = sym->st_value + rela[i].r_addend;
 579
 580                 switch (ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info)) {
 581                 case R_PPC64_ADDR32:
 582                         /* Simply set it */
 583                         *(u32 *)location = value;
 584                         break;
 585
 586                 case R_PPC64_ADDR64:
 587                         /* Simply set it */
 588                         *(unsigned long *)location = value;
 589                         break;
 590
 591                 case R_PPC64_TOC:
 592                         *(unsigned long *)location = my_r2(sechdrs, me);
 593                         break;
 594
 595                 case R_PPC64_TOC16:
 596                         /* Subtract TOC pointer */
 597                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 598                         if (value + 0x8000 > 0xffff) {
 599                                 pr_err("%s: bad TOC16 relocation (0x%lx)\n",
 600                                        me->name, value);
 601                                 return -ENOEXEC;
 602                         }
 603                         *((uint16_t *) location)
 604                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 605                                 | (value & 0xffff);
 606                         break;
 607
 608                 case R_PPC64_TOC16_LO:
 609                         /* Subtract TOC pointer */
 610                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 611                         *((uint16_t *) location)
 612                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 613                                 | (value & 0xffff);
 614                         break;
 615
 616                 case R_PPC64_TOC16_DS:
 617                         /* Subtract TOC pointer */
 618                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 619                         if ((value & 3) != 0 || value + 0x8000 > 0xffff) {
 620                                 pr_err("%s: bad TOC16_DS relocation (0x%lx)\n",
 621                                        me->name, value);
 622                                 return -ENOEXEC;
 623                         }
 624                         *((uint16_t *) location)
 625                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xfffc)
 626                                 | (value & 0xfffc);
 627                         break;
 628
 629                 case R_PPC64_TOC16_LO_DS:
 630                         /* Subtract TOC pointer */
 631                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 632                         if ((value & 3) != 0) {
 633                                 pr_err("%s: bad TOC16_LO_DS relocation (0x%lx)\n",
 634                                        me->name, value);
 635                                 return -ENOEXEC;
 636                         }
 637                         *((uint16_t *) location)
 638                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xfffc)
 639                                 | (value & 0xfffc);
 640                         break;
 641
 642                 case R_PPC64_TOC16_HA:
 643                         /* Subtract TOC pointer */
 644                         value -= my_r2(sechdrs, me);
 645                         value = ((value + 0x8000) >> 16);
 646                         *((uint16_t *) location)
 647                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 648                                 | (value & 0xffff);
 649                         break;
 650
 651                 case R_PPC_REL24:
 652                         /* FIXME: Handle weak symbols here --RR */
 653                         if (sym->st_shndx == SHN_UNDEF ||
 654                             sym->st_shndx == SHN_LIVEPATCH) {
 655                                 /* External: go via stub */
 656                                 value = stub_for_addr(sechdrs, value, me);
 657                                 if (!value)
 658                                         return -ENOENT;
 659                                 if (!restore_r2(strtab + sym->st_name,
 660                                                         (u32 *)location + 1, me))
 661                                         return -ENOEXEC;
 662
 663                                 squash_toc_save_inst(strtab + sym->st_name, value);
 664                         } else
 665                                 value += local_entry_offset(sym);
 666
 667                         /* Convert value to relative */
 668                         value -= (unsigned long)location;
 669                         if (value + 0x2000000 > 0x3ffffff || (value & 3) != 0){
 670                                 pr_err("%s: REL24 %li out of range!\n",
 671                                        me->name, (long int)value);
 672                                 return -ENOEXEC;
 673                         }
 674
 675                         /* Only replace bits 2 through 26 */
 676                         *(uint32_t *)location
 677                                 = (*(uint32_t *)location & ~0x03fffffc)
 678                                 | (value & 0x03fffffc);
 679                         break;
 680
 681                 case R_PPC64_REL64:
 682                         /* 64 bits relative (used by features fixups) */
 683                         *location = value - (unsigned long)location;
 684                         break;
 685
 686                 case R_PPC64_REL32:
 687                         /* 32 bits relative (used by relative exception tables) */
 688                         *(u32 *)location = value - (unsigned long)location;
 689                         break;
 690
 691                 case R_PPC64_TOCSAVE:
 692                         /*
 693                          * Marker reloc indicates we don't have to save r2.
 694                          * That would only save us one instruction, so ignore
 695                          * it.
 696                          */
 697                         break;
 698
 699                 case R_PPC64_ENTRY:
 700                         /*
 701                          * Optimize ELFv2 large code model entry point if
 702                          * the TOC is within 2GB range of current location.
