arch/arm/kernel/vdso.c

   1 /*
   2  * Adapted from arm64 version.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 ARM Limited
   5  * Copyright (C) 2015 Mentor Graphics Corporation.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <linux/cache.h>
  21 #include <linux/elf.h>
  22 #include <linux/err.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/mm.h>
  25 #include <linux/of.h>
  26 #include <linux/printk.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  29 #include <linux/vmalloc.h>
  30 #include <asm/arch_timer.h>
  31 #include <asm/barrier.h>
  32 #include <asm/cacheflush.h>
  33 #include <asm/page.h>
  34 #include <asm/vdso.h>
  35 #include <asm/vdso_datapage.h>
  36 #include <clocksource/arm_arch_timer.h>
  37
  38 #define MAX_SYMNAME     64
  39
  40 static struct page **vdso_text_pagelist;
  41
  42 extern char vdso_start[], vdso_end[];
  43
  44 /* Total number of pages needed for the data and text portions of the VDSO. */
  45 unsigned int vdso_total_pages __ro_after_init;
  46
  47 /*
  48  * The VDSO data page.
  49  */
  50 static union vdso_data_store vdso_data_store __page_aligned_data;
  51 static struct vdso_data *vdso_data = &vdso_data_store.data;
  52
  53 static struct page *vdso_data_page __ro_after_init;
  54 static const struct vm_special_mapping vdso_data_mapping = {
  55         .name = "[vvar]",
  56         .pages = &vdso_data_page,
  57 };
  58
  59 static struct vm_special_mapping vdso_text_mapping __ro_after_init = {
  60         .name = "[vdso]",
  61 };
  62
  63 struct elfinfo {
  64         Elf32_Ehdr      *hdr;           /* ptr to ELF */
  65         Elf32_Sym       *dynsym;        /* ptr to .dynsym section */
  66         unsigned long   dynsymsize;     /* size of .dynsym section */
  67         char            *dynstr;        /* ptr to .dynstr section */
  68 };
  69
  70 /* Cached result of boot-time check for whether the arch timer exists,
  71  * and if so, whether the virtual counter is useable.
  72  */
  73 static bool cntvct_ok __ro_after_init;
  74
  75 static bool __init cntvct_functional(void)
  76 {
  77         struct device_node *np;
  78         bool ret = false;
  79
  80         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM_ARCH_TIMER))
  81                 goto out;
  82
  83         /* The arm_arch_timer core should export
  84          * arch_timer_use_virtual or similar so we don't have to do
  85          * this.
  86          */
  87         np = of_find_compatible_node(NULL, NULL, "arm,armv7-timer");
  88         if (!np)
  89                 np = of_find_compatible_node(NULL, NULL, "arm,armv8-timer");
  90         if (!np)
  91                 goto out_put;
  92
  93         if (of_property_read_bool(np, "arm,cpu-registers-not-fw-configured"))
  94                 goto out_put;
  95
  96         ret = true;
  97
  98 out_put:
  99         of_node_put(np);
 100 out:
 101         return ret;
 102 }
 103
 104 static void * __init find_section(Elf32_Ehdr *ehdr, const char *name,
 105                                   unsigned long *size)
 106 {
 107         Elf32_Shdr *sechdrs;
 108         unsigned int i;
 109         char *secnames;
 110
 111         /* Grab section headers and strings so we can tell who is who */
 112         sechdrs = (void *)ehdr + ehdr->e_shoff;
 113         secnames = (void *)ehdr + sechdrs[ehdr->e_shstrndx].sh_offset;
 114
 115         /* Find the section they want */
 116         for (i = 1; i < ehdr->e_shnum; i++) {
 117                 if (strcmp(secnames + sechdrs[i].sh_name, name) == 0) {
 118                         if (size)
 119                                 *size = sechdrs[i].sh_size;
 120                         return (void *)ehdr + sechdrs[i].sh_offset;
 121                 }
 122         }
 123
 124         if (size)
 125                 *size = 0;
 126         return NULL;
 127 }
 128
