Quelle  relocate.c   Sprache: C

/*
 * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
 * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
 * for more details.
 *
 * Support for Kernel relocation at boot time
 *
 * Copyright (C) 2015, Imagination Technologies Ltd.
 * Authors: Matt Redfearn (matt.redfearn@mips.com)
 */
#include <asm/bootinfo.h>
#include <asm/cacheflush.h>
#include <asm/fw/fw.h>
#include <asm/sections.h>
#include <asm/setup.h>
#include <asm/timex.h>
#include <linux/elf.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/libfdt.h>
#include <linux/of_fdt.h>
#include <linux/panic_notifier.h>
#include <linux/sched/task.h>
#include <linux/start_kernel.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/printk.h>

#define RELOCATED(x) ((void *)((long)x + offset))

extern u32 _relocation_start[]; /* End kernel image / start relocation table */
extern u32 _relocation_end[]; /* End relocation table */

extern long __start___ex_table; /* Start exception table */
extern long __stop___ex_table; /* End exception table */

extern void __weak plat_fdt_relocated(void *new_location);

/*
 * This function may be defined for a platform to perform any post-relocation
 * fixup necessary.
 * Return non-zero to abort relocation
 */
int __weak plat_post_relocation(long offset)
{
 return 0;
}

static inline u32 __init get_synci_step(void)
{
 u32 res;

 __asm__("rdhwr  %0, $1" : "=r" (res));

 return res;
}

static void __init sync_icache(void *kbase, unsigned long kernel_length)
{
 void *kend = kbase + kernel_length;
 u32 step = get_synci_step();

 do {
  __asm__ __volatile__(
   "synci  0(%0)"
   : /* no output */
   : "r" (kbase));

  kbase += step;
 } while (step && kbase < kend);

 /* Completion barrier */
 __sync();
}

static void __init apply_r_mips_64_rel(u32 *loc_new, long offset)
{
 *(u64 *)loc_new += offset;
}

static void __init apply_r_mips_32_rel(u32 *loc_new, long offset)
{
 *loc_new += offset;
}

static int __init apply_r_mips_26_rel(u32 *loc_orig, u32 *loc_new, long offset)
{
 unsigned long target_addr = (*loc_orig) & 0x03ffffff;

 if (offset % 4) {
  pr_err("Dangerous R_MIPS_26 REL relocation\n");
  return -ENOEXEC;
 }

 /* Original target address */
 target_addr <<= 2;
 target_addr += (unsigned long)loc_orig & 0xf0000000;

 /* Get the new target address */
 target_addr += offset;

 if ((target_addr & 0xf0000000) != ((unsigned long)loc_new & 0xf0000000)) {
  pr_err("R_MIPS_26 REL relocation overflow\n");
  return -ENOEXEC;
 }

 target_addr -= (unsigned long)loc_new & 0xf0000000;
 target_addr >>= 2;

 *loc_new = (*loc_new & ~0x03ffffff) | (target_addr & 0x03ffffff);

 return 0;
}


static void __init apply_r_mips_hi16_rel(u32 *loc_orig, u32 *loc_new,
      long offset)
{
 unsigned long insn = *loc_orig;
 unsigned long target = (insn & 0xffff) << 16; /* high 16bits of target */

 target += offset;

 *loc_new = (insn & ~0xffff) | ((target >> 16) & 0xffff);
}

static int __init reloc_handler(u32 type, u32 *loc_orig, u32 *loc_new,
    long offset)
{
 switch (type) {
 case R_MIPS_64:
  apply_r_mips_64_rel(loc_new, offset);
  break;
 case R_MIPS_32:
  apply_r_mips_32_rel(loc_new, offset);
  break;
 case R_MIPS_26:
  return apply_r_mips_26_rel(loc_orig, loc_new, offset);
 case R_MIPS_HI16:
  apply_r_mips_hi16_rel(loc_orig, loc_new, offset);
  break;
 default:
  pr_err("Unhandled relocation type %d at 0x%p\n", type,
         loc_orig);
  return -ENOEXEC;
 }

 return 0;
}

static int __init do_relocations(void *kbase_old, void *kbase_new, long offset)
{
 u32 *r;
 u32 *loc_orig;
 u32 *loc_new;
 int type;
 int res;

 for (r = _relocation_start; r < _relocation_end; r++) {
  /* Sentinel for last relocation */
  if (*r == 0)
   break;

