2fbee4f19f38a3640c141a0bcfab504bb9994d57
[platform/kernel/u-boot.git] / common / spl / spl_fit.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Copyright (C) 2016 Google, Inc
4  * Written by Simon Glass <sjg@chromium.org>
5  */
6
7 #include <common.h>
8 #include <errno.h>
9 #include <fpga.h>
10 #include <gzip.h>
11 #include <image.h>
12 #include <log.h>
13 #include <malloc.h>
14 #include <spl.h>
15 #include <sysinfo.h>
16 #include <asm/cache.h>
17 #include <linux/libfdt.h>
18
19 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
20
21 #ifndef CONFIG_SPL_LOAD_FIT_APPLY_OVERLAY_BUF_SZ
22 #define CONFIG_SPL_LOAD_FIT_APPLY_OVERLAY_BUF_SZ (64 * 1024)
23 #endif
24
25 #ifndef CONFIG_SYS_BOOTM_LEN
26 #define CONFIG_SYS_BOOTM_LEN    (64 << 20)
27 #endif
28
29 __weak void board_spl_fit_post_load(ulong load_addr, size_t length)
30 {
31 }
32
33 __weak ulong board_spl_fit_size_align(ulong size)
34 {
35         return size;
36 }
37
38 static int find_node_from_desc(const void *fit, int node, const char *str)
39 {
40         int child;
41
42         if (node < 0)
43                 return -EINVAL;
44
45         /* iterate the FIT nodes and find a matching description */
46         for (child = fdt_first_subnode(fit, node); child >= 0;
47              child = fdt_next_subnode(fit, child)) {
48                 int len;
49                 const char *desc = fdt_getprop(fit, child, "description", &len);
50
51                 if (!desc)
52                         continue;
53
54                 if (!strcmp(desc, str))
55                         return child;
56         }
57
58         return -ENOENT;
59 }
60
61 /**
62  * spl_fit_get_image_name(): By using the matching configuration subnode,
63  * retrieve the name of an image, specified by a property name and an index
64  * into that.
65  * @fit:        Pointer to the FDT blob.
66  * @images:     Offset of the /images subnode.
67  * @type:       Name of the property within the configuration subnode.
68  * @index:      Index into the list of strings in this property.
69  * @outname:    Name of the image
70  *
71  * Return:      0 on success, or a negative error number
72  */
73 static int spl_fit_get_image_name(const void *fit, int images,
74                                   const char *type, int index,
75                                   const char **outname)
76 {
77         struct udevice *sysinfo;
78         const char *name, *str;
79         __maybe_unused int node;
80         int conf_node;
81         int len, i;
82         bool found = true;
83
84         conf_node = fit_find_config_node(fit);
85         if (conf_node < 0) {
86 #ifdef CONFIG_SPL_LIBCOMMON_SUPPORT
87                 printf("No matching DT out of these options:\n");
88                 for (node = fdt_first_subnode(fit, conf_node);
89                      node >= 0;
90                      node = fdt_next_subnode(fit, node)) {
91                         name = fdt_getprop(fit, node, "description", &len);
92                         printf("   %s\n", name);
93                 }
94 #endif
95                 return conf_node;
96         }
97
98         name = fdt_getprop(fit, conf_node, type, &len);
99         if (!name) {
100                 debug("cannot find property '%s': %d\n", type, len);
101                 return -EINVAL;
102         }
103
104         str = name;
105         for (i = 0; i < index; i++) {
106                 str = strchr(str, '\0') + 1;
107                 if (!str || (str - name >= len)) {
108                         found = false;
109                         break;
110                 }
111         }
112
113         if (!found && CONFIG_IS_ENABLED(SYSINFO) && !sysinfo_get(&sysinfo)) {
114                 int rc;
115                 /*
116                  * no string in the property for this index. Check if the
117                  * sysinfo-level code can supply one.
118                  */
119                 rc = sysinfo_get_fit_loadable(sysinfo, index - i - 1, type,
120                                               &str);
121                 if (rc && rc != -ENOENT)
122                         return rc;
123
124                 if (!rc) {
125                         /*
126                          * The sysinfo provided a name for a loadable.
