arch/x86/kernel/sev-shared.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * AMD Encrypted Register State Support
   4  *
   5  * Author: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
   6  *
   7  * This file is not compiled stand-alone. It contains code shared
   8  * between the pre-decompression boot code and the running Linux kernel
   9  * and is included directly into both code-bases.
  10  */
  11
  12 #ifndef __BOOT_COMPRESSED
  13 #define error(v)        pr_err(v)
  14 #define has_cpuflag(f)  boot_cpu_has(f)
  15 #endif
  16
  17 /* I/O parameters for CPUID-related helpers */
  18 struct cpuid_leaf {
  19         u32 fn;
  20         u32 subfn;
  21         u32 eax;
  22         u32 ebx;
  23         u32 ecx;
  24         u32 edx;
  25 };
  26
  27 /*
  28  * Individual entries of the SNP CPUID table, as defined by the SNP
  29  * Firmware ABI, Revision 0.9, Section 7.1, Table 14.
  30  */
  31 struct snp_cpuid_fn {
  32         u32 eax_in;
  33         u32 ecx_in;
  34         u64 xcr0_in;
  35         u64 xss_in;
  36         u32 eax;
  37         u32 ebx;
  38         u32 ecx;
  39         u32 edx;
  40         u64 __reserved;
  41 } __packed;
  42
  43 /*
  44  * SNP CPUID table, as defined by the SNP Firmware ABI, Revision 0.9,
  45  * Section 8.14.2.6. Also noted there is the SNP firmware-enforced limit
  46  * of 64 entries per CPUID table.
  47  */
  48 #define SNP_CPUID_COUNT_MAX 64
  49
  50 struct snp_cpuid_table {
  51         u32 count;
  52         u32 __reserved1;
  53         u64 __reserved2;
  54         struct snp_cpuid_fn fn[SNP_CPUID_COUNT_MAX];
  55 } __packed;
  56
  57 /*
  58  * Since feature negotiation related variables are set early in the boot
  59  * process they must reside in the .data section so as not to be zeroed
  60  * out when the .bss section is later cleared.
  61  *
  62  * GHCB protocol version negotiated with the hypervisor.
  63  */
  64 static u16 ghcb_version __ro_after_init;
  65
  66 /* Copy of the SNP firmware's CPUID page. */
  67 static struct snp_cpuid_table cpuid_table_copy __ro_after_init;
  68
  69 /*
  70  * These will be initialized based on CPUID table so that non-present
  71  * all-zero leaves (for sparse tables) can be differentiated from
  72  * invalid/out-of-range leaves. This is needed since all-zero leaves
  73  * still need to be post-processed.
  74  */
  75 static u32 cpuid_std_range_max __ro_after_init;
  76 static u32 cpuid_hyp_range_max __ro_after_init;
  77 static u32 cpuid_ext_range_max __ro_after_init;
  78
  79 static bool __init sev_es_check_cpu_features(void)
  80 {
  81         if (!has_cpuflag(X86_FEATURE_RDRAND)) {
  82                 error("RDRAND instruction not supported - no trusted source of randomness available\n");
  83                 return false;
  84         }
  85
  86         return true;
  87 }
  88
  89 static void __noreturn sev_es_terminate(unsigned int set, unsigned int reason)
  90 {
  91         u64 val = GHCB_MSR_TERM_REQ;
  92
  93         /* Tell the hypervisor what went wrong. */
  94         val |= GHCB_SEV_TERM_REASON(set, reason);
  95
  96         /* Request Guest Termination from Hypvervisor */
  97         sev_es_wr_ghcb_msr(val);
  98         VMGEXIT();
  99
 100         while (true)
 101                 asm volatile("hlt\n" : : : "memory");
 102 }
 103
 104 /*
 105  * The hypervisor features are available from GHCB version 2 onward.
