Quelle  alternative.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * alternative runtime patching
 * inspired by the ARM64 and x86 version
 *
 * Copyright (C) 2021 Sifive.
 */

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/cpu.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <asm/alternative.h>
#include <asm/module.h>
#include <asm/sections.h>
#include <asm/vdso.h>
#include <asm/vendorid_list.h>
#include <asm/sbi.h>
#include <asm/csr.h>
#include <asm/insn.h>
#include <asm/text-patching.h>

struct cpu_manufacturer_info_t {
 unsigned long vendor_id;
 unsigned long arch_id;
 unsigned long imp_id;
 void (*patch_func)(struct alt_entry *begin, struct alt_entry *end,
      unsigned long archid, unsigned long impid,
      unsigned int stage);
};

static void riscv_fill_cpu_mfr_info(struct cpu_manufacturer_info_t *cpu_mfr_info)
{
#ifdef CONFIG_RISCV_M_MODE
 cpu_mfr_info->vendor_id = csr_read(CSR_MVENDORID);
 cpu_mfr_info->arch_id = csr_read(CSR_MARCHID);
 cpu_mfr_info->imp_id = csr_read(CSR_MIMPID);
#else
 cpu_mfr_info->vendor_id = sbi_get_mvendorid();
 cpu_mfr_info->arch_id = sbi_get_marchid();
 cpu_mfr_info->imp_id = sbi_get_mimpid();
#endif

 switch (cpu_mfr_info->vendor_id) {
#ifdef CONFIG_ERRATA_ANDES
 case ANDES_VENDOR_ID:
  cpu_mfr_info->patch_func = andes_errata_patch_func;
  break;
#endif
#ifdef CONFIG_ERRATA_SIFIVE
 case SIFIVE_VENDOR_ID:
  cpu_mfr_info->patch_func = sifive_errata_patch_func;
  break;
#endif
#ifdef CONFIG_ERRATA_THEAD
 case THEAD_VENDOR_ID:
  cpu_mfr_info->patch_func = thead_errata_patch_func;
  break;
#endif
 default:
  cpu_mfr_info->patch_func = NULL;
 }
}

static u32 riscv_instruction_at(void *p)
{
 u16 *parcel = p;

 return (u32)parcel[0] | (u32)parcel[1] << 16;
}

static void riscv_alternative_fix_auipc_jalr(void *ptr, u32 auipc_insn,
          u32 jalr_insn, int patch_offset)
{
 u32 call[2] = { auipc_insn, jalr_insn };
 s32 imm;

 /* get and adjust new target address */
 imm = riscv_insn_extract_utype_itype_imm(auipc_insn, jalr_insn);
 imm -= patch_offset;

 /* update instructions */
 riscv_insn_insert_utype_itype_imm(&call[0], &call[1], imm);

 /* patch the call place again */
 patch_text_nosync(ptr, call, sizeof(u32) * 2);
}

static void riscv_alternative_fix_jal(void *ptr, u32 jal_insn, int patch_offset)
{
 s32 imm;

 /* get and adjust new target address */
 imm = riscv_insn_extract_jtype_imm(jal_insn);
 imm -= patch_offset;

 /* update instruction */
 riscv_insn_insert_jtype_imm(&jal_insn, imm);

 /* patch the call place again */
 patch_text_nosync(ptr, &jal_insn, sizeof(u32));
}

void riscv_alternative_fix_offsets(void *alt_ptr, unsigned int len,
          int patch_offset)
{
 int num_insn = len / sizeof(u32);
 int i;

 for (i = 0; i < num_insn; i++) {
  u32 insn = riscv_instruction_at(alt_ptr + i * sizeof(u32));

  /*
 * May be the start of an auipc + jalr pair
 * Needs to check that at least one more instruction
 * is in the list.
 */
  if (riscv_insn_is_auipc(insn) && i < num_insn - 1) {
   u32 insn2 = riscv_instruction_at(alt_ptr + (i + 1) * sizeof(u32));

   if (!riscv_insn_is_jalr(insn2))
    continue;

