arch/arm64/kernel/kaslr.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2016 Linaro Ltd <ard.biesheuvel@linaro.org>
   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 version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  */
   8
   9 #include <linux/crc32.h>
  10 #include <linux/init.h>
  11 #include <linux/libfdt.h>
  12 #include <linux/mm_types.h>
  13 #include <linux/sched.h>
  14 #include <linux/types.h>
  15
  16 #include <asm/fixmap.h>
  17 #include <asm/kernel-pgtable.h>
  18 #include <asm/memory.h>
  19 #include <asm/mmu.h>
  20 #include <asm/pgtable.h>
  21 #include <asm/sections.h>
  22
  23 u64 __read_mostly module_alloc_base;
  24
  25 static __init u64 get_kaslr_seed(void *fdt)
  26 {
  27         int node, len;
  28         u64 *prop;
  29         u64 ret;
  30
  31         node = fdt_path_offset(fdt, "/chosen");
  32         if (node < 0)
  33                 return 0;
  34
  35         prop = fdt_getprop_w(fdt, node, "kaslr-seed", &len);
  36         if (!prop || len != sizeof(u64))
  37                 return 0;
  38
  39         ret = fdt64_to_cpu(*prop);
  40         *prop = 0;
  41         return ret;
  42 }
  43
  44 static __init const u8 *get_cmdline(void *fdt)
  45 {
  46         static __initconst const u8 default_cmdline[] = CONFIG_CMDLINE;
  47
  48         if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMDLINE_FORCE)) {
  49                 int node;
  50                 const u8 *prop;
  51
  52                 node = fdt_path_offset(fdt, "/chosen");
  53                 if (node < 0)
  54                         goto out;
  55
  56                 prop = fdt_getprop(fdt, node, "bootargs", NULL);
  57                 if (!prop)
  58                         goto out;
  59                 return prop;
  60         }
  61 out:
  62         return default_cmdline;
  63 }
  64
  65 extern void *__init __fixmap_remap_fdt(phys_addr_t dt_phys, int *size,
  66                                        pgprot_t prot);
  67
  68 /*
  69  * This routine will be executed with the kernel mapped at its default virtual
  70  * address, and if it returns successfully, the kernel will be remapped, and
  71  * start_kernel() will be executed from a randomized virtual offset. The
  72  * relocation will result in all absolute references (e.g., static variables
  73  * containing function pointers) to be reinitialized, and zero-initialized
  74  * .bss variables will be reset to 0.
  75  */
  76 u64 __init kaslr_early_init(u64 dt_phys)
  77 {
  78         void *fdt;
  79         u64 seed, offset, mask, module_range;
  80         const u8 *cmdline, *str;
  81         int size;
  82
  83         /*
  84          * Set a reasonable default for module_alloc_base in case
  85          * we end up running with module randomization disabled.
  86          */
  87         module_alloc_base = (u64)_etext - MODULES_VSIZE;
  88
  89         /*
  90          * Try to map the FDT early. If this fails, we simply bail,
  91          * and proceed with KASLR disabled. We will make another
  92          * attempt at mapping the FDT in setup_machine()
  93          */
  94         early_fixmap_init();
  95         fdt = __fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL);
  96         if (!fdt)
  97                 return 0;
  98
  99         /*
 100          * Retrieve (and wipe) the seed from the FDT
 101          */
 102         seed = get_kaslr_seed(fdt);
 103         if (!seed)
 104                 return 0;
 105
 106         /*
 107          * Check if 'nokaslr' appears on the command line, and
 108          * return 0 if that is the case.
 109          */
 110         cmdline = get_cmdline(fdt);
 111         str = strstr(cmdline, "nokaslr");
 112         if (str == cmdline || (str > cmdline && *(str - 1) == ' '))
 113                 return 0;
 114
 115         /*
 116          * OK, so we are proceeding with KASLR enabled. Calculate a suitable
 117          * kernel image offset from the seed. Let's place the kernel in the
 118          * lower half of the VMALLOC area (VA_BITS - 2).
 119          * Even if we could randomize at page granularity for 16k and 64k pages,
 120          * let's always round to 2 MB so we don't interfere with the ability to
 121          * map using contiguous PTEs
 122          */
 123         mask = ((1UL << (VA_BITS - 2)) - 1) & ~(SZ_2M - 1);
 124         offset = seed & mask;
 125
 126         /*
 127          * The kernel Image should not extend across a 1GB/32MB/512MB alignment
 128          * boundary (for 4KB/16KB/64KB granule kernels, respectively). If this
 129          * happens, increase the KASLR offset by the size of the kernel image.
 130          */
 131         if ((((u64)_text + offset) >> SWAPPER_TABLE_SHIFT) !=
 132             (((u64)_end + offset) >> SWAPPER_TABLE_SHIFT))
 133                 offset = (offset + (u64)(_end - _text)) & mask;
 134
 135         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN))
 136                 /*
 137                  * KASAN does not expect the module region to intersect the
 138                  * vmalloc region, since shadow memory is allocated for each
 139                  * module at load time, whereas the vmalloc region is shadowed
 140                  * by KASAN zero pages. So keep modules out of the vmalloc
 141                  * region if KASAN is enabled.
 142                  */
 143                 return offset;
 144
 145         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_MODULE_REGION_FULL)) {
 146                 /*
 147                  * Randomize the module region independently from the core
 148                  * kernel. This prevents modules from leaking any information
 149                  * about the address of the kernel itself, but results in
 150                  * branches between modules and the core kernel that are
 151                  * resolved via PLTs. (Branches between modules will be
 152                  * resolved normally.)
 153                  */
 154                 module_range = VMALLOC_END - VMALLOC_START - MODULES_VSIZE;
 155                 module_alloc_base = VMALLOC_START;
 156         } else {
 157                 /*
 158                  * Randomize the module region by setting module_alloc_base to
 159                  * a PAGE_SIZE multiple in the range [_etext - MODULES_VSIZE,
 160                  * _stext) . This guarantees that the resulting region still
 161                  * covers [_stext, _etext], and that all relative branches can
 162                  * be resolved without veneers.
 163                  */
 164                 module_range = MODULES_VSIZE - (u64)(_etext - _stext);
 165                 module_alloc_base = (u64)_etext + offset - MODULES_VSIZE;
 166         }
 167
 168         /* use the lower 21 bits to randomize the base of the module region */
 169         module_alloc_base += (module_range * (seed & ((1 << 21) - 1))) >> 21;
 170         module_alloc_base &= PAGE_MASK;
 171
 172         return offset;
 173 }