 106  */
 107 static u64 get_hv_features(void)
 108 {
 109         u64 val;
 110
 111         if (ghcb_version < 2)
 112                 return 0;
 113
 114         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_HV_FT_REQ);
 115         VMGEXIT();
 116
 117         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
 118         if (GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_HV_FT_RESP)
 119                 return 0;
 120
 121         return GHCB_MSR_HV_FT_RESP_VAL(val);
 122 }
 123
 124 static void snp_register_ghcb_early(unsigned long paddr)
 125 {
 126         unsigned long pfn = paddr >> PAGE_SHIFT;
 127         u64 val;
 128
 129         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_REG_GPA_REQ_VAL(pfn));
 130         VMGEXIT();
 131
 132         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
 133
 134         /* If the response GPA is not ours then abort the guest */
 135         if ((GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_REG_GPA_RESP) ||
 136             (GHCB_MSR_REG_GPA_RESP_VAL(val) != pfn))
 137                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_REGISTER);
 138 }
 139
 140 static bool sev_es_negotiate_protocol(void)
 141 {
 142         u64 val;
 143
 144         /* Do the GHCB protocol version negotiation */
 145         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_SEV_INFO_REQ);
 146         VMGEXIT();
 147         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
 148
 149         if (GHCB_MSR_INFO(val) != GHCB_MSR_SEV_INFO_RESP)
 150                 return false;
 151
 152         if (GHCB_MSR_PROTO_MAX(val) < GHCB_PROTOCOL_MIN ||
 153             GHCB_MSR_PROTO_MIN(val) > GHCB_PROTOCOL_MAX)
 154                 return false;
 155
 156         ghcb_version = min_t(size_t, GHCB_MSR_PROTO_MAX(val), GHCB_PROTOCOL_MAX);
 157
 158         return true;
 159 }
 160
 161 static __always_inline void vc_ghcb_invalidate(struct ghcb *ghcb)
 162 {
 163         ghcb->save.sw_exit_code = 0;
 164         __builtin_memset(ghcb->save.valid_bitmap, 0, sizeof(ghcb->save.valid_bitmap));
 165 }
 166
 167 static bool vc_decoding_needed(unsigned long exit_code)
 168 {
 169         /* Exceptions don't require to decode the instruction */
 170         return !(exit_code >= SVM_EXIT_EXCP_BASE &&
 171                  exit_code <= SVM_EXIT_LAST_EXCP);
 172 }
 173
 174 static enum es_result vc_init_em_ctxt(struct es_em_ctxt *ctxt,
 175                                       struct pt_regs *regs,
 176                                       unsigned long exit_code)
 177 {
 178         enum es_result ret = ES_OK;
 179
 180         memset(ctxt, 0, sizeof(*ctxt));
 181         ctxt->regs = regs;
 182
 183         if (vc_decoding_needed(exit_code))
 184                 ret = vc_decode_insn(ctxt);
 185
 186         return ret;
 187 }
 188
 189 static void vc_finish_insn(struct es_em_ctxt *ctxt)
 190 {
 191         ctxt->regs->ip += ctxt->insn.length;
 192 }
 193
 194 static enum es_result verify_exception_info(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt)
 195 {
 196         u32 ret;
 197
 198         ret = ghcb->save.sw_exit_info_1 & GENMASK_ULL(31, 0);
 199         if (!ret)
 200                 return ES_OK;
 201
 202         if (ret == 1) {
 203                 u64 info = ghcb->save.sw_exit_info_2;
 204                 unsigned long v = info & SVM_EVTINJ_VEC_MASK;
 205
 206                 /* Check if exception information from hypervisor is sane. */
 207                 if ((info & SVM_EVTINJ_VALID) &&
 208                     ((v == X86_TRAP_GP) || (v == X86_TRAP_UD)) &&
 209                     ((info & SVM_EVTINJ_TYPE_MASK) == SVM_EVTINJ_TYPE_EXEPT)) {
 210                         ctxt->fi.vector = v;
 211
 212                         if (info & SVM_EVTINJ_VALID_ERR)
 213                                 ctxt->fi.error_code = info >> 32;
 214
 215                         return ES_EXCEPTION;
 216                 }
 217         }
 218
 219         return ES_VMM_ERROR;
 220 }
 221
 222 enum es_result sev_es_ghcb_hv_call(struct ghcb *ghcb, bool set_ghcb_msr,
 223                                    struct es_em_ctxt *ctxt, u64 exit_code,
 224                                    u64 exit_info_1, u64 exit_info_2)
 225 {
 226         /* Fill in protocol and format specifiers */
 227         ghcb->protocol_version = ghcb_version;
 228         ghcb->ghcb_usage       = GHCB_DEFAULT_USAGE;
 229
 230         ghcb_set_sw_exit_code(ghcb, exit_code);
 231         ghcb_set_sw_exit_info_1(ghcb, exit_info_1);
 232         ghcb_set_sw_exit_info_2(ghcb, exit_info_2);
 233
 234         /*
 235          * Hyper-V unenlightened guests use a paravisor for communicating and
 236          * GHCB pages are being allocated and set up by that paravisor. Linux
 237          * should not change the GHCB page's physical address.
 238          */
 239         if (set_ghcb_msr)
 240                 sev_es_wr_ghcb_msr(__pa(ghcb));
 241
 242         VMGEXIT();
 243
 244         return verify_exception_info(ghcb, ctxt);
 245 }
 246
 247 static int __sev_cpuid_hv(u32 fn, int reg_idx, u32 *reg)
 248 {
 249         u64 val;
 250
 251         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_CPUID_REQ(fn, reg_idx));
 252         VMGEXIT();
 253         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
 254         if (GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_CPUID_RESP)
 255                 return -EIO;
 256
 257         *reg = (val >> 32);
 258
 259         return 0;
 260 }
 261
 262 static int sev_cpuid_hv(struct cpuid_leaf *leaf)
 263 {
 264         int ret;
 265
 266         /*
 267          * MSR protocol does not support fetching non-zero subfunctions, but is
 268          * sufficient to handle current early-boot cases. Should that change,
 269          * make sure to report an error rather than ignoring the index and
 270          * grabbing random values. If this issue arises in the future, handling
 271          * can be added here to use GHCB-page protocol for cases that occur late
 272          * enough in boot that GHCB page is available.
