Quelle  relocs.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/* This is included from relocs_32/64.c */

#define ElfW(type)  _ElfW(ELF_BITS, type)
#define _ElfW(bits, type) __ElfW(bits, type)
#define __ElfW(bits, type) Elf##bits##_##type

#define Elf_Addr  ElfW(Addr)
#define Elf_Ehdr  ElfW(Ehdr)
#define Elf_Phdr  ElfW(Phdr)
#define Elf_Shdr  ElfW(Shdr)
#define Elf_Sym   ElfW(Sym)

static Elf_Ehdr ehdr;

struct relocs {
 uint32_t *offset;
 unsigned long count;
 unsigned long size;
};

static struct relocs relocs;

struct section {
 Elf_Shdr       shdr;
 struct section *link;
 Elf_Sym        *symtab;
 Elf_Rel        *reltab;
 char           *strtab;
 long           shdr_offset;
};
static struct section *secs;

static const char * const regex_sym_kernel = {
/* Symbols matching these regex's should never be relocated */
 "^(__crc_)",
};

static regex_t sym_regex_c;

static int regex_skip_reloc(const char *sym_name)
{
 return !regexec(&sym_regex_c, sym_name, 0, NULL, 0);
}

static void regex_init(void)
{
 char errbuf[128];
 int err;

 err = regcomp(&sym_regex_c, regex_sym_kernel,
   REG_EXTENDED|REG_NOSUB);

 if (err) {
  regerror(err, &sym_regex_c, errbuf, sizeof(errbuf));
  die("%s", errbuf);
 }
}

static const char *rel_type(unsigned type)
{
 static const char * const type_name[] = {
#define REL_TYPE(X)[X] = #X
  REL_TYPE(R_MIPS_NONE),
  REL_TYPE(R_MIPS_16),
  REL_TYPE(R_MIPS_32),
  REL_TYPE(R_MIPS_REL32),
  REL_TYPE(R_MIPS_26),
  REL_TYPE(R_MIPS_HI16),
  REL_TYPE(R_MIPS_LO16),
  REL_TYPE(R_MIPS_GPREL16),
  REL_TYPE(R_MIPS_LITERAL),
  REL_TYPE(R_MIPS_GOT16),
  REL_TYPE(R_MIPS_PC16),
  REL_TYPE(R_MIPS_CALL16),
  REL_TYPE(R_MIPS_GPREL32),
  REL_TYPE(R_MIPS_64),
  REL_TYPE(R_MIPS_HIGHER),
  REL_TYPE(R_MIPS_HIGHEST),
  REL_TYPE(R_MIPS_PC21_S2),
  REL_TYPE(R_MIPS_PC26_S2),
#undef REL_TYPE
 };
 const char *name = "unknown type rel type name";

 if (type < ARRAY_SIZE(type_name) && type_name[type])
  name = type_name[type];
 return name;
}

static const char *sec_name(unsigned shndx)
{
 const char *sec_strtab;
 const char *name;

 sec_strtab = secs[ehdr.e_shstrndx].strtab;
 if (shndx < ehdr.e_shnum)
  name = sec_strtab + secs[shndx].shdr.sh_name;
 else if (shndx == SHN_ABS)
  name = "ABSOLUTE";
 else if (shndx == SHN_COMMON)
  name = "COMMON";
 else
  name = "";
 return name;
}

static struct section *sec_lookup(const char *secname)
{
 int i;

 for (i = 0; i < ehdr.e_shnum; i++)
  if (strcmp(secname, sec_name(i)) == 0)
   return &secs[i];

 return NULL;
}

static const char *sym_name(const char *sym_strtab, Elf_Sym *sym)
{
 const char *name;

 if (sym->st_name)
  name = sym_strtab + sym->st_name;
 else
  name = sec_name(sym->st_shndx);
 return name;
}

#if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
#define le16_to_cpu(val) (val)
#define le32_to_cpu(val) (val)
#define le64_to_cpu(val) (val)
#define be16_to_cpu(val) bswap_16(val)
#define be32_to_cpu(val) bswap_32(val)
#define be64_to_cpu(val) bswap_64(val)

