Merge tag 'spi-fix-v5.3-rc3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/broonie/spi
[linux-2.6-microblaze.git] / scripts / recordmcount.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 /*
3  * recordmcount.h
4  *
5  * This code was taken out of recordmcount.c written by
6  * Copyright 2009 John F. Reiser <jreiser@BitWagon.com>.  All rights reserved.
7  *
8  * The original code had the same algorithms for both 32bit
9  * and 64bit ELF files, but the code was duplicated to support
10  * the difference in structures that were used. This
11  * file creates a macro of everything that is different between
12  * the 64 and 32 bit code, such that by including this header
13  * twice we can create both sets of functions by including this
14  * header once with RECORD_MCOUNT_64 undefined, and again with
15  * it defined.
16  *
17  * This conversion to macros was done by:
18  * Copyright 2010 Steven Rostedt <srostedt@redhat.com>, Red Hat Inc.
19  */
20 #undef append_func
21 #undef is_fake_mcount
22 #undef fn_is_fake_mcount
23 #undef MIPS_is_fake_mcount
24 #undef mcount_adjust
25 #undef sift_rel_mcount
26 #undef nop_mcount
27 #undef find_secsym_ndx
28 #undef __has_rel_mcount
29 #undef has_rel_mcount
30 #undef tot_relsize
31 #undef get_mcountsym
32 #undef get_sym_str_and_relp
33 #undef do_func
34 #undef Elf_Addr
35 #undef Elf_Ehdr
36 #undef Elf_Shdr
37 #undef Elf_Rel
38 #undef Elf_Rela
39 #undef Elf_Sym
40 #undef ELF_R_SYM
41 #undef Elf_r_sym
42 #undef ELF_R_INFO
43 #undef Elf_r_info
44 #undef ELF_ST_BIND
45 #undef ELF_ST_TYPE
46 #undef fn_ELF_R_SYM
47 #undef fn_ELF_R_INFO
48 #undef uint_t
49 #undef _w
50 #undef _align
51 #undef _size
52
53 #ifdef RECORD_MCOUNT_64
54 # define append_func            append64
55 # define sift_rel_mcount        sift64_rel_mcount
56 # define nop_mcount             nop_mcount_64
57 # define find_secsym_ndx        find64_secsym_ndx
58 # define __has_rel_mcount       __has64_rel_mcount
59 # define has_rel_mcount         has64_rel_mcount
60 # define tot_relsize            tot64_relsize
61 # define get_sym_str_and_relp   get_sym_str_and_relp_64
62 # define do_func                do64
63 # define get_mcountsym          get_mcountsym_64
64 # define is_fake_mcount         is_fake_mcount64
65 # define fn_is_fake_mcount      fn_is_fake_mcount64
66 # define MIPS_is_fake_mcount    MIPS64_is_fake_mcount
67 # define mcount_adjust          mcount_adjust_64
68 # define Elf_Addr               Elf64_Addr
69 # define Elf_Ehdr               Elf64_Ehdr
70 # define Elf_Shdr               Elf64_Shdr
71 # define Elf_Rel                Elf64_Rel
72 # define Elf_Rela               Elf64_Rela
73 # define Elf_Sym                Elf64_Sym
74 # define ELF_R_SYM              ELF64_R_SYM
75 # define Elf_r_sym              Elf64_r_sym
76 # define ELF_R_INFO             ELF64_R_INFO
77 # define Elf_r_info             Elf64_r_info
78 # define ELF_ST_BIND            ELF64_ST_BIND
79 # define ELF_ST_TYPE            ELF64_ST_TYPE
80 # define fn_ELF_R_SYM           fn_ELF64_R_SYM
81 # define fn_ELF_R_INFO          fn_ELF64_R_INFO
82 # define uint_t                 uint64_t
83 # define _w                     w8
84 # define _align                 7u
85 # define _size                  8
86 #else
87 # define append_func            append32
88 # define sift_rel_mcount        sift32_rel_mcount
89 # define nop_mcount             nop_mcount_32
90 # define find_secsym_ndx        find32_secsym_ndx
91 # define __has_rel_mcount       __has32_rel_mcount
92 # define has_rel_mcount         has32_rel_mcount
93 # define tot_relsize            tot32_relsize