 273          */
 274         if (cpuid_function_is_indexed(leaf->fn) && leaf->subfn)
 275                 return -EINVAL;
 276
 277         ret =         __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EAX, &leaf->eax);
 278         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EBX, &leaf->ebx);
 279         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_ECX, &leaf->ecx);
 280         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EDX, &leaf->edx);
 281
 282         return ret;
 283 }
 284
 285 /*
 286  * This may be called early while still running on the initial identity
 287  * mapping. Use RIP-relative addressing to obtain the correct address
 288  * while running with the initial identity mapping as well as the
 289  * switch-over to kernel virtual addresses later.
 290  */
 291 static const struct snp_cpuid_table *snp_cpuid_get_table(void)
 292 {
 293         void *ptr;
 294
 295         asm ("lea cpuid_table_copy(%%rip), %0"
 296              : "=r" (ptr)
 297              : "p" (&cpuid_table_copy));
 298
 299         return ptr;
 300 }
 301
 302 /*
 303  * The SNP Firmware ABI, Revision 0.9, Section 7.1, details the use of
 304  * XCR0_IN and XSS_IN to encode multiple versions of 0xD subfunctions 0
 305  * and 1 based on the corresponding features enabled by a particular
 306  * combination of XCR0 and XSS registers so that a guest can look up the
 307  * version corresponding to the features currently enabled in its XCR0/XSS
 308  * registers. The only values that differ between these versions/table
 309  * entries is the enabled XSAVE area size advertised via EBX.
 310  *
 311  * While hypervisors may choose to make use of this support, it is more
 312  * robust/secure for a guest to simply find the entry corresponding to the
 313  * base/legacy XSAVE area size (XCR0=1 or XCR0=3), and then calculate the
 314  * XSAVE area size using subfunctions 2 through 64, as documented in APM
 315  * Volume 3, Rev 3.31, Appendix E.3.8, which is what is done here.
 316  *
 317  * Since base/legacy XSAVE area size is documented as 0x240, use that value
 318  * directly rather than relying on the base size in the CPUID table.
 319  *
 320  * Return: XSAVE area size on success, 0 otherwise.
 321  */
 322 static u32 snp_cpuid_calc_xsave_size(u64 xfeatures_en, bool compacted)
 323 {
 324         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
 325         u64 xfeatures_found = 0;
 326         u32 xsave_size = 0x240;
 327         int i;
 328
 329         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
 330                 const struct snp_cpuid_fn *e = &cpuid_table->fn[i];
 331
 332                 if (!(e->eax_in == 0xD && e->ecx_in > 1 && e->ecx_in < 64))
 333                         continue;
 334                 if (!(xfeatures_en & (BIT_ULL(e->ecx_in))))
 335                         continue;
 336                 if (xfeatures_found & (BIT_ULL(e->ecx_in)))
 337                         continue;
 338
 339                 xfeatures_found |= (BIT_ULL(e->ecx_in));
 340
 341                 if (compacted)
 342                         xsave_size += e->eax;
 343                 else
 344                         xsave_size = max(xsave_size, e->eax + e->ebx);
 345         }
 346
 347         /*
 348          * Either the guest set unsupported XCR0/XSS bits, or the corresponding
 349          * entries in the CPUID table were not present. This is not a valid
 350          * state to be in.
 351          */
 352         if (xfeatures_found != (xfeatures_en & GENMASK_ULL(63, 2)))
 353                 return 0;
 354
 355         return xsave_size;
 356 }
 357
 358 static bool
 359 snp_cpuid_get_validated_func(struct cpuid_leaf *leaf)
 360 {
 361         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
 362         int i;
 363
 364         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
 365                 const struct snp_cpuid_fn *e = &cpuid_table->fn[i];
 366
 367                 if (e->eax_in != leaf->fn)
 368                         continue;
 369
 370                 if (cpuid_function_is_indexed(leaf->fn) && e->ecx_in != leaf->subfn)
 371                         continue;
 372
 373                 /*
 374                  * For 0xD subfunctions 0 and 1, only use the entry corresponding
 375                  * to the base/legacy XSAVE area size (XCR0=1 or XCR0=3, XSS=0).
 376                  * See the comments above snp_cpuid_calc_xsave_size() for more
 377                  * details.
