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 #else
  16 #undef WARN
  17 #define WARN(condition, format...) (!!(condition))
  18 #endif
  19
  20 /* I/O parameters for CPUID-related helpers */
  21 struct cpuid_leaf {
  22         u32 fn;
  23         u32 subfn;
  24         u32 eax;
  25         u32 ebx;
  26         u32 ecx;
  27         u32 edx;
  28 };
  29
  30 /*
  31  * Individual entries of the SNP CPUID table, as defined by the SNP
  32  * Firmware ABI, Revision 0.9, Section 7.1, Table 14.
  33  */
  34 struct snp_cpuid_fn {
  35         u32 eax_in;
  36         u32 ecx_in;
  37         u64 xcr0_in;
  38         u64 xss_in;
  39         u32 eax;
  40         u32 ebx;
  41         u32 ecx;
  42         u32 edx;
  43         u64 __reserved;
  44 } __packed;
  45
  46 /*
  47  * SNP CPUID table, as defined by the SNP Firmware ABI, Revision 0.9,
  48  * Section 8.14.2.6. Also noted there is the SNP firmware-enforced limit
  49  * of 64 entries per CPUID table.
  50  */
  51 #define SNP_CPUID_COUNT_MAX 64
  52
  53 struct snp_cpuid_table {
  54         u32 count;
  55         u32 __reserved1;
  56         u64 __reserved2;
  57         struct snp_cpuid_fn fn[SNP_CPUID_COUNT_MAX];
  58 } __packed;
  59
  60 /*
  61  * Since feature negotiation related variables are set early in the boot
  62  * process they must reside in the .data section so as not to be zeroed
  63  * out when the .bss section is later cleared.
  64  *
  65  * GHCB protocol version negotiated with the hypervisor.
  66  */
  67 static u16 ghcb_version __ro_after_init;
  68
  69 /* Copy of the SNP firmware's CPUID page. */
  70 static struct snp_cpuid_table cpuid_table_copy __ro_after_init;
  71
  72 /*
  73  * These will be initialized based on CPUID table so that non-present
  74  * all-zero leaves (for sparse tables) can be differentiated from
  75  * invalid/out-of-range leaves. This is needed since all-zero leaves
  76  * still need to be post-processed.
  77  */
  78 static u32 cpuid_std_range_max __ro_after_init;
  79 static u32 cpuid_hyp_range_max __ro_after_init;
  80 static u32 cpuid_ext_range_max __ro_after_init;
  81
  82 static bool __init sev_es_check_cpu_features(void)
  83 {
  84         if (!has_cpuflag(X86_FEATURE_RDRAND)) {
  85                 error("RDRAND instruction not supported - no trusted source of randomness available\n");
  86                 return false;
  87         }
  88
  89         return true;
  90 }
  91
  92 static void __noreturn sev_es_terminate(unsigned int set, unsigned int reason)
  93 {
  94         u64 val = GHCB_MSR_TERM_REQ;
  95
  96         /* Tell the hypervisor what went wrong. */
  97         val |= GHCB_SEV_TERM_REASON(set, reason);
  98
  99         /* Request Guest Termination from Hypvervisor */
 100         sev_es_wr_ghcb_msr(val);
 101         VMGEXIT();
 102
 103         while (true)
 104                 asm volatile("hlt\n" : : : "memory");
 105 }
 106
 107 /*
 108  * The hypervisor features are available from GHCB version 2 onward.
 109  */
 110 static u64 get_hv_features(void)
 111 {
 112         u64 val;
 113
 114         if (ghcb_version < 2)
 115                 return 0;
 116
 117         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_HV_FT_REQ);
 118         VMGEXIT();
 119
 120         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
 121         if (GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_HV_FT_RESP)
 122                 return 0;
 123
 124         return GHCB_MSR_HV_FT_RESP_VAL(val);
 125 }
 126
 127 static void snp_register_ghcb_early(unsigned long paddr)
 128 {
 129         unsigned long pfn = paddr >> PAGE_SHIFT;
 130         u64 val;
 131
 132         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_REG_GPA_REQ_VAL(pfn));
 133         VMGEXIT();
 134
 135         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
 136
 137         /* If the response GPA is not ours then abort the guest */
 138         if ((GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_REG_GPA_RESP) ||
 139             (GHCB_MSR_REG_GPA_RESP_VAL(val) != pfn))
 140                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_REGISTER);
 141 }
 142
 143 static bool sev_es_negotiate_protocol(void)
 144 {
 145         u64 val;
 146
 147         /* Do the GHCB protocol version negotiation */
 148         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_SEV_INFO_REQ);
 149         VMGEXIT();