 703                          */
 704                         value = my_r2(sechdrs, me) - (unsigned long)location;
 705                         if (value + 0x80008000 > 0xffffffff)
 706                                 break;
 707                         /*
 708                          * Check for the large code model prolog sequence:
 709                          *      ld r2, ...(r12)
 710                          *      add r2, r2, r12
 711                          */
 712                         if ((((uint32_t *)location)[0] & ~0xfffc)
 713                             != 0xe84c0000)
 714                                 break;
 715                         if (((uint32_t *)location)[1] != 0x7c426214)
 716                                 break;
 717                         /*
 718                          * If found, replace it with:
 719                          *      addis r2, r12, (.TOC.-func)@ha
 720                          *      addi r2, r12, (.TOC.-func)@l
 721                          */
 722                         ((uint32_t *)location)[0] = 0x3c4c0000 + PPC_HA(value);
 723                         ((uint32_t *)location)[1] = 0x38420000 + PPC_LO(value);
 724                         break;
 725
 726                 case R_PPC64_REL16_HA:
 727                         /* Subtract location pointer */
 728                         value -= (unsigned long)location;
 729                         value = ((value + 0x8000) >> 16);
 730                         *((uint16_t *) location)
 731                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 732                                 | (value & 0xffff);
 733                         break;
 734
 735                 case R_PPC64_REL16_LO:
 736                         /* Subtract location pointer */
 737                         value -= (unsigned long)location;
 738                         *((uint16_t *) location)
 739                                 = (*((uint16_t *) location) & ~0xffff)
 740                                 | (value & 0xffff);
 741                         break;
 742
 743                 default:
 744                         pr_err("%s: Unknown ADD relocation: %lu\n",
 745                                me->name,
 746                                (unsigned long)ELF64_R_TYPE(rela[i].r_info));
 747                         return -ENOEXEC;
 748                 }
 749         }
 750
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE
 755
 756 #ifdef CC_USING_MPROFILE_KERNEL
 757
 758 #define PACATOC offsetof(struct paca_struct, kernel_toc)
 759
 760 /*
 761  * For mprofile-kernel we use a special stub for ftrace_caller() because we
 762  * can't rely on r2 containing this module's TOC when we enter the stub.
 763  *
 764  * That can happen if the function calling us didn't need to use the toc. In
 765  * that case it won't have setup r2, and the r2 value will be either the
 766  * kernel's toc, or possibly another modules toc.
 767  *
 768  * To deal with that this stub uses the kernel toc, which is always accessible
 769  * via the paca (in r13). The target (ftrace_caller()) is responsible for
 770  * saving and restoring the toc before returning.
 771  */
 772 static unsigned long create_ftrace_stub(const Elf64_Shdr *sechdrs,
 773                                 struct module *me, unsigned long addr)
 774 {
 775         struct ppc64_stub_entry *entry;
 776         unsigned int i, num_stubs;
 777         static u32 stub_insns[] = {
 778                 0xe98d0000 | PACATOC,   /* ld      r12,PACATOC(r13)     */
 779                 0x3d8c0000,             /* addis   r12,r12,<high>       */
 780                 0x398c0000,             /* addi    r12,r12,<low>        */
 781                 0x7d8903a6,             /* mtctr   r12                  */
 782                 0x4e800420,             /* bctr                         */
 783         };
 784         long reladdr;
 785
 786         num_stubs = sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_size / sizeof(*entry);
 787
 788         /* Find the next available stub entry */
 789         entry = (void *)sechdrs[me->arch.stubs_section].sh_addr;
 790         for (i = 0; i < num_stubs && stub_func_addr(entry->funcdata); i++, entry++);
 791
 792         if (i >= num_stubs) {
 793                 pr_err("%s: Unable to find a free slot for ftrace stub.\n", me->name);
 794                 return 0;
 795         }
 796
 797         memcpy(entry->jump, stub_insns, sizeof(stub_insns));
 798
 799         /* Stub uses address relative to kernel toc (from the paca) */
 800         reladdr = addr - kernel_toc_addr();
 801         if (reladdr > 0x7FFFFFFF || reladdr < -(0x80000000L)) {
 802                 pr_err("%s: Address of %ps out of range of kernel_toc.\n",
 803                                                         me->name, (void *)addr);
 804                 return 0;
 805         }
 806
 807         entry->jump[1] |= PPC_HA(reladdr);
 808         entry->jump[2] |= PPC_LO(reladdr);
 809
 810         /* Eventhough we don't use funcdata in the stub, it's needed elsewhere. */
 811         entry->funcdata = func_desc(addr);
 812         entry->magic = STUB_MAGIC;
 813
 814         return (unsigned long)entry;
 815 }
 816 #else
 817 static unsigned long create_ftrace_stub(const Elf64_Shdr *sechdrs,
 818                                 struct module *me, unsigned long addr)
 819 {
 820         return stub_for_addr(sechdrs, addr, me);
 821 }
 822 #endif
 823
 824 int module_finalize_ftrace(struct module *mod, const Elf_Shdr *sechdrs)
 825 {
 826         mod->arch.tramp = create_ftrace_stub(sechdrs, mod,
 827                                         (unsigned long)ftrace_caller);
 828 #ifdef CONFIG_DYNAMIC_FTRACE_WITH_REGS
 829         mod->arch.tramp_regs = create_ftrace_stub(sechdrs, mod,
 830                                         (unsigned long)ftrace_regs_caller);
 831         if (!mod->arch.tramp_regs)
 832                 return -ENOENT;
 833 #endif
 834
 835         if (!mod->arch.tramp)
 836                 return -ENOENT;
 837
 838         return 0;
 839 }
 840 #endif