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
  23 enum kaslr_status {
  24         KASLR_ENABLED,
  25         KASLR_DISABLED_CMDLINE,
  26         KASLR_DISABLED_NO_SEED,
  27         KASLR_DISABLED_FDT_REMAP,
  28 };
  29
  30 static enum kaslr_status __initdata kaslr_status;
  31 u64 __ro_after_init module_alloc_base;
  32 u16 __initdata memstart_offset_seed;
  33
  34 static __init u64 get_kaslr_seed(void *fdt)
  35 {
  36         int node, len;
  37         fdt64_t *prop;
  38         u64 ret;
  39
  40         node = fdt_path_offset(fdt, "/chosen");
  41         if (node < 0)
  42                 return 0;
  43
  44         prop = fdt_getprop_w(fdt, node, "kaslr-seed", &len);
  45         if (!prop || len != sizeof(u64))
  46                 return 0;
  47
  48         ret = fdt64_to_cpu(*prop);
  49         *prop = 0;
  50         return ret;
  51 }
  52
  53 static __init const u8 *kaslr_get_cmdline(void *fdt)
  54 {
  55         static __initconst const u8 default_cmdline[] = CONFIG_CMDLINE;
  56
  57         if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMDLINE_FORCE)) {
  58                 int node;
  59                 const u8 *prop;
  60
  61                 node = fdt_path_offset(fdt, "/chosen");
  62                 if (node < 0)
  63                         goto out;
  64
  65                 prop = fdt_getprop(fdt, node, "bootargs", NULL);
  66                 if (!prop)
  67                         goto out;
  68                 return prop;
  69         }
  70 out:
  71         return default_cmdline;
  72 }
  73
  74 /*
  75  * This routine will be executed with the kernel mapped at its default virtual
  76  * address, and if it returns successfully, the kernel will be remapped, and
  77  * start_kernel() will be executed from a randomized virtual offset. The
  78  * relocation will result in all absolute references (e.g., static variables
  79  * containing function pointers) to be reinitialized, and zero-initialized
  80  * .bss variables will be reset to 0.
  81  */
  82 u64 __init kaslr_early_init(u64 dt_phys)
  83 {
  84         void *fdt;
  85         u64 seed, offset, mask, module_range;
  86         const u8 *cmdline, *str;
  87         unsigned long raw;
  88         int size;
  89
  90         /*
  91          * Set a reasonable default for module_alloc_base in case
  92          * we end up running with module randomization disabled.
  93          */
  94         module_alloc_base = (u64)_etext - MODULES_VSIZE;
  95         __flush_dcache_area(&module_alloc_base, sizeof(module_alloc_base));
  96
  97         /*
  98          * Try to map the FDT early. If this fails, we simply bail,
  99          * and proceed with KASLR disabled. We will make another
 100          * attempt at mapping the FDT in setup_machine()
 101          */
 102         early_fixmap_init();
 103         fdt = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL);
 104         if (!fdt) {
 105                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_FDT_REMAP;
 106                 return 0;
 107         }
 108
 109         /*
 110          * Retrieve (and wipe) the seed from the FDT
 111          */
 112         seed = get_kaslr_seed(fdt);
 113
 114         /*
 115          * Check if 'nokaslr' appears on the command line, and
 116          * return 0 if that is the case.
 117          */
 118         cmdline = kaslr_get_cmdline(fdt);
 119         str = strstr(cmdline, "nokaslr");
 120         if (str == cmdline || (str > cmdline && *(str - 1) == ' ')) {
 121                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_CMDLINE;
 122                 return 0;
 123         }
 124
 125         /*
 126          * Mix in any entropy obtainable architecturally if enabled
 127          * and supported.
 128          */
 129
 130         if (arch_get_random_seed_long_early(&raw))
 131                 seed ^= raw;
 132
 133         if (!seed) {
 134                 kaslr_status = KASLR_DISABLED_NO_SEED;
 135                 return 0;
 136         }
 137
 138         /*
 139          * OK, so we are proceeding with KASLR enabled. Calculate a suitable
 140          * kernel image offset from the seed. Let's place the kernel in the
 141          * middle half of the VMALLOC area (VA_BITS_MIN - 2), and stay clear of
 142          * the lower and upper quarters to avoid colliding with other
 143          * allocations.
 144          * Even if we could randomize at page granularity for 16k and 64k pages,
 145          * let's always round to 2 MB so we don't interfere with the ability to
 146          * map using contiguous PTEs
 147          */
 148         mask = ((1UL << (VA_BITS_MIN - 2)) - 1) & ~(SZ_2M - 1);
 149         offset = BIT(VA_BITS_MIN - 3) + (seed & mask);
 150
 151         /* use the top 16 bits to randomize the linear region */
 152         memstart_offset_seed = seed >> 48;
 153
 154         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN))
 155                 /*
 156                  * KASAN does not expect the module region to intersect the
 157                  * vmalloc region, since shadow memory is allocated for each
 158                  * module at load time, whereas the vmalloc region is shadowed
 159                  * by KASAN zero pages. So keep modules out of the vmalloc
 160                  * region if KASAN is enabled, and put the kernel well within
 161                  * 4 GB of the module region.
 162                  */
 163                 return offset % SZ_2G;
 164
 165         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_MODULE_REGION_FULL)) {
 166                 /*
 167                  * Randomize the module region over a 2 GB window covering the
 168                  * kernel. This reduces the risk of modules leaking information
 169                  * about the address of the kernel itself, but results in
 170                  * branches between modules and the core kernel that are
 171                  * resolved via PLTs. (Branches between modules will be
 172                  * resolved normally.)
 173                  */
 174                 module_range = SZ_2G - (u64)(_end - _stext);
 175                 module_alloc_base = max((u64)_end + offset - SZ_2G,
 176                                         (u64)MODULES_VADDR);
 177         } else {
 178                 /*
 179                  * Randomize the module region by setting module_alloc_base to
 180                  * a PAGE_SIZE multiple in the range [_etext - MODULES_VSIZE,
 181                  * _stext) . This guarantees that the resulting region still
 182                  * covers [_stext, _etext], and that all relative branches can
 183                  * be resolved without veneers.
 184                  */
 185                 module_range = MODULES_VSIZE - (u64)(_etext - _stext);
 186                 module_alloc_base = (u64)_etext + offset - MODULES_VSIZE;
 187         }
 188
 189         /* use the lower 21 bits to randomize the base of the module region */
 190         module_alloc_base += (module_range * (seed & ((1 << 21) - 1))) >> 21;
 191         module_alloc_base &= PAGE_MASK;
 192
 193         __flush_dcache_area(&module_alloc_base, sizeof(module_alloc_base));
 194         __flush_dcache_area(&memstart_offset_seed, sizeof(memstart_offset_seed));
 195
 196         return offset;
 197 }
 198
 199 static int __init kaslr_init(void)
 200 {
 201         switch (kaslr_status) {
 202         case KASLR_ENABLED:
 203                 pr_info("KASLR enabled\n");
 204                 break;
 205         case KASLR_DISABLED_CMDLINE:
 206                 pr_info("KASLR disabled on command line\n");
 207                 break;
 208         case KASLR_DISABLED_NO_SEED:
 209                 pr_warn("KASLR disabled due to lack of seed\n");
 210                 break;
 211         case KASLR_DISABLED_FDT_REMAP:
 212                 pr_warn("KASLR disabled due to FDT remapping failure\n");
 213                 break;
 214         }
 215
 216         return 0;
 217 }
 218 core_initcall(kaslr_init)