 150         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
 151
 152         if (GHCB_MSR_INFO(val) != GHCB_MSR_SEV_INFO_RESP)
 153                 return false;
 154
 155         if (GHCB_MSR_PROTO_MAX(val) < GHCB_PROTOCOL_MIN ||
 156             GHCB_MSR_PROTO_MIN(val) > GHCB_PROTOCOL_MAX)
 157                 return false;
 158
 159         ghcb_version = min_t(size_t, GHCB_MSR_PROTO_MAX(val), GHCB_PROTOCOL_MAX);
 160
 161         return true;
 162 }
 163
 164 static __always_inline void vc_ghcb_invalidate(struct ghcb *ghcb)
 165 {
 166         ghcb->save.sw_exit_code = 0;
 167         __builtin_memset(ghcb->save.valid_bitmap, 0, sizeof(ghcb->save.valid_bitmap));
 168 }
 169
 170 static bool vc_decoding_needed(unsigned long exit_code)
 171 {
 172         /* Exceptions don't require to decode the instruction */
 173         return !(exit_code >= SVM_EXIT_EXCP_BASE &&
 174                  exit_code <= SVM_EXIT_LAST_EXCP);
 175 }
 176
 177 static enum es_result vc_init_em_ctxt(struct es_em_ctxt *ctxt,
 178                                       struct pt_regs *regs,
 179                                       unsigned long exit_code)
 180 {
 181         enum es_result ret = ES_OK;
 182
 183         memset(ctxt, 0, sizeof(*ctxt));
 184         ctxt->regs = regs;
 185
 186         if (vc_decoding_needed(exit_code))
 187                 ret = vc_decode_insn(ctxt);
 188
 189         return ret;
 190 }
 191
 192 static void vc_finish_insn(struct es_em_ctxt *ctxt)
 193 {
 194         ctxt->regs->ip += ctxt->insn.length;
 195 }
 196
 197 static enum es_result verify_exception_info(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt)
 198 {
 199         u32 ret;
 200
 201         ret = ghcb->save.sw_exit_info_1 & GENMASK_ULL(31, 0);
 202         if (!ret)
 203                 return ES_OK;
 204
 205         if (ret == 1) {
 206                 u64 info = ghcb->save.sw_exit_info_2;
 207                 unsigned long v = info & SVM_EVTINJ_VEC_MASK;
 208
 209                 /* Check if exception information from hypervisor is sane. */
 210                 if ((info & SVM_EVTINJ_VALID) &&
 211                     ((v == X86_TRAP_GP) || (v == X86_TRAP_UD)) &&
 212                     ((info & SVM_EVTINJ_TYPE_MASK) == SVM_EVTINJ_TYPE_EXEPT)) {
 213                         ctxt->fi.vector = v;
 214
 215                         if (info & SVM_EVTINJ_VALID_ERR)
 216                                 ctxt->fi.error_code = info >> 32;
 217
 218                         return ES_EXCEPTION;
 219                 }
 220         }
 221
 222         return ES_VMM_ERROR;
 223 }
 224
 225 static enum es_result sev_es_ghcb_hv_call(struct ghcb *ghcb,
 226                                           struct es_em_ctxt *ctxt,
 227                                           u64 exit_code, u64 exit_info_1,
 228                                           u64 exit_info_2)
 229 {
 230         /* Fill in protocol and format specifiers */
 231         ghcb->protocol_version = ghcb_version;
 232         ghcb->ghcb_usage       = GHCB_DEFAULT_USAGE;
 233
 234         ghcb_set_sw_exit_code(ghcb, exit_code);
 235         ghcb_set_sw_exit_info_1(ghcb, exit_info_1);
 236         ghcb_set_sw_exit_info_2(ghcb, exit_info_2);
 237
 238         sev_es_wr_ghcb_msr(__pa(ghcb));
 239         VMGEXIT();
 240
 241         return verify_exception_info(ghcb, ctxt);
 242 }
 243
 244 static int __sev_cpuid_hv(u32 fn, int reg_idx, u32 *reg)
 245 {
 246         u64 val;
 247
 248         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_CPUID_REQ(fn, reg_idx));
 249         VMGEXIT();
 250         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
 251         if (GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_CPUID_RESP)
 252                 return -EIO;
 253
 254         *reg = (val >> 32);
 255
 256         return 0;
 257 }
 258
 259 static int __sev_cpuid_hv_msr(struct cpuid_leaf *leaf)
 260 {
 261         int ret;
 262
 263         /*
 264          * MSR protocol does not support fetching non-zero subfunctions, but is
 265          * sufficient to handle current early-boot cases. Should that change,
 266          * make sure to report an error rather than ignoring the index and
 267          * grabbing random values. If this issue arises in the future, handling
 268          * can be added here to use GHCB-page protocol for cases that occur late
 269          * enough in boot that GHCB page is available.