 378                  */
 379                 if (e->eax_in == 0xD && (e->ecx_in == 0 || e->ecx_in == 1))
 380                         if (!(e->xcr0_in == 1 || e->xcr0_in == 3) || e->xss_in)
 381                                 continue;
 382
 383                 leaf->eax = e->eax;
 384                 leaf->ebx = e->ebx;
 385                 leaf->ecx = e->ecx;
 386                 leaf->edx = e->edx;
 387
 388                 return true;
 389         }
 390
 391         return false;
 392 }
 393
 394 static void snp_cpuid_hv(struct cpuid_leaf *leaf)
 395 {
 396         if (sev_cpuid_hv(leaf))
 397                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID_HV);
 398 }
 399
 400 static int snp_cpuid_postprocess(struct cpuid_leaf *leaf)
 401 {
 402         struct cpuid_leaf leaf_hv = *leaf;
 403
 404         switch (leaf->fn) {
 405         case 0x1:
 406                 snp_cpuid_hv(&leaf_hv);
 407
 408                 /* initial APIC ID */
 409                 leaf->ebx = (leaf_hv.ebx & GENMASK(31, 24)) | (leaf->ebx & GENMASK(23, 0));
 410                 /* APIC enabled bit */
 411                 leaf->edx = (leaf_hv.edx & BIT(9)) | (leaf->edx & ~BIT(9));
 412
 413                 /* OSXSAVE enabled bit */
 414                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_OSXSAVE)
 415                         leaf->ecx |= BIT(27);
 416                 break;
 417         case 0x7:
 418                 /* OSPKE enabled bit */
 419                 leaf->ecx &= ~BIT(4);
 420                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_PKE)
 421                         leaf->ecx |= BIT(4);
 422                 break;
 423         case 0xB:
 424                 leaf_hv.subfn = 0;
 425                 snp_cpuid_hv(&leaf_hv);
 426
 427                 /* extended APIC ID */
 428                 leaf->edx = leaf_hv.edx;
 429                 break;
 430         case 0xD: {
 431                 bool compacted = false;
 432                 u64 xcr0 = 1, xss = 0;
 433                 u32 xsave_size;
 434
 435                 if (leaf->subfn != 0 && leaf->subfn != 1)
 436                         return 0;
 437
 438                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_OSXSAVE)
 439                         xcr0 = xgetbv(XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK);
 440                 if (leaf->subfn == 1) {
 441                         /* Get XSS value if XSAVES is enabled. */
 442                         if (leaf->eax & BIT(3)) {
 443                                 unsigned long lo, hi;
 444
 445                                 asm volatile("rdmsr" : "=a" (lo), "=d" (hi)
 446                                                      : "c" (MSR_IA32_XSS));
 447                                 xss = (hi << 32) | lo;
 448                         }
 449
 450                         /*
 451                          * The PPR and APM aren't clear on what size should be
 452                          * encoded in 0xD:0x1:EBX when compaction is not enabled
 453                          * by either XSAVEC (feature bit 1) or XSAVES (feature
 454                          * bit 3) since SNP-capable hardware has these feature
 455                          * bits fixed as 1. KVM sets it to 0 in this case, but
 456                          * to avoid this becoming an issue it's safer to simply
 457                          * treat this as unsupported for SNP guests.
 458                          */
 459                         if (!(leaf->eax & (BIT(1) | BIT(3))))
 460                                 return -EINVAL;
 461
 462                         compacted = true;
 463                 }
 464
 465                 xsave_size = snp_cpuid_calc_xsave_size(xcr0 | xss, compacted);
 466                 if (!xsave_size)
 467                         return -EINVAL;
 468
 469                 leaf->ebx = xsave_size;
 470                 }
 471                 break;
 472         case 0x8000001E:
 473                 snp_cpuid_hv(&leaf_hv);
 474
 475                 /* extended APIC ID */
 476                 leaf->eax = leaf_hv.eax;
 477                 /* compute ID */
 478                 leaf->ebx = (leaf->ebx & GENMASK(31, 8)) | (leaf_hv.ebx & GENMASK(7, 0));
 479                 /* node ID */
 480                 leaf->ecx = (leaf->ecx & GENMASK(31, 8)) | (leaf_hv.ecx & GENMASK(7, 0));
 481                 break;
 482         default:
 483                 /* No fix-ups needed, use values as-is. */
 484                 break;
 485         }
 486
 487         return 0;
 488 }
 489
 490 /*
 491  * Returns -EOPNOTSUPP if feature not enabled. Any other non-zero return value
 492  * should be treated as fatal by caller.
