common/spl/spl_fit.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2016 Google, Inc
   4  * Written by Simon Glass <sjg@chromium.org>
   5  */
   6
   7 #include <common.h>
   8 #include <errno.h>
   9 #include <fpga.h>
  10 #include <gzip.h>
  11 #include <image.h>
  12 #include <malloc.h>
  13 #include <spl.h>
  14 #include <linux/libfdt.h>
  15
  16 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
  17
  18 #ifndef CONFIG_SPL_LOAD_FIT_APPLY_OVERLAY_BUF_SZ
  19 #define CONFIG_SPL_LOAD_FIT_APPLY_OVERLAY_BUF_SZ (64 * 1024)
  20 #endif
  21
  22 #ifndef CONFIG_SYS_BOOTM_LEN
  23 #define CONFIG_SYS_BOOTM_LEN    (64 << 20)
  24 #endif
  25
  26 __weak void board_spl_fit_post_load(ulong load_addr, size_t length)
  27 {
  28 }
  29
  30 __weak ulong board_spl_fit_size_align(ulong size)
  31 {
  32         return size;
  33 }
  34
  35 /**
  36  * spl_fit_get_image_name(): By using the matching configuration subnode,
  37  * retrieve the name of an image, specified by a property name and an index
  38  * into that.
  39  * @fit:        Pointer to the FDT blob.
  40  * @images:     Offset of the /images subnode.
  41  * @type:       Name of the property within the configuration subnode.
  42  * @index:      Index into the list of strings in this property.
  43  * @outname:    Name of the image
  44  *
  45  * Return:      0 on success, or a negative error number
  46  */
  47 static int spl_fit_get_image_name(const void *fit, int images,
  48                                   const char *type, int index,
  49                                   char **outname)
  50 {
  51         const char *name, *str;
  52         __maybe_unused int node;
  53         int conf_node;
  54         int len, i;
  55
  56         conf_node = fit_find_config_node(fit);
  57         if (conf_node < 0) {
  58 #ifdef CONFIG_SPL_LIBCOMMON_SUPPORT
  59                 printf("No matching DT out of these options:\n");
  60                 for (node = fdt_first_subnode(fit, conf_node);
  61                      node >= 0;
  62                      node = fdt_next_subnode(fit, node)) {
  63                         name = fdt_getprop(fit, node, "description", &len);
  64                         printf("   %s\n", name);
  65                 }
  66 #endif
  67                 return conf_node;
  68         }
  69
  70         name = fdt_getprop(fit, conf_node, type, &len);
  71         if (!name) {
  72                 debug("cannot find property '%s': %d\n", type, len);
  73                 return -EINVAL;
  74         }
  75
  76         str = name;
  77         for (i = 0; i < index; i++) {
  78                 str = strchr(str, '\0') + 1;
  79                 if (!str || (str - name >= len)) {
  80                         debug("no string for index %d\n", index);
  81                         return -E2BIG;
  82                 }
  83         }
  84
  85         *outname = (char *)str;
  86         return 0;
  87 }
  88
  89 /**
  90  * spl_fit_get_image_node(): By using the matching configuration subnode,
  91  * retrieve the name of an image, specified by a property name and an index
  92  * into that.
  93  * @fit:        Pointer to the FDT blob.
  94  * @images:     Offset of the /images subnode.
  95  * @type:       Name of the property within the configuration subnode.
  96  * @index:      Index into the list of strings in this property.
  97  *
  98  * Return:      the node offset of the respective image node or a negative
  99  *              error number.
 100  */
 101 static int spl_fit_get_image_node(const void *fit, int images,
 102                                   const char *type, int index)
 103 {
 104         char *str;
 105         int err;
 106         int node;
 107
 108         err = spl_fit_get_image_name(fit, images, type, index, &str);
 109         if (err)
 110                 return err;
 111
 112         debug("%s: '%s'\n", type, str);
 113
 114         node = fdt_subnode_offset(fit, images, str);
 115         if (node < 0) {
 116                 debug("cannot find image node '%s': %d\n", str, node);
 117                 return -EINVAL;
 118         }
 119
 120         return node;
 121 }
 122
 123 static int get_aligned_image_offset(struct spl_load_info *info, int offset)
 124 {
 125         /*
 126          * If it is a FS read, get the first address before offset which is
 127          * aligned to ARCH_DMA_MINALIGN. If it is raw read return the
 128          * block number to which offset belongs.