 270          */
 271         if (cpuid_function_is_indexed(leaf->fn) && leaf->subfn)
 272                 return -EINVAL;
 273
 274         ret =         __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EAX, &leaf->eax);
 275         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EBX, &leaf->ebx);
 276         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_ECX, &leaf->ecx);
 277         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EDX, &leaf->edx);
 278
 279         return ret;
 280 }
 281
 282 static int __sev_cpuid_hv_ghcb(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt, struct cpuid_leaf *leaf)
 283 {
 284         u32 cr4 = native_read_cr4();
 285         int ret;
 286
 287         ghcb_set_rax(ghcb, leaf->fn);
 288         ghcb_set_rcx(ghcb, leaf->subfn);
 289
 290         if (cr4 & X86_CR4_OSXSAVE)
 291                 /* Safe to read xcr0 */
 292                 ghcb_set_xcr0(ghcb, xgetbv(XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK));
 293         else
 294                 /* xgetbv will cause #UD - use reset value for xcr0 */
 295                 ghcb_set_xcr0(ghcb, 1);
 296
 297         ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, SVM_EXIT_CPUID, 0, 0);
 298         if (ret != ES_OK)
 299                 return ret;
 300
 301         if (!(ghcb_rax_is_valid(ghcb) &&
 302               ghcb_rbx_is_valid(ghcb) &&
 303               ghcb_rcx_is_valid(ghcb) &&
 304               ghcb_rdx_is_valid(ghcb)))
 305                 return ES_VMM_ERROR;
 306
 307         leaf->eax = ghcb->save.rax;
 308         leaf->ebx = ghcb->save.rbx;
 309         leaf->ecx = ghcb->save.rcx;
 310         leaf->edx = ghcb->save.rdx;
 311
 312         return ES_OK;
 313 }
 314
 315 static int sev_cpuid_hv(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt, struct cpuid_leaf *leaf)
 316 {
 317         return ghcb ? __sev_cpuid_hv_ghcb(ghcb, ctxt, leaf)
 318                     : __sev_cpuid_hv_msr(leaf);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * This may be called early while still running on the initial identity
 323  * mapping. Use RIP-relative addressing to obtain the correct address
 324  * while running with the initial identity mapping as well as the
 325  * switch-over to kernel virtual addresses later.
 326  */
 327 static const struct snp_cpuid_table *snp_cpuid_get_table(void)
 328 {
 329         void *ptr;
 330
 331         asm ("lea cpuid_table_copy(%%rip), %0"
 332              : "=r" (ptr)
 333              : "p" (&cpuid_table_copy));
 334
 335         return ptr;
 336 }
 337
 338 /*
 339  * The SNP Firmware ABI, Revision 0.9, Section 7.1, details the use of
 340  * XCR0_IN and XSS_IN to encode multiple versions of 0xD subfunctions 0
 341  * and 1 based on the corresponding features enabled by a particular
 342  * combination of XCR0 and XSS registers so that a guest can look up the
 343  * version corresponding to the features currently enabled in its XCR0/XSS
 344  * registers. The only values that differ between these versions/table
 345  * entries is the enabled XSAVE area size advertised via EBX.
 346  *
 347  * While hypervisors may choose to make use of this support, it is more
 348  * robust/secure for a guest to simply find the entry corresponding to the
 349  * base/legacy XSAVE area size (XCR0=1 or XCR0=3), and then calculate the
 350  * XSAVE area size using subfunctions 2 through 64, as documented in APM
 351  * Volume 3, Rev 3.31, Appendix E.3.8, which is what is done here.
 352  *
 353  * Since base/legacy XSAVE area size is documented as 0x240, use that value
 354  * directly rather than relying on the base size in the CPUID table.
 355  *
 356  * Return: XSAVE area size on success, 0 otherwise.
 357  */
 358 static u32 snp_cpuid_calc_xsave_size(u64 xfeatures_en, bool compacted)
 359 {
 360         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
 361         u64 xfeatures_found = 0;
 362         u32 xsave_size = 0x240;
 363         int i;
 364
 365         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
 366                 const struct snp_cpuid_fn *e = &cpuid_table->fn[i];
 367
 368                 if (!(e->eax_in == 0xD && e->ecx_in > 1 && e->ecx_in < 64))
 369                         continue;
 370                 if (!(xfeatures_en & (BIT_ULL(e->ecx_in))))
 371                         continue;
 372                 if (xfeatures_found & (BIT_ULL(e->ecx_in)))
 373                         continue;
 374
 375                 xfeatures_found |= (BIT_ULL(e->ecx_in));
 376
 377                 if (compacted)
 378                         xsave_size += e->eax;
 379                 else
 380                         xsave_size = max(xsave_size, e->eax + e->ebx);
 381         }
 382
 383         /*
 384          * Either the guest set unsupported XCR0/XSS bits, or the corresponding
 385          * entries in the CPUID table were not present. This is not a valid
 386          * state to be in.
 387          */
 388         if (xfeatures_found != (xfeatures_en & GENMASK_ULL(63, 2)))
 389                 return 0;
 390
 391         return xsave_size;
 392 }
 393
 394 static bool
 395 snp_cpuid_get_validated_func(struct cpuid_leaf *leaf)
 396 {
 397         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
 398         int i;
 399
 400         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
 401                 const struct snp_cpuid_fn *e = &cpuid_table->fn[i];
 402
 403                 if (e->eax_in != leaf->fn)
 404                         continue;
 405
 406                 if (cpuid_function_is_indexed(leaf->fn) && e->ecx_in != leaf->subfn)
 407                         continue;
 408
 409                 /*
 410                  * For 0xD subfunctions 0 and 1, only use the entry corresponding
 411                  * to the base/legacy XSAVE area size (XCR0=1 or XCR0=3, XSS=0).
 412                  * See the comments above snp_cpuid_calc_xsave_size() for more
 413                  * details.