94 # define get_sym_str_and_relp   get_sym_str_and_relp_32
95 # define do_func                do32
96 # define get_mcountsym          get_mcountsym_32
97 # define is_fake_mcount         is_fake_mcount32
98 # define fn_is_fake_mcount      fn_is_fake_mcount32
99 # define MIPS_is_fake_mcount    MIPS32_is_fake_mcount
100 # define mcount_adjust          mcount_adjust_32
101 # define Elf_Addr               Elf32_Addr
102 # define Elf_Ehdr               Elf32_Ehdr
103 # define Elf_Shdr               Elf32_Shdr
104 # define Elf_Rel                Elf32_Rel
105 # define Elf_Rela               Elf32_Rela
106 # define Elf_Sym                Elf32_Sym
107 # define ELF_R_SYM              ELF32_R_SYM
108 # define Elf_r_sym              Elf32_r_sym
109 # define ELF_R_INFO             ELF32_R_INFO
110 # define Elf_r_info             Elf32_r_info
111 # define ELF_ST_BIND            ELF32_ST_BIND
112 # define ELF_ST_TYPE            ELF32_ST_TYPE
113 # define fn_ELF_R_SYM           fn_ELF32_R_SYM
114 # define fn_ELF_R_INFO          fn_ELF32_R_INFO
115 # define uint_t                 uint32_t
116 # define _w                     w
117 # define _align                 3u
118 # define _size                  4
119 #endif
120
121 /* Functions and pointers that do_file() may override for specific e_machine. */
122 static int fn_is_fake_mcount(Elf_Rel const *rp)
123 {
124         return 0;
125 }
126 static int (*is_fake_mcount)(Elf_Rel const *rp) = fn_is_fake_mcount;
127
128 static uint_t fn_ELF_R_SYM(Elf_Rel const *rp)
129 {
130         return ELF_R_SYM(_w(rp->r_info));
131 }
132 static uint_t (*Elf_r_sym)(Elf_Rel const *rp) = fn_ELF_R_SYM;
133
134 static void fn_ELF_R_INFO(Elf_Rel *const rp, unsigned sym, unsigned type)
135 {
136         rp->r_info = _w(ELF_R_INFO(sym, type));
137 }
138 static void (*Elf_r_info)(Elf_Rel *const rp, unsigned sym, unsigned type) = fn_ELF_R_INFO;
139
140 static int mcount_adjust = 0;
141
142 /*
143  * MIPS mcount long call has 2 _mcount symbols, only the position of the 1st
144  * _mcount symbol is needed for dynamic function tracer, with it, to disable
145  * tracing(ftrace_make_nop), the instruction in the position is replaced with
146  * the "b label" instruction, to enable tracing(ftrace_make_call), replace the
147  * instruction back. So, here, we set the 2nd one as fake and filter it.
148  *
149  * c:   3c030000        lui     v1,0x0          <-->    b       label
150  *              c: R_MIPS_HI16  _mcount
151  *              c: R_MIPS_NONE  *ABS*
152  *              c: R_MIPS_NONE  *ABS*
153  * 10:  64630000        daddiu  v1,v1,0
154  *              10: R_MIPS_LO16 _mcount
155  *              10: R_MIPS_NONE *ABS*
156  *              10: R_MIPS_NONE *ABS*
157  * 14:  03e0082d        move    at,ra
158  * 18:  0060f809        jalr    v1
159  * label:
160  */
161 #define MIPS_FAKEMCOUNT_OFFSET  4
162
163 static int MIPS_is_fake_mcount(Elf_Rel const *rp)
164 {
165         static Elf_Addr old_r_offset = ~(Elf_Addr)0;
166         Elf_Addr current_r_offset = _w(rp->r_offset);
167         int is_fake;
168
169         is_fake = (old_r_offset != ~(Elf_Addr)0) &&
170                 (current_r_offset - old_r_offset == MIPS_FAKEMCOUNT_OFFSET);
171         old_r_offset = current_r_offset;
172
173         return is_fake;
174 }
175
176 /* Append the new shstrtab, Elf_Shdr[], __mcount_loc and its relocations. */
177 static void append_func(Elf_Ehdr *const ehdr,
178                         Elf_Shdr *const shstr,
179                         uint_t const *const mloc0,
180                         uint_t const *const mlocp,
181                         Elf_Rel const *const mrel0,