 129          */
 130         if (info->filename)
 131                 return offset & ~(ARCH_DMA_MINALIGN - 1);
 132
 133         return offset / info->bl_len;
 134 }
 135
 136 static int get_aligned_image_overhead(struct spl_load_info *info, int offset)
 137 {
 138         /*
 139          * If it is a FS read, get the difference between the offset and
 140          * the first address before offset which is aligned to
 141          * ARCH_DMA_MINALIGN. If it is raw read return the offset within the
 142          * block.
 143          */
 144         if (info->filename)
 145                 return offset & (ARCH_DMA_MINALIGN - 1);
 146
 147         return offset % info->bl_len;
 148 }
 149
 150 static int get_aligned_image_size(struct spl_load_info *info, int data_size,
 151                                   int offset)
 152 {
 153         data_size = data_size + get_aligned_image_overhead(info, offset);
 154
 155         if (info->filename)
 156                 return data_size;
 157
 158         return (data_size + info->bl_len - 1) / info->bl_len;
 159 }
 160
 161 /**
 162  * spl_load_fit_image(): load the image described in a certain FIT node
 163  * @info:       points to information about the device to load data from
 164  * @sector:     the start sector of the FIT image on the device
 165  * @fit:        points to the flattened device tree blob describing the FIT
 166  *              image
 167  * @base_offset: the beginning of the data area containing the actual
 168  *              image data, relative to the beginning of the FIT
 169  * @node:       offset of the DT node describing the image to load (relative
 170  *              to @fit)
 171  * @image_info: will be filled with information about the loaded image
 172  *              If the FIT node does not contain a "load" (address) property,
 173  *              the image gets loaded to the address pointed to by the
 174  *              load_addr member in this struct.
 175  *
 176  * Return:      0 on success or a negative error number.
 177  */
 178 static int spl_load_fit_image(struct spl_load_info *info, ulong sector,
 179                               void *fit, ulong base_offset, int node,
 180                               struct spl_image_info *image_info)
 181 {
 182         int offset;
 183         size_t length;
 184         int len;
 185         ulong size;
 186         ulong load_addr, load_ptr;
 187         void *src;
 188         ulong overhead;
 189         int nr_sectors;
 190         int align_len = ARCH_DMA_MINALIGN - 1;
 191         uint8_t image_comp = -1, type = -1;
 192         const void *data;
 193         bool external_data = false;
 194
 195         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_FPGA_SUPPORT) ||
 196             (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_OS_BOOT) && IS_ENABLED(CONFIG_SPL_GZIP))) {
 197                 if (fit_image_get_type(fit, node, &type))
 198                         puts("Cannot get image type.\n");
 199                 else
 200                         debug("%s ", genimg_get_type_name(type));
 201         }
 202
 203         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_OS_BOOT) && IS_ENABLED(CONFIG_SPL_GZIP)) {
 204                 if (fit_image_get_comp(fit, node, &image_comp))
 205                         puts("Cannot get image compression format.\n");
 206                 else
 207                         debug("%s ", genimg_get_comp_name(image_comp));
 208         }
 209
 210         if (fit_image_get_load(fit, node, &load_addr))
 211                 load_addr = image_info->load_addr;
 212
 213         if (!fit_image_get_data_position(fit, node, &offset)) {
 214                 external_data = true;
 215         } else if (!fit_image_get_data_offset(fit, node, &offset)) {
 216                 offset += base_offset;
 217                 external_data = true;
 218         }
 219
 220         if (external_data) {
 221                 /* External data */
 222                 if (fit_image_get_data_size(fit, node, &len))
 223                         return -ENOENT;
 224
 225                 load_ptr = (load_addr + align_len) & ~align_len;
 226                 length = len;
 227
 228                 overhead = get_aligned_image_overhead(info, offset);
 229                 nr_sectors = get_aligned_image_size(info, length, offset);
 230
 231                 if (info->read(info,
 232                                sector + get_aligned_image_offset(info, offset),
 233                                nr_sectors, (void *)load_ptr) != nr_sectors)
 234                         return -EIO;
 235
 236                 debug("External data: dst=%lx, offset=%x, size=%lx\n",