 414                  */
 415                 if (e->eax_in == 0xD && (e->ecx_in == 0 || e->ecx_in == 1))
 416                         if (!(e->xcr0_in == 1 || e->xcr0_in == 3) || e->xss_in)
 417                                 continue;
 418
 419                 leaf->eax = e->eax;
 420                 leaf->ebx = e->ebx;
 421                 leaf->ecx = e->ecx;
 422                 leaf->edx = e->edx;
 423
 424                 return true;
 425         }
 426
 427         return false;
 428 }
 429
 430 static void snp_cpuid_hv(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt, struct cpuid_leaf *leaf)
 431 {
 432         if (sev_cpuid_hv(ghcb, ctxt, leaf))
 433                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID_HV);
 434 }
 435
 436 static int snp_cpuid_postprocess(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt,
 437                                  struct cpuid_leaf *leaf)
 438 {
 439         struct cpuid_leaf leaf_hv = *leaf;
 440
 441         switch (leaf->fn) {
 442         case 0x1:
 443                 snp_cpuid_hv(ghcb, ctxt, &leaf_hv);
 444
 445                 /* initial APIC ID */
 446                 leaf->ebx = (leaf_hv.ebx & GENMASK(31, 24)) | (leaf->ebx & GENMASK(23, 0));
 447                 /* APIC enabled bit */
 448                 leaf->edx = (leaf_hv.edx & BIT(9)) | (leaf->edx & ~BIT(9));
 449
 450                 /* OSXSAVE enabled bit */
 451                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_OSXSAVE)
 452                         leaf->ecx |= BIT(27);
 453                 break;
 454         case 0x7:
 455                 /* OSPKE enabled bit */
 456                 leaf->ecx &= ~BIT(4);
 457                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_PKE)
 458                         leaf->ecx |= BIT(4);
 459                 break;
 460         case 0xB:
 461                 leaf_hv.subfn = 0;
 462                 snp_cpuid_hv(ghcb, ctxt, &leaf_hv);
 463
 464                 /* extended APIC ID */
 465                 leaf->edx = leaf_hv.edx;
 466                 break;
 467         case 0xD: {
 468                 bool compacted = false;
 469                 u64 xcr0 = 1, xss = 0;
 470                 u32 xsave_size;
 471
 472                 if (leaf->subfn != 0 && leaf->subfn != 1)
 473                         return 0;
 474
 475                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_OSXSAVE)
 476                         xcr0 = xgetbv(XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK);
 477                 if (leaf->subfn == 1) {
 478                         /* Get XSS value if XSAVES is enabled. */
 479                         if (leaf->eax & BIT(3)) {
 480                                 unsigned long lo, hi;
 481
 482                                 asm volatile("rdmsr" : "=a" (lo), "=d" (hi)
 483                                                      : "c" (MSR_IA32_XSS));
 484                                 xss = (hi << 32) | lo;
 485                         }
 486
 487                         /*
 488                          * The PPR and APM aren't clear on what size should be
 489                          * encoded in 0xD:0x1:EBX when compaction is not enabled
 490                          * by either XSAVEC (feature bit 1) or XSAVES (feature
 491                          * bit 3) since SNP-capable hardware has these feature
 492                          * bits fixed as 1. KVM sets it to 0 in this case, but
 493                          * to avoid this becoming an issue it's safer to simply
 494                          * treat this as unsupported for SNP guests.
 495                          */
 496                         if (!(leaf->eax & (BIT(1) | BIT(3))))
 497                                 return -EINVAL;
 498
 499                         compacted = true;
 500                 }
 501
 502                 xsave_size = snp_cpuid_calc_xsave_size(xcr0 | xss, compacted);
 503                 if (!xsave_size)
 504                         return -EINVAL;
 505
 506                 leaf->ebx = xsave_size;
 507                 }
 508                 break;
 509         case 0x8000001E:
 510                 snp_cpuid_hv(ghcb, ctxt, &leaf_hv);
 511
 512                 /* extended APIC ID */
 513                 leaf->eax = leaf_hv.eax;
 514                 /* compute ID */
 515                 leaf->ebx = (leaf->ebx & GENMASK(31, 8)) | (leaf_hv.ebx & GENMASK(7, 0));
 516                 /* node ID */
 517                 leaf->ecx = (leaf->ecx & GENMASK(31, 8)) | (leaf_hv.ecx & GENMASK(7, 0));
 518                 break;
 519         default:
 520                 /* No fix-ups needed, use values as-is. */
 521                 break;
 522         }
 523
 524         return 0;
 525 }
 526
 527 /*
 528  * Returns -EOPNOTSUPP if feature not enabled. Any other non-zero return value
 529  * should be treated as fatal by caller.
 530  */
 531 static int snp_cpuid(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt, struct cpuid_leaf *leaf)
 532 {
 533         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
 534
 535         if (!cpuid_table->count)
 536                 return -EOPNOTSUPP;
 537
 538         if (!snp_cpuid_get_validated_func(leaf)) {
 539                 /*
 540                  * Some hypervisors will avoid keeping track of CPUID entries
 541                  * where all values are zero, since they can be handled the
 542                  * same as out-of-range values (all-zero). This is useful here
 543                  * as well as it allows virtually all guest configurations to
 544                  * work using a single SNP CPUID table.
