source: trunk/kernel/libk/elf.c @ 315

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Redefine the fuctions ppm_base2page() / ppm_page2base() / ppm_page2ppn() / ppm_ppn2page() / ppm_base2ppn() / ppm_ppn2base(),
to use explicitely extended pointers.
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Line 
1/*
2 * elf.c - elf parser: find and map process CODE and DATA segments
3 *
4 * Authors   Alain Greiner    (2016)
5 *
6 * Copyright (c) UPMC Sorbonne Universites
7 *
8 * This file is part of ALMOS-MKH.
9 *
10 * ALMOS-MKH is free software; you can redistribute it and/or modify it
11 * under the terms of the GNU General Public License as published by
12 * the Free Software Foundation; version 2.0 of the License.
13 *
14 * ALMOS-MKH is distributed in the hope that it will be useful, but
15 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17 * General Public License for more details.
18 *
19 * You should have received a copy of the GNU General Public License
20 * along with ALMOS-MKH; if not, write to the Free Software Foundation,
21 * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22 */
23
24#include <kernel_config.h>
25#include <hal_types.h>
26#include <hal_uspace.h>
27#include <printk.h>
28#include <process.h>
29#include <vseg.h>
30#include <kmem.h>
31#include <vfs.h>
32#include <elf.h>
33#include <syscalls.h>
34
35///////////////////////////////////////////////////////////////////
36// This static function checks the .elf header.
37// - return true if legal header.
38// - return false with an error message if illegal header.
39///////////////////////////////////////////////////////////////////
40static bool_t elf_isValidHeader(Elf_Ehdr *header)
41{
42        if((header->e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS)
43           && (header->e_ident[EI_DATA] == ELFDATA2LSB)
44           && (header->e_ident[EI_VERSION] == EV_CURRENT)
45/*
46           && (header->e_ident[EI_OSABI] == ELFOSABI_NONE)
47*/
48           && ((header->e_machine == EM_MIPS) ||
49               (header->e_machine == EM_MIPS_RS3_LE) ||
50               (header->e_machine == EM_X86_64))
51           && (header->e_type == ET_EXEC))
52                return true;
53
54        if( header->e_ident[EI_CLASS] != ELFCLASS )
55                printk("\n[ERROR] in %s : Elf is not 32/64-Binary\n", __FUNCTION__ );
56
57        if( header->e_ident[EI_DATA] != ELFDATA2LSB )
58                printk("\n[ERROR] in %s : Elf is not 2's complement, little endian\n", __FUNCTION__ );
59
60        if( header->e_ident[EI_VERSION] != EV_CURRENT )
61                printk("\n[ERROR] in %s : Elf is not in Current Version\n", __FUNCTION__);
62/*
63        if( header->e_ident[EI_OSABI] != ELFOSABI_NONE )
64                printk("\n[ERROR] in %s : Unexpected Elf ABI, need UNIX System V ABI\n", __FUNCTION__ );
65*/
66        if( (header->e_machine != EM_MIPS) &&
67            (header->e_machine != EM_MIPS_RS3_LE) &&
68            (header->e_machine != EM_X86_64) )
69                printk("\n[ERROR] in %s : unexpected core / accept only MIPS or x86_64\n", __FUNCTION__ );
70
71        if( header->e_type != ET_EXEC )
72                printk("\n[ERROR] in %s : Elf is not executable binary\n", __FUNCTION__ );
73
74        return false;
75}
76
77///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
78// This function loads the .elf header in the buffer allocated by the caller.
79///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
80// @ file   : extended pointer on the remote file descriptor.
81// @ buffer : pointer on buffer allocated by the caller.
82// @ size   : number of bytes to read.