#define cpu_to_le16(val) (val)
#define cpu_to_le32(val) (val)
#define cpu_to_le64(val) (val)
#define cpu_to_be16(val) bswap_16(val)
#define cpu_to_be32(val) bswap_32(val)
#define cpu_to_be64(val) bswap_64(val)
#endif
#if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
#define le16_to_cpu(val) bswap_16(val)
#define le32_to_cpu(val) bswap_32(val)
#define le64_to_cpu(val) bswap_64(val)
#define be16_to_cpu(val) (val)
#define be32_to_cpu(val) (val)
#define be64_to_cpu(val) (val)

#define cpu_to_le16(val) bswap_16(val)
#define cpu_to_le32(val) bswap_32(val)
#define cpu_to_le64(val) bswap_64(val)
#define cpu_to_be16(val) (val)
#define cpu_to_be32(val) (val)
#define cpu_to_be64(val) (val)
#endif

static uint16_t elf16_to_cpu(uint16_t val)
{
 if (ehdr.e_ident[EI_DATA] == ELFDATA2LSB)
  return le16_to_cpu(val);
 else
  return be16_to_cpu(val);
}

static uint32_t elf32_to_cpu(uint32_t val)
{
 if (ehdr.e_ident[EI_DATA] == ELFDATA2LSB)
  return le32_to_cpu(val);
 else
  return be32_to_cpu(val);
}

static uint32_t cpu_to_elf32(uint32_t val)
{
 if (ehdr.e_ident[EI_DATA] == ELFDATA2LSB)
  return cpu_to_le32(val);
 else
  return cpu_to_be32(val);
}

#define elf_half_to_cpu(x) elf16_to_cpu(x)
#define elf_word_to_cpu(x) elf32_to_cpu(x)

#if ELF_BITS == 64
static uint64_t elf64_to_cpu(uint64_t val)
{
 if (ehdr.e_ident[EI_DATA] == ELFDATA2LSB)
  return le64_to_cpu(val);
 else
  return be64_to_cpu(val);
}
#define elf_addr_to_cpu(x) elf64_to_cpu(x)
#define elf_off_to_cpu(x) elf64_to_cpu(x)
#define elf_xword_to_cpu(x) elf64_to_cpu(x)
#else
#define elf_addr_to_cpu(x) elf32_to_cpu(x)
#define elf_off_to_cpu(x) elf32_to_cpu(x)
#define elf_xword_to_cpu(x) elf32_to_cpu(x)
#endif

static void read_ehdr(FILE *fp)
{
 if (fread(&ehdr, sizeof(ehdr), 1, fp) != 1)
  die("Cannot read ELF header: %s\n", strerror(errno));

 if (memcmp(ehdr.e_ident, ELFMAG, SELFMAG) != 0)
  die("No ELF magic\n");

 if (ehdr.e_ident[EI_CLASS] != ELF_CLASS)
  die("Not a %d bit executable\n", ELF_BITS);

 if ((ehdr.e_ident[EI_DATA] != ELFDATA2LSB) &&
     (ehdr.e_ident[EI_DATA] != ELFDATA2MSB))
  die("Unknown ELF Endianness\n");

 if (ehdr.e_ident[EI_VERSION] != EV_CURRENT)
  die("Unknown ELF version\n");