182                         Elf_Rel const *const mrelp,
183                         unsigned int const rel_entsize,
184                         unsigned int const symsec_sh_link)
185 {
186         /* Begin constructing output file */
187         Elf_Shdr mcsec;
188         char const *mc_name = (sizeof(Elf_Rela) == rel_entsize)
189                 ? ".rela__mcount_loc"
190                 :  ".rel__mcount_loc";
191         unsigned const old_shnum = w2(ehdr->e_shnum);
192         uint_t const old_shoff = _w(ehdr->e_shoff);
193         uint_t const old_shstr_sh_size   = _w(shstr->sh_size);
194         uint_t const old_shstr_sh_offset = _w(shstr->sh_offset);
195         uint_t t = 1 + strlen(mc_name) + _w(shstr->sh_size);
196         uint_t new_e_shoff;
197
198         shstr->sh_size = _w(t);
199         shstr->sh_offset = _w(sb.st_size);
200         t += sb.st_size;
201         t += (_align & -t);  /* word-byte align */
202         new_e_shoff = t;
203
204         /* body for new shstrtab */
205         ulseek(fd_map, sb.st_size, SEEK_SET);
206         uwrite(fd_map, old_shstr_sh_offset + (void *)ehdr, old_shstr_sh_size);
207         uwrite(fd_map, mc_name, 1 + strlen(mc_name));
208
209         /* old(modified) Elf_Shdr table, word-byte aligned */
210         ulseek(fd_map, t, SEEK_SET);
211         t += sizeof(Elf_Shdr) * old_shnum;
212         uwrite(fd_map, old_shoff + (void *)ehdr,
213                sizeof(Elf_Shdr) * old_shnum);
214
215         /* new sections __mcount_loc and .rel__mcount_loc */
216         t += 2*sizeof(mcsec);
217         mcsec.sh_name = w((sizeof(Elf_Rela) == rel_entsize) + strlen(".rel")
218                 + old_shstr_sh_size);
219         mcsec.sh_type = w(SHT_PROGBITS);
220         mcsec.sh_flags = _w(SHF_ALLOC);
221         mcsec.sh_addr = 0;
222         mcsec.sh_offset = _w(t);
223         mcsec.sh_size = _w((void *)mlocp - (void *)mloc0);
224         mcsec.sh_link = 0;
225         mcsec.sh_info = 0;
226         mcsec.sh_addralign = _w(_size);
227         mcsec.sh_entsize = _w(_size);
228         uwrite(fd_map, &mcsec, sizeof(mcsec));
229
230         mcsec.sh_name = w(old_shstr_sh_size);
231         mcsec.sh_type = (sizeof(Elf_Rela) == rel_entsize)
232                 ? w(SHT_RELA)
233                 : w(SHT_REL);
234         mcsec.sh_flags = 0;
235         mcsec.sh_addr = 0;
236         mcsec.sh_offset = _w((void *)mlocp - (void *)mloc0 + t);
237         mcsec.sh_size   = _w((void *)mrelp - (void *)mrel0);
238         mcsec.sh_link = w(symsec_sh_link);
239         mcsec.sh_info = w(old_shnum);
240         mcsec.sh_addralign = _w(_size);
241         mcsec.sh_entsize = _w(rel_entsize);
242         uwrite(fd_map, &mcsec, sizeof(mcsec));
243
244         uwrite(fd_map, mloc0, (void *)mlocp - (void *)mloc0);
245         uwrite(fd_map, mrel0, (void *)mrelp - (void *)mrel0);
246
247         ehdr->e_shoff = _w(new_e_shoff);
248         ehdr->e_shnum = w2(2 + w2(ehdr->e_shnum));  /* {.rel,}__mcount_loc */
249         ulseek(fd_map, 0, SEEK_SET);
250         uwrite(fd_map, ehdr, sizeof(*ehdr));
251 }
252
253 static unsigned get_mcountsym(Elf_Sym const *const sym0,
254                               Elf_Rel const *relp,
255                               char const *const str0)
256 {
257         unsigned mcountsym = 0;
258
259         Elf_Sym const *const symp =
260                 &sym0[Elf_r_sym(relp)];
261         char const *symname = &str0[w(symp->st_name)];
262         char const *mcount = gpfx == '_' ? "_mcount" : "mcount";
263         char const *fentry = "__fentry__";
264
265         if (symname[0] == '.')
