drivers/firmware/efi/libstub/efi-stub-helper.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Helper functions used by the EFI stub on multiple
   4  * architectures. This should be #included by the EFI stub
   5  * implementation files.
   6  *
   7  * Copyright 2011 Intel Corporation; author Matt Fleming
   8  */
   9
  10 #include <stdarg.h>
  11
  12 #include <linux/ctype.h>
  13 #include <linux/efi.h>
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/printk.h> /* For CONSOLE_LOGLEVEL_* */
  16 #include <asm/efi.h>
  17 #include <asm/setup.h>
  18
  19 #include "efistub.h"
  20
  21 bool efi_nochunk;
  22 bool efi_nokaslr = !IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE);
  23 bool efi_noinitrd;
  24 int efi_loglevel = CONSOLE_LOGLEVEL_DEFAULT;
  25 bool efi_novamap;
  26
  27 static bool efi_nosoftreserve;
  28 static bool efi_disable_pci_dma = IS_ENABLED(CONFIG_EFI_DISABLE_PCI_DMA);
  29
  30 bool __pure __efi_soft_reserve_enabled(void)
  31 {
  32         return !efi_nosoftreserve;
  33 }
  34
  35 /**
  36  * efi_char16_puts() - Write a UCS-2 encoded string to the console
  37  * @str:        UCS-2 encoded string
  38  */
  39 void efi_char16_puts(efi_char16_t *str)
  40 {
  41         efi_call_proto(efi_table_attr(efi_system_table, con_out),
  42                        output_string, str);
  43 }
  44
  45 static
  46 u32 utf8_to_utf32(const u8 **s8)
  47 {
  48         u32 c32;
  49         u8 c0, cx;
  50         size_t clen, i;
  51
  52         c0 = cx = *(*s8)++;
  53         /*
  54          * The position of the most-significant 0 bit gives us the length of
  55          * a multi-octet encoding.
  56          */
  57         for (clen = 0; cx & 0x80; ++clen)
  58                 cx <<= 1;
  59         /*
  60          * If the 0 bit is in position 8, this is a valid single-octet
  61          * encoding. If the 0 bit is in position 7 or positions 1-3, the
  62          * encoding is invalid.
  63          * In either case, we just return the first octet.
  64          */
  65         if (clen < 2 || clen > 4)
  66                 return c0;
  67         /* Get the bits from the first octet. */
  68         c32 = cx >> clen--;
  69         for (i = 0; i < clen; ++i) {
  70                 /* Trailing octets must have 10 in most significant bits. */
  71                 cx = (*s8)[i] ^ 0x80;
  72                 if (cx & 0xc0)
  73                         return c0;
  74                 c32 = (c32 << 6) | cx;
  75         }
  76         /*
  77          * Check for validity:
  78          * - The character must be in the Unicode range.
  79          * - It must not be a surrogate.
  80          * - It must be encoded using the correct number of octets.
  81          */
  82         if (c32 > 0x10ffff ||
  83             (c32 & 0xf800) == 0xd800 ||
  84             clen != (c32 >= 0x80) + (c32 >= 0x800) + (c32 >= 0x10000))
  85                 return c0;
  86         *s8 += clen;
  87         return c32;
  88 }
  89
  90 /**
  91  * efi_puts() - Write a UTF-8 encoded string to the console
  92  * @str:        UTF-8 encoded string
  93  */
  94 void efi_puts(const char *str)
  95 {
  96         efi_char16_t buf[128];
  97         size_t pos = 0, lim = ARRAY_SIZE(buf);
  98         const u8 *s8 = (const u8 *)str;
  99         u32 c32;
 100
 101         while (*s8) {
 102                 if (*s8 == '\n')
 103                         buf[pos++] = L'\r';
 104                 c32 = utf8_to_utf32(&s8);
 105                 if (c32 < 0x10000) {
 106                         /* Characters in plane 0 use a single word. */
 107                         buf[pos++] = c32;
 108                 } else {
 109                         /*
 110                          * Characters in other planes encode into a surrogate
 111                          * pair.