127                          * Try to match it against the description properties
128                          * first. If no matching node is found, use it as a
129                          * node name.
130                          */
131                         int node;
132                         int images = fdt_path_offset(fit, FIT_IMAGES_PATH);
133
134                         node = find_node_from_desc(fit, images, str);
135                         if (node > 0)
136                                 str = fdt_get_name(fit, node, NULL);
137
138                         found = true;
139                 }
140         }
141
142         if (!found) {
143                 debug("no string for index %d\n", index);
144                 return -E2BIG;
145         }
146
147         *outname = str;
148         return 0;
149 }
150
151 /**
152  * spl_fit_get_image_node(): By using the matching configuration subnode,
153  * retrieve the name of an image, specified by a property name and an index
154  * into that.
155  * @fit:        Pointer to the FDT blob.
156  * @images:     Offset of the /images subnode.
157  * @type:       Name of the property within the configuration subnode.
158  * @index:      Index into the list of strings in this property.
159  *
160  * Return:      the node offset of the respective image node or a negative
161  *              error number.
162  */
163 static int spl_fit_get_image_node(const void *fit, int images,
164                                   const char *type, int index)
165 {
166         const char *str;
167         int err;
168         int node;
169
170         err = spl_fit_get_image_name(fit, images, type, index, &str);
171         if (err)
172                 return err;
173
174         debug("%s: '%s'\n", type, str);
175
176         node = fdt_subnode_offset(fit, images, str);
177         if (node < 0) {
178                 pr_err("cannot find image node '%s': %d\n", str, node);
179                 return -EINVAL;
180         }
181
182         return node;
183 }
184
185 static int get_aligned_image_offset(struct spl_load_info *info, int offset)
186 {
187         /*
188          * If it is a FS read, get the first address before offset which is
189          * aligned to ARCH_DMA_MINALIGN. If it is raw read return the
190          * block number to which offset belongs.
191          */
192         if (info->filename)
193                 return offset & ~(ARCH_DMA_MINALIGN - 1);
194
195         return offset / info->bl_len;
196 }
197
198 static int get_aligned_image_overhead(struct spl_load_info *info, int offset)
199 {
200         /*
201          * If it is a FS read, get the difference between the offset and
202          * the first address before offset which is aligned to
203          * ARCH_DMA_MINALIGN. If it is raw read return the offset within the
204          * block.
205          */
206         if (info->filename)
207                 return offset & (ARCH_DMA_MINALIGN - 1);
208
209         return offset % info->bl_len;
210 }
211
212 static int get_aligned_image_size(struct spl_load_info *info, int data_size,
213                                   int offset)
214 {
215         data_size = data_size + get_aligned_image_overhead(info, offset);
216
217         if (info->filename)
218                 return data_size;
219
220         return (data_size + info->bl_len - 1) / info->bl_len;
221 }
222
223 /**
224  * spl_load_fit_image(): load the image described in a certain FIT node
225  * @info:       points to information about the device to load data from
226  * @sector:     the start sector of the FIT image on the device
227  * @fit:        points to the flattened device tree blob describing the FIT
228  *              image
229  * @base_offset: the beginning of the data area containing the actual
230  *              image data, relative to the beginning of the FIT
231  * @node:       offset of the DT node describing the image to load (relative
232  *              to @fit)
233  * @image_info: will be filled with information about the loaded image
234  *              If the FIT node does not contain a "load" (address) property,
235  *              the image gets loaded to the address pointed to by the
236  *              load_addr member in this struct.
237  *
238  * Return:      0 on success or a negative error number.