 545                  *
 546                  * To allow for this, there is a need to distinguish between
 547                  * out-of-range entries and in-range zero entries, since the
 548                  * CPUID table entries are only a template that may need to be
 549                  * augmented with additional values for things like
 550                  * CPU-specific information during post-processing. So if it's
 551                  * not in the table, set the values to zero. Then, if they are
 552                  * within a valid CPUID range, proceed with post-processing
 553                  * using zeros as the initial values. Otherwise, skip
 554                  * post-processing and just return zeros immediately.
 555                  */
 556                 leaf->eax = leaf->ebx = leaf->ecx = leaf->edx = 0;
 557
 558                 /* Skip post-processing for out-of-range zero leafs. */
 559                 if (!(leaf->fn <= cpuid_std_range_max ||
 560                       (leaf->fn >= 0x40000000 && leaf->fn <= cpuid_hyp_range_max) ||
 561                       (leaf->fn >= 0x80000000 && leaf->fn <= cpuid_ext_range_max)))
 562                         return 0;
 563         }
 564
 565         return snp_cpuid_postprocess(ghcb, ctxt, leaf);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Boot VC Handler - This is the first VC handler during boot, there is no GHCB
 570  * page yet, so it only supports the MSR based communication with the
 571  * hypervisor and only the CPUID exit-code.
 572  */
 573 void __init do_vc_no_ghcb(struct pt_regs *regs, unsigned long exit_code)
 574 {
 575         unsigned int subfn = lower_bits(regs->cx, 32);
 576         unsigned int fn = lower_bits(regs->ax, 32);
 577         struct cpuid_leaf leaf;
 578         int ret;
 579
 580         /* Only CPUID is supported via MSR protocol */
 581         if (exit_code != SVM_EXIT_CPUID)
 582                 goto fail;
 583
 584         leaf.fn = fn;
 585         leaf.subfn = subfn;
 586
 587         ret = snp_cpuid(NULL, NULL, &leaf);
 588         if (!ret)
 589                 goto cpuid_done;
 590
 591         if (ret != -EOPNOTSUPP)
 592                 goto fail;
 593
 594         if (__sev_cpuid_hv_msr(&leaf))
 595                 goto fail;
 596
 597 cpuid_done:
 598         regs->ax = leaf.eax;
 599         regs->bx = leaf.ebx;
 600         regs->cx = leaf.ecx;
 601         regs->dx = leaf.edx;
 602
 603         /*
 604          * This is a VC handler and the #VC is only raised when SEV-ES is
 605          * active, which means SEV must be active too. Do sanity checks on the
 606          * CPUID results to make sure the hypervisor does not trick the kernel
 607          * into the no-sev path. This could map sensitive data unencrypted and
 608          * make it accessible to the hypervisor.
 609          *
 610          * In particular, check for:
 611          *      - Availability of CPUID leaf 0x8000001f
 612          *      - SEV CPUID bit.
 613          *
 614          * The hypervisor might still report the wrong C-bit position, but this
 615          * can't be checked here.
 616          */
 617
 618         if (fn == 0x80000000 && (regs->ax < 0x8000001f))
 619                 /* SEV leaf check */
 620                 goto fail;
 621         else if ((fn == 0x8000001f && !(regs->ax & BIT(1))))
 622                 /* SEV bit */
 623                 goto fail;
 624
 625         /* Skip over the CPUID two-byte opcode */
 626         regs->ip += 2;
 627
 628         return;
 629
 630 fail:
 631         /* Terminate the guest */
 632         sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_GEN, GHCB_SEV_ES_GEN_REQ);
 633 }
 634
 635 static enum es_result vc_insn_string_read(struct es_em_ctxt *ctxt,
 636                                           void *src, char *buf,
 637                                           unsigned int data_size,
 638                                           unsigned int count,
 639                                           bool backwards)
 640 {
 641         int i, b = backwards ? -1 : 1;
 642         enum es_result ret = ES_OK;
 643
 644         for (i = 0; i < count; i++) {
 645                 void *s = src + (i * data_size * b);
 646                 char *d = buf + (i * data_size);
 647
 648                 ret = vc_read_mem(ctxt, s, d, data_size);
 649                 if (ret != ES_OK)
 650                         break;
 651         }
 652
 653         return ret;
 654 }
 655
 656 static enum es_result vc_insn_string_write(struct es_em_ctxt *ctxt,
 657                                            void *dst, char *buf,
 658                                            unsigned int data_size,
 659                                            unsigned int count,
 660                                            bool backwards)
 661 {
 662         int i, s = backwards ? -1 : 1;
 663         enum es_result ret = ES_OK;
 664
 665         for (i = 0; i < count; i++) {
 666                 void *d = dst + (i * data_size * s);
