arch/arm64/kernel/kaslr.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2016 Linaro Ltd <ard.biesheuvel@linaro.org>
   4  */
   5
   6 #include <linux/cache.h>
   7 #include <linux/crc32.h>
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/libfdt.h>
  10 #include <linux/mm_types.h>
  11 #include <linux/sched.h>
  12 #include <linux/types.h>
  13 #include <linux/pgtable.h>
  14 #include <linux/random.h>
  15
  16 #include <asm/cacheflush.h>
  17 #include <asm/fixmap.h>
  18 #include <asm/kernel-pgtable.h>
  19 #include <asm/memory.h>
  20 #include <asm/mmu.h>
  21 #include <asm/sections.h>
  22 #include <asm/setup.h>
  23
  24 enum kaslr_status {
  25         KASLR_ENABLED,
  26         KASLR_DISABLED_CMDLINE,
  27         KASLR_DISABLED_NO_SEED,
  28         KASLR_DISABLED_FDT_REMAP,
  29 };
  30
  31 static enum kaslr_status __initdata kaslr_status;
  32 u64 __ro_after_init module_alloc_base;
  33 u16 __initdata memstart_offset_seed;
  34
  35 static __init u64 get_kaslr_seed(void *fdt)
  36 {
  37         int node, len;
  38         fdt64_t *prop;
  39         u64 ret;
  40
  41         node = fdt_path_offset(fdt, "/chosen");
  42         if (node < 0)
  43                 return 0;
  44
  45         prop = fdt_getprop_w(fdt, node, "kaslr-seed", &len);
  46         if (!prop || len != sizeof(u64))
  47                 return 0;
  48
  49         ret = fdt64_to_cpu(*prop);
  50         *prop = 0;
  51         return ret;
  52 }
  53
  54 struct arm64_ftr_override kaslr_feature_override __initdata;
  55
  56 /*
  57  * This routine will be executed with the kernel mapped at its default virtual
  58  * address, and if it returns successfully, the kernel will be remapped, and
  59  * start_kernel() will be executed from a randomized virtual offset. The
  60  * relocation will result in all absolute references (e.g., static variables
  61  * containing function pointers) to be reinitialized, and zero-initialized
  62  * .bss variables will be reset to 0.
  63  */
  64 u64 __init kaslr_early_init(void)
  65 {
  66         void *fdt;
  67         u64 seed, offset, mask, module_range;
  68         unsigned long raw;
  69
  70         /*
  71          * Set a reasonable default for module_alloc_base in case
  72          * we end up running with module randomization disabled.
  73          */
  74         module_alloc_base = (u64)_etext - MODULES_VSIZE;
  75         __flush_dcache_area(&module_alloc_base, sizeof(module_alloc_base));
  76
  77         /*
  78          * Try to map the FDT early. If this fails, we simply bail,
  79          * and proceed with KASLR disabled. We will make another
  80          * attempt at mapping the FDT in setup_machine()
  81          */
  82         fdt = get_early_fdt_ptr();
  83         if (!fdt) {
  84                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_FDT_REMAP;
  85                 return 0;
  86         }
  87
  88         /*
  89          * Retrieve (and wipe) the seed from the FDT
  90          */
  91         seed = get_kaslr_seed(fdt);
  92
  93         /*
  94          * Check if 'nokaslr' appears on the command line, and
  95          * return 0 if that is the case.
  96          */
  97         if (kaslr_feature_override.val & kaslr_feature_override.mask & 0xf) {
  98                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_CMDLINE;
  99                 return 0;
 100         }
 101
 102         /*
 103          * Mix in any entropy obtainable architecturally if enabled
 104          * and supported.
 105          */
 106
 107         if (arch_get_random_seed_long_early(&raw))
 108                 seed ^= raw;
 109
 110         if (!seed) {
 111                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_NO_SEED;
 112                 return 0;
 113         }
 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          * middle half of the VMALLOC area (VA_BITS_MIN - 2), and stay clear of
 119          * the lower and upper quarters to avoid colliding with other
 120          * allocations.
 121          * Even if we could randomize at page granularity for 16k and 64k pages,
 122          * let's always round to 2 MB so we don't interfere with the ability to
 123          * map using contiguous PTEs
 124          */
 125         mask = ((1UL << (VA_BITS_MIN - 2)) - 1) & ~(SZ_2M - 1);
 126         offset = BIT(VA_BITS_MIN - 3) + (seed & mask);
 127
 128         /* use the top 16 bits to randomize the linear region */
 129         memstart_offset_seed = seed >> 48;
 130
 131         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_VMALLOC) &&
 132             (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_GENERIC) ||
 133              IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_SW_TAGS)))
 134                 /*
 135                  * KASAN without KASAN_VMALLOC does not expect the module region
 136                  * to intersect the vmalloc region, since shadow memory is
 137                  * allocated for each module at load time, whereas the vmalloc
 138                  * region is shadowed by KASAN zero pages. So keep modules
 139                  * out of the vmalloc region if KASAN is enabled without
 140                  * KASAN_VMALLOC, and put the kernel well within 4 GB of the
 141                  * module region.
 142                  */
 143                 return offset % SZ_2G;
 144
 145         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_MODULE_REGION_FULL)) {
 146                 /*
 147                  * Randomize the module region over a 2 GB window covering the
 148                  * kernel. This reduces the risk of modules leaking 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 = SZ_2G - (u64)(_end - _stext);
 155                 module_alloc_base = max((u64)_end + offset - SZ_2G,
 156                                         (u64)MODULES_VADDR);
 157         } else {
 158                 /*
 159                  * Randomize the module region by setting module_alloc_base to
 160                  * a PAGE_SIZE multiple in the range [_etext - MODULES_VSIZE,
 161                  * _stext) . This guarantees that the resulting region still
 162                  * covers [_stext, _etext], and that all relative branches can
 163                  * be resolved without veneers.
 164                  */
 165                 module_range = MODULES_VSIZE - (u64)(_etext - _stext);
 166                 module_alloc_base = (u64)_etext + offset - MODULES_VSIZE;
 167         }
 168
 169         /* use the lower 21 bits to randomize the base of the module region */
 170         module_alloc_base += (module_range * (seed & ((1 << 21) - 1))) >> 21;
 171         module_alloc_base &= PAGE_MASK;
 172
 173         __flush_dcache_area(&module_alloc_base, sizeof(module_alloc_base));
 174         __flush_dcache_area(&memstart_offset_seed, sizeof(memstart_offset_seed));
 175
 176         return offset;
 177 }
 178
 179 static int __init kaslr_init(void)
 180 {
 181         switch (kaslr_status) {
 182         case KASLR_ENABLED:
 183                 pr_info("KASLR enabled\n");
 184                 break;
 185         case KASLR_DISABLED_CMDLINE:
 186                 pr_info("KASLR disabled on command line\n");
 187                 break;
 188         case KASLR_DISABLED_NO_SEED:
 189                 pr_warn("KASLR disabled due to lack of seed\n");
 190                 break;
 191         case KASLR_DISABLED_FDT_REMAP:
 192                 pr_warn("KASLR disabled due to FDT remapping failure\n");
 193                 break;
 194         }
 195
 196         return 0;
 197 }
 198 core_initcall(kaslr_init)