 /* Convert the fields to native endian */
 ehdr.e_type      = elf_half_to_cpu(ehdr.e_type);
 ehdr.e_machine   = elf_half_to_cpu(ehdr.e_machine);
 ehdr.e_version   = elf_word_to_cpu(ehdr.e_version);
 ehdr.e_entry     = elf_addr_to_cpu(ehdr.e_entry);
 ehdr.e_phoff     = elf_off_to_cpu(ehdr.e_phoff);
 ehdr.e_shoff     = elf_off_to_cpu(ehdr.e_shoff);
 ehdr.e_flags     = elf_word_to_cpu(ehdr.e_flags);
 ehdr.e_ehsize    = elf_half_to_cpu(ehdr.e_ehsize);
 ehdr.e_phentsize = elf_half_to_cpu(ehdr.e_phentsize);
 ehdr.e_phnum     = elf_half_to_cpu(ehdr.e_phnum);
 ehdr.e_shentsize = elf_half_to_cpu(ehdr.e_shentsize);
 ehdr.e_shnum     = elf_half_to_cpu(ehdr.e_shnum);
 ehdr.e_shstrndx  = elf_half_to_cpu(ehdr.e_shstrndx);

 if ((ehdr.e_type != ET_EXEC) && (ehdr.e_type != ET_DYN))
  die("Unsupported ELF header type\n");

 if (ehdr.e_machine != ELF_MACHINE)
  die("Not for %s\n", ELF_MACHINE_NAME);

 if (ehdr.e_version != EV_CURRENT)
  die("Unknown ELF version\n");

 if (ehdr.e_ehsize != sizeof(Elf_Ehdr))
  die("Bad ELF header size\n");

 if (ehdr.e_phentsize != sizeof(Elf_Phdr))
  die("Bad program header entry\n");

 if (ehdr.e_shentsize != sizeof(Elf_Shdr))
  die("Bad section header entry\n");

 if (ehdr.e_shstrndx >= ehdr.e_shnum)
  die("String table index out of bounds\n");
}

static void read_shdrs(FILE *fp)
{
 int i;
 Elf_Shdr shdr;

 secs = calloc(ehdr.e_shnum, sizeof(struct section));
 if (!secs)
  die("Unable to allocate %d section headers\n", ehdr.e_shnum);

 if (fseek(fp, ehdr.e_shoff, SEEK_SET) < 0)
  die("Seek to %d failed: %s\n", ehdr.e_shoff, strerror(errno));

 for (i = 0; i < ehdr.e_shnum; i++) {
  struct section *sec = &secs[i];

  sec->shdr_offset = ftell(fp);
  if (fread(&shdr, sizeof(shdr), 1, fp) != 1)
   die("Cannot read ELF section headers %d/%d: %s\n",
       i, ehdr.e_shnum, strerror(errno));
  sec->shdr.sh_name      = elf_word_to_cpu(shdr.sh_name);
  sec->shdr.sh_type      = elf_word_to_cpu(shdr.sh_type);
  sec->shdr.sh_flags     = elf_xword_to_cpu(shdr.sh_flags);
  sec->shdr.sh_addr      = elf_addr_to_cpu(shdr.sh_addr);
  sec->shdr.sh_offset    = elf_off_to_cpu(shdr.sh_offset);
  sec->shdr.sh_size      = elf_xword_to_cpu(shdr.sh_size);
  sec->shdr.sh_link      = elf_word_to_cpu(shdr.sh_link);
  sec->shdr.sh_info      = elf_word_to_cpu(shdr.sh_info);
  sec->shdr.sh_addralign = elf_xword_to_cpu(shdr.sh_addralign);
  sec->shdr.sh_entsize   = elf_xword_to_cpu(shdr.sh_entsize);
  if (sec->shdr.sh_link < ehdr.e_shnum)
   sec->link = &secs[sec->shdr.sh_link];
 }
}

static void read_strtabs(FILE *fp)
{
 int i;

 for (i = 0; i < ehdr.e_shnum; i++) {
  struct section *sec = &secs[i];

  if (sec->shdr.sh_type != SHT_STRTAB)
   continue;

  sec->strtab = malloc(sec->shdr.sh_size);
  if (!sec->strtab)
   die("malloc of %d bytes for strtab failed\n",
       sec->shdr.sh_size);

  if (fseek(fp, sec->shdr.sh_offset, SEEK_SET) < 0)
   die("Seek to %d failed: %s\n",
       sec->shdr.sh_offset, strerror(errno));

