]> git.ipfire.org Git - thirdparty/ipxe.git/commitdiff
[efi] Support the initrd autodetection mechanism in newer Linux kernels 895/head
authorMichael Brown <mcb30@ipxe.org>
Wed, 15 Feb 2023 15:48:31 +0000 (15:48 +0000)
committerMichael Brown <mcb30@ipxe.org>
Wed, 15 Feb 2023 17:36:47 +0000 (17:36 +0000)
Linux 5.7 added the ability to autodetect an initrd by searching for a
handle via a fixed vendor-specific "Linux initrd device path" and then
locating and using the EFI_LOAD_FILE2_PROTOCOL instance on that
handle.

This maps quite naturally onto our existing concept of a "magic
initrd" as introduced for EFI in commit e5f0255 ("[efi] Provide an
"initrd.magic" file for use by UEFI kernels").

Add an EFI_LOAD_FILE2_PROTOCOL instance to our EFI virtual files
(backed by simply calling the existing EFI_SIMPLE_FILE_SYSTEM_PROTOCOL
method to read from the file), and install the protocol instance for
the "initrd.magic" virtual file onto a new device handle that also
provides the Linux initrd device path.

The design choice in Linux of using a single fixed device path makes
this unfortunately messy to support, since device paths must be unique
within a system.  When multiple bootloaders are used (e.g. GRUB
loading iPXE loading Linux) then only one bootloader can ever install
the device path onto a handle.  Subsequent bootloaders must locate the
existing handle and replace the load file protocol instance with their
own.

Signed-off-by: Michael Brown <mcb30@ipxe.org>
src/interface/efi/efi_file.c

index 7ed3ea5ac6e9ad83bbbea0e895182c6bd85a3736..e8debbbe1a538c8419504eb7cd9126f7b909fd3e 100644 (file)
@@ -43,14 +43,21 @@ FILE_LICENCE ( GPL2_OR_LATER_OR_UBDL );
 #include <ipxe/efi/Protocol/SimpleFileSystem.h>
 #include <ipxe/efi/Protocol/BlockIo.h>
 #include <ipxe/efi/Protocol/DiskIo.h>
+#include <ipxe/efi/Protocol/LoadFile2.h>
 #include <ipxe/efi/Guid/FileInfo.h>
 #include <ipxe/efi/Guid/FileSystemInfo.h>
 #include <ipxe/efi/efi_strings.h>
+#include <ipxe/efi/efi_path.h>
 #include <ipxe/efi/efi_file.h>
 
 /** EFI media ID */
 #define EFI_MEDIA_ID_MAGIC 0x69505845
 
+/** Linux initrd fixed device path vendor GUID */
+#define LINUX_INITRD_VENDOR_GUID                                       \
+       { 0x5568e427, 0x68fc, 0x4f3d,                                   \
+         { 0xac, 0x74, 0xca, 0x55, 0x52, 0x31, 0xcc, 0x68 } }
+
 /** An EFI virtual file reader */
 struct efi_file_reader {
        /** EFI file */
@@ -69,6 +76,8 @@ struct efi_file {
        struct refcnt refcnt;
        /** EFI file protocol */
        EFI_FILE_PROTOCOL file;
+       /** EFI load file protocol */
+       EFI_LOAD_FILE2_PROTOCOL load;
        /** Image (if any) */
        struct image *image;
        /** Filename */
@@ -370,6 +379,8 @@ efi_file_open ( EFI_FILE_PROTOCOL *this, EFI_FILE_PROTOCOL **new,
        ref_init ( &file->refcnt, efi_file_free );
        memcpy ( &new_file->file, &efi_file_root.file,
                 sizeof ( new_file->file ) );
+       memcpy ( &new_file->load, &efi_file_root.load,
+                sizeof ( new_file->load ) );
        efi_file_image ( new_file, image_get ( image ) );
        *new = &new_file->file;
        DBGC ( new_file, "EFIFILE %s opened\n", efi_file_name ( new_file ) );
@@ -684,6 +695,44 @@ static EFI_STATUS EFIAPI efi_file_flush ( EFI_FILE_PROTOCOL *this ) {
        return 0;
 }
 