239  */
240 static int spl_load_fit_image(struct spl_load_info *info, ulong sector,
241                               void *fit, ulong base_offset, int node,
242                               struct spl_image_info *image_info)
243 {
244         int offset;
245         size_t length;
246         int len;
247         ulong size;
248         ulong load_addr, load_ptr;
249         void *src;
250         ulong overhead;
251         int nr_sectors;
252         int align_len = ARCH_DMA_MINALIGN - 1;
253         uint8_t image_comp = -1, type = -1;
254         const void *data;
255         bool external_data = false;
256
257         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_FPGA) ||
258             (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_OS_BOOT) && IS_ENABLED(CONFIG_SPL_GZIP))) {
259                 if (fit_image_get_type(fit, node, &type))
260                         puts("Cannot get image type.\n");
261                 else
262                         debug("%s ", genimg_get_type_name(type));
263         }
264
265         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_GZIP)) {
266                 fit_image_get_comp(fit, node, &image_comp);
267                 debug("%s ", genimg_get_comp_name(image_comp));
268         }
269
270         if (fit_image_get_load(fit, node, &load_addr))
271                 load_addr = image_info->load_addr;
272
273         if (!fit_image_get_data_position(fit, node, &offset)) {
274                 external_data = true;
275         } else if (!fit_image_get_data_offset(fit, node, &offset)) {
276                 offset += base_offset;
277                 external_data = true;
278         }
279
280         if (external_data) {
281                 /* External data */
282                 if (fit_image_get_data_size(fit, node, &len))
283                         return -ENOENT;
284
285                 load_ptr = (load_addr + align_len) & ~align_len;
286                 length = len;
287
288                 overhead = get_aligned_image_overhead(info, offset);
289                 nr_sectors = get_aligned_image_size(info, length, offset);
290
291                 if (info->read(info,
292                                sector + get_aligned_image_offset(info, offset),
293                                nr_sectors, (void *)load_ptr) != nr_sectors)
294                         return -EIO;
295
296                 debug("External data: dst=%lx, offset=%x, size=%lx\n",
297                       load_ptr, offset, (unsigned long)length);
298                 src = (void *)load_ptr + overhead;
299         } else {
300                 /* Embedded data */
301                 if (fit_image_get_data(fit, node, &data, &length)) {
302                         puts("Cannot get image data/size\n");
303                         return -ENOENT;
304                 }
305                 debug("Embedded data: dst=%lx, size=%lx\n", load_addr,
306                       (unsigned long)length);
307                 src = (void *)data;
308         }
309
310 #ifdef CONFIG_SPL_FIT_SIGNATURE
311         printf("## Checking hash(es) for Image %s ... ",
312                fit_get_name(fit, node, NULL));
313         if (!fit_image_verify_with_data(fit, node,
314                                          src, length))
315                 return -EPERM;
316         puts("OK\n");
317 #endif
318
319 #ifdef CONFIG_SPL_FIT_IMAGE_POST_PROCESS
320         board_fit_image_post_process(&src, &length);
321 #endif
322
323         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_GZIP) && image_comp == IH_COMP_GZIP) {
324                 size = length;
325                 if (gunzip((void *)load_addr, CONFIG_SYS_BOOTM_LEN,
326                            src, &size)) {
327                         puts("Uncompressing error\n");
328                         return -EIO;
329                 }
330                 length = size;
331         } else {
332                 memcpy((void *)load_addr, src, length);
333         }
334
335         if (image_info) {
336                 ulong entry_point;
337
338                 image_info->load_addr = load_addr;
339                 image_info->size = length;
340
341                 if (!fit_image_get_entry(fit, node, &entry_point))
342                         image_info->entry_point = entry_point;
343                 else
344                         image_info->entry_point = FDT_ERROR;
345         }
346
347         return 0;
348 }
349
350 static int spl_fit_append_fdt(struct spl_image_info *spl_image,
351                               struct spl_load_info *info, ulong sector,
352                               void *fit, int images, ulong base_offset)
353 {
354         struct spl_image_info image_info;
355         int node, ret = 0, index = 0;
356
357         /*
358          * Use the address following the image as target address for the
359          * device tree.
360          */
361         image_info.load_addr = spl_image->load_addr + spl_image->size;
362
363         /* Figure out which device tree the board wants to use */
364         node = spl_fit_get_image_node(fit, images, FIT_FDT_PROP, index++);
365         if (node < 0) {
366                 debug("%s: cannot find FDT node\n", __func__);
367
368                 /*
369                  * U-Boot did not find a device tree inside the FIT image. Use
370                  * the U-Boot device tree instead.