 112                          */
 113                         buf[pos++] = (0xd800 - (0x10000 >> 10)) + (c32 >> 10);
 114                         buf[pos++] = 0xdc00 + (c32 & 0x3ff);
 115                 }
 116                 if (*s8 == '\0' || pos >= lim - 2) {
 117                         buf[pos] = L'\0';
 118                         efi_char16_puts(buf);
 119                         pos = 0;
 120                 }
 121         }
 122 }
 123
 124 /**
 125  * efi_printk() - Print a kernel message
 126  * @fmt:        format string
 127  *
 128  * The first letter of the format string is used to determine the logging level
 129  * of the message. If the level is less then the current EFI logging level, the
 130  * message is suppressed. The message will be truncated to 255 bytes.
 131  *
 132  * Return:      number of printed characters
 133  */
 134 int efi_printk(const char *fmt, ...)
 135 {
 136         char printf_buf[256];
 137         va_list args;
 138         int printed;
 139         int loglevel = printk_get_level(fmt);
 140
 141         switch (loglevel) {
 142         case '0' ... '9':
 143                 loglevel -= '0';
 144                 break;
 145         default:
 146                 /*
 147                  * Use loglevel -1 for cases where we just want to print to
 148                  * the screen.
 149                  */
 150                 loglevel = -1;
 151                 break;
 152         }
 153
 154         if (loglevel >= efi_loglevel)
 155                 return 0;
 156
 157         if (loglevel >= 0)
 158                 efi_puts("EFI stub: ");
 159
 160         fmt = printk_skip_level(fmt);
 161
 162         va_start(args, fmt);
 163         printed = vsnprintf(printf_buf, sizeof(printf_buf), fmt, args);
 164         va_end(args);
 165
 166         efi_puts(printf_buf);
 167         if (printed >= sizeof(printf_buf)) {
 168                 efi_puts("[Message truncated]\n");
 169                 return -1;
 170         }
 171
 172         return printed;
 173 }
 174
 175 /**
 176  * efi_parse_options() - Parse EFI command line options
 177  * @cmdline:    kernel command line
 178  *
 179  * Parse the ASCII string @cmdline for EFI options, denoted by the efi=
 180  * option, e.g. efi=nochunk.
 181  *
 182  * It should be noted that efi= is parsed in two very different
 183  * environments, first in the early boot environment of the EFI boot
 184  * stub, and subsequently during the kernel boot.
 185  *
 186  * Return:      status code
 187  */
 188 efi_status_t efi_parse_options(char const *cmdline)
 189 {
 190         size_t len;
 191         efi_status_t status;
 192         char *str, *buf;
 193
 194         if (!cmdline)
 195                 return EFI_SUCCESS;
 196
 197         len = strnlen(cmdline, COMMAND_LINE_SIZE - 1) + 1;
 198         status = efi_bs_call(allocate_pool, EFI_LOADER_DATA, len, (void **)&buf);
 199         if (status != EFI_SUCCESS)
 200                 return status;
 201
 202         memcpy(buf, cmdline, len - 1);
 203         buf[len - 1] = '\0';
 204         str = skip_spaces(buf);
 205
 206         while (*str) {
 207                 char *param, *val;
 208
 209                 str = next_arg(str, &param, &val);
 210                 if (!val && !strcmp(param, "--"))
 211                         break;
 212
 213                 if (!strcmp(param, "nokaslr")) {
 214                         efi_nokaslr = true;
 215                 } else if (!strcmp(param, "quiet")) {
 216                         efi_loglevel = CONSOLE_LOGLEVEL_QUIET;
 217                 } else if (!strcmp(param, "noinitrd")) {
 218                         efi_noinitrd = true;
 219                 } else if (!strcmp(param, "efi") && val) {
 220                         efi_nochunk = parse_option_str(val, "nochunk");
 221                         efi_novamap = parse_option_str(val, "novamap");
 222
 223                         efi_nosoftreserve = IS_ENABLED(CONFIG_EFI_SOFT_RESERVE) &&
 224                                             parse_option_str(val, "nosoftreserve");
 225
 226                         if (parse_option_str(val, "disable_early_pci_dma"))
 227                                 efi_disable_pci_dma = true;
 228                         if (parse_option_str(val, "no_disable_early_pci_dma"))
 229                                 efi_disable_pci_dma = false;
 230                         if (parse_option_str(val, "debug"))
 231                                 efi_loglevel = CONSOLE_LOGLEVEL_DEBUG;
 232                 } else if (!strcmp(param, "video") &&
 233                            val && strstarts(val, "efifb:")) {
 234                         efi_parse_option_graphics(val + strlen("efifb:"));
 235                 }
 236         }
 237         efi_bs_call(free_pool, buf);
 238         return EFI_SUCCESS;
 239 }
 240
 241 /*
 242  * Convert the unicode UEFI command line to ASCII to pass to kernel.