 493  */
 494 static int snp_cpuid(struct cpuid_leaf *leaf)
 495 {
 496         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
 497
 498         if (!cpuid_table->count)
 499                 return -EOPNOTSUPP;
 500
 501         if (!snp_cpuid_get_validated_func(leaf)) {
 502                 /*
 503                  * Some hypervisors will avoid keeping track of CPUID entries
 504                  * where all values are zero, since they can be handled the
 505                  * same as out-of-range values (all-zero). This is useful here
 506                  * as well as it allows virtually all guest configurations to
 507                  * work using a single SNP CPUID table.
 508                  *
 509                  * To allow for this, there is a need to distinguish between
 510                  * out-of-range entries and in-range zero entries, since the
 511                  * CPUID table entries are only a template that may need to be
 512                  * augmented with additional values for things like
 513                  * CPU-specific information during post-processing. So if it's
 514                  * not in the table, set the values to zero. Then, if they are
 515                  * within a valid CPUID range, proceed with post-processing
 516                  * using zeros as the initial values. Otherwise, skip
 517                  * post-processing and just return zeros immediately.
 518                  */
 519                 leaf->eax = leaf->ebx = leaf->ecx = leaf->edx = 0;
 520
 521                 /* Skip post-processing for out-of-range zero leafs. */
 522                 if (!(leaf->fn <= cpuid_std_range_max ||
 523                       (leaf->fn >= 0x40000000 && leaf->fn <= cpuid_hyp_range_max) ||
 524                       (leaf->fn >= 0x80000000 && leaf->fn <= cpuid_ext_range_max)))
 525                         return 0;
 526         }
 527
 528         return snp_cpuid_postprocess(leaf);
 529 }
 530
 531 /*
 532  * Boot VC Handler - This is the first VC handler during boot, there is no GHCB
 533  * page yet, so it only supports the MSR based communication with the
 534  * hypervisor and only the CPUID exit-code.
 535  */
 536 void __init do_vc_no_ghcb(struct pt_regs *regs, unsigned long exit_code)
 537 {
 538         unsigned int subfn = lower_bits(regs->cx, 32);
 539         unsigned int fn = lower_bits(regs->ax, 32);
 540         struct cpuid_leaf leaf;
 541         int ret;
 542
 543         /* Only CPUID is supported via MSR protocol */
 544         if (exit_code != SVM_EXIT_CPUID)
 545                 goto fail;
 546
 547         leaf.fn = fn;
 548         leaf.subfn = subfn;
 549
 550         ret = snp_cpuid(&leaf);
 551         if (!ret)
 552                 goto cpuid_done;
 553
 554         if (ret != -EOPNOTSUPP)
 555                 goto fail;
 556
 557         if (sev_cpuid_hv(&leaf))
 558                 goto fail;
 559
 560 cpuid_done:
 561         regs->ax = leaf.eax;
 562         regs->bx = leaf.ebx;
 563         regs->cx = leaf.ecx;
 564         regs->dx = leaf.edx;
 565
 566         /*
 567          * This is a VC handler and the #VC is only raised when SEV-ES is
 568          * active, which means SEV must be active too. Do sanity checks on the
 569          * CPUID results to make sure the hypervisor does not trick the kernel
 570          * into the no-sev path. This could map sensitive data unencrypted and
 571          * make it accessible to the hypervisor.
 572          *
 573          * In particular, check for:
 574          *      - Availability of CPUID leaf 0x8000001f
 575          *      - SEV CPUID bit.
 576          *
 577          * The hypervisor might still report the wrong C-bit position, but this
 578          * can't be checked here.
 579          */
 580
 581         if (fn == 0x80000000 && (regs->ax < 0x8000001f))
 582                 /* SEV leaf check */
 583                 goto fail;
 584         else if ((fn == 0x8000001f && !(regs->ax & BIT(1))))
 585                 /* SEV bit */
 586                 goto fail;
 587
 588         /* Skip over the CPUID two-byte opcode */
 589         regs->ip += 2;
 590
 591         return;
 592
 593 fail:
 594         /* Terminate the guest */
 595         sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_GEN, GHCB_SEV_ES_GEN_REQ);
 596 }
 597
 598 static enum es_result vc_insn_string_read(struct es_em_ctxt *ctxt,
 599                                           void *src, char *buf,
 600                                           unsigned int data_size,
 601                                           unsigned int count,
 602                                           bool backwards)
 603 {
 604         int i, b = backwards ? -1 : 1;
 605         enum es_result ret = ES_OK;
 606
 607         for (i = 0; i < count; i++) {
 608                 void *s = src + (i * data_size * b);
 609                 char *d = buf + (i * data_size);
 610
 611                 ret = vc_read_mem(ctxt, s, d, data_size);
 612                 if (ret != ES_OK)
 613                         break;
 614         }
 615
 616         return ret;
 617 }
 618
 619 static enum es_result vc_insn_string_write(struct es_em_ctxt *ctxt,
 620                                            void *dst, char *buf,
 621                                            unsigned int data_size,