371                  */
372                 if (gd->fdt_blob)
373                         memcpy((void *)image_info.load_addr, gd->fdt_blob,
374                                fdt_totalsize(gd->fdt_blob));
375                 else
376                         return node;
377         } else {
378                 ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset, node,
379                                          &image_info);
380                 if (ret < 0)
381                         return ret;
382         }
383
384         /* Make the load-address of the FDT available for the SPL framework */
385         spl_image->fdt_addr = (void *)image_info.load_addr;
386 #if !CONFIG_IS_ENABLED(FIT_IMAGE_TINY)
387         if (CONFIG_IS_ENABLED(LOAD_FIT_APPLY_OVERLAY)) {
388                 void *tmpbuffer = NULL;
389
390                 for (; ; index++) {
391                         node = spl_fit_get_image_node(fit, images, FIT_FDT_PROP,
392                                                       index);
393                         if (node == -E2BIG) {
394                                 debug("%s: No additional FDT node\n", __func__);
395                                 break;
396                         } else if (node < 0) {
397                                 debug("%s: unable to find FDT node %d\n",
398                                       __func__, index);
399                                 continue;
400                         }
401
402                         if (!tmpbuffer) {
403                                 /*
404                                  * allocate memory to store the DT overlay
405                                  * before it is applied. It may not be used
406                                  * depending on how the overlay is stored, so
407                                  * don't fail yet if the allocation failed.
408                                  */
409                                 tmpbuffer = malloc(CONFIG_SPL_LOAD_FIT_APPLY_OVERLAY_BUF_SZ);
410                                 if (!tmpbuffer)
411                                         debug("%s: unable to allocate space for overlays\n",
412                                               __func__);
413                         }
414                         image_info.load_addr = (ulong)tmpbuffer;
415                         ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset,
416                                                  node, &image_info);
417                         if (ret < 0)
418                                 break;
419
420                         /* Make room in FDT for changes from the overlay */
421                         ret = fdt_increase_size(spl_image->fdt_addr,
422                                                 image_info.size);
423                         if (ret < 0)
424                                 break;
425
426                         ret = fdt_overlay_apply_verbose(spl_image->fdt_addr,
427                                                         (void *)image_info.load_addr);
428                         if (ret) {
429                                 pr_err("failed to apply DT overlay %s\n",
430                                        fit_get_name(fit, node, NULL));
431                                 break;
432                         }
433
434                         debug("%s: DT overlay %s applied\n", __func__,
435                               fit_get_name(fit, node, NULL));
436                 }
437                 free(tmpbuffer);
438                 if (ret)
439                         return ret;
440         }
441         /* Try to make space, so we can inject details on the loadables */
442         ret = fdt_shrink_to_minimum(spl_image->fdt_addr, 8192);
443         if (ret < 0)
444                 return ret;
445 #endif
446
447         return ret;
448 }
449
450 static int spl_fit_record_loadable(const void *fit, int images, int index,
451                                    void *blob, struct spl_image_info *image)
452 {
453         int ret = 0;
454 #if !CONFIG_IS_ENABLED(FIT_IMAGE_TINY)
455         const char *name;
456         int node;
457
458         ret = spl_fit_get_image_name(fit, images, "loadables",
459                                      index, &name);
460         if (ret < 0)
461                 return ret;
462
463         node = spl_fit_get_image_node(fit, images, "loadables", index);
464
465         ret = fdt_record_loadable(blob, index, name, image->load_addr,
466                                   image->size, image->entry_point,
467                                   fdt_getprop(fit, node, "type", NULL),
468                                   fdt_getprop(fit, node, "os", NULL));
469 #endif
470         return ret;
471 }
472
473 static int spl_fit_image_get_os(const void *fit, int noffset, uint8_t *os)
474 {
475 #if CONFIG_IS_ENABLED(FIT_IMAGE_TINY) && !defined(CONFIG_SPL_OS_BOOT)
476         const char *name = fdt_getprop(fit, noffset, FIT_OS_PROP, NULL);
477
478         if (!name)
479                 return -ENOENT;
480
481         /*
482          * We don't care what the type of the image actually is,
483          * only whether or not it is U-Boot. This saves some
484          * space by omitting the large table of OS types.