 243  * Size of memory allocated return in *cmd_line_len.
 244  * Returns NULL on error.
 245  */
 246 char *efi_convert_cmdline(efi_loaded_image_t *image, int *cmd_line_len)
 247 {
 248         const u16 *s2;
 249         unsigned long cmdline_addr = 0;
 250         int options_chars = efi_table_attr(image, load_options_size) / 2;
 251         const u16 *options = efi_table_attr(image, load_options);
 252         int options_bytes = 0, safe_options_bytes = 0;  /* UTF-8 bytes */
 253         bool in_quote = false;
 254         efi_status_t status;
 255
 256         if (options) {
 257                 s2 = options;
 258                 while (options_bytes < COMMAND_LINE_SIZE && options_chars--) {
 259                         u16 c = *s2++;
 260
 261                         if (c < 0x80) {
 262                                 if (c == L'\0' || c == L'\n')
 263                                         break;
 264                                 if (c == L'"')
 265                                         in_quote = !in_quote;
 266                                 else if (!in_quote && isspace((char)c))
 267                                         safe_options_bytes = options_bytes;
 268
 269                                 options_bytes++;
 270                                 continue;
 271                         }
 272
 273                         /*
 274                          * Get the number of UTF-8 bytes corresponding to a
 275                          * UTF-16 character.
 276                          * The first part handles everything in the BMP.
 277                          */
 278                         options_bytes += 2 + (c >= 0x800);
 279                         /*
 280                          * Add one more byte for valid surrogate pairs. Invalid
 281                          * surrogates will be replaced with 0xfffd and take up
 282                          * only 3 bytes.
 283                          */
 284                         if ((c & 0xfc00) == 0xd800) {
 285                                 /*
 286                                  * If the very last word is a high surrogate,
 287                                  * we must ignore it since we can't access the
 288                                  * low surrogate.
 289                                  */
 290                                 if (!options_chars) {
 291                                         options_bytes -= 3;
 292                                 } else if ((*s2 & 0xfc00) == 0xdc00) {
 293                                         options_bytes++;
 294                                         options_chars--;
 295                                         s2++;
 296                                 }
 297                         }
 298                 }
 299                 if (options_bytes >= COMMAND_LINE_SIZE) {
 300                         options_bytes = safe_options_bytes;
 301                         efi_err("Command line is too long: truncated to %d bytes\n",
 302                                 options_bytes);
 303                 }
 304         }
 305
 306         options_bytes++;        /* NUL termination */
 307
 308         status = efi_bs_call(allocate_pool, EFI_LOADER_DATA, options_bytes,
 309                              (void **)&cmdline_addr);
 310         if (status != EFI_SUCCESS)
 311                 return NULL;
 312
 313         snprintf((char *)cmdline_addr, options_bytes, "%.*ls",
 314                  options_bytes - 1, options);
 315
 316         *cmd_line_len = options_bytes;
 317         return (char *)cmdline_addr;
 318 }
 319
 320 /**
 321  * efi_exit_boot_services() - Exit boot services
 322  * @handle:     handle of the exiting image
 323  * @map:        pointer to receive the memory map
 324  * @priv:       argument to be passed to @priv_func
 325  * @priv_func:  function to process the memory map before exiting boot services
 326  *
 327  * Handle calling ExitBootServices according to the requirements set out by the
 328  * spec.  Obtains the current memory map, and returns that info after calling
 329  * ExitBootServices.  The client must specify a function to perform any
 330  * processing of the memory map data prior to ExitBootServices.  A client
 331  * specific structure may be passed to the function via priv.  The client
 332  * function may be called multiple times.