 667                 char *b = buf + (i * data_size);
 668
 669                 ret = vc_write_mem(ctxt, d, b, data_size);
 670                 if (ret != ES_OK)
 671                         break;
 672         }
 673
 674         return ret;
 675 }
 676
 677 #define IOIO_TYPE_STR  BIT(2)
 678 #define IOIO_TYPE_IN   1
 679 #define IOIO_TYPE_INS  (IOIO_TYPE_IN | IOIO_TYPE_STR)
 680 #define IOIO_TYPE_OUT  0
 681 #define IOIO_TYPE_OUTS (IOIO_TYPE_OUT | IOIO_TYPE_STR)
 682
 683 #define IOIO_REP       BIT(3)
 684
 685 #define IOIO_ADDR_64   BIT(9)
 686 #define IOIO_ADDR_32   BIT(8)
 687 #define IOIO_ADDR_16   BIT(7)
 688
 689 #define IOIO_DATA_32   BIT(6)
 690 #define IOIO_DATA_16   BIT(5)
 691 #define IOIO_DATA_8    BIT(4)
 692
 693 #define IOIO_SEG_ES    (0 << 10)
 694 #define IOIO_SEG_DS    (3 << 10)
 695
 696 static enum es_result vc_ioio_exitinfo(struct es_em_ctxt *ctxt, u64 *exitinfo)
 697 {
 698         struct insn *insn = &ctxt->insn;
 699         *exitinfo = 0;
 700
 701         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
 702         /* INS opcodes */
 703         case 0x6c:
 704         case 0x6d:
 705                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_INS;
 706                 *exitinfo |= IOIO_SEG_ES;
 707                 *exitinfo |= (ctxt->regs->dx & 0xffff) << 16;
 708                 break;
 709
 710         /* OUTS opcodes */
 711         case 0x6e:
 712         case 0x6f:
 713                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUTS;
 714                 *exitinfo |= IOIO_SEG_DS;
 715                 *exitinfo |= (ctxt->regs->dx & 0xffff) << 16;
 716                 break;
 717
 718         /* IN immediate opcodes */
 719         case 0xe4:
 720         case 0xe5:
 721                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_IN;
 722                 *exitinfo |= (u8)insn->immediate.value << 16;
 723                 break;
 724
 725         /* OUT immediate opcodes */
 726         case 0xe6:
 727         case 0xe7:
 728                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUT;
 729                 *exitinfo |= (u8)insn->immediate.value << 16;
 730                 break;
 731
 732         /* IN register opcodes */
 733         case 0xec:
 734         case 0xed:
 735                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_IN;
 736                 *exitinfo |= (ctxt->regs->dx & 0xffff) << 16;
 737                 break;
 738
 739         /* OUT register opcodes */
 740         case 0xee:
 741         case 0xef:
 742                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUT;
 743                 *exitinfo |= (ctxt->regs->dx & 0xffff) << 16;
 744                 break;
 745
 746         default:
 747                 return ES_DECODE_FAILED;
 748         }
 749
 750         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
 751         case 0x6c:
 752         case 0x6e:
 753         case 0xe4:
 754         case 0xe6:
 755         case 0xec:
 756         case 0xee:
 757                 /* Single byte opcodes */
 758                 *exitinfo |= IOIO_DATA_8;
 759                 break;
 760         default:
 761                 /* Length determined by instruction parsing */
 762                 *exitinfo |= (insn->opnd_bytes == 2) ? IOIO_DATA_16
 763                                                      : IOIO_DATA_32;
 764         }
 765         switch (insn->addr_bytes) {
 766         case 2:
 767                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_16;
 768                 break;
 769         case 4:
 770                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_32;
 771                 break;
 772         case 8:
 773                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_64;
 774                 break;
 775         }
 776
 777         if (insn_has_rep_prefix(insn))
 778                 *exitinfo |= IOIO_REP;
 779
 780         return ES_OK;
 781 }
 782
 783 static enum es_result vc_handle_ioio(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt)
 784 {
 785         struct pt_regs *regs = ctxt->regs;
 786         u64 exit_info_1, exit_info_2;
 787         enum es_result ret;
 788
 789         ret = vc_ioio_exitinfo(ctxt, &exit_info_1);
 790         if (ret != ES_OK)
 791                 return ret;
 792
 793         if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_STR) {
 794
 795                 /* (REP) INS/OUTS */
 796
 797                 bool df = ((regs->flags & X86_EFLAGS_DF) == X86_EFLAGS_DF);
 798                 unsigned int io_bytes, exit_bytes;
 799                 unsigned int ghcb_count, op_count;
 800                 unsigned long es_base;
 801                 u64 sw_scratch;
 802
 803                 /*
 804                  * For the string variants with rep prefix the amount of in/out
 805                  * operations per #VC exception is limited so that the kernel
 806                  * has a chance to take interrupts and re-schedule while the
 807                  * instruction is emulated.
