Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * This file contains some kasan initialization code.
4 : : *
5 : : * Copyright (c) 2015 Samsung Electronics Co., Ltd.
6 : : * Author: Andrey Ryabinin <ryabinin.a.a@gmail.com>
7 : : *
8 : : * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9 : : * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
10 : : * published by the Free Software Foundation.
11 : : *
12 : : */
13 : :
14 : : #include <linux/memblock.h>
15 : : #include <linux/init.h>
16 : : #include <linux/kasan.h>
17 : : #include <linux/kernel.h>
18 : : #include <linux/mm.h>
19 : : #include <linux/pfn.h>
20 : : #include <linux/slab.h>
21 : :
22 : : #include <asm/page.h>
23 : : #include <asm/pgalloc.h>
24 : :
25 : : #include "kasan.h"
26 : :
27 : : /*
28 : : * This page serves two purposes:
29 : : * - It used as early shadow memory. The entire shadow region populated
30 : : * with this page, before we will be able to setup normal shadow memory.
31 : : * - Latter it reused it as zero shadow to cover large ranges of memory
32 : : * that allowed to access, but not handled by kasan (vmalloc/vmemmap ...).
33 : : */
34 : : unsigned char kasan_early_shadow_page[PAGE_SIZE] __page_aligned_bss;
35 : :
36 : : #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 4
37 : : p4d_t kasan_early_shadow_p4d[MAX_PTRS_PER_P4D] __page_aligned_bss;
38 : 0 : static inline bool kasan_p4d_table(pgd_t pgd)
39 : : {
40 [ # # ]: 0 : return pgd_page(pgd) == virt_to_page(lm_alias(kasan_early_shadow_p4d));
41 : : }
42 : : #else
43 : : static inline bool kasan_p4d_table(pgd_t pgd)
44 : : {
45 : : return false;
46 : : }
47 : : #endif
48 : : #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
49 : : pud_t kasan_early_shadow_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
50 : 0 : static inline bool kasan_pud_table(p4d_t p4d)
51 : : {
52 [ # # ]: 0 : return p4d_page(p4d) == virt_to_page(lm_alias(kasan_early_shadow_pud));
53 : : }
54 : : #else
55 : : static inline bool kasan_pud_table(p4d_t p4d)
56 : : {
57 : : return false;
58 : : }
59 : : #endif
60 : : #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
61 : : pmd_t kasan_early_shadow_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
62 : 0 : static inline bool kasan_pmd_table(pud_t pud)
63 : : {
64 [ # # # # ]: 0 : return pud_page(pud) == virt_to_page(lm_alias(kasan_early_shadow_pmd));
65 : : }
66 : : #else
67 : : static inline bool kasan_pmd_table(pud_t pud)
68 : : {
69 : : return false;
70 : : }
71 : : #endif
72 : : pte_t kasan_early_shadow_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
73 : :
74 : 0 : static inline bool kasan_pte_table(pmd_t pmd)
75 : : {
76 [ # # # # ]: 0 : return pmd_page(pmd) == virt_to_page(lm_alias(kasan_early_shadow_pte));
77 : : }
78 : :
79 : 0 : static inline bool kasan_early_shadow_page_entry(pte_t pte)
80 : : {
81 [ # # # # ]: 0 : return pte_page(pte) == virt_to_page(lm_alias(kasan_early_shadow_page));
82 : : }
83 : :
84 : 77 : static __init void *early_alloc(size_t size, int node)
85 : : {
86 [ + - ]: 154 : void *ptr = memblock_alloc_try_nid(size, size, __pa(MAX_DMA_ADDRESS),
87 : : MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, node);
88 : :
89 [ - + ]: 77 : if (!ptr)
90 : 0 : panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=%zx nid=%d from=%llx\n",
91 [ # # ]: 0 : __func__, size, size, node, (u64)__pa(MAX_DMA_ADDRESS));