 622                                            unsigned int count,
 623                                            bool backwards)
 624 {
 625         int i, s = backwards ? -1 : 1;
 626         enum es_result ret = ES_OK;
 627
 628         for (i = 0; i < count; i++) {
 629                 void *d = dst + (i * data_size * s);
 630                 char *b = buf + (i * data_size);
 631
 632                 ret = vc_write_mem(ctxt, d, b, data_size);
 633                 if (ret != ES_OK)
 634                         break;
 635         }
 636
 637         return ret;
 638 }
 639
 640 #define IOIO_TYPE_STR  BIT(2)
 641 #define IOIO_TYPE_IN   1
 642 #define IOIO_TYPE_INS  (IOIO_TYPE_IN | IOIO_TYPE_STR)
 643 #define IOIO_TYPE_OUT  0
 644 #define IOIO_TYPE_OUTS (IOIO_TYPE_OUT | IOIO_TYPE_STR)
 645
 646 #define IOIO_REP       BIT(3)
 647
 648 #define IOIO_ADDR_64   BIT(9)
 649 #define IOIO_ADDR_32   BIT(8)
 650 #define IOIO_ADDR_16   BIT(7)
 651
 652 #define IOIO_DATA_32   BIT(6)
 653 #define IOIO_DATA_16   BIT(5)
 654 #define IOIO_DATA_8    BIT(4)
 655
 656 #define IOIO_SEG_ES    (0 << 10)
 657 #define IOIO_SEG_DS    (3 << 10)
 658
 659 static enum es_result vc_ioio_exitinfo(struct es_em_ctxt *ctxt, u64 *exitinfo)
 660 {
 661         struct insn *insn = &ctxt->insn;
 662         *exitinfo = 0;
 663
 664         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
 665         /* INS opcodes */
 666         case 0x6c:
 667         case 0x6d:
 668                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_INS;
 669                 *exitinfo |= IOIO_SEG_ES;
 670                 *exitinfo |= (ctxt->regs->dx & 0xffff) << 16;
 671                 break;
 672
 673         /* OUTS opcodes */
 674         case 0x6e:
 675         case 0x6f:
 676                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUTS;
 677                 *exitinfo |= IOIO_SEG_DS;
 678                 *exitinfo |= (ctxt->regs->dx & 0xffff) << 16;
 679                 break;
 680
 681         /* IN immediate opcodes */
 682         case 0xe4:
 683         case 0xe5:
 684                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_IN;
 685                 *exitinfo |= (u8)insn->immediate.value << 16;
 686                 break;
 687
 688         /* OUT immediate opcodes */
 689         case 0xe6:
 690         case 0xe7:
 691                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUT;
 692                 *exitinfo |= (u8)insn->immediate.value << 16;
 693                 break;
 694
 695         /* IN register opcodes */
 696         case 0xec:
 697         case 0xed:
 698                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_IN;
 699                 *exitinfo |= (ctxt->regs->dx & 0xffff) << 16;
 700                 break;
 701
 702         /* OUT register opcodes */
 703         case 0xee:
 704         case 0xef:
 705                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUT;
 706                 *exitinfo |= (ctxt->regs->dx & 0xffff) << 16;
 707                 break;
 708
 709         default:
 710                 return ES_DECODE_FAILED;
 711         }
 712
 713         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
 714         case 0x6c:
 715         case 0x6e:
 716         case 0xe4:
 717         case 0xe6:
 718         case 0xec:
 719         case 0xee:
 720                 /* Single byte opcodes */
 721                 *exitinfo |= IOIO_DATA_8;
 722                 break;
 723         default:
 724                 /* Length determined by instruction parsing */
 725                 *exitinfo |= (insn->opnd_bytes == 2) ? IOIO_DATA_16
 726                                                      : IOIO_DATA_32;
 727         }
 728         switch (insn->addr_bytes) {
 729         case 2:
 730                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_16;
 731                 break;
 732         case 4:
 733                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_32;
 734                 break;
 735         case 8:
 736                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_64;
 737                 break;
 738         }
 739
 740         if (insn_has_rep_prefix(insn))
 741                 *exitinfo |= IOIO_REP;
 742
 743         return ES_OK;
 744 }
 745
 746 static enum es_result vc_handle_ioio(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt)
 747 {
 748         struct pt_regs *regs = ctxt->regs;
 749         u64 exit_info_1, exit_info_2;
 750         enum es_result ret;
 751
 752         ret = vc_ioio_exitinfo(ctxt, &exit_info_1);
 753         if (ret != ES_OK)
 754                 return ret;
 755
 756         if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_STR) {
 757
 758                 /* (REP) INS/OUTS */
 759
 760                 bool df = ((regs->flags & X86_EFLAGS_DF) == X86_EFLAGS_DF);
 761                 unsigned int io_bytes, exit_bytes;
 762                 unsigned int ghcb_count, op_count;
 763                 unsigned long es_base;
 764                 u64 sw_scratch;
 765
 766                 /*
 767                  * For the string variants with rep prefix the amount of in/out
 768                  * operations per #VC exception is limited so that the kernel
 769                  * has a chance to take interrupts and re-schedule while the
 770                  * instruction is emulated.