266                 ++symname;  /* ppc64 hack */
267         if (strcmp(mcount, symname) == 0 ||
268             (altmcount && strcmp(altmcount, symname) == 0) ||
269             (strcmp(fentry, symname) == 0))
270                 mcountsym = Elf_r_sym(relp);
271
272         return mcountsym;
273 }
274
275 static void get_sym_str_and_relp(Elf_Shdr const *const relhdr,
276                                  Elf_Ehdr const *const ehdr,
277                                  Elf_Sym const **sym0,
278                                  char const **str0,
279                                  Elf_Rel const **relp)
280 {
281         Elf_Shdr *const shdr0 = (Elf_Shdr *)(_w(ehdr->e_shoff)
282                 + (void *)ehdr);
283         unsigned const symsec_sh_link = w(relhdr->sh_link);
284         Elf_Shdr const *const symsec = &shdr0[symsec_sh_link];
285         Elf_Shdr const *const strsec = &shdr0[w(symsec->sh_link)];
286         Elf_Rel const *const rel0 = (Elf_Rel const *)(_w(relhdr->sh_offset)
287                 + (void *)ehdr);
288
289         *sym0 = (Elf_Sym const *)(_w(symsec->sh_offset)
290                                   + (void *)ehdr);
291
292         *str0 = (char const *)(_w(strsec->sh_offset)
293                                + (void *)ehdr);
294
295         *relp = rel0;
296 }
297
298 /*
299  * Look at the relocations in order to find the calls to mcount.
300  * Accumulate the section offsets that are found, and their relocation info,
301  * onto the end of the existing arrays.
302  */
303 static uint_t *sift_rel_mcount(uint_t *mlocp,
304                                unsigned const offbase,
305                                Elf_Rel **const mrelpp,
306                                Elf_Shdr const *const relhdr,
307                                Elf_Ehdr const *const ehdr,
308                                unsigned const recsym,
309                                uint_t const recval,
310                                unsigned const reltype)
311 {
312         uint_t *const mloc0 = mlocp;
313         Elf_Rel *mrelp = *mrelpp;
314         Elf_Sym const *sym0;
315         char const *str0;
316         Elf_Rel const *relp;
317         unsigned rel_entsize = _w(relhdr->sh_entsize);
318         unsigned const nrel = _w(relhdr->sh_size) / rel_entsize;
319         unsigned mcountsym = 0;
320         unsigned t;
321
322         get_sym_str_and_relp(relhdr, ehdr, &sym0, &str0, &relp);
323
324         for (t = nrel; t; --t) {
325                 if (!mcountsym)
326                         mcountsym = get_mcountsym(sym0, relp, str0);
327
328                 if (mcountsym && mcountsym == Elf_r_sym(relp) &&
329                                 !is_fake_mcount(relp)) {
330                         uint_t const addend =
331                                 _w(_w(relp->r_offset) - recval + mcount_adjust);
332                         mrelp->r_offset = _w(offbase
333                                 + ((void *)mlocp - (void *)mloc0));
334                         Elf_r_info(mrelp, recsym, reltype);
335                         if (rel_entsize == sizeof(Elf_Rela)) {
336                                 ((Elf_Rela *)mrelp)->r_addend = addend;
337                                 *mlocp++ = 0;
338                         } else
339                                 *mlocp++ = addend;
340
341                         mrelp = (Elf_Rel *)(rel_entsize + (void *)mrelp);
342                 }
343                 relp = (Elf_Rel const *)(rel_entsize + (void *)relp);
344         }
345         *mrelpp = mrelp;
346         return mlocp;
347 }
348
349 /*
350  * Read the relocation table again, but this time its called on sections
351  * that are not going to be traced. The mcount calls here will be converted
352  * into nops.