92 : :
93 : 77 : return ptr;
94 : : }
95 : :
96 : 22 : static void __ref zero_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
97 : : unsigned long end)
98 : : {
99 [ + - ]: 22 : pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
100 : 22 : pte_t zero_pte;
101 : :
102 : 22 : zero_pte = pfn_pte(PFN_DOWN(__pa_symbol(kasan_early_shadow_page)),
103 [ + - ]: 22 : PAGE_KERNEL);
104 : 22 : zero_pte = pte_wrprotect(zero_pte);
105 : :
106 [ + + ]: 6072 : while (addr + PAGE_SIZE <= end) {
107 [ + - ]: 6050 : set_pte_at(&init_mm, addr, pte, zero_pte);
108 : 6050 : addr += PAGE_SIZE;
109 [ + - ]: 6050 : pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
110 : : }
111 : 22 : }
112 : :
113 : 44 : static int __ref zero_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr,
114 : : unsigned long end)
115 : : {
116 [ + - ]: 44 : pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
117 : 15499 : unsigned long next;
118 : :
119 : 15499 : do {
120 [ + + ]: 15499 : next = pmd_addr_end(addr, end);
121 : :
122 [ + + + + ]: 15499 : if (IS_ALIGNED(addr, PMD_SIZE) && end - addr >= PMD_SIZE) {
123 : 15477 : pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd,
124 [ + - ]: 15477 : lm_alias(kasan_early_shadow_pte));
125 : 15477 : continue;
126 : : }
127 : :
128 [ + + ]: 22 : if (pmd_none(*pmd)) {
129 : 11 : pte_t *p;
130 : :
131 [ - + ]: 11 : if (slab_is_available())
132 : 0 : p = pte_alloc_one_kernel(&init_mm);
133 : : else
134 : 11 : p = early_alloc(PAGE_SIZE, NUMA_NO_NODE);
135 [ + - ]: 11 : if (!p)
136 : : return -ENOMEM;
137 : :
138 [ + - ]: 11 : pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, p);
139 : : }
140 : 22 : zero_pte_populate(pmd, addr, next);
141 [ + + ]: 15499 : } while (pmd++, addr = next, addr != end);
142 : :
143 : : return 0;
144 : : }
145 : :
146 : 88 : static int __ref zero_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
147 : : unsigned long end)
148 : : {
149 : 88 : pud_t *pud = pud_offset(p4d, addr);
150 : 16907 : unsigned long next;
151 : :
152 : 16907 : do {
153 [ + + ]: 16907 : next = pud_addr_end(addr, end);
154 [ + + + + ]: 16907 : if (IS_ALIGNED(addr, PUD_SIZE) && end - addr >= PUD_SIZE) {
155 : 16863 : pmd_t *pmd;
156 : :
157 : 16863 : pud_populate(&init_mm, pud,
158 [ + - ]: 16863 : lm_alias(kasan_early_shadow_pmd));
159 [ + - ]: 16863 : pmd = pmd_offset(pud, addr);
160 : 16863 : pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd,
161 [ + - ]: 16863 : lm_alias(kasan_early_shadow_pte));
162 : 16863 : continue;
163 : : }
164 : :
165 [ + + ]: 44 : if (pud_none(*pud)) {
166 : 22 : pmd_t *p;
167 : :
168 [ - + ]: 22 : if (slab_is_available()) {
169 : 0 : p = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
170 [ # # ]: 0 : if (!p)
171 : : return -ENOMEM;
172 : : } else {
173 : 22 : pud_populate(&init_mm, pud,
174 : 22 : early_alloc(PAGE_SIZE, NUMA_NO_NODE));
175 : : }
176 : : }
177 : 44 : zero_pmd_populate(pud, addr, next);
178 [ + + ]: 16907 : } while (pud++, addr = next, addr != end);
179 : :
180 : : return 0;
181 : : }
182 : :
183 : 88 : static int __ref zero_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
184 : : unsigned long end)
185 : : {
186 : 88 : p4d_t *p4d = p4d_offset(pgd, addr);
187 : 88 : unsigned long next;
188 : :
189 : 88 : do {
190 [ - + ]: 88 : next = p4d_addr_end(addr, end);