 333  *
 334  * Return:      status code
 335  */
 336 efi_status_t efi_exit_boot_services(void *handle,
 337                                     struct efi_boot_memmap *map,
 338                                     void *priv,
 339                                     efi_exit_boot_map_processing priv_func)
 340 {
 341         efi_status_t status;
 342
 343         status = efi_get_memory_map(map);
 344
 345         if (status != EFI_SUCCESS)
 346                 goto fail;
 347
 348         status = priv_func(map, priv);
 349         if (status != EFI_SUCCESS)
 350                 goto free_map;
 351
 352         if (efi_disable_pci_dma)
 353                 efi_pci_disable_bridge_busmaster();
 354
 355         status = efi_bs_call(exit_boot_services, handle, *map->key_ptr);
 356
 357         if (status == EFI_INVALID_PARAMETER) {
 358                 /*
 359                  * The memory map changed between efi_get_memory_map() and
 360                  * exit_boot_services().  Per the UEFI Spec v2.6, Section 6.4:
 361                  * EFI_BOOT_SERVICES.ExitBootServices we need to get the
 362                  * updated map, and try again.  The spec implies one retry
 363                  * should be sufficent, which is confirmed against the EDK2
 364                  * implementation.  Per the spec, we can only invoke
 365                  * get_memory_map() and exit_boot_services() - we cannot alloc
 366                  * so efi_get_memory_map() cannot be used, and we must reuse
 367                  * the buffer.  For all practical purposes, the headroom in the
 368                  * buffer should account for any changes in the map so the call
 369                  * to get_memory_map() is expected to succeed here.
 370                  */
 371                 *map->map_size = *map->buff_size;
 372                 status = efi_bs_call(get_memory_map,
 373                                      map->map_size,
 374                                      *map->map,
 375                                      map->key_ptr,
 376                                      map->desc_size,
 377                                      map->desc_ver);
 378
 379                 /* exit_boot_services() was called, thus cannot free */
 380                 if (status != EFI_SUCCESS)
 381                         goto fail;
 382
 383                 status = priv_func(map, priv);
 384                 /* exit_boot_services() was called, thus cannot free */
 385                 if (status != EFI_SUCCESS)
 386                         goto fail;
 387
 388                 status = efi_bs_call(exit_boot_services, handle, *map->key_ptr);
 389         }
 390
 391         /* exit_boot_services() was called, thus cannot free */
 392         if (status != EFI_SUCCESS)
 393                 goto fail;
 394
 395         return EFI_SUCCESS;
 396
 397 free_map:
 398         efi_bs_call(free_pool, *map->map);
 399 fail:
 400         return status;
 401 }
 402
 403 /**
 404  * get_efi_config_table() - retrieve UEFI configuration table
 405  * @guid:       GUID of the configuration table to be retrieved
 406  * Return:      pointer to the configuration table or NULL
 407  */
 408 void *get_efi_config_table(efi_guid_t guid)
 409 {
 410         unsigned long tables = efi_table_attr(efi_system_table, tables);
 411         int nr_tables = efi_table_attr(efi_system_table, nr_tables);
 412         int i;
 413
 414         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
 415                 efi_config_table_t *t = (void *)tables;
 416
 417                 if (efi_guidcmp(t->guid, guid) == 0)
 418                         return efi_table_attr(t, table);
 419
 420                 tables += efi_is_native() ? sizeof(efi_config_table_t)
 421                                           : sizeof(efi_config_table_32_t);
 422         }
 423         return NULL;
 424 }
 425
 426 /*
 427  * The LINUX_EFI_INITRD_MEDIA_GUID vendor media device path below provides a way
 428  * for the firmware or bootloader to expose the initrd data directly to the stub
 429  * via the trivial LoadFile2 protocol, which is defined in the UEFI spec, and is
 430  * very easy to implement. It is a simple Linux initrd specific conduit between
 431  * kernel and firmware, allowing us to put the EFI stub (being part of the
 432  * kernel) in charge of where and when to load the initrd, while leaving it up
 433  * to the firmware to decide whether it needs to expose its filesystem hierarchy
 434  * via EFI protocols.