83///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
84static error_t elf_header_load( xptr_t   file_xp,
85                                void   * buffer,
86                                uint32_t size )
87{
88        uint32_t  count;
89
90        // load .elf header
91        count = vfs_user_move( true,     // to_buffer
92                               file_xp,
93                               buffer,
94                               size );
95
96        if( count != size )
97        {
98                printk("\n[ERROR] in %s : cannot read ELF header size : %d / done = %d\n",
99               __FUNCTION__ , size , count );
100                return -1;
101        }
102
103        Elf_Ehdr * header = (Elf_Ehdr *)buffer;
104
105        if( (header->e_ident[EI_MAG0] != ELFMAG0) ||
106            (header->e_ident[EI_MAG1] != ELFMAG1) ||
107            (header->e_ident[EI_MAG2] != ELFMAG2) ||
108            (header->e_ident[EI_MAG3] != ELFMAG3) )
109        {
110                printk("\n[ERROR] in %s : file %s not in ELF format\n", __FUNCTION__ );
111                return -1;
112        }
113
114        if( !(elf_isValidHeader( header ) ) )
115        {
116                printk("\n[ERROR] in %s : not supported Elf\n", __FUNCTION__ );
117                return -1;
118        }
119        return 0;
120
121} // end elf_header_load()
122
123///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
124// This function registers in the process VMM the CODE and DATA segments.
125///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
126// @ file      : extended pointer on the remote file descriptor.
127// @ segs_base : local pointer on buffer containing the segments descriptors array
128// @ segs_nr   : number of segments in segment descriptors array.
129// @ process   : local pointer on process descriptor.
130///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
131static error_t elf_segments_register( xptr_t       file_xp,
132                                      void       * segs_base,
133                                      uint32_t     nb_segs,
134                                      process_t  * process )
135{
136        uint32_t     index;
137        intptr_t     file_size;
138        intptr_t     mem_size;
139        intptr_t     file_offset;
140        intptr_t     vbase;
141        uint32_t     type;
142        uint32_t     flags;
143        vseg_t     * vseg;
144
145        Elf_Phdr * seg_ptr = (Elf_Phdr *)segs_base;
146
147        // loop on segments
148        for( index = 0 ; index < nb_segs ; index++ , seg_ptr++ )
149        {
150                if( seg_ptr->p_type != PT_LOAD)
151                        continue;
152
153                // get segment attributes
154                vbase       = seg_ptr->p_vaddr;     // vseg base vaddr
155                mem_size    = seg_ptr->p_memsz;     // actual vseg size
156                file_offset = seg_ptr->p_offset;    // vseg offset in .elf file
157                file_size   = seg_ptr->p_filesz;    // vseg size in .elf file
158                flags       = seg_ptr->p_flags;
159
160                if( flags & PF_X ) // found CODE segment
161                {
162                        type                       = VSEG_TYPE_CODE;
163                        process->vmm.code_vpn_base = vbase >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
164
165                        elf_dmsg("\n[INFO] %s : found CODE vseg / base = %x / size = %x\n",
166                                 __FUNCTION__ , vbase , mem_size );
167                }
168                else               // found DATA segment
169                {
170                        type                       = VSEG_TYPE_DATA;
171                        process->vmm.data_vpn_base = vbase >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
172
173                        elf_dmsg("\n[INFO] %s : found DATA vseg / base = %x / size = %x\n",
174                                 __FUNCTION__, vbase , mem_size );
175                }
176
177                // register vseg in VMM
178                vseg = (vseg_t *)vmm_create_vseg( process,
179                                                  vbase,
180                                                  mem_size,
181                                                  type );
182                if( vseg == NULL )
183                {
184                        printk("\n[ERROR] in %s : cannot map segment / base = %x / size = %x\n",
185                               __FUNCTION__ , vbase , mem_size );
186                        return -1;
187                }
188
189        // get .elf file descriptor cluster and local pointer
190        cxy_t        file_cxy = GET_CXY( file_xp );
191        vfs_file_t * file_ptr = (vfs_file_t *)GET_PTR( file_xp );
192
193        // initialize "file_mapper", "file_offset", "file_size" fields in vseg
194        vseg->mapper_xp   = (xptr_t)hal_remote_lwd( XPTR( file_cxy , &file_ptr->mapper ) );
195        vseg->file_offset = file_offset;
196        vseg->file_size   = file_size;
197
198        // update reference counter in file descriptor
199                vfs_file_count_up( file_xp );