191 [ + + - + ]: 88 : if (IS_ALIGNED(addr, P4D_SIZE) && end - addr >= P4D_SIZE) {
192 : 0 : pud_t *pud;
193 : 0 : pmd_t *pmd;
194 : :
195 : 0 : p4d_populate(&init_mm, p4d,
196 : 0 : lm_alias(kasan_early_shadow_pud));
197 [ # # ]: 0 : pud = pud_offset(p4d, addr);
198 : 0 : pud_populate(&init_mm, pud,
199 [ # # ]: 0 : lm_alias(kasan_early_shadow_pmd));
200 [ # # ]: 0 : pmd = pmd_offset(pud, addr);
201 : 0 : pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd,
202 [ # # ]: 0 : lm_alias(kasan_early_shadow_pte));
203 : 0 : continue;
204 : : }
205 : :
206 [ + + ]: 88 : if (p4d_none(*p4d)) {
207 : 44 : pud_t *p;
208 : :
209 [ - + ]: 44 : if (slab_is_available()) {
210 : 0 : p = pud_alloc(&init_mm, p4d, addr);
211 [ # # ]: 0 : if (!p)
212 : : return -ENOMEM;
213 : : } else {
214 : 44 : p4d_populate(&init_mm, p4d,
215 : 44 : early_alloc(PAGE_SIZE, NUMA_NO_NODE));
216 : : }
217 : : }
218 : 88 : zero_pud_populate(p4d, addr, next);
219 [ - + ]: 88 : } while (p4d++, addr = next, addr != end);
220 : :
221 : : return 0;
222 : : }
223 : :
224 : : /**
225 : : * kasan_populate_early_shadow - populate shadow memory region with
226 : : * kasan_early_shadow_page
227 : : * @shadow_start - start of the memory range to populate
228 : : * @shadow_end - end of the memory range to populate
229 : : */
230 : 66 : int __ref kasan_populate_early_shadow(const void *shadow_start,
231 : : const void *shadow_end)
232 : : {
233 : 66 : unsigned long addr = (unsigned long)shadow_start;
234 : 66 : unsigned long end = (unsigned long)shadow_end;
235 : 66 : pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
236 : 231 : unsigned long next;
237 : :
238 : 231 : do {
239 [ + + ]: 231 : next = pgd_addr_end(addr, end);
240 : :
241 [ + + + + ]: 231 : if (IS_ALIGNED(addr, PGDIR_SIZE) && end - addr >= PGDIR_SIZE) {
242 : 143 : p4d_t *p4d;
243 : 143 : pud_t *pud;
244 : 143 : pmd_t *pmd;
245 : :
246 : : /*
247 : : * kasan_early_shadow_pud should be populated with pmds
248 : : * at this moment.
249 : : * [pud,pmd]_populate*() below needed only for
250 : : * 3,2 - level page tables where we don't have
251 : : * puds,pmds, so pgd_populate(), pud_populate()
252 : : * is noops.
253 : : *
254 : : * The ifndef is required to avoid build breakage.
255 : : *
256 : : * With 5level-fixup.h, pgd_populate() is not nop and
257 : : * we reference kasan_early_shadow_p4d. It's not defined
258 : : * unless 5-level paging enabled.
259 : : *
260 : : * The ifndef can be dropped once all KASAN-enabled
261 : : * architectures will switch to pgtable-nop4d.h.
262 : : */
263 : : #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
264 : 143 : pgd_populate(&init_mm, pgd,
265 : 143 : lm_alias(kasan_early_shadow_p4d));
266 : : #endif
267 : 143 : p4d = p4d_offset(pgd, addr);
268 : 143 : p4d_populate(&init_mm, p4d,
269 : 143 : lm_alias(kasan_early_shadow_pud));
270 [ + - ]: 143 : pud = pud_offset(p4d, addr);
271 : 143 : pud_populate(&init_mm, pud,
272 [ + - ]: 143 : lm_alias(kasan_early_shadow_pmd));
273 [ + - ]: 143 : pmd = pmd_offset(pud, addr);
274 : 143 : pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd,
275 [ + - ]: 143 : lm_alias(kasan_early_shadow_pte));
276 : 143 : continue;
277 : : }
278 : :
279 [ - + ]: 88 : if (pgd_none(*pgd)) {
280 : 0 : p4d_t *p;
281 : :
282 [ # # ]: 0 : if (slab_is_available()) {
283 : 0 : p = p4d_alloc(&init_mm, pgd, addr);
284 [ # # ]: 0 : if (!p)
285 : : return -ENOMEM;