  type = (*r >> 24) & 0xff;
  loc_orig = kbase_old + ((*r & 0x00ffffff) << 2);
  loc_new = RELOCATED(loc_orig);

  res = reloc_handler(type, loc_orig, loc_new, offset);
  if (res)
   return res;
 }

 return 0;
}

/*
 * The exception table is filled in by the relocs tool after vmlinux is linked.
 * It must be relocated separately since there will not be any relocation
 * information for it filled in by the linker.
 */
static int __init relocate_exception_table(long offset)
{
 unsigned long *etable_start, *etable_end, *e;

 etable_start = RELOCATED(&__start___ex_table);
 etable_end = RELOCATED(&__stop___ex_table);

 for (e = etable_start; e < etable_end; e++)
  *e += offset;

 return 0;
}

#ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE

static inline __init unsigned long rotate_xor(unsigned long hash,
           const void *area, size_t size)
{
 const typeof(hash) *ptr = PTR_ALIGN(area, sizeof(hash));
 size_t diff, i;

 diff = (void *)ptr - area;
 if (unlikely(size < diff + sizeof(hash)))
  return hash;

 size = ALIGN_DOWN(size - diff, sizeof(hash));

 for (i = 0; i < size / sizeof(hash); i++) {
  /* Rotate by odd number of bits and XOR. */
  hash = (hash << ((sizeof(hash) * 8) - 7)) | (hash >> 7);
  hash ^= ptr[i];
 }

 return hash;
}

static inline __init unsigned long get_random_boot(void)
{
 unsigned long entropy = random_get_entropy();
 unsigned long hash = 0;

 /* Attempt to create a simple but unpredictable starting entropy. */
 hash = rotate_xor(hash, linux_banner, strlen(linux_banner));

 /* Add in any runtime entropy we can get */
 hash = rotate_xor(hash, &entropy, sizeof(entropy));

#if defined(CONFIG_USE_OF)
 /* Get any additional entropy passed in device tree */
 if (initial_boot_params) {
  int node, len;
  u64 *prop;

  node = fdt_path_offset(initial_boot_params, "/chosen");
  if (node >= 0) {
   prop = fdt_getprop_w(initial_boot_params, node,
          "kaslr-seed", &len);
   if (prop && (len == sizeof(u64)))
    hash = rotate_xor(hash, prop, sizeof(*prop));
  }
 }
#endif /* CONFIG_USE_OF */

 return hash;
}

static inline __init bool kaslr_disabled(void)
{
 char *str;

#if defined(CONFIG_CMDLINE_BOOL)
 const char *builtin_cmdline = CONFIG_CMDLINE;

 str = strstr(builtin_cmdline, "nokaslr");
 if (str == builtin_cmdline ||
     (str > builtin_cmdline && *(str - 1) == ' '))
  return true;
#endif
 str = strstr(arcs_cmdline, "nokaslr");
 if (str == arcs_cmdline || (str > arcs_cmdline && *(str - 1) == ' '))
  return true;

 return false;
}

static inline void __init *determine_relocation_address(void)
{
 /* Choose a new address for the kernel */
 unsigned long kernel_length;
 void *dest = &_text;
 unsigned long offset;

 if (kaslr_disabled())
  return dest;

 kernel_length = (long)_end - (long)(&_text);

 offset = get_random_boot() << 16;
 offset &= (CONFIG_RANDOMIZE_BASE_MAX_OFFSET - 1);
 if (offset < kernel_length)
  offset += ALIGN(kernel_length, 0xffff);

 return RELOCATED(dest);
}

#else

static inline void __init *determine_relocation_address(void)
{
 /*
  * Choose a new address for the kernel
  * For now we'll hard code the destination
 */
 return (void *)0xffffffff81000000;
}

#endif

static inline int __init relocation_addr_valid(void *loc_new)
{
 if ((unsigned long)loc_new & 0x0000ffff) {
  /* Inappropriately aligned new location */
  return 0;
 }
 if ((unsigned long)loc_new < (unsigned long)&_end) {
  /* New location overlaps original kernel */
  return 0;
 }
 return 1;
}

static inline void __init update_kaslr_offset(unsigned long *addr, long offset)
{
 unsigned long *new_addr = (unsigned long *)RELOCATED(addr);