 808                  */
 809                 io_bytes   = (exit_info_1 >> 4) & 0x7;
 810                 ghcb_count = sizeof(ghcb->shared_buffer) / io_bytes;
 811
 812                 op_count    = (exit_info_1 & IOIO_REP) ? regs->cx : 1;
 813                 exit_info_2 = min(op_count, ghcb_count);
 814                 exit_bytes  = exit_info_2 * io_bytes;
 815
 816                 es_base = insn_get_seg_base(ctxt->regs, INAT_SEG_REG_ES);
 817
 818                 /* Read bytes of OUTS into the shared buffer */
 819                 if (!(exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN)) {
 820                         ret = vc_insn_string_read(ctxt,
 821                                                (void *)(es_base + regs->si),
 822                                                ghcb->shared_buffer, io_bytes,
 823                                                exit_info_2, df);
 824                         if (ret)
 825                                 return ret;
 826                 }
 827
 828                 /*
 829                  * Issue an VMGEXIT to the HV to consume the bytes from the
 830                  * shared buffer or to have it write them into the shared buffer
 831                  * depending on the instruction: OUTS or INS.
 832                  */
 833                 sw_scratch = __pa(ghcb) + offsetof(struct ghcb, shared_buffer);
 834                 ghcb_set_sw_scratch(ghcb, sw_scratch);
 835                 ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, SVM_EXIT_IOIO,
 836                                           exit_info_1, exit_info_2);
 837                 if (ret != ES_OK)
 838                         return ret;
 839
 840                 /* Read bytes from shared buffer into the guest's destination. */
 841                 if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN) {
 842                         ret = vc_insn_string_write(ctxt,
 843                                                    (void *)(es_base + regs->di),
 844                                                    ghcb->shared_buffer, io_bytes,
 845                                                    exit_info_2, df);
 846                         if (ret)
 847                                 return ret;
 848
 849                         if (df)
 850                                 regs->di -= exit_bytes;
 851                         else
 852                                 regs->di += exit_bytes;
 853                 } else {
 854                         if (df)
 855                                 regs->si -= exit_bytes;
 856                         else
 857                                 regs->si += exit_bytes;
 858                 }
 859
 860                 if (exit_info_1 & IOIO_REP)
 861                         regs->cx -= exit_info_2;
 862
 863                 ret = regs->cx ? ES_RETRY : ES_OK;
 864
 865         } else {
 866
 867                 /* IN/OUT into/from rAX */
 868
 869                 int bits = (exit_info_1 & 0x70) >> 1;
 870                 u64 rax = 0;
 871
 872                 if (!(exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN))
 873                         rax = lower_bits(regs->ax, bits);
 874
 875                 ghcb_set_rax(ghcb, rax);
 876
 877                 ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, SVM_EXIT_IOIO, exit_info_1, 0);
 878                 if (ret != ES_OK)
 879                         return ret;
 880
 881                 if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN) {
 882                         if (!ghcb_rax_is_valid(ghcb))
 883                                 return ES_VMM_ERROR;
 884                         regs->ax = lower_bits(ghcb->save.rax, bits);
 885                 }
 886         }
 887
 888         return ret;
 889 }
 890
 891 static int vc_handle_cpuid_snp(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt)
 892 {
 893         struct pt_regs *regs = ctxt->regs;
 894         struct cpuid_leaf leaf;
 895         int ret;
 896
 897         leaf.fn = regs->ax;
 898         leaf.subfn = regs->cx;
 899         ret = snp_cpuid(ghcb, ctxt, &leaf);
 900         if (!ret) {
 901                 regs->ax = leaf.eax;
 902                 regs->bx = leaf.ebx;
 903                 regs->cx = leaf.ecx;
 904                 regs->dx = leaf.edx;
 905         }
 906
 907         return ret;
 908 }
 909
 910 static enum es_result vc_handle_cpuid(struct ghcb *ghcb,
 911                                       struct es_em_ctxt *ctxt)
 912 {
 913         struct pt_regs *regs = ctxt->regs;
 914         u32 cr4 = native_read_cr4();
 915         enum es_result ret;
 916         int snp_cpuid_ret;
 917
 918         snp_cpuid_ret = vc_handle_cpuid_snp(ghcb, ctxt);
 919         if (!snp_cpuid_ret)
 920                 return ES_OK;
 921         if (snp_cpuid_ret != -EOPNOTSUPP)
 922                 return ES_VMM_ERROR;
 923
 924         ghcb_set_rax(ghcb, regs->ax);
 925         ghcb_set_rcx(ghcb, regs->cx);
 926
 927         if (cr4 & X86_CR4_OSXSAVE)
 928                 /* Safe to read xcr0 */
 929                 ghcb_set_xcr0(ghcb, xgetbv(XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK));
 930         else
 931                 /* xgetbv will cause #GP - use reset value for xcr0 */
 932                 ghcb_set_xcr0(ghcb, 1);
 933
 934         ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, SVM_EXIT_CPUID, 0, 0);
 935         if (ret != ES_OK)
 936                 return ret;
 937
 938         if (!(ghcb_rax_is_valid(ghcb) &&
 939               ghcb_rbx_is_valid(ghcb) &&
 940               ghcb_rcx_is_valid(ghcb) &&
 941               ghcb_rdx_is_valid(ghcb)))
 942                 return ES_VMM_ERROR;
 943
 944         regs->ax = ghcb->save.rax;
 945         regs->bx = ghcb->save.rbx;
 946         regs->cx = ghcb->save.rcx;
 947         regs->dx = ghcb->save.rdx;
 948
 949         return ES_OK;
 950 }
 951
 952 static enum es_result vc_handle_rdtsc(struct ghcb *ghcb,
 953                                       struct es_em_ctxt *ctxt,
 954                                       unsigned long exit_code)
 955 {
 956         bool rdtscp = (exit_code == SVM_EXIT_RDTSCP);
 957         enum es_result ret;
 958
 959         ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, exit_code, 0, 0);
 960         if (ret != ES_OK)
 961                 return ret;
 962
 963         if (!(ghcb_rax_is_valid(ghcb) && ghcb_rdx_is_valid(ghcb) &&
 964              (!rdtscp || ghcb_rcx_is_valid(ghcb))))
 965                 return ES_VMM_ERROR;
 966
 967         ctxt->regs->ax = ghcb->save.rax;
 968         ctxt->regs->dx = ghcb->save.rdx;
 969         if (rdtscp)
 970                 ctxt->regs->cx = ghcb->save.rcx;
 971
 972         return ES_OK;
 973 }
 974
 975 struct cc_setup_data {
 976         struct setup_data header;
 977         u32 cc_blob_address;
 978 };
 979
 980 /*
 981  * Search for a Confidential Computing blob passed in as a setup_data entry
 982  * via the Linux Boot Protocol.
