MIPS: Kernel: Add relocate.c
authorMatt Redfearn <matt.redfearn@imgtec.com>
Thu, 31 Mar 2016 09:05:36 +0000 (10:05 +0100)
committerRalf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Fri, 13 May 2016 12:02:02 +0000 (14:02 +0200)
arch/mips/kernel/relocate.c contains the functions necessary to relocate
the kernel elsewhere in memory

The kernel makes a copy of itself at the new address. It uses the
relocation table inserted by the relocs tool to fix symbol references
within the new image.

If copy/relocation is sucessful then the entry point of the new kernel
is returned, otherwise fall back to starting the kernel in place.

Signed-off-by: Matt Redfearn <matt.redfearn@imgtec.com>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paul Burton <paul.burton@imgtec.com>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: kernel-hardening@lists.openwall.com
Cc: linux-kernel@vger.kernel.org
Patchwork: https://patchwork.linux-mips.org/patch/12985/
Signed-off-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
arch/mips/kernel/Makefile
arch/mips/kernel/relocate.c [new file with mode: 0644]

index 8a8b775..e6053d0 100644 (file)
@@ -83,6 +83,8 @@ obj-$(CONFIG_I8253)           += i8253.o
 
 obj-$(CONFIG_GPIO_TXX9)                += gpio_txx9.o
 
+obj-$(CONFIG_RELOCATABLE)      += relocate.o
+
 obj-$(CONFIG_KEXEC)            += machine_kexec.o relocate_kernel.o crash.o
 obj-$(CONFIG_CRASH_DUMP)       += crash_dump.o
 obj-$(CONFIG_EARLY_PRINTK)     += early_printk.o
diff --git a/arch/mips/kernel/relocate.c b/arch/mips/kernel/relocate.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..742cc7a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,240 @@
+/*
+ * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
+ * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
+ * for more details.
+ *
+ * Support for Kernel relocation at boot time
+ *
+ * Copyright (C) 2015, Imagination Technologies Ltd.
+ * Authors: Matt Redfearn (matt.redfearn@imgtec.com)
+ */
+#include <asm/cacheflush.h>
+#include <asm/sections.h>
+#include <asm/setup.h>
+#include <asm/timex.h>
+#include <linux/elf.h>
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/sched.h>
+#include <linux/start_kernel.h>
+#include <linux/string.h>
+
+#define RELOCATED(x) ((void *)((long)x + offset))
+
+extern u32 _relocation_start[];        /* End kernel image / start relocation table */
+extern u32 _relocation_end[];  /* End relocation table */
+
+extern long __start___ex_table;        /* Start exception table */
+extern long __stop___ex_table; /* End exception table */
+
+static inline u32 __init get_synci_step(void)
+{
+       u32 res;
+
+       __asm__("rdhwr  %0, $1" : "=r" (res));
+
+       return res;
+}
+
+static void __init sync_icache(void *kbase, unsigned long kernel_length)
+{
+       void *kend = kbase + kernel_length;
+       u32 step = get_synci_step();
+
+       do {
+               __asm__ __volatile__(
+                       "synci  0(%0)"
+                       : /* no output */
+                       : "r" (kbase));
+
+               kbase += step;
+       } while (kbase < kend);
+
+       /* Completion barrier */
+       __sync();
+}
+
+static int __init apply_r_mips_64_rel(u32 *loc_orig, u32 *loc_new, long offset)
+{
+       *(u64 *)loc_new += offset;
+
+       return 0;
+}
+
+static int __init apply_r_mips_32_rel(u32 *loc_orig, u32 *loc_new, long offset)
+{
+       *loc_new += offset;
+
+       return 0;
+}
+
+static int __init apply_r_mips_26_rel(u32 *loc_orig, u32 *loc_new, long offset)
+{
+       unsigned long target_addr = (*loc_orig) & 0x03ffffff;
+
+       if (offset % 4) {
+               pr_err("Dangerous R_MIPS_26 REL relocation\n");
+               return -ENOEXEC;
+       }
+
+       /* Original target address */
+       target_addr <<= 2;
+       target_addr += (unsigned long)loc_orig & ~0x03ffffff;
+
+       /* Get the new target address */
+       target_addr += offset;
+
+       if ((target_addr & 0xf0000000) != ((unsigned long)loc_new & 0xf0000000)) {
+               pr_err("R_MIPS_26 REL relocation overflow\n");
+               return -ENOEXEC;
+       }
+
+       target_addr -= (unsigned long)loc_new & ~0x03ffffff;
+       target_addr >>= 2;
+
+       *loc_new = (*loc_new & ~0x03ffffff) | (target_addr & 0x03ffffff);
+
+       return 0;
+}
+
+
+static int __init apply_r_mips_hi16_rel(u32 *loc_orig, u32 *loc_new, long offset)
+{
+       unsigned long insn = *loc_orig;