286 : : } else {
287 : 0 : pgd_populate(&init_mm, pgd,
288 : 0 : early_alloc(PAGE_SIZE, NUMA_NO_NODE));
289 : : }
290 : : }
291 : 88 : zero_p4d_populate(pgd, addr, next);
292 [ + + ]: 231 : } while (pgd++, addr = next, addr != end);
293 : :
294 : : return 0;
295 : : }
296 : :
297 : 0 : static void kasan_free_pte(pte_t *pte_start, pmd_t *pmd)
298 : : {
299 : 0 : pte_t *pte;
300 : 0 : int i;
301 : :
302 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
303 : 0 : pte = pte_start + i;
304 [ # # ]: 0 : if (!pte_none(*pte))
305 : : return;
306 : : }
307 : :
308 [ # # ]: 0 : pte_free_kernel(&init_mm, (pte_t *)page_to_virt(pmd_page(*pmd)));
309 : 0 : pmd_clear(pmd);
310 : : }
311 : :
312 : 0 : static void kasan_free_pmd(pmd_t *pmd_start, pud_t *pud)
313 : : {
314 : 0 : pmd_t *pmd;
315 : 0 : int i;
316 : :
317 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
318 : 0 : pmd = pmd_start + i;
319 [ # # ]: 0 : if (!pmd_none(*pmd))
320 : : return;
321 : : }
322 : :
323 [ # # ]: 0 : pmd_free(&init_mm, (pmd_t *)page_to_virt(pud_page(*pud)));
324 : 0 : pud_clear(pud);
325 : : }
326 : :
327 : 0 : static void kasan_free_pud(pud_t *pud_start, p4d_t *p4d)
328 : : {
329 : 0 : pud_t *pud;
330 : 0 : int i;
331 : :
332 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
333 : 0 : pud = pud_start + i;
334 [ # # ]: 0 : if (!pud_none(*pud))
335 : : return;
336 : : }
337 : :
338 : 0 : pud_free(&init_mm, (pud_t *)page_to_virt(p4d_page(*p4d)));
339 : 0 : p4d_clear(p4d);
340 : : }
341 : :
342 : 0 : static void kasan_free_p4d(p4d_t *p4d_start, pgd_t *pgd)
343 : : {
344 : 0 : p4d_t *p4d;
345 : 0 : int i;
346 : :
347 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < PTRS_PER_P4D; i++) {
348 : 0 : p4d = p4d_start + i;
349 [ # # ]: 0 : if (!p4d_none(*p4d))
350 : : return;
351 : : }
352 : :
353 : 0 : p4d_free(&init_mm, (p4d_t *)page_to_virt(pgd_page(*pgd)));
354 [ # # # ]: 0 : pgd_clear(pgd);
355 : : }
356 : :
357 : 0 : static void kasan_remove_pte_table(pte_t *pte, unsigned long addr,
358 : : unsigned long end)
359 : : {
360 : 0 : unsigned long next;
361 : :
362 [ # # ]: 0 : for (; addr < end; addr = next, pte++) {
363 : 0 : next = (addr + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
364 : 0 : if (next > end)
365 : : next = end;
366 : :
367 [ # # ]: 0 : if (!pte_present(*pte))
368 : 0 : continue;
369 : :
370 [ # # # # ]: 0 : if (WARN_ON(!kasan_early_shadow_page_entry(*pte)))
371 : 0 : continue;
372 : 0 : pte_clear(&init_mm, addr, pte);
373 : : }
374 : 0 : }
375 : :
376 : 0 : static void kasan_remove_pmd_table(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
377 : : unsigned long end)
378 : : {
379 : 0 : unsigned long next;
380 : :
381 [ # # ]: 0 : for (; addr < end; addr = next, pmd++) {
382 : 0 : pte_t *pte;
383 : :
384 [ # # ]: 0 : next = pmd_addr_end(addr, end);
385 : :
386 [ # # # # ]: 0 : if (!pmd_present(*pmd))
387 : 0 : continue;
388 : :
389 [ # # ]: 0 : if (kasan_pte_table(*pmd)) {
390 [ # # ]: 0 : if (IS_ALIGNED(addr, PMD_SIZE) &&
391 [ # # ]: 0 : IS_ALIGNED(next, PMD_SIZE))
392 : 0 : pmd_clear(pmd);
393 : 0 : continue;
394 : : }
395 : 0 : pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
396 : 0 : kasan_remove_pte_table(pte, addr, next);
397 [ # # ]: 0 : kasan_free_pte(pte_offset_kernel(pmd, 0), pmd);
398 : : }
399 : 0 : }
400 : :
401 : 0 : static void kasan_remove_pud_table(pud_t *pud, unsigned long addr,