 237                       load_ptr, offset, (unsigned long)length);
 238                 src = (void *)load_ptr + overhead;
 239         } else {
 240                 /* Embedded data */
 241                 if (fit_image_get_data(fit, node, &data, &length)) {
 242                         puts("Cannot get image data/size\n");
 243                         return -ENOENT;
 244                 }
 245                 debug("Embedded data: dst=%lx, size=%lx\n", load_addr,
 246                       (unsigned long)length);
 247                 src = (void *)data;
 248         }
 249
 250 #ifdef CONFIG_SPL_FIT_SIGNATURE
 251         printf("## Checking hash(es) for Image %s ... ",
 252                fit_get_name(fit, node, NULL));
 253         if (!fit_image_verify_with_data(fit, node,
 254                                          src, length))
 255                 return -EPERM;
 256         puts("OK\n");
 257 #endif
 258
 259 #ifdef CONFIG_SPL_FIT_IMAGE_POST_PROCESS
 260         board_fit_image_post_process(&src, &length);
 261 #endif
 262
 263         if (IS_ENABLED(CONFIG_SPL_GZIP) && image_comp == IH_COMP_GZIP) {
 264                 size = length;
 265                 if (gunzip((void *)load_addr, CONFIG_SYS_BOOTM_LEN,
 266                            src, &size)) {
 267                         puts("Uncompressing error\n");
 268                         return -EIO;
 269                 }
 270                 length = size;
 271         } else {
 272                 memcpy((void *)load_addr, src, length);
 273         }
 274
 275         if (image_info) {
 276                 image_info->load_addr = load_addr;
 277                 image_info->size = length;
 278                 image_info->entry_point = fdt_getprop_u32(fit, node, "entry");
 279         }
 280
 281         return 0;
 282 }
 283
 284 static int spl_fit_append_fdt(struct spl_image_info *spl_image,
 285                               struct spl_load_info *info, ulong sector,
 286                               void *fit, int images, ulong base_offset)
 287 {
 288         struct spl_image_info image_info;
 289         int node, ret = 0, index = 0;
 290
 291         /*
 292          * Use the address following the image as target address for the
 293          * device tree.
 294          */
 295         image_info.load_addr = spl_image->load_addr + spl_image->size;
 296
 297         /* Figure out which device tree the board wants to use */
 298         node = spl_fit_get_image_node(fit, images, FIT_FDT_PROP, index++);
 299         if (node < 0) {
 300                 debug("%s: cannot find FDT node\n", __func__);
 301
 302                 /*
 303                  * U-Boot did not find a device tree inside the FIT image. Use
 304                  * the U-Boot device tree instead.
 305                  */
 306                 if (gd->fdt_blob)
 307                         memcpy((void *)image_info.load_addr, gd->fdt_blob,
 308                                fdt_totalsize(gd->fdt_blob));
 309                 else
 310                         return node;
 311         } else {
 312                 ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset, node,
 313                                          &image_info);
 314                 if (ret < 0)
 315                         return ret;
 316         }
 317
 318         /* Make the load-address of the FDT available for the SPL framework */
 319         spl_image->fdt_addr = (void *)image_info.load_addr;
 320 #if !CONFIG_IS_ENABLED(FIT_IMAGE_TINY)
 321         if (CONFIG_IS_ENABLED(LOAD_FIT_APPLY_OVERLAY)) {
 322                 void *tmpbuffer = NULL;
 323
 324                 for (; ; index++) {
 325                         node = spl_fit_get_image_node(fit, images, FIT_FDT_PROP,
 326                                                       index);
 327                         if (node == -E2BIG) {
 328                                 debug("%s: No additional FDT node\n", __func__);
 329                                 break;
 330                         } else if (node < 0) {
 331                                 debug("%s: unable to find FDT node %d\n",
 332                                       __func__, index);
 333                                 continue;
 334                         }
 335
 336                         if (!tmpbuffer) {
 337                                 /*
 338                                  * allocate memory to store the DT overlay
 339                                  * before it is applied. It may not be used
 340                                  * depending on how the overlay is stored, so
 341                                  * don't fail yet if the allocation failed.
