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         dcache_clean_inval_poc((unsigned long)&module_alloc_base,
  76                             (unsigned long)&module_alloc_base +
  77                                     sizeof(module_alloc_base));
  78
  79         /*
  80          * Try to map the FDT early. If this fails, we simply bail,
  81          * and proceed with KASLR disabled. We will make another
  82          * attempt at mapping the FDT in setup_machine()
  83          */
  84         fdt = get_early_fdt_ptr();
  85         if (!fdt) {
  86                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_FDT_REMAP;
  87                 return 0;
  88         }
  89
  90         /*
  91          * Retrieve (and wipe) the seed from the FDT
  92          */
  93         seed = get_kaslr_seed(fdt);
  94
  95         /*
  96          * Check if 'nokaslr' appears on the command line, and
  97          * return 0 if that is the case.
  98          */
  99         if (kaslr_feature_override.val & kaslr_feature_override.mask & 0xf) {
 100                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_CMDLINE;
 101                 return 0;
 102         }
 103
 104         /*
 105          * Mix in any entropy obtainable architecturally if enabled
 106          * and supported.
 107          */
 108
 109         if (arch_get_random_seed_long_early(&raw))
 110                 seed ^= raw;
 111
 112         if (!seed) {
 113                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_NO_SEED;
 114                 return 0;
 115         }
 116
 117         /*
 118          * OK, so we are proceeding with KASLR enabled. Calculate a suitable
 119          * kernel image offset from the seed. Let's place the kernel in the
 120          * middle half of the VMALLOC area (VA_BITS_MIN - 2), and stay clear of
 121          * the lower and upper quarters to avoid colliding with other
 122          * allocations.
 123          * Even if we could randomize at page granularity for 16k and 64k pages,
 124          * let's always round to 2 MB so we don't interfere with the ability to
 125          * map using contiguous PTEs
 126          */
 127         mask = ((1UL << (VA_BITS_MIN - 2)) - 1) & ~(SZ_2M - 1);
 128         offset = BIT(VA_BITS_MIN - 3) + (seed & mask);
 129
 130         /* use the top 16 bits to randomize the linear region */
 131         memstart_offset_seed = seed >> 48;
 132
 133         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_VMALLOC) &&
 134             (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_GENERIC) ||
 135              IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_SW_TAGS)))
 136                 /*
 137                  * KASAN without KASAN_VMALLOC does not expect the module region
 138                  * to intersect the vmalloc region, since shadow memory is
 139                  * allocated for each module at load time, whereas the vmalloc
 140                  * region is shadowed by KASAN zero pages. So keep modules
 141                  * out of the vmalloc region if KASAN is enabled without
 142                  * KASAN_VMALLOC, and put the kernel well within 4 GB of the
 143                  * module region.
 144                  */
 145                 return offset % SZ_2G;
 146
 147         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_MODULE_REGION_FULL)) {
 148                 /*
 149                  * Randomize the module region over a 2 GB window covering the
 150                  * kernel. This reduces the risk of modules leaking information
 151                  * about the address of the kernel itself, but results in
 152                  * branches between modules and the core kernel that are
 153                  * resolved via PLTs. (Branches between modules will be
 154                  * resolved normally.)
 155                  */
 156                 module_range = SZ_2G - (u64)(_end - _stext);
 157                 module_alloc_base = max((u64)_end + offset - SZ_2G,
 158                                         (u64)MODULES_VADDR);
 159         } else {
 160                 /*
 161                  * Randomize the module region by setting module_alloc_base to
 162                  * a PAGE_SIZE multiple in the range [_etext - MODULES_VSIZE,
 163                  * _stext) . This guarantees that the resulting region still
 164                  * covers [_stext, _etext], and that all relative branches can
 165                  * be resolved without veneers unless this region is exhausted
 166                  * and we fall back to a larger 2GB window in module_alloc()
 167                  * when ARM64_MODULE_PLTS is enabled.
 168                  */
 169                 module_range = MODULES_VSIZE - (u64)(_etext - _stext);
 170                 module_alloc_base = (u64)_etext + offset - MODULES_VSIZE;
 171         }
 172
 173         /* use the lower 21 bits to randomize the base of the module region */
 174         module_alloc_base += (module_range * (seed & ((1 << 21) - 1))) >> 21;
 175         module_alloc_base &= PAGE_MASK;
 176
 177         dcache_clean_inval_poc((unsigned long)&module_alloc_base,
 178                             (unsigned long)&module_alloc_base +
 179                                     sizeof(module_alloc_base));
 180         dcache_clean_inval_poc((unsigned long)&memstart_offset_seed,
 181                             (unsigned long)&memstart_offset_seed +
 182                                     sizeof(memstart_offset_seed));
 183
 184         return offset;
 185 }
 186
 187 static int __init kaslr_init(void)
 188 {
 189         switch (kaslr_status) {
 190         case KASLR_ENABLED:
 191                 pr_info("KASLR enabled\n");
 192                 break;
 193         case KASLR_DISABLED_CMDLINE:
 194                 pr_info("KASLR disabled on command line\n");
 195                 break;
 196         case KASLR_DISABLED_NO_SEED:
 197                 pr_warn("KASLR disabled due to lack of seed\n");
 198                 break;
 199         case KASLR_DISABLED_FDT_REMAP:
 200                 pr_warn("KASLR disabled due to FDT remapping failure\n");
 201                 break;
 202         }
 203
 204         return 0;
 205 }
 206 core_initcall(kaslr_init)