  if (fread(sec->strtab, 1, sec->shdr.sh_size, fp) !=
      sec->shdr.sh_size)
   die("Cannot read symbol table: %s\n", strerror(errno));
 }
}

static void read_symtabs(FILE *fp)
{
 int i, j;

 for (i = 0; i < ehdr.e_shnum; i++) {
  struct section *sec = &secs[i];
  if (sec->shdr.sh_type != SHT_SYMTAB)
   continue;

  sec->symtab = malloc(sec->shdr.sh_size);
  if (!sec->symtab)
   die("malloc of %d bytes for symtab failed\n",
       sec->shdr.sh_size);

  if (fseek(fp, sec->shdr.sh_offset, SEEK_SET) < 0)
   die("Seek to %d failed: %s\n",
       sec->shdr.sh_offset, strerror(errno));

  if (fread(sec->symtab, 1, sec->shdr.sh_size, fp) !=
      sec->shdr.sh_size)
   die("Cannot read symbol table: %s\n", strerror(errno));

  for (j = 0; j < sec->shdr.sh_size/sizeof(Elf_Sym); j++) {
   Elf_Sym *sym = &sec->symtab[j];

   sym->st_name  = elf_word_to_cpu(sym->st_name);
   sym->st_value = elf_addr_to_cpu(sym->st_value);
   sym->st_size  = elf_xword_to_cpu(sym->st_size);
   sym->st_shndx = elf_half_to_cpu(sym->st_shndx);
  }
 }
}

static void read_relocs(FILE *fp)
{
 static unsigned long base;
 int i, j;

 if (!base) {
  struct section *sec = sec_lookup(".text");

  if (!sec)
   die("Could not find .text section\n");

  base = sec->shdr.sh_addr;
 }

 for (i = 0; i < ehdr.e_shnum; i++) {
  struct section *sec = &secs[i];

  if (sec->shdr.sh_type != SHT_REL_TYPE)
   continue;

  sec->reltab = malloc(sec->shdr.sh_size);
  if (!sec->reltab)
   die("malloc of %d bytes for relocs failed\n",
       sec->shdr.sh_size);

  if (fseek(fp, sec->shdr.sh_offset, SEEK_SET) < 0)
   die("Seek to %d failed: %s\n",
       sec->shdr.sh_offset, strerror(errno));

  if (fread(sec->reltab, 1, sec->shdr.sh_size, fp) !=
      sec->shdr.sh_size)
   die("Cannot read symbol table: %s\n", strerror(errno));

  for (j = 0; j < sec->shdr.sh_size/sizeof(Elf_Rel); j++) {
   Elf_Rel *rel = &sec->reltab[j];

   rel->r_offset = elf_addr_to_cpu(rel->r_offset);
   /* Set offset into kernel image */
   rel->r_offset -= base;
#if (ELF_BITS == 32)
   rel->r_info   = elf_xword_to_cpu(rel->r_info);
#else
   /* Convert MIPS64 RELA format - only the symbol
 * index needs converting to native endianness
 */
   rel->r_info   = rel->r_info;
   ELF_R_SYM(rel->r_info) = elf32_to_cpu(ELF_R_SYM(rel->r_info));
#endif
#if (SHT_REL_TYPE == SHT_RELA)
   rel->r_addend = elf_xword_to_cpu(rel->r_addend);
#endif
  }
 }
}

static void remove_relocs(FILE *fp)
{
 int i;
 Elf_Shdr shdr;

 for (i = 0; i < ehdr.e_shnum; i++) {
  struct section *sec = &secs[i];

  if (sec->shdr.sh_type != SHT_REL_TYPE)
   continue;

  if (fseek(fp, sec->shdr_offset, SEEK_SET) < 0)
   die("Seek to %d failed: %s\n",
       sec->shdr_offset, strerror(errno));

  if (fread(&shdr, sizeof(shdr), 1, fp) != 1)
   die("Cannot read ELF section headers %d/%d: %s\n",
       i, ehdr.e_shnum, strerror(errno));