 342                                  */
 343                                 tmpbuffer = malloc(CONFIG_SPL_LOAD_FIT_APPLY_OVERLAY_BUF_SZ);
 344                                 if (!tmpbuffer)
 345                                         debug("%s: unable to allocate space for overlays\n",
 346                                               __func__);
 347                         }
 348                         image_info.load_addr = (ulong)tmpbuffer;
 349                         ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset,
 350                                                  node, &image_info);
 351                         if (ret < 0)
 352                                 break;
 353
 354                         /* Make room in FDT for changes from the overlay */
 355                         ret = fdt_increase_size(spl_image->fdt_addr,
 356                                                 image_info.size);
 357                         if (ret < 0)
 358                                 break;
 359
 360                         ret = fdt_overlay_apply_verbose(spl_image->fdt_addr,
 361                                                         (void *)image_info.load_addr);
 362                         if (ret)
 363                                 break;
 364
 365                         debug("%s: DT overlay %s applied\n", __func__,
 366                               fit_get_name(fit, node, NULL));
 367                 }
 368                 if (tmpbuffer)
 369                         free(tmpbuffer);
 370                 if (ret)
 371                         return ret;
 372         }
 373         /* Try to make space, so we can inject details on the loadables */
 374         ret = fdt_shrink_to_minimum(spl_image->fdt_addr, 8192);
 375         if (ret < 0)
 376                 return ret;
 377 #endif
 378
 379         return ret;
 380 }
 381
 382 static int spl_fit_record_loadable(const void *fit, int images, int index,
 383                                    void *blob, struct spl_image_info *image)
 384 {
 385         int ret = 0;
 386 #if !CONFIG_IS_ENABLED(FIT_IMAGE_TINY)
 387         char *name;
 388         int node;
 389
 390         ret = spl_fit_get_image_name(fit, images, "loadables",
 391                                      index, &name);
 392         if (ret < 0)
 393                 return ret;
 394
 395         node = spl_fit_get_image_node(fit, images, "loadables", index);
 396
 397         ret = fdt_record_loadable(blob, index, name, image->load_addr,
 398                                   image->size, image->entry_point,
 399                                   fdt_getprop(fit, node, "type", NULL),
 400                                   fdt_getprop(fit, node, "os", NULL));
 401 #endif
 402         return ret;
 403 }
 404
 405 static int spl_fit_image_get_os(const void *fit, int noffset, uint8_t *os)
 406 {
 407 #if CONFIG_IS_ENABLED(FIT_IMAGE_TINY) && !defined(CONFIG_SPL_OS_BOOT)
 408         return -ENOTSUPP;
 409 #else
 410         return fit_image_get_os(fit, noffset, os);
 411 #endif
 412 }
 413
 414 /*
 415  * Weak default function to allow customizing SPL fit loading for load-only
 416  * use cases by allowing to skip the parsing/processing of the FIT contents
 417  * (so that this can be done separately in a more customized fashion)
 418  */
 419 __weak bool spl_load_simple_fit_skip_processing(void)
 420 {
 421         return false;
 422 }
 423
 424 int spl_load_simple_fit(struct spl_image_info *spl_image,
 425                         struct spl_load_info *info, ulong sector, void *fit)
 426 {
 427         int sectors;
 428         ulong size;
 429         unsigned long count;
 430         struct spl_image_info image_info;
 431         int node = -1;
 432         int images, ret;
 433         int base_offset, hsize, align_len = ARCH_DMA_MINALIGN - 1;
 434         int index = 0;
 435         int firmware_node;
 436
 437         /*
 438          * For FIT with external data, figure out where the external images
 439          * start. This is the base for the data-offset properties in each
 440          * image.