   /* if instruction pair is a call, it will use the ra register */
   if (RV_EXTRACT_RD_REG(insn) != 1)
    continue;

   riscv_alternative_fix_auipc_jalr(alt_ptr + i * sizeof(u32),
        insn, insn2, patch_offset);
   i++;
  }

  if (riscv_insn_is_jal(insn)) {
   s32 imm = riscv_insn_extract_jtype_imm(insn);

   /* Don't modify jumps inside the alternative block */
   if ((alt_ptr + i * sizeof(u32) + imm) >= alt_ptr &&
       (alt_ptr + i * sizeof(u32) + imm) < (alt_ptr + len))
    continue;

   riscv_alternative_fix_jal(alt_ptr + i * sizeof(u32),
        insn, patch_offset);
  }
 }
}

/*
 * This is called very early in the boot process (directly after we run
 * a feature detect on the boot CPU). No need to worry about other CPUs
 * here.
 */
static void __init_or_module _apply_alternatives(struct alt_entry *begin,
       struct alt_entry *end,
       unsigned int stage)
{
 struct cpu_manufacturer_info_t cpu_mfr_info;

 riscv_fill_cpu_mfr_info(&cpu_mfr_info);

 riscv_cpufeature_patch_func(begin, end, stage);

 if (!cpu_mfr_info.patch_func)
  return;

 cpu_mfr_info.patch_func(begin, end,
    cpu_mfr_info.arch_id,
    cpu_mfr_info.imp_id,
    stage);
}

#ifdef CONFIG_MMU
static void __init apply_vdso_alternatives(void)
{
 const Elf_Ehdr *hdr;
 const Elf_Shdr *shdr;
 const Elf_Shdr *alt;
 struct alt_entry *begin, *end;

 hdr = (Elf_Ehdr *)vdso_start;
 shdr = (void *)hdr + hdr->e_shoff;
 alt = find_section(hdr, shdr, ".alternative");
 if (!alt)
  return;

 begin = (void *)hdr + alt->sh_offset,
 end = (void *)hdr + alt->sh_offset + alt->sh_size,

 _apply_alternatives((struct alt_entry *)begin,
       (struct alt_entry *)end,
       RISCV_ALTERNATIVES_BOOT);
}
#else
static void __init apply_vdso_alternatives(void) { }
#endif

void __init apply_boot_alternatives(void)
{
 /* If called on non-boot cpu things could go wrong */
 WARN_ON(smp_processor_id() != 0);

 _apply_alternatives((struct alt_entry *)__alt_start,
       (struct alt_entry *)__alt_end,
       RISCV_ALTERNATIVES_BOOT);

 apply_vdso_alternatives();
}

/*
 * apply_early_boot_alternatives() is called from setup_vm() with MMU-off.
 *
 * Following requirements should be honoured for it to work correctly:
 * 1) It should use PC-relative addressing for accessing kernel symbols.
 *    To achieve this we always use GCC cmodel=medany.
 * 2) The compiler instrumentation for FTRACE will not work for setup_vm()
 *    so disable compiler instrumentation when FTRACE is enabled.
 *
 * Currently, the above requirements are honoured by using custom CFLAGS
 * for alternative.o in kernel/Makefile.
 */
void __init apply_early_boot_alternatives(void)
{
#ifdef CONFIG_RISCV_ALTERNATIVE_EARLY
 _apply_alternatives((struct alt_entry *)__alt_start,
       (struct alt_entry *)__alt_end,
       RISCV_ALTERNATIVES_EARLY_BOOT);
#endif
}

#ifdef CONFIG_MODULES
void apply_module_alternatives(void *start, size_t length)
{
 _apply_alternatives((struct alt_entry *)start,
       (struct alt_entry *)(start + length),
       RISCV_ALTERNATIVES_MODULE);
}
#endif