  /* Set relocation section size to 0, effectively removing it.
 * This is necessary due to lack of support for relocations
 * in objcopy when creating 32bit elf from 64bit elf.
 */
  shdr.sh_size = 0;

  if (fseek(fp, sec->shdr_offset, SEEK_SET) < 0)
   die("Seek to %d failed: %s\n",
       sec->shdr_offset, strerror(errno));

  if (fwrite(&shdr, sizeof(shdr), 1, fp) != 1)
   die("Cannot write ELF section headers %d/%d: %s\n",
       i, ehdr.e_shnum, strerror(errno));
 }
}

static void add_reloc(struct relocs *r, uint32_t offset, unsigned type)
{
 /* Relocation representation in binary table:
 * |76543210|76543210|76543210|76543210|
 * |  Type  |  offset from _text >> 2  |
 */
 offset >>= 2;
 if (offset > 0x00FFFFFF)
  die("Kernel image exceeds maximum size for relocation!\n");

 offset = (offset & 0x00FFFFFF) | ((type & 0xFF) << 24);

 if (r->count == r->size) {
  unsigned long newsize = r->size + 50000;
  void *mem = realloc(r->offset, newsize * sizeof(r->offset[0]));

  if (!mem)
   die("realloc failed\n");

  r->offset = mem;
  r->size = newsize;
 }
 r->offset[r->count++] = offset;
}

static void walk_relocs(int (*process)(struct section *sec, Elf_Rel *rel,
   Elf_Sym *sym, const char *symname))
{
 int i;
 struct section *extab_sec = sec_lookup("__ex_table");
 int extab_index = extab_sec ? extab_sec - secs : -1;

 /* Walk through the relocations */
 for (i = 0; i < ehdr.e_shnum; i++) {
  char *sym_strtab;
  Elf_Sym *sh_symtab;
  struct section *sec_applies, *sec_symtab;
  int j;
  struct section *sec = &secs[i];

  if (sec->shdr.sh_type != SHT_REL_TYPE)
   continue;

  if (sec->shdr.sh_info == extab_index)
   continue;

  sec_symtab  = sec->link;
  sec_applies = &secs[sec->shdr.sh_info];
  if (!(sec_applies->shdr.sh_flags & SHF_ALLOC))
   continue;

  sh_symtab = sec_symtab->symtab;
  sym_strtab = sec_symtab->link->strtab;
  for (j = 0; j < sec->shdr.sh_size/sizeof(Elf_Rel); j++) {
   Elf_Rel *rel = &sec->reltab[j];
   Elf_Sym *sym = &sh_symtab[ELF_R_SYM(rel->r_info)];
   const char *symname = sym_name(sym_strtab, sym);

   process(sec, rel, sym, symname);
  }
 }
}

static int do_reloc(struct section *sec, Elf_Rel *rel, Elf_Sym *sym,
        const char *symname)
{
 unsigned r_type = ELF_R_TYPE(rel->r_info);
 unsigned bind = ELF_ST_BIND(sym->st_info);

 if ((bind == STB_WEAK) && (sym->st_value == 0)) {
  /* Don't relocate weak symbols without a target */
  return 0;
 }

 if (regex_skip_reloc(symname))
  return 0;

 switch (r_type) {
 case R_MIPS_NONE:
 case R_MIPS_REL32:
 case R_MIPS_PC16:
 case R_MIPS_PC21_S2:
 case R_MIPS_PC26_S2:
  /*
 * NONE can be ignored and PC relative relocations don't
 * need to be adjusted.
 */
 case R_MIPS_HIGHEST:
 case R_MIPS_HIGHER:
  /* We support relocating within the same 4Gb segment only,
 * thus leaving the top 32bits unchanged
 */
 case R_MIPS_LO16:
  /* We support relocating by 64k jumps only
 * thus leaving the bottom 16bits unchanged
 */
  break;

 case R_MIPS_64:
 case R_MIPS_32:
 case R_MIPS_26:
 case R_MIPS_HI16:
  add_reloc(&relocs, rel->r_offset, r_type);
  break;