 771                  */
 772                 io_bytes   = (exit_info_1 >> 4) & 0x7;
 773                 ghcb_count = sizeof(ghcb->shared_buffer) / io_bytes;
 774
 775                 op_count    = (exit_info_1 & IOIO_REP) ? regs->cx : 1;
 776                 exit_info_2 = min(op_count, ghcb_count);
 777                 exit_bytes  = exit_info_2 * io_bytes;
 778
 779                 es_base = insn_get_seg_base(ctxt->regs, INAT_SEG_REG_ES);
 780
 781                 /* Read bytes of OUTS into the shared buffer */
 782                 if (!(exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN)) {
 783                         ret = vc_insn_string_read(ctxt,
 784                                                (void *)(es_base + regs->si),
 785                                                ghcb->shared_buffer, io_bytes,
 786                                                exit_info_2, df);
 787                         if (ret)
 788                                 return ret;
 789                 }
 790
 791                 /*
 792                  * Issue an VMGEXIT to the HV to consume the bytes from the
 793                  * shared buffer or to have it write them into the shared buffer
 794                  * depending on the instruction: OUTS or INS.
 795                  */
 796                 sw_scratch = __pa(ghcb) + offsetof(struct ghcb, shared_buffer);
 797                 ghcb_set_sw_scratch(ghcb, sw_scratch);
 798                 ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, true, ctxt, SVM_EXIT_IOIO,
 799                                           exit_info_1, exit_info_2);
 800                 if (ret != ES_OK)
 801                         return ret;
 802
 803                 /* Read bytes from shared buffer into the guest's destination. */
 804                 if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN) {
 805                         ret = vc_insn_string_write(ctxt,
 806                                                    (void *)(es_base + regs->di),
 807                                                    ghcb->shared_buffer, io_bytes,
 808                                                    exit_info_2, df);
 809                         if (ret)
 810                                 return ret;
 811
 812                         if (df)
 813                                 regs->di -= exit_bytes;
 814                         else
 815                                 regs->di += exit_bytes;
 816                 } else {
 817                         if (df)
 818                                 regs->si -= exit_bytes;
 819                         else
 820                                 regs->si += exit_bytes;
 821                 }
 822
 823                 if (exit_info_1 & IOIO_REP)
 824                         regs->cx -= exit_info_2;
 825
 826                 ret = regs->cx ? ES_RETRY : ES_OK;
 827
 828         } else {
 829
 830                 /* IN/OUT into/from rAX */
 831
 832                 int bits = (exit_info_1 & 0x70) >> 1;
 833                 u64 rax = 0;
 834
 835                 if (!(exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN))
 836                         rax = lower_bits(regs->ax, bits);
 837
 838                 ghcb_set_rax(ghcb, rax);
 839
 840                 ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, true, ctxt,
 841                                           SVM_EXIT_IOIO, exit_info_1, 0);
 842                 if (ret != ES_OK)
 843                         return ret;
 844
 845                 if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN) {
 846                         if (!ghcb_rax_is_valid(ghcb))
 847                                 return ES_VMM_ERROR;
 848                         regs->ax = lower_bits(ghcb->save.rax, bits);
 849                 }
 850         }
 851
 852         return ret;
 853 }
 854
 855 static int vc_handle_cpuid_snp(struct pt_regs *regs)
 856 {
 857         struct cpuid_leaf leaf;
 858         int ret;
 859
 860         leaf.fn = regs->ax;
 861         leaf.subfn = regs->cx;
 862         ret = snp_cpuid(&leaf);
 863         if (!ret) {
 864                 regs->ax = leaf.eax;
 865                 regs->bx = leaf.ebx;
 866                 regs->cx = leaf.ecx;
 867                 regs->dx = leaf.edx;
 868         }
 869
 870         return ret;
 871 }
 872
 873 static enum es_result vc_handle_cpuid(struct ghcb *ghcb,
 874                                       struct es_em_ctxt *ctxt)
 875 {
 876         struct pt_regs *regs = ctxt->regs;
 877         u32 cr4 = native_read_cr4();
 878         enum es_result ret;
 879         int snp_cpuid_ret;
 880
 881         snp_cpuid_ret = vc_handle_cpuid_snp(regs);