485          */
486         if (!strcmp(name, "u-boot"))
487                 *os = IH_OS_U_BOOT;
488         else
489                 *os = IH_OS_INVALID;
490
491         return 0;
492 #else
493         return fit_image_get_os(fit, noffset, os);
494 #endif
495 }
496
497 /*
498  * Weak default function to allow customizing SPL fit loading for load-only
499  * use cases by allowing to skip the parsing/processing of the FIT contents
500  * (so that this can be done separately in a more customized fashion)
501  */
502 __weak bool spl_load_simple_fit_skip_processing(void)
503 {
504         return false;
505 }
506
507 int spl_load_simple_fit(struct spl_image_info *spl_image,
508                         struct spl_load_info *info, ulong sector, void *fit)
509 {
510         int sectors;
511         ulong size;
512         unsigned long count;
513         struct spl_image_info image_info;
514         int node = -1;
515         int images, ret;
516         int base_offset, hsize, align_len = ARCH_DMA_MINALIGN - 1;
517         int index = 0;
518         int firmware_node;
519
520         /*
521          * For FIT with external data, figure out where the external images
522          * start. This is the base for the data-offset properties in each
523          * image.
524          */
525         size = fdt_totalsize(fit);
526         size = (size + 3) & ~3;
527         size = board_spl_fit_size_align(size);
528         base_offset = (size + 3) & ~3;
529
530         /*
531          * So far we only have one block of data from the FIT. Read the entire
532          * thing, including that first block, placing it so it finishes before
533          * where we will load the image.
534          *
535          * Note that we will load the image such that its first byte will be
536          * at the load address. Since that byte may be part-way through a
537          * block, we may load the image up to one block before the load
538          * address. So take account of that here by subtracting an addition
539          * block length from the FIT start position.
540          *
541          * In fact the FIT has its own load address, but we assume it cannot
542          * be before CONFIG_SYS_TEXT_BASE.
543          *
544          * For FIT with data embedded, data is loaded as part of FIT image.
545          * For FIT with external data, data is not loaded in this step.
546          */
547         hsize = (size + info->bl_len + align_len) & ~align_len;
548         fit = spl_get_load_buffer(-hsize, hsize);
549         sectors = get_aligned_image_size(info, size, 0);
550         count = info->read(info, sector, sectors, fit);
551         debug("fit read sector %lx, sectors=%d, dst=%p, count=%lu, size=0x%lx\n",
552               sector, sectors, fit, count, size);
553
554         if (count == 0)
555                 return -EIO;
556
557         /* skip further processing if requested to enable load-only use cases */
558         if (spl_load_simple_fit_skip_processing())
559                 return 0;
560
561         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_FIT_SIGNATURE)) {
562                 int conf_offset = fit_find_config_node(fit);
563
564                 printf("## Checking hash(es) for config %s ... ",
565                        fit_get_name(fit, conf_offset, NULL));
566                 if (fit_config_verify(fit, conf_offset))
567                         return -EPERM;
568                 puts("OK\n");
569         }
570
571         /* find the node holding the images information */
572         images = fdt_path_offset(fit, FIT_IMAGES_PATH);
573         if (images < 0) {
574                 debug("%s: Cannot find /images node: %d\n", __func__, images);
575                 return -1;
576         }
577
578 #ifdef CONFIG_SPL_FPGA
579         node = spl_fit_get_image_node(fit, images, "fpga", 0);
580         if (node >= 0) {
581                 /* Load the image and set up the spl_image structure */
582                 ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset, node,
583                                          spl_image);
584                 if (ret) {
585                         printf("%s: Cannot load the FPGA: %i\n", __func__, ret);
586                         return ret;
587                 }
588
589                 debug("FPGA bitstream at: %x, size: %x\n",
590                       (u32)spl_image->load_addr, spl_image->size);
591
592                 ret = fpga_load(0, (const void *)spl_image->load_addr,
593                                 spl_image->size, BIT_FULL);
594                 if (ret) {
595                         printf("%s: Cannot load the image to the FPGA\n",
596                                __func__);
597                         return ret;
598                 }
599
600                 puts("FPGA image loaded from FIT\n");
601                 node = -1;
602         }
603 #endif
604
605         /*
606          * Find the U-Boot image using the following search order:
607          *   - start at 'firmware' (e.g. an ARM Trusted Firmware)
608          *   - fall back 'kernel' (e.g. a Falcon-mode OS boot
609          *   - fall back to using the first 'loadables' entry
610          */
611         if (node < 0)
612                 node = spl_fit_get_image_node(fit, images, FIT_FIRMWARE_PROP,
613                                               0);
614 #ifdef CONFIG_SPL_OS_BOOT
615         if (node < 0)
616                 node = spl_fit_get_image_node(fit, images, FIT_KERNEL_PROP, 0);
617 #endif
618         if (node < 0) {
619                 debug("could not find firmware image, trying loadables...\n");
620                 node = spl_fit_get_image_node(fit, images, "loadables", 0);
621                 /*
622                  * If we pick the U-Boot image from "loadables", start at
623                  * the second image when later loading additional images.