+/**
+ * Load file
+ *
+ * @v this             EFI file loader
+ * @v path             File path
+ * @v boot             Boot policy
+ * @v len              Buffer size
+ * @v data             Buffer, or NULL
+ * @ret efirc          EFI status code
+ */
+static EFI_STATUS EFIAPI efi_file_load ( EFI_LOAD_FILE2_PROTOCOL *this,
+                                        EFI_DEVICE_PATH_PROTOCOL *path __unused,
+                                        BOOLEAN boot __unused, UINTN *len,
+                                        VOID *data ) {
+       struct efi_file *file = container_of ( this, struct efi_file, load );
+       size_t max_len;
+       size_t file_len;
+       EFI_STATUS efirc;
+
+       /* Calculate maximum length */
+       max_len = ( data ? *len : 0 );
+       DBGC ( file, "EFIFILE %s load at %p+%#zx\n",
+              efi_file_name ( file ), data, max_len );
+
+       /* Check buffer size */
+       file_len = efi_file_len ( file );
+       if ( file_len > max_len ) {
+               *len = file_len;
+               return EFI_BUFFER_TOO_SMALL;
+       }
+
+       /* Read from file */
+       if ( ( efirc = efi_file_read ( &file->file, len, data ) ) != 0 )
+               return efirc;
+
+       return 0;
+}
+
 /** Root directory */
 static struct efi_file efi_file_root = {
        .refcnt = REF_INIT ( ref_no_free ),
@@ -700,6 +749,9 @@ static struct efi_file efi_file_root = {
                .SetInfo = efi_file_set_info,
                .Flush = efi_file_flush,
        },
+       .load = {
+               .LoadFile = efi_file_load,
+       },
        .image = NULL,
        .name = "",
 };
@@ -720,11 +772,34 @@ static struct efi_file efi_file_initrd = {
                .SetInfo = efi_file_set_info,
                .Flush = efi_file_flush,
        },
+       .load = {
+               .LoadFile = efi_file_load,
+       },
        .image = NULL,
        .name = "initrd.magic",
        .read = efi_file_read_initrd,
 };
 
+/** Linux initrd fixed device path */
+static struct {
+       VENDOR_DEVICE_PATH vendor;
+       EFI_DEVICE_PATH_PROTOCOL end;
+} __attribute__ (( packed )) efi_file_initrd_path = {
+       .vendor = {
+               .Header = {
+                       .Type = MEDIA_DEVICE_PATH,
+                       .SubType = MEDIA_VENDOR_DP,
+                       .Length[0] = sizeof ( efi_file_initrd_path.vendor ),
+               },
+               .Guid = LINUX_INITRD_VENDOR_GUID,
+       },
+       .end = {
+               .Type = END_DEVICE_PATH_TYPE,
+               .SubType = END_ENTIRE_DEVICE_PATH_SUBTYPE,
+               .Length[0] = sizeof ( efi_file_initrd_path.end ),
+       },
+};
+
 /**
  * Open root directory
  *
@@ -833,6 +908,110 @@ static EFI_DISK_IO_PROTOCOL efi_disk_io_protocol = {
        .WriteDisk = efi_disk_io_write_disk,
 };
 