 441          */
 442         size = fdt_totalsize(fit);
 443         size = (size + 3) & ~3;
 444         size = board_spl_fit_size_align(size);
 445         base_offset = (size + 3) & ~3;
 446
 447         /*
 448          * So far we only have one block of data from the FIT. Read the entire
 449          * thing, including that first block, placing it so it finishes before
 450          * where we will load the image.
 451          *
 452          * Note that we will load the image such that its first byte will be
 453          * at the load address. Since that byte may be part-way through a
 454          * block, we may load the image up to one block before the load
 455          * address. So take account of that here by subtracting an addition
 456          * block length from the FIT start position.
 457          *
 458          * In fact the FIT has its own load address, but we assume it cannot
 459          * be before CONFIG_SYS_TEXT_BASE.
 460          *
 461          * For FIT with data embedded, data is loaded as part of FIT image.
 462          * For FIT with external data, data is not loaded in this step.
 463          */
 464         hsize = (size + info->bl_len + align_len) & ~align_len;
 465         fit = spl_get_load_buffer(-hsize, hsize);
 466         sectors = get_aligned_image_size(info, size, 0);
 467         count = info->read(info, sector, sectors, fit);
 468         debug("fit read sector %lx, sectors=%d, dst=%p, count=%lu, size=0x%lx\n",
 469               sector, sectors, fit, count, size);
 470
 471         if (count == 0)
 472                 return -EIO;
 473
 474         /* skip further processing if requested to enable load-only use cases */
 475         if (spl_load_simple_fit_skip_processing())
 476                 return 0;
 477
 478         /* find the node holding the images information */
 479         images = fdt_path_offset(fit, FIT_IMAGES_PATH);
 480         if (images < 0) {
 481                 debug("%s: Cannot find /images node: %d\n", __func__, images);
 482                 return -1;
 483         }
 484
 485 #ifdef CONFIG_SPL_FPGA_SUPPORT
 486         node = spl_fit_get_image_node(fit, images, "fpga", 0);
 487         if (node >= 0) {
 488                 /* Load the image and set up the spl_image structure */
 489                 ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset, node,
 490                                          spl_image);
 491                 if (ret) {
 492                         printf("%s: Cannot load the FPGA: %i\n", __func__, ret);
 493                         return ret;
 494                 }
 495
 496                 debug("FPGA bitstream at: %x, size: %x\n",
 497                       (u32)spl_image->load_addr, spl_image->size);
 498
 499                 ret = fpga_load(0, (const void *)spl_image->load_addr,
 500                                 spl_image->size, BIT_FULL);
 501                 if (ret) {
 502                         printf("%s: Cannot load the image to the FPGA\n",
 503                                __func__);
 504                         return ret;
 505                 }
 506
 507                 puts("FPGA image loaded from FIT\n");
 508                 node = -1;
 509         }
 510 #endif
 511
 512         /*
 513          * Find the U-Boot image using the following search order:
 514          *   - start at 'firmware' (e.g. an ARM Trusted Firmware)
 515          *   - fall back 'kernel' (e.g. a Falcon-mode OS boot
 516          *   - fall back to using the first 'loadables' entry
 517          */
 518         if (node < 0)
 519                 node = spl_fit_get_image_node(fit, images, FIT_FIRMWARE_PROP,
 520                                               0);
 521 #ifdef CONFIG_SPL_OS_BOOT
 522         if (node < 0)
 523                 node = spl_fit_get_image_node(fit, images, FIT_KERNEL_PROP, 0);
 524 #endif
 525         if (node < 0) {
 526                 debug("could not find firmware image, trying loadables...\n");
 527                 node = spl_fit_get_image_node(fit, images, "loadables", 0);
 528                 /*
 529                  * If we pick the U-Boot image from "loadables", start at
 530                  * the second image when later loading additional images.