 129 static Elf32_Sym * __init find_symbol(struct elfinfo *lib, const char *symname)
 130 {
 131         unsigned int i;
 132
 133         for (i = 0; i < (lib->dynsymsize / sizeof(Elf32_Sym)); i++) {
 134                 char name[MAX_SYMNAME], *c;
 135
 136                 if (lib->dynsym[i].st_name == 0)
 137                         continue;
 138                 strlcpy(name, lib->dynstr + lib->dynsym[i].st_name,
 139                         MAX_SYMNAME);
 140                 c = strchr(name, '@');
 141                 if (c)
 142                         *c = 0;
 143                 if (strcmp(symname, name) == 0)
 144                         return &lib->dynsym[i];
 145         }
 146         return NULL;
 147 }
 148
 149 static void __init vdso_nullpatch_one(struct elfinfo *lib, const char *symname)
 150 {
 151         Elf32_Sym *sym;
 152
 153         sym = find_symbol(lib, symname);
 154         if (!sym)
 155                 return;
 156
 157         sym->st_name = 0;
 158 }
 159
 160 static void __init patch_vdso(void *ehdr)
 161 {
 162         struct elfinfo einfo;
 163
 164         einfo = (struct elfinfo) {
 165                 .hdr = ehdr,
 166         };
 167
 168         einfo.dynsym = find_section(einfo.hdr, ".dynsym", &einfo.dynsymsize);
 169         einfo.dynstr = find_section(einfo.hdr, ".dynstr", NULL);
 170
 171         /* If the virtual counter is absent or non-functional we don't
 172          * want programs to incur the slight additional overhead of
 173          * dispatching through the VDSO only to fall back to syscalls.
 174          */
 175         if (!cntvct_ok) {
 176                 vdso_nullpatch_one(&einfo, "__vdso_gettimeofday");
 177                 vdso_nullpatch_one(&einfo, "__vdso_clock_gettime");
 178         }
 179 }
 180
 181 static int __init vdso_init(void)
 182 {
 183         unsigned int text_pages;
 184         int i;
 185
 186         if (memcmp(vdso_start, "\177ELF", 4)) {
 187                 pr_err("VDSO is not a valid ELF object!\n");
 188                 return -ENOEXEC;
 189         }
 190
 191         text_pages = (vdso_end - vdso_start) >> PAGE_SHIFT;
 192         pr_debug("vdso: %i text pages at base %p\n", text_pages, vdso_start);
 193
 194         /* Allocate the VDSO text pagelist */
 195         vdso_text_pagelist = kcalloc(text_pages, sizeof(struct page *),
 196                                      GFP_KERNEL);
 197         if (vdso_text_pagelist == NULL)
 198                 return -ENOMEM;
 199
 200         /* Grab the VDSO data page. */
 201         vdso_data_page = virt_to_page(vdso_data);
 202
 203         /* Grab the VDSO text pages. */
 204         for (i = 0; i < text_pages; i++) {
 205                 struct page *page;
 206
 207                 page = virt_to_page(vdso_start + i * PAGE_SIZE);
 208                 vdso_text_pagelist[i] = page;
 209         }
 210
 211         vdso_text_mapping.pages = vdso_text_pagelist;
 212
 213         vdso_total_pages = 1; /* for the data/vvar page */
 214         vdso_total_pages += text_pages;
 215
 216         cntvct_ok = cntvct_functional();
 217
 218         patch_vdso(vdso_start);
 219
 220         return 0;
 221 }
 222 arch_initcall(vdso_init);
 223
 224 static int install_vvar(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 225 {
 226         struct vm_area_struct *vma;
 227
 228         vma = _install_special_mapping(mm, addr, PAGE_SIZE,
 229                                        VM_READ | VM_MAYREAD,
 230                                        &vdso_data_mapping);
 231
 232         return PTR_ERR_OR_ZERO(vma);
 233 }
 234
 235 /* assumes mmap_sem is write-locked */
 236 void arm_install_vdso(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 237 {
 238         struct vm_area_struct *vma;
 239         unsigned long len;
 240
 241         mm->context.vdso = 0;
 242
 243         if (vdso_text_pagelist == NULL)