624                  */
625                 index = 1;
626         }
627         if (node < 0) {
628                 debug("%s: Cannot find u-boot image node: %d\n",
629                       __func__, node);
630                 return -1;
631         }
632
633         /* Load the image and set up the spl_image structure */
634         ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset, node,
635                                  spl_image);
636         if (ret)
637                 return ret;
638
639         /*
640          * For backward compatibility, we treat the first node that is
641          * as a U-Boot image, if no OS-type has been declared.
642          */
643         if (!spl_fit_image_get_os(fit, node, &spl_image->os))
644                 debug("Image OS is %s\n", genimg_get_os_name(spl_image->os));
645 #if !defined(CONFIG_SPL_OS_BOOT)
646         else
647                 spl_image->os = IH_OS_U_BOOT;
648 #endif
649
650         /*
651          * Booting a next-stage U-Boot may require us to append the FDT.
652          * We allow this to fail, as the U-Boot image might embed its FDT.
653          */
654         if (spl_image->os == IH_OS_U_BOOT) {
655                 ret = spl_fit_append_fdt(spl_image, info, sector, fit,
656                                          images, base_offset);
657                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_OF_EMBED) && ret < 0)
658                         return ret;
659         }
660
661         firmware_node = node;
662         /* Now check if there are more images for us to load */
663         for (; ; index++) {
664                 uint8_t os_type = IH_OS_INVALID;
665
666                 node = spl_fit_get_image_node(fit, images, "loadables", index);
667                 if (node < 0)
668                         break;
669
670                 /*
671                  * if the firmware is also a loadable, skip it because
672                  * it already has been loaded. This is typically the case with
673                  * u-boot.img generated by mkimage.
674                  */
675                 if (firmware_node == node)
676                         continue;
677
678                 ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset, node,
679                                          &image_info);
680                 if (ret < 0)
681                         continue;
682
683                 if (!spl_fit_image_get_os(fit, node, &os_type))
684                         debug("Loadable is %s\n", genimg_get_os_name(os_type));
685
686                 if (os_type == IH_OS_U_BOOT) {
687                         spl_fit_append_fdt(&image_info, info, sector,
688                                            fit, images, base_offset);
689                         spl_image->fdt_addr = image_info.fdt_addr;
690                 }
691
692                 /*
693                  * If the "firmware" image did not provide an entry point,
694                  * use the first valid entry point from the loadables.
695                  */
696                 if (spl_image->entry_point == FDT_ERROR &&
697                     image_info.entry_point != FDT_ERROR)
698                         spl_image->entry_point = image_info.entry_point;
699
700                 /* Record our loadables into the FDT */
701                 if (spl_image->fdt_addr)
702                         spl_fit_record_loadable(fit, images, index,
703                                                 spl_image->fdt_addr,
704                                                 &image_info);
705         }
706
707         /*
708          * If a platform does not provide CONFIG_SYS_UBOOT_START, U-Boot's
709          * Makefile will set it to 0 and it will end up as the entry point
710          * here. What it actually means is: use the load address.
711          */
712         if (spl_image->entry_point == FDT_ERROR || spl_image->entry_point == 0)
713                 spl_image->entry_point = spl_image->load_addr;
714
715         spl_image->flags |= SPL_FIT_FOUND;
716
717 #ifdef CONFIG_IMX_HAB
718         board_spl_fit_post_load((ulong)fit, size);
719 #endif
720
721         return 0;
722 }