200        }
201
202        return 0;
203
204} // end elf_segments_register()
205
206///////////////////////////////////////////////
207error_t elf_load_process( char      * pathname,
208                          process_t * process)
209{
210        kmem_req_t   req;              // kmem request for program header
211        Elf_Ehdr     header;           // local buffer for .elf header
212        void       * segs_base;        // pointer on buffer for segment descriptors array
213        uint32_t     segs_size;        // size of buffer for segment descriptors array
214        xptr_t       file_xp;          // extended pointer on created file descriptor
215        uint32_t     file_id;          // file descriptor index (unused)
216        uint32_t     count;            // bytes counter
217        error_t      error;
218
219    elf_dmsg("\n[INFO] %s : enters for <%s>\n", __FUNCTION__ , pathname );
220
221    // avoid GCC warning
222        file_xp = XPTR_NULL; 
223        file_id = -1;
224
225        // open file
226        error = vfs_open( process->vfs_cwd_xp,
227                          pathname,
228                          O_RDONLY,
229                          0,
230                          &file_xp,
231                          &file_id );
232        if( error )
233        {
234                printk("\n[ERROR] in %s : failed to open file %s\n", __FUNCTION__ , pathname );
235                return -1;
236        }
237
238    elf_dmsg("\n[INFO] %s : file <%s> open\n", __FUNCTION__ , pathname );
239
240        // load header in local buffer
241        error = elf_header_load( file_xp ,
242                                 &header,
243                                 sizeof(Elf_Ehdr) );
244        if( error )
245        {
246                printk("\n[ERROR] in %s : cannot get header file %s\n", __FUNCTION__ , pathname );
247                vfs_close( file_xp , file_id );
248                return -1;
249        }
250
251        elf_dmsg("\n[INFO] %s : loaded elf header for %s\n", __FUNCTION__ , pathname );
252
253        if( header.e_phnum == 0 )
254        {
255                printk("\n[ERROR] in %s : no segments found\n", __FUNCTION__ );
256                vfs_close( file_xp , file_id );
257                return -1;
258        }
259
260        // compute buffer size for segment descriptors array
261        segs_size = sizeof(Elf_Phdr) * header.e_phnum;
262
263        // allocate memory for segment descriptors array
264        req.type  = KMEM_GENERIC;
265        req.size  = segs_size;
266        req.flags = AF_KERNEL;
267        segs_base = kmem_alloc( &req );
268
269        if( segs_base == NULL )
270        {
271                printk("\n[ERROR] in %s : no memory for segment descriptors\n", __FUNCTION__ );
272                vfs_close( file_xp , file_id );
273                return -1;
274        }
275
276        // set seek pointer in file descriptor to access segment descriptors array
277        error = vfs_lseek( file_xp , header.e_phoff, SEEK_SET , NULL );
278
279        if( error )
280        {
281                printk("\n[ERROR] in %s : cannot seek for descriptors array\n", __FUNCTION__ );
282                vfs_close( file_xp , file_id );
283                req.ptr = segs_base;
284                kmem_free( &req );
285                return -1;
286        }
287
288        // load seg descriptors array to local buffer
289        count = vfs_user_move( true,       // to_buffer
290                               file_xp,
291                               segs_base,
292                               segs_size );
293
294        if( count != segs_size )
295        {
296                printk("\n[ERROR] in %s : cannot read segments descriptors\n", __FUNCTION__ );
297                vfs_close( file_xp , file_id );
298                req.ptr = segs_base;
299                kmem_free( &req );
300                return -1;
301        }
302
303        elf_dmsg("\n[INFO] %s loaded segments descriptors for %s \n", __FUNCTION__ , pathname );
304
305        // register loadable segments in process VMM
306        error = elf_segments_register( file_xp,
307                                       segs_base,
308                                       header.e_phnum,
309                                       process );
310        if( error )
311        {
312                vfs_close( file_xp , file_id );
313                req.ptr = segs_base;
314                kmem_free( &req );
315                return -1;
316        }
317
318        // register process entry point in VMM
319        process->vmm.entry_point = (intptr_t)header.e_entry;
320
321        // register extended pointer on .elf file descriptor
322        process->vfs_bin_xp = file_xp;
323
324        // release allocated memory for program header
325        req.ptr = segs_base;
326        kmem_free(&req);
327
328        elf_dmsg("\n[INFO] %s successfully completed / entry point = %x for %s]\n",
329                 __FUNCTION__, (uint32_t) header.e_entry , pathname );
330
331        return 0;
332
333}  // end elf_load_process()
334
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.