402 : : unsigned long end)
403 : : {
404 : 0 : unsigned long next;
405 : :
406 [ # # ]: 0 : for (; addr < end; addr = next, pud++) {
407 : 0 : pmd_t *pmd, *pmd_base;
408 : :
409 [ # # ]: 0 : next = pud_addr_end(addr, end);
410 : :
411 [ # # # # ]: 0 : if (!pud_present(*pud))
412 : 0 : continue;
413 : :
414 [ # # ]: 0 : if (kasan_pmd_table(*pud)) {
415 [ # # ]: 0 : if (IS_ALIGNED(addr, PUD_SIZE) &&
416 [ # # ]: 0 : IS_ALIGNED(next, PUD_SIZE))
417 : 0 : pud_clear(pud);
418 : 0 : continue;
419 : : }
420 : 0 : pmd = pmd_offset(pud, addr);
421 : 0 : pmd_base = pmd_offset(pud, 0);
422 : 0 : kasan_remove_pmd_table(pmd, addr, next);
423 : 0 : kasan_free_pmd(pmd_base, pud);
424 : : }
425 : 0 : }
426 : :
427 : 0 : static void kasan_remove_p4d_table(p4d_t *p4d, unsigned long addr,
428 : : unsigned long end)
429 : : {
430 : 0 : unsigned long next;
431 : :
432 [ # # ]: 0 : for (; addr < end; addr = next, p4d++) {
433 : 0 : pud_t *pud;
434 : :
435 [ # # ]: 0 : next = p4d_addr_end(addr, end);
436 : :
437 [ # # ]: 0 : if (!p4d_present(*p4d))
438 : 0 : continue;
439 : :
440 [ # # ]: 0 : if (kasan_pud_table(*p4d)) {
441 [ # # ]: 0 : if (IS_ALIGNED(addr, P4D_SIZE) &&
442 [ # # ]: 0 : IS_ALIGNED(next, P4D_SIZE))
443 : 0 : p4d_clear(p4d);
444 : 0 : continue;
445 : : }
446 : 0 : pud = pud_offset(p4d, addr);
447 : 0 : kasan_remove_pud_table(pud, addr, next);
448 : 0 : kasan_free_pud(pud_offset(p4d, 0), p4d);
449 : : }
450 : 0 : }
451 : :
452 : 0 : void kasan_remove_zero_shadow(void *start, unsigned long size)
453 : : {
454 : 0 : unsigned long addr, end, next;
455 : 0 : pgd_t *pgd;
456 : :
457 [ # # ]: 0 : addr = (unsigned long)kasan_mem_to_shadow(start);
458 : 0 : end = addr + (size >> KASAN_SHADOW_SCALE_SHIFT);
459 : :
460 [ # # # # ]: 0 : if (WARN_ON((unsigned long)start %
461 : 0 : (KASAN_SHADOW_SCALE_SIZE * PAGE_SIZE)) ||
462 [ # # # # ]: 0 : WARN_ON(size % (KASAN_SHADOW_SCALE_SIZE * PAGE_SIZE)))
463 : : return;
464 : :
465 [ # # ]: 0 : for (; addr < end; addr = next) {
466 : 0 : p4d_t *p4d;
467 : :
468 [ # # ]: 0 : next = pgd_addr_end(addr, end);
469 : :
470 : 0 : pgd = pgd_offset_k(addr);
471 [ # # ]: 0 : if (!pgd_present(*pgd))
472 : 0 : continue;
473 : :
474 [ # # ]: 0 : if (kasan_p4d_table(*pgd)) {
475 [ # # ]: 0 : if (IS_ALIGNED(addr, PGDIR_SIZE) &&
476 [ # # ]: 0 : IS_ALIGNED(next, PGDIR_SIZE))
477 [ # # # ]: 0 : pgd_clear(pgd);
478 : 0 : continue;
479 : : }
480 : :
481 : 0 : p4d = p4d_offset(pgd, addr);
482 : 0 : kasan_remove_p4d_table(p4d, addr, next);
483 : 0 : kasan_free_p4d(p4d_offset(pgd, 0), pgd);
484 : : }
485 : : }
486 : :
487 : 0 : int kasan_add_zero_shadow(void *start, unsigned long size)
488 : : {
489 : 0 : int ret;
490 : 0 : void *shadow_start, *shadow_end;
491 : :
492 [ # # ]: 0 : shadow_start = kasan_mem_to_shadow(start);
493 : 0 : shadow_end = shadow_start + (size >> KASAN_SHADOW_SCALE_SHIFT);
494 : :
495 [ # # # # ]: 0 : if (WARN_ON((unsigned long)start %
496 : 0 : (KASAN_SHADOW_SCALE_SIZE * PAGE_SIZE)) ||
497 [ # # # # ]: 0 : WARN_ON(size % (KASAN_SHADOW_SCALE_SIZE * PAGE_SIZE)))
498 : : return -EINVAL;
499 : :
500 : 0 : ret = kasan_populate_early_shadow(shadow_start, shadow_end);
501 [ # # ]: 0 : if (ret)
502 : 0 : kasan_remove_zero_shadow(shadow_start,
503 : : size >> KASAN_SHADOW_SCALE_SHIFT);
504 : : return ret;
505 : : }
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