 244                 return;
 245
 246         if (install_vvar(mm, addr))
 247                 return;
 248
 249         /* Account for vvar page. */
 250         addr += PAGE_SIZE;
 251         len = (vdso_total_pages - 1) << PAGE_SHIFT;
 252
 253         vma = _install_special_mapping(mm, addr, len,
 254                 VM_READ | VM_EXEC | VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC,
 255                 &vdso_text_mapping);
 256
 257         if (!IS_ERR(vma))
 258                 mm->context.vdso = addr;
 259 }
 260
 261 static void vdso_write_begin(struct vdso_data *vdata)
 262 {
 263         ++vdso_data->seq_count;
 264         smp_wmb(); /* Pairs with smp_rmb in vdso_read_retry */
 265 }
 266
 267 static void vdso_write_end(struct vdso_data *vdata)
 268 {
 269         smp_wmb(); /* Pairs with smp_rmb in vdso_read_begin */
 270         ++vdso_data->seq_count;
 271 }
 272
 273 static bool tk_is_cntvct(const struct timekeeper *tk)
 274 {
 275         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM_ARCH_TIMER))
 276                 return false;
 277
 278         if (!tk->tkr_mono.clock->archdata.vdso_direct)
 279                 return false;
 280
 281         return true;
 282 }
 283
 284 /**
 285  * update_vsyscall - update the vdso data page
 286  *
 287  * Increment the sequence counter, making it odd, indicating to
 288  * userspace that an update is in progress.  Update the fields used
 289  * for coarse clocks and, if the architected system timer is in use,
 290  * the fields used for high precision clocks.  Increment the sequence
 291  * counter again, making it even, indicating to userspace that the
 292  * update is finished.
 293  *
 294  * Userspace is expected to sample seq_count before reading any other
 295  * fields from the data page.  If seq_count is odd, userspace is
 296  * expected to wait until it becomes even.  After copying data from
 297  * the page, userspace must sample seq_count again; if it has changed
 298  * from its previous value, userspace must retry the whole sequence.
 299  *
 300  * Calls to update_vsyscall are serialized by the timekeeping core.
 301  */
 302 void update_vsyscall(struct timekeeper *tk)
 303 {
 304         struct timespec64 *wtm = &tk->wall_to_monotonic;
 305
 306         if (!cntvct_ok) {
 307                 /* The entry points have been zeroed, so there is no
 308                  * point in updating the data page.
 309                  */
 310                 return;
 311         }
 312
 313         vdso_write_begin(vdso_data);
 314
 315         vdso_data->tk_is_cntvct                 = tk_is_cntvct(tk);
 316         vdso_data->xtime_coarse_sec             = tk->xtime_sec;
 317         vdso_data->xtime_coarse_nsec            = (u32)(tk->tkr_mono.xtime_nsec >>
 318                                                         tk->tkr_mono.shift);
 319         vdso_data->wtm_clock_sec                = wtm->tv_sec;
 320         vdso_data->wtm_clock_nsec               = wtm->tv_nsec;
 321
 322         if (vdso_data->tk_is_cntvct) {
 323                 vdso_data->cs_cycle_last        = tk->tkr_mono.cycle_last;
 324                 vdso_data->xtime_clock_sec      = tk->xtime_sec;
 325                 vdso_data->xtime_clock_snsec    = tk->tkr_mono.xtime_nsec;
 326                 vdso_data->cs_mult              = tk->tkr_mono.mult;
 327                 vdso_data->cs_shift             = tk->tkr_mono.shift;
 328                 vdso_data->cs_mask              = tk->tkr_mono.mask;
 329         }
 330
 331         vdso_write_end(vdso_data);
 332
 333         flush_dcache_page(virt_to_page(vdso_data));
 334 }
 335
 336 void update_vsyscall_tz(void)
 337 {
 338         vdso_data->tz_minuteswest       = sys_tz.tz_minuteswest;
 339         vdso_data->tz_dsttime           = sys_tz.tz_dsttime;
 340         flush_dcache_page(virt_to_page(vdso_data));
 341 }