353  */
354 static void nop_mcount(Elf_Shdr const *const relhdr,
355                        Elf_Ehdr const *const ehdr,
356                        const char *const txtname)
357 {
358         Elf_Shdr *const shdr0 = (Elf_Shdr *)(_w(ehdr->e_shoff)
359                 + (void *)ehdr);
360         Elf_Sym const *sym0;
361         char const *str0;
362         Elf_Rel const *relp;
363         Elf_Shdr const *const shdr = &shdr0[w(relhdr->sh_info)];
364         unsigned rel_entsize = _w(relhdr->sh_entsize);
365         unsigned const nrel = _w(relhdr->sh_size) / rel_entsize;
366         unsigned mcountsym = 0;
367         unsigned t;
368         int once = 0;
369
370         get_sym_str_and_relp(relhdr, ehdr, &sym0, &str0, &relp);
371
372         for (t = nrel; t; --t) {
373                 int ret = -1;
374
375                 if (!mcountsym)
376                         mcountsym = get_mcountsym(sym0, relp, str0);
377
378                 if (mcountsym == Elf_r_sym(relp) && !is_fake_mcount(relp)) {
379                         if (make_nop)
380                                 ret = make_nop((void *)ehdr, _w(shdr->sh_offset) + _w(relp->r_offset));
381                         if (warn_on_notrace_sect && !once) {
382                                 printf("Section %s has mcount callers being ignored\n",
383                                        txtname);
384                                 once = 1;
385                                 /* just warn? */
386                                 if (!make_nop)
387                                         return;
388                         }
389                 }
390
391                 /*
392                  * If we successfully removed the mcount, mark the relocation
393                  * as a nop (don't do anything with it).
394                  */
395                 if (!ret) {
396                         Elf_Rel rel;
397                         rel = *(Elf_Rel *)relp;
398                         Elf_r_info(&rel, Elf_r_sym(relp), rel_type_nop);
399                         ulseek(fd_map, (void *)relp - (void *)ehdr, SEEK_SET);
400                         uwrite(fd_map, &rel, sizeof(rel));
401                 }
402                 relp = (Elf_Rel const *)(rel_entsize + (void *)relp);
403         }
404 }
405
406
407 /*
408  * Find a symbol in the given section, to be used as the base for relocating
409  * the table of offsets of calls to mcount.  A local or global symbol suffices,
410  * but avoid a Weak symbol because it may be overridden; the change in value
411  * would invalidate the relocations of the offsets of the calls to mcount.
412  * Often the found symbol will be the unnamed local symbol generated by
413  * GNU 'as' for the start of each section.  For example:
414  *    Num:    Value  Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
415  *      2: 00000000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT    1
416  */
417 static unsigned find_secsym_ndx(unsigned const txtndx,
418                                 char const *const txtname,
419                                 uint_t *const recvalp,
420                                 Elf_Shdr const *const symhdr,
421                                 Elf_Ehdr const *const ehdr)
422 {
423         Elf_Sym const *const sym0 = (Elf_Sym const *)(_w(symhdr->sh_offset)
424                 + (void *)ehdr);
425         unsigned const nsym = _w(symhdr->sh_size) / _w(symhdr->sh_entsize);
426         Elf_Sym const *symp;
427         unsigned t;
428
429         for (symp = sym0, t = nsym; t; --t, ++symp) {
430                 unsigned int const st_bind = ELF_ST_BIND(symp->st_info);
431
432                 if (txtndx == w2(symp->st_shndx)
433                         /* avoid STB_WEAK */
434                     && (STB_LOCAL == st_bind || STB_GLOBAL == st_bind)) {
435                         /* function symbols on ARM have quirks, avoid them */
436                         if (w2(ehdr->e_machine) == EM_ARM
437                             && ELF_ST_TYPE(symp->st_info) == STT_FUNC)
438                                 continue;
439
440                         *recvalp = _w(symp->st_value);
441                         return symp - sym0;
442                 }
443         }
444         fprintf(stderr, "Cannot find symbol for section %u: %s.\n",
445                 txtndx, txtname);
446         fail_file();
447 }
448
449
450 /* Evade ISO C restriction: no declaration after statement in has_rel_mcount. */
451 static char const *