 531                  */
 532                 index = 1;
 533         }
 534         if (node < 0) {
 535                 debug("%s: Cannot find u-boot image node: %d\n",
 536                       __func__, node);
 537                 return -1;
 538         }
 539
 540         /* Load the image and set up the spl_image structure */
 541         ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset, node,
 542                                  spl_image);
 543         if (ret)
 544                 return ret;
 545
 546         /*
 547          * For backward compatibility, we treat the first node that is
 548          * as a U-Boot image, if no OS-type has been declared.
 549          */
 550         if (!spl_fit_image_get_os(fit, node, &spl_image->os))
 551                 debug("Image OS is %s\n", genimg_get_os_name(spl_image->os));
 552 #if !defined(CONFIG_SPL_OS_BOOT)
 553         else
 554                 spl_image->os = IH_OS_U_BOOT;
 555 #endif
 556
 557         /*
 558          * Booting a next-stage U-Boot may require us to append the FDT.
 559          * We allow this to fail, as the U-Boot image might embed its FDT.
 560          */
 561         if (spl_image->os == IH_OS_U_BOOT)
 562                 spl_fit_append_fdt(spl_image, info, sector, fit,
 563                                    images, base_offset);
 564
 565         firmware_node = node;
 566         /* Now check if there are more images for us to load */
 567         for (; ; index++) {
 568                 uint8_t os_type = IH_OS_INVALID;
 569
 570                 node = spl_fit_get_image_node(fit, images, "loadables", index);
 571                 if (node < 0)
 572                         break;
 573
 574                 /*
 575                  * if the firmware is also a loadable, skip it because
 576                  * it already has been loaded. This is typically the case with
 577                  * u-boot.img generated by mkimage.
 578                  */
 579                 if (firmware_node == node)
 580                         continue;
 581
 582                 ret = spl_load_fit_image(info, sector, fit, base_offset, node,
 583                                          &image_info);
 584                 if (ret < 0)
 585                         continue;
 586
 587                 if (!spl_fit_image_get_os(fit, node, &os_type))
 588                         debug("Loadable is %s\n", genimg_get_os_name(os_type));
 589 #if CONFIG_IS_ENABLED(FIT_IMAGE_TINY)
 590                 else
 591                         os_type = IH_OS_U_BOOT;
 592 #endif
 593
 594                 if (os_type == IH_OS_U_BOOT) {
 595                         spl_fit_append_fdt(&image_info, info, sector,
 596                                            fit, images, base_offset);
 597                         spl_image->fdt_addr = image_info.fdt_addr;
 598                 }
 599
 600                 /*
 601                  * If the "firmware" image did not provide an entry point,
 602                  * use the first valid entry point from the loadables.
 603                  */
 604                 if (spl_image->entry_point == FDT_ERROR &&
 605                     image_info.entry_point != FDT_ERROR)
 606                         spl_image->entry_point = image_info.entry_point;
 607
 608                 /* Record our loadables into the FDT */
 609                 if (spl_image->fdt_addr)
 610                         spl_fit_record_loadable(fit, images, index,
 611                                                 spl_image->fdt_addr,
 612                                                 &image_info);
 613         }
 614
 615         /*
 616          * If a platform does not provide CONFIG_SYS_UBOOT_START, U-Boot's
 617          * Makefile will set it to 0 and it will end up as the entry point
 618          * here. What it actually means is: use the load address.
 619          */
 620         if (spl_image->entry_point == FDT_ERROR || spl_image->entry_point == 0)
 621                 spl_image->entry_point = spl_image->load_addr;
 622
 623         spl_image->flags |= SPL_FIT_FOUND;
 624
 625 #ifdef CONFIG_IMX_HAB
 626         board_spl_fit_post_load((ulong)fit, size);
 627 #endif
 628
 629         return 0;
 630 }