 435  */
 436 static const struct {
 437         struct efi_vendor_dev_path      vendor;
 438         struct efi_generic_dev_path     end;
 439 } __packed initrd_dev_path = {
 440         {
 441                 {
 442                         EFI_DEV_MEDIA,
 443                         EFI_DEV_MEDIA_VENDOR,
 444                         sizeof(struct efi_vendor_dev_path),
 445                 },
 446                 LINUX_EFI_INITRD_MEDIA_GUID
 447         }, {
 448                 EFI_DEV_END_PATH,
 449                 EFI_DEV_END_ENTIRE,
 450                 sizeof(struct efi_generic_dev_path)
 451         }
 452 };
 453
 454 /**
 455  * efi_load_initrd_dev_path() - load the initrd from the Linux initrd device path
 456  * @load_addr:  pointer to store the address where the initrd was loaded
 457  * @load_size:  pointer to store the size of the loaded initrd
 458  * @max:        upper limit for the initrd memory allocation
 459  *
 460  * Return:
 461  * * %EFI_SUCCESS if the initrd was loaded successfully, in which
 462  *   case @load_addr and @load_size are assigned accordingly
 463  * * %EFI_NOT_FOUND if no LoadFile2 protocol exists on the initrd device path
 464  * * %EFI_INVALID_PARAMETER if load_addr == NULL or load_size == NULL
 465  * * %EFI_OUT_OF_RESOURCES if memory allocation failed
 466  * * %EFI_LOAD_ERROR in all other cases
 467  */
 468 static
 469 efi_status_t efi_load_initrd_dev_path(unsigned long *load_addr,
 470                                       unsigned long *load_size,
 471                                       unsigned long max)
 472 {
 473         efi_guid_t lf2_proto_guid = EFI_LOAD_FILE2_PROTOCOL_GUID;
 474         efi_device_path_protocol_t *dp;
 475         efi_load_file2_protocol_t *lf2;
 476         unsigned long initrd_addr;
 477         unsigned long initrd_size;
 478         efi_handle_t handle;
 479         efi_status_t status;
 480
 481         dp = (efi_device_path_protocol_t *)&initrd_dev_path;
 482         status = efi_bs_call(locate_device_path, &lf2_proto_guid, &dp, &handle);
 483         if (status != EFI_SUCCESS)
 484                 return status;
 485
 486         status = efi_bs_call(handle_protocol, handle, &lf2_proto_guid,
 487                              (void **)&lf2);
 488         if (status != EFI_SUCCESS)
 489                 return status;
 490
 491         status = efi_call_proto(lf2, load_file, dp, false, &initrd_size, NULL);
 492         if (status != EFI_BUFFER_TOO_SMALL)
 493                 return EFI_LOAD_ERROR;
 494
 495         status = efi_allocate_pages(initrd_size, &initrd_addr, max);
 496         if (status != EFI_SUCCESS)
 497                 return status;
 498
 499         status = efi_call_proto(lf2, load_file, dp, false, &initrd_size,
 500                                 (void *)initrd_addr);
 501         if (status != EFI_SUCCESS) {
 502                 efi_free(initrd_size, initrd_addr);
 503                 return EFI_LOAD_ERROR;
 504         }
 505
 506         *load_addr = initrd_addr;
 507         *load_size = initrd_size;
 508         return EFI_SUCCESS;
 509 }
 510
 511 static
 512 efi_status_t efi_load_initrd_cmdline(efi_loaded_image_t *image,
 513                                      unsigned long *load_addr,
 514                                      unsigned long *load_size,
 515                                      unsigned long soft_limit,
 516                                      unsigned long hard_limit)
 517 {
 518         if (!IS_ENABLED(CONFIG_EFI_GENERIC_STUB_INITRD_CMDLINE_LOADER) ||