 default:
  die("Unsupported relocation type: %s (%d)\n",
      rel_type(r_type), r_type);
  break;
 }

 return 0;
}

static int write_reloc_as_bin(uint32_t v, FILE *f)
{
 unsigned char buf[4];

 v = cpu_to_elf32(v);

 memcpy(buf, &v, sizeof(uint32_t));
 return fwrite(buf, 1, 4, f);
}

static int write_reloc_as_text(uint32_t v, FILE *f)
{
 int res;

 res = fprintf(f, "\t.long 0x%08"PRIx32"\n", v);
 if (res < 0)
  return res;
 else
  return sizeof(uint32_t);
}

static void emit_relocs(int as_text, int as_bin, FILE *outf)
{
 int i;
 int (*write_reloc)(uint32_t, FILE *) = write_reloc_as_bin;
 int size = 0;
 int size_reserved;
 struct section *sec_reloc;

 sec_reloc = sec_lookup(".data.reloc");
 if (!sec_reloc)
  die("Could not find relocation section\n");

 size_reserved = sec_reloc->shdr.sh_size;

 /* Collect up the relocations */
 walk_relocs(do_reloc);

 /* Print the relocations */
 if (as_text) {
  /* Print the relocations in a form suitable that
 * gas will like.
 */
  printf(".section \".data.reloc\",\"a\"\n");
  printf(".balign 4\n");
  /* Output text to stdout */
  write_reloc = write_reloc_as_text;
  outf = stdout;
 } else if (as_bin) {
  /* Output raw binary to stdout */
  outf = stdout;
 } else {
  /* Seek to offset of the relocation section.
* Each relocation is then written into the
* vmlinux kernel image.
*/
  if (fseek(outf, sec_reloc->shdr.sh_offset, SEEK_SET) < 0) {
   die("Seek to %d failed: %s\n",
    sec_reloc->shdr.sh_offset, strerror(errno));
  }
 }

 for (i = 0; i < relocs.count; i++)
  size += write_reloc(relocs.offset[i], outf);

 /* Print a stop, but only if we've actually written some relocs */
 if (size)
  size += write_reloc(0, outf);

 if (size > size_reserved)
  /* Die, but suggest a value for CONFIG_RELOCATION_TABLE_SIZE
 * which will fix this problem and allow a bit of headroom
 * if more kernel features are enabled
 */
  die("Relocations overflow available space!\n" \
      "Please adjust CONFIG_RELOCATION_TABLE_SIZE " \
      "to at least 0x%08x\n", (size + 0x1000) & ~0xFFF);
}

/*
 * As an aid to debugging problems with different linkers
 * print summary information about the relocs.
 * Since different linkers tend to emit the sections in
 * different orders we use the section names in the output.
 */
static int do_reloc_info(struct section *sec, Elf_Rel *rel, ElfW(Sym) *sym,
    const char *symname)
{
 printf("%16s 0x%08x %16s %40s %16s\n",
  sec_name(sec->shdr.sh_info),
  (unsigned int)rel->r_offset,
  rel_type(ELF_R_TYPE(rel->r_info)),
  symname,
  sec_name(sym->st_shndx));
 return 0;
}

static void print_reloc_info(void)
{
 printf("%16s %10s %16s %40s %16s\n",
  "reloc section",
  "offset",
  "reloc type",
  "symbol",
  "symbol section");
 walk_relocs(do_reloc_info);
}

#if ELF_BITS == 64
# define process process_64
#else
# define process process_32
#endif

void process(FILE *fp, int as_text, int as_bin,
      int show_reloc_info, int keep_relocs)
{
 regex_init();
 read_ehdr(fp);
 read_shdrs(fp);
 read_strtabs(fp);
 read_symtabs(fp);
 read_relocs(fp);
 if (show_reloc_info) {
  print_reloc_info();
  return;
 }
 emit_relocs(as_text, as_bin, fp);
 if (!keep_relocs)
  remove_relocs(fp);
}