 882         if (!snp_cpuid_ret)
 883                 return ES_OK;
 884         if (snp_cpuid_ret != -EOPNOTSUPP)
 885                 return ES_VMM_ERROR;
 886
 887         ghcb_set_rax(ghcb, regs->ax);
 888         ghcb_set_rcx(ghcb, regs->cx);
 889
 890         if (cr4 & X86_CR4_OSXSAVE)
 891                 /* Safe to read xcr0 */
 892                 ghcb_set_xcr0(ghcb, xgetbv(XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK));
 893         else
 894                 /* xgetbv will cause #GP - use reset value for xcr0 */
 895                 ghcb_set_xcr0(ghcb, 1);
 896
 897         ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, true, ctxt, SVM_EXIT_CPUID, 0, 0);
 898         if (ret != ES_OK)
 899                 return ret;
 900
 901         if (!(ghcb_rax_is_valid(ghcb) &&
 902               ghcb_rbx_is_valid(ghcb) &&
 903               ghcb_rcx_is_valid(ghcb) &&
 904               ghcb_rdx_is_valid(ghcb)))
 905                 return ES_VMM_ERROR;
 906
 907         regs->ax = ghcb->save.rax;
 908         regs->bx = ghcb->save.rbx;
 909         regs->cx = ghcb->save.rcx;
 910         regs->dx = ghcb->save.rdx;
 911
 912         return ES_OK;
 913 }
 914
 915 static enum es_result vc_handle_rdtsc(struct ghcb *ghcb,
 916                                       struct es_em_ctxt *ctxt,
 917                                       unsigned long exit_code)
 918 {
 919         bool rdtscp = (exit_code == SVM_EXIT_RDTSCP);
 920         enum es_result ret;
 921
 922         ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, true, ctxt, exit_code, 0, 0);
 923         if (ret != ES_OK)
 924                 return ret;
 925
 926         if (!(ghcb_rax_is_valid(ghcb) && ghcb_rdx_is_valid(ghcb) &&
 927              (!rdtscp || ghcb_rcx_is_valid(ghcb))))
 928                 return ES_VMM_ERROR;
 929
 930         ctxt->regs->ax = ghcb->save.rax;
 931         ctxt->regs->dx = ghcb->save.rdx;
 932         if (rdtscp)
 933                 ctxt->regs->cx = ghcb->save.rcx;
 934
 935         return ES_OK;
 936 }
 937
 938 struct cc_setup_data {
 939         struct setup_data header;
 940         u32 cc_blob_address;
 941 };
 942
 943 /*
 944  * Search for a Confidential Computing blob passed in as a setup_data entry
 945  * via the Linux Boot Protocol.
 946  */
 947 static struct cc_blob_sev_info *find_cc_blob_setup_data(struct boot_params *bp)
 948 {
 949         struct cc_setup_data *sd = NULL;
 950         struct setup_data *hdr;
 951
 952         hdr = (struct setup_data *)bp->hdr.setup_data;
 953
 954         while (hdr) {
 955                 if (hdr->type == SETUP_CC_BLOB) {
 956                         sd = (struct cc_setup_data *)hdr;
 957                         return (struct cc_blob_sev_info *)(unsigned long)sd->cc_blob_address;
 958                 }
 959                 hdr = (struct setup_data *)hdr->next;
 960         }
 961
 962         return NULL;
 963 }
 964
 965 /*
 966  * Initialize the kernel's copy of the SNP CPUID table, and set up the
 967  * pointer that will be used to access it.
 968  *
 969  * Maintaining a direct mapping of the SNP CPUID table used by firmware would
 970  * be possible as an alternative, but the approach is brittle since the
 971  * mapping needs to be updated in sync with all the changes to virtual memory
 972  * layout and related mapping facilities throughout the boot process.
 973  */
 974 static void __init setup_cpuid_table(const struct cc_blob_sev_info *cc_info)
 975 {
 976         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table_fw, *cpuid_table;
 977         int i;
 978
 979         if (!cc_info || !cc_info->cpuid_phys || cc_info->cpuid_len < PAGE_SIZE)
 980                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID);
 981
 982         cpuid_table_fw = (const struct snp_cpuid_table *)cc_info->cpuid_phys;
 983         if (!cpuid_table_fw->count || cpuid_table_fw->count > SNP_CPUID_COUNT_MAX)
 984                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID);
 985
 986         cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
 987         memcpy((void *)cpuid_table, cpuid_table_fw, sizeof(*cpuid_table));
 988
 989         /* Initialize CPUID ranges for range-checking. */
 990         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
 991                 const struct snp_cpuid_fn *fn = &cpuid_table->fn[i];
 992
 993                 if (fn->eax_in == 0x0)
 994                         cpuid_std_range_max = fn->eax;
 995                 else if (fn->eax_in == 0x40000000)
 996                         cpuid_hyp_range_max = fn->eax;
 997                 else if (fn->eax_in == 0x80000000)
 998                         cpuid_ext_range_max = fn->eax;
 999         }
1000 }