 519             (IS_ENABLED(CONFIG_X86) && (!efi_is_native() || image == NULL))) {
 520                 *load_addr = *load_size = 0;
 521                 return EFI_SUCCESS;
 522         }
 523
 524         return handle_cmdline_files(image, L"initrd=", sizeof(L"initrd=") - 2,
 525                                     soft_limit, hard_limit,
 526                                     load_addr, load_size);
 527 }
 528
 529 /**
 530  * efi_load_initrd() - Load initial RAM disk
 531  * @image:      EFI loaded image protocol
 532  * @load_addr:  pointer to loaded initrd
 533  * @load_size:  size of loaded initrd
 534  * @soft_limit: preferred size of allocated memory for loading the initrd
 535  * @hard_limit: minimum size of allocated memory
 536  *
 537  * Return:      status code
 538  */
 539 efi_status_t efi_load_initrd(efi_loaded_image_t *image,
 540                              unsigned long *load_addr,
 541                              unsigned long *load_size,
 542                              unsigned long soft_limit,
 543                              unsigned long hard_limit)
 544 {
 545         efi_status_t status;
 546
 547         if (!load_addr || !load_size)
 548                 return EFI_INVALID_PARAMETER;
 549
 550         status = efi_load_initrd_dev_path(load_addr, load_size, hard_limit);
 551         if (status == EFI_SUCCESS) {
 552                 efi_info("Loaded initrd from LINUX_EFI_INITRD_MEDIA_GUID device path\n");
 553         } else if (status == EFI_NOT_FOUND) {
 554                 status = efi_load_initrd_cmdline(image, load_addr, load_size,
 555                                                  soft_limit, hard_limit);
 556                 if (status == EFI_SUCCESS && *load_size > 0)
 557                         efi_info("Loaded initrd from command line option\n");
 558         }
 559
 560         return status;
 561 }
 562
 563 /**
 564  * efi_wait_for_key() - Wait for key stroke
 565  * @usec:       number of microseconds to wait for key stroke
 566  * @key:        key entered
 567  *
 568  * Wait for up to @usec microseconds for a key stroke.
 569  *
 570  * Return:      status code, EFI_SUCCESS if key received
 571  */
 572 efi_status_t efi_wait_for_key(unsigned long usec, efi_input_key_t *key)
 573 {
 574         efi_event_t events[2], timer;
 575         unsigned long index;
 576         efi_simple_text_input_protocol_t *con_in;
 577         efi_status_t status;
 578
 579         con_in = efi_table_attr(efi_system_table, con_in);
 580         if (!con_in)
 581                 return EFI_UNSUPPORTED;
 582         efi_set_event_at(events, 0, efi_table_attr(con_in, wait_for_key));
 583
 584         status = efi_bs_call(create_event, EFI_EVT_TIMER, 0, NULL, NULL, &timer);
 585         if (status != EFI_SUCCESS)
 586                 return status;
 587
 588         status = efi_bs_call(set_timer, timer, EfiTimerRelative,
 589                              EFI_100NSEC_PER_USEC * usec);
 590         if (status != EFI_SUCCESS)
 591                 return status;
 592         efi_set_event_at(events, 1, timer);
 593
 594         status = efi_bs_call(wait_for_event, 2, events, &index);
 595         if (status == EFI_SUCCESS) {
 596                 if (index == 0)
 597                         status = efi_call_proto(con_in, read_keystroke, key);
 598                 else
 599                         status = EFI_TIMEOUT;
 600         }
 601
 602         efi_bs_call(close_event, timer);
 603
 604         return status;
 605 }