452 __has_rel_mcount(Elf_Shdr const *const relhdr,  /* is SHT_REL or SHT_RELA */
453                  Elf_Shdr const *const shdr0,
454                  char const *const shstrtab,
455                  char const *const fname)
456 {
457         /* .sh_info depends on .sh_type == SHT_REL[,A] */
458         Elf_Shdr const *const txthdr = &shdr0[w(relhdr->sh_info)];
459         char const *const txtname = &shstrtab[w(txthdr->sh_name)];
460
461         if (strcmp("__mcount_loc", txtname) == 0) {
462                 fprintf(stderr, "warning: __mcount_loc already exists: %s\n",
463                         fname);
464                 succeed_file();
465         }
466         if (w(txthdr->sh_type) != SHT_PROGBITS ||
467             !(_w(txthdr->sh_flags) & SHF_EXECINSTR))
468                 return NULL;
469         return txtname;
470 }
471
472 static char const *has_rel_mcount(Elf_Shdr const *const relhdr,
473                                   Elf_Shdr const *const shdr0,
474                                   char const *const shstrtab,
475                                   char const *const fname)
476 {
477         if (w(relhdr->sh_type) != SHT_REL && w(relhdr->sh_type) != SHT_RELA)
478                 return NULL;
479         return __has_rel_mcount(relhdr, shdr0, shstrtab, fname);
480 }
481
482
483 static unsigned tot_relsize(Elf_Shdr const *const shdr0,
484                             unsigned nhdr,
485                             const char *const shstrtab,
486                             const char *const fname)
487 {
488         unsigned totrelsz = 0;
489         Elf_Shdr const *shdrp = shdr0;
490         char const *txtname;
491
492         for (; nhdr; --nhdr, ++shdrp) {
493                 txtname = has_rel_mcount(shdrp, shdr0, shstrtab, fname);
494                 if (txtname && is_mcounted_section_name(txtname))
495                         totrelsz += _w(shdrp->sh_size);
496         }
497         return totrelsz;
498 }
499
500
501 /* Overall supervision for Elf32 ET_REL file. */
502 static void
503 do_func(Elf_Ehdr *const ehdr, char const *const fname, unsigned const reltype)
504 {
505         Elf_Shdr *const shdr0 = (Elf_Shdr *)(_w(ehdr->e_shoff)
506                 + (void *)ehdr);
507         unsigned const nhdr = w2(ehdr->e_shnum);
508         Elf_Shdr *const shstr = &shdr0[w2(ehdr->e_shstrndx)];
509         char const *const shstrtab = (char const *)(_w(shstr->sh_offset)
510                 + (void *)ehdr);
511
512         Elf_Shdr const *relhdr;
513         unsigned k;
514
515         /* Upper bound on space: assume all relevant relocs are for mcount. */
516         unsigned const totrelsz = tot_relsize(shdr0, nhdr, shstrtab, fname);
517         Elf_Rel *const mrel0 = umalloc(totrelsz);
518         Elf_Rel *      mrelp = mrel0;
519
520         /* 2*sizeof(address) <= sizeof(Elf_Rel) */
521         uint_t *const mloc0 = umalloc(totrelsz>>1);
522         uint_t *      mlocp = mloc0;
523
524         unsigned rel_entsize = 0;
525         unsigned symsec_sh_link = 0;
526
527         for (relhdr = shdr0, k = nhdr; k; --k, ++relhdr) {
528                 char const *const txtname = has_rel_mcount(relhdr, shdr0,
529                         shstrtab, fname);
530                 if (txtname && is_mcounted_section_name(txtname)) {
531                         uint_t recval = 0;
532                         unsigned const recsym = find_secsym_ndx(
533                                 w(relhdr->sh_info), txtname, &recval,
534                                 &shdr0[symsec_sh_link = w(relhdr->sh_link)],
535                                 ehdr);
536
537                         rel_entsize = _w(relhdr->sh_entsize);
538                         mlocp = sift_rel_mcount(mlocp,
539                                 (void *)mlocp - (void *)mloc0, &mrelp,
540                                 relhdr, ehdr, recsym, recval, reltype);
541                 } else if (txtname && (warn_on_notrace_sect || make_nop)) {
542                         /*
543                          * This section is ignored by ftrace, but still
544                          * has mcount calls. Convert them to nops now.
545                          */
546                         nop_mcount(relhdr, ehdr, txtname);
547                 }
548         }
549         if (mloc0 != mlocp) {
550                 append_func(ehdr, shstr, mloc0, mlocp, mrel0, mrelp,
551                             rel_entsize, symsec_sh_link);
552         }
553         free(mrel0);
554         free(mloc0);
555 }