 *new_addr = (unsigned long)offset;
}

#if defined(CONFIG_USE_OF)
void __weak *plat_get_fdt(void)
{
 return NULL;
}
#endif

void *__init relocate_kernel(void)
{
 void *loc_new;
 unsigned long kernel_length;
 unsigned long bss_length;
 long offset = 0;
 int res = 1;
 /* Default to original kernel entry point */
 void *kernel_entry = start_kernel;
 void *fdt = NULL;

 /* Get the command line */
 fw_init_cmdline();
#if defined(CONFIG_USE_OF)
 /* Deal with the device tree */
 fdt = plat_get_fdt();
 early_init_dt_scan(fdt, __pa(fdt));
 if (boot_command_line[0]) {
  /* Boot command line was passed in device tree */
  strscpy(arcs_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 }
#endif /* CONFIG_USE_OF */

 kernel_length = (long)(&_relocation_start) - (long)(&_text);
 bss_length = (long)&__bss_stop - (long)&__bss_start;

 loc_new = determine_relocation_address();

 /* Sanity check relocation address */
 if (relocation_addr_valid(loc_new))
  offset = (unsigned long)loc_new - (unsigned long)(&_text);

 /* Reset the command line now so we don't end up with a duplicate */
 arcs_cmdline[0] = '\0';

 if (offset) {
  void (*fdt_relocated_)(void *) = NULL;
#if defined(CONFIG_USE_OF)
  unsigned long fdt_phys = virt_to_phys(fdt);

  /*
   * If built-in dtb is used then it will have been relocated
   * during kernel _text relocation. If appended DTB is used
   * then it will not be relocated, but it should remain
   * intact in the original location. If dtb is loaded by
   * the bootloader then it may need to be moved if it crosses
   * the target memory area
 */

  if (fdt_phys >= virt_to_phys(RELOCATED(&_text)) &&
   fdt_phys <= virt_to_phys(RELOCATED(&_end))) {
   void *fdt_relocated =
    RELOCATED(ALIGN((long)&_end, PAGE_SIZE));
   memcpy(fdt_relocated, fdt, fdt_totalsize(fdt));
   fdt = fdt_relocated;
   fdt_relocated_ = RELOCATED(&plat_fdt_relocated);
  }
#endif /* CONFIG_USE_OF */

  /* Copy the kernel to its new location */
  memcpy(loc_new, &_text, kernel_length);

  /* Perform relocations on the new kernel */
  res = do_relocations(&_text, loc_new, offset);
  if (res < 0)
   goto out;

  /* Sync the caches ready for execution of new kernel */
  sync_icache(loc_new, kernel_length);

  res = relocate_exception_table(offset);
  if (res < 0)
   goto out;

  /*
   * The original .bss has already been cleared, and
   * some variables such as command line parameters
   * stored to it so make a copy in the new location.
 */
  memcpy(RELOCATED(&__bss_start), &__bss_start, bss_length);

  /*
   * If fdt was stored outside of the kernel image and
   * had to be moved then update platform's state data
   * with the new fdt location
 */
  if (fdt_relocated_)
   fdt_relocated_(fdt);

  /*
   * Last chance for the platform to abort relocation.
   * This may also be used by the platform to perform any
   * initialisation required now that the new kernel is
   * resident in memory and ready to be executed.
 */
  if (plat_post_relocation(offset))
   goto out;

  /* The current thread is now within the relocated image */
  __current_thread_info = RELOCATED(&init_thread_union);

  /* Return the new kernel's entry point */
  kernel_entry = RELOCATED(start_kernel);

  /* Error may occur before, so keep it at last */
  update_kaslr_offset(&__kaslr_offset, offset);
 }
out:
 return kernel_entry;
}

/*
 * Show relocation information on panic.
 */
static void show_kernel_relocation(const char *level)
{
 if (__kaslr_offset > 0) {
  printk(level);
  pr_cont("Kernel relocated by 0x%p\n", (void *)__kaslr_offset);
  pr_cont(" .text @ 0x%p\n", _text);
  pr_cont(" .data @ 0x%p\n", _sdata);
  pr_cont(" .bss  @ 0x%p\n", __bss_start);
 }
}

static int kernel_location_notifier_fn(struct notifier_block *self,
           unsigned long v, void *p)
{
 show_kernel_relocation(KERN_EMERG);
 return NOTIFY_DONE;
}

static struct notifier_block kernel_location_notifier = {
 .notifier_call = kernel_location_notifier_fn
};

static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
{
 atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
           &kernel_location_notifier);
 return 0;
}
__initcall(register_kernel_offset_dumper);