+       unsigned long target = (insn & 0xffff) << 16; /* high 16bits of target */
+
+       target += offset;
+
+       *loc_new = (insn & ~0xffff) | ((target >> 16) & 0xffff);
+       return 0;
+}
+
+static int (*reloc_handlers_rel[]) (u32 *, u32 *, long) __initdata = {
+       [R_MIPS_64]             = apply_r_mips_64_rel,
+       [R_MIPS_32]             = apply_r_mips_32_rel,
+       [R_MIPS_26]             = apply_r_mips_26_rel,
+       [R_MIPS_HI16]           = apply_r_mips_hi16_rel,
+};
+
+int __init do_relocations(void *kbase_old, void *kbase_new, long offset)
+{
+       u32 *r;
+       u32 *loc_orig;
+       u32 *loc_new;
+       int type;
+       int res;
+
+       for (r = _relocation_start; r < _relocation_end; r++) {
+               /* Sentinel for last relocation */
+               if (*r == 0)
+                       break;
+
+               type = (*r >> 24) & 0xff;
+               loc_orig = (void *)(kbase_old + ((*r & 0x00ffffff) << 2));
+               loc_new = RELOCATED(loc_orig);
+
+               if (reloc_handlers_rel[type] == NULL) {
+                       /* Unsupported relocation */
+                       pr_err("Unhandled relocation type %d at 0x%pK\n",
+                              type, loc_orig);
+                       return -ENOEXEC;
+               }
+
+               res = reloc_handlers_rel[type](loc_orig, loc_new, offset);
+               if (res)
+                       return res;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * The exception table is filled in by the relocs tool after vmlinux is linked.
+ * It must be relocated separately since there will not be any relocation
+ * information for it filled in by the linker.
+ */
+static int __init relocate_exception_table(long offset)
+{
+       unsigned long *etable_start, *etable_end, *e;
+
+       etable_start = RELOCATED(&__start___ex_table);
+       etable_end = RELOCATED(&__stop___ex_table);
+
+       for (e = etable_start; e < etable_end; e++)
+               *e += offset;
+
+       return 0;
+}
+
+static inline void __init *determine_relocation_address(void)
+{
+       /*
+        * Choose a new address for the kernel
+        * For now we'll hard code the destination
+        */
+       return (void *)0xffffffff81000000;
+}
+
+static inline int __init relocation_addr_valid(void *loc_new)
+{
+       if ((unsigned long)loc_new & 0x0000ffff) {
+               /* Inappropriately aligned new location */
+               return 0;
+       }
+       if ((unsigned long)loc_new < (unsigned long)&_end) {
+               /* New location overlaps original kernel */
+               return 0;
+       }
+       return 1;
+}
+
+void *__init relocate_kernel(void)
+{
+       void *loc_new;
+       unsigned long kernel_length;
+       unsigned long bss_length;
+       long offset = 0;
+       int res = 1;
+       /* Default to original kernel entry point */
+       void *kernel_entry = start_kernel;
+
+       kernel_length = (long)(&_relocation_start) - (long)(&_text);
+       bss_length = (long)&__bss_stop - (long)&__bss_start;
+
+       loc_new = determine_relocation_address();
+
+       /* Sanity check relocation address */
+       if (relocation_addr_valid(loc_new))
+               offset = (unsigned long)loc_new - (unsigned long)(&_text);
+
+       if (offset) {
+               /* Copy the kernel to it's new location */
+               memcpy(loc_new, &_text, kernel_length);
+
+               /* Perform relocations on the new kernel */
+               res = do_relocations(&_text, loc_new, offset);
+               if (res < 0)
+                       goto out;
+
+               /* Sync the caches ready for execution of new kernel */
+               sync_icache(loc_new, kernel_length);
+
+               res = relocate_exception_table(offset);
+               if (res < 0)
+                       goto out;
+
+               /*
+                * The original .bss has already been cleared, and
+                * some variables such as command line parameters
+                * stored to it so make a copy in the new location.
+                */
+               memcpy(RELOCATED(&__bss_start), &__bss_start, bss_length);
+
+               /* The current thread is now within the relocated image */
+               __current_thread_info = RELOCATED(&init_thread_union);
+
+               /* Return the new kernel's entry point */
+               kernel_entry = RELOCATED(start_kernel);
+       }
+out:
+       return kernel_entry;
+}