+/**
+ * (Re)install fixed device path file
+ *
+ * @v path             Device path
+ * @v load             Load file protocol, or NULL to uninstall protocol
+ * @ret rc             Return status code
+ *
+ * Linux 5.7 added the ability to autodetect an initrd by searching
+ * for a handle via a fixed vendor-specific "Linux initrd device path"
+ * and then locating and using the EFI_LOAD_FILE2_PROTOCOL instance on
+ * that handle.
+ *
+ * The design choice in Linux of using a single fixed device path
+ * makes this unfortunately messy to support, since device paths must
+ * be unique within a system.  When multiple bootloaders are used
+ * (e.g. GRUB loading iPXE loading Linux) then only one bootloader can
+ * ever install the device path onto a handle.  Subsequent bootloaders
+ * must locate the existing handle and replace the load file protocol
+ * instance with their own.
+ */
+static int efi_file_path_install ( EFI_DEVICE_PATH_PROTOCOL *path,
+                                  EFI_LOAD_FILE2_PROTOCOL *load ) {
+       EFI_BOOT_SERVICES *bs = efi_systab->BootServices;
+       EFI_DEVICE_PATH_PROTOCOL *end;
+       EFI_HANDLE handle;
+       VOID *path_copy;
+       VOID *old;
+       size_t path_len;
+       EFI_STATUS efirc;
+       int rc;
+
+       /* Locate or install the handle with this device path */
+       end = path;
+       if ( ( ( efirc = bs->LocateDevicePath ( &efi_device_path_protocol_guid,
+                                               &end, &handle ) ) == 0 ) &&
+            ( end->Type == END_DEVICE_PATH_TYPE ) ) {
+
+               /* Exact match: reuse (or uninstall from) this handle */
+               if ( load ) {
+                       DBGC ( path, "EFIFILE %s reusing existing handle\n",
+                              efi_devpath_text ( path ) );
+               }
+
+       } else {
+
+               /* Allocate a permanent copy of the device path, since
+                * this handle will survive after this binary is
+                * unloaded.
+                */
+               path_len = ( efi_path_len ( path ) + sizeof ( *end ) );
+               if ( ( efirc = bs->AllocatePool ( EfiBootServicesData, path_len,
+                                                 &path_copy ) ) != 0 ) {
+                       rc = -EEFI ( efirc );
+                       DBGC ( path, "EFIFILE %s could not allocate device path: "
+                              "%s\n", efi_devpath_text ( path ), strerror ( rc ) );
+                       return rc;
+               }
+               memcpy ( path_copy, path, path_len );
+
+               /* Create a new handle with this device path */
+               handle = NULL;
+               if ( ( efirc = bs->InstallMultipleProtocolInterfaces (
+                               &handle,
+                               &efi_device_path_protocol_guid, path_copy,
+                               NULL ) ) != 0 ) {
+                       rc = -EEFI ( efirc );
+                       DBGC ( path, "EFIFILE %s could not create handle: %s\n",
+                              efi_devpath_text ( path ), strerror ( rc ) );
+                       return rc;
+               }
+       }
+
+       /* Uninstall existing load file protocol instance, if any */
+       if ( ( ( efirc = bs->HandleProtocol ( handle, &efi_load_file2_protocol_guid,
+                                             &old ) ) == 0 ) &&
+            ( ( efirc = bs->UninstallMultipleProtocolInterfaces (
+                               handle,
+                               &efi_load_file2_protocol_guid, old,
+                               NULL ) ) != 0 ) ) {
+               rc = -EEFI ( efirc );
+               DBGC ( path, "EFIFILE %s could not uninstall %s: %s\n",
+                      efi_devpath_text ( path ),
+                      efi_guid_ntoa ( &efi_load_file2_protocol_guid ),
+                      strerror ( rc ) );
+               return rc;
+       }
+
+       /* Install new load file protocol instance, if applicable */
+       if ( ( load != NULL ) &&
+            ( ( efirc = bs->InstallMultipleProtocolInterfaces (
+                               &handle,
+                               &efi_load_file2_protocol_guid, load,
+                               NULL ) ) != 0 ) ) {
+               rc = -EEFI ( efirc );
+               DBGC ( path, "EFIFILE %s could not install %s: %s\n",
+                      efi_devpath_text ( path ),
+                      efi_guid_ntoa ( &efi_load_file2_protocol_guid ),
+                      strerror ( rc ) );
+               return rc;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
 /**
  * Install EFI simple file system protocol
  *
@@ -903,8 +1082,16 @@ int efi_file_install ( EFI_HANDLE handle ) {
        }
        assert ( diskio.diskio == &efi_disk_io_protocol );
 
+       /* Install Linux initrd fixed device path file */
+       if ( ( rc = efi_file_path_install ( &efi_file_initrd_path.vendor.Header,
+                                           &efi_file_initrd.load ) ) != 0 ) {
+               goto err_initrd;
+       }
+
        return 0;
 
+       efi_file_path_install ( &efi_file_initrd_path.vendor.Header, NULL );
+ err_initrd:
        bs->CloseProtocol ( handle, &efi_disk_io_protocol_guid,
                            efi_image_handle, handle );
  err_open:
@@ -930,6 +1117,9 @@ void efi_file_uninstall ( EFI_HANDLE handle ) {
        EFI_STATUS efirc;
        int rc;
 
+       /* Uninstall Linux initrd fixed device path file */
+       efi_file_path_install ( &efi_file_initrd_path.vendor.Header, NULL );
+
        /* Close our own disk I/O protocol */
        bs->CloseProtocol ( handle, &efi_disk_io_protocol_guid,
                            efi_image_handle, handle );