 983  */
 984 static struct cc_blob_sev_info *find_cc_blob_setup_data(struct boot_params *bp)
 985 {
 986         struct cc_setup_data *sd = NULL;
 987         struct setup_data *hdr;
 988
 989         hdr = (struct setup_data *)bp->hdr.setup_data;
 990
 991         while (hdr) {
 992                 if (hdr->type == SETUP_CC_BLOB) {
 993                         sd = (struct cc_setup_data *)hdr;
 994                         return (struct cc_blob_sev_info *)(unsigned long)sd->cc_blob_address;
 995                 }
 996                 hdr = (struct setup_data *)hdr->next;
 997         }
 998
 999         return NULL;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Initialize the kernel's copy of the SNP CPUID table, and set up the
1004  * pointer that will be used to access it.
1005  *
1006  * Maintaining a direct mapping of the SNP CPUID table used by firmware would
1007  * be possible as an alternative, but the approach is brittle since the
1008  * mapping needs to be updated in sync with all the changes to virtual memory
1009  * layout and related mapping facilities throughout the boot process.
1010  */
1011 static void __init setup_cpuid_table(const struct cc_blob_sev_info *cc_info)
1012 {
1013         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table_fw, *cpuid_table;
1014         int i;
1015
1016         if (!cc_info || !cc_info->cpuid_phys || cc_info->cpuid_len < PAGE_SIZE)
1017                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID);
1018
1019         cpuid_table_fw = (const struct snp_cpuid_table *)cc_info->cpuid_phys;
1020         if (!cpuid_table_fw->count || cpuid_table_fw->count > SNP_CPUID_COUNT_MAX)
1021                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID);
1022
1023         cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
1024         memcpy((void *)cpuid_table, cpuid_table_fw, sizeof(*cpuid_table));
1025
1026         /* Initialize CPUID ranges for range-checking. */
1027         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
1028                 const struct snp_cpuid_fn *fn = &cpuid_table->fn[i];
1029
1030                 if (fn->eax_in == 0x0)
1031                         cpuid_std_range_max = fn->eax;
1032                 else if (fn->eax_in == 0x40000000)
1033                         cpuid_hyp_range_max = fn->eax;
1034                 else if (fn->eax_in == 0x80000000)
1035                         cpuid_ext_range_max = fn->eax;
1036         }
1037 }
1038
1039 static void pvalidate_pages(struct snp_psc_desc *desc)
1040 {
1041         struct psc_entry *e;
1042         unsigned long vaddr;
1043         unsigned int size;
1044         unsigned int i;
1045         bool validate;
1046         int rc;
1047
1048         for (i = 0; i <= desc->hdr.end_entry; i++) {
1049                 e = &desc->entries[i];
1050
1051                 vaddr = (unsigned long)pfn_to_kaddr(e->gfn);
1052                 size = e->pagesize ? RMP_PG_SIZE_2M : RMP_PG_SIZE_4K;
1053                 validate = e->operation == SNP_PAGE_STATE_PRIVATE;
1054
1055                 rc = pvalidate(vaddr, size, validate);
1056                 if (rc == PVALIDATE_FAIL_SIZEMISMATCH && size == RMP_PG_SIZE_2M) {
1057                         unsigned long vaddr_end = vaddr + PMD_SIZE;
1058
1059                         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE) {
1060                                 rc = pvalidate(vaddr, RMP_PG_SIZE_4K, validate);
1061                                 if (rc)
1062                                         break;
1063                         }
1064                 }
1065
1066                 if (rc) {
1067                         WARN(1, "Failed to validate address 0x%lx ret %d", vaddr, rc);
1068                         sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_PVALIDATE);
1069                 }
1070         }
1071 }
1072
1073 static int vmgexit_psc(struct ghcb *ghcb, struct snp_psc_desc *desc)
1074 {
1075         int cur_entry, end_entry, ret = 0;
1076         struct snp_psc_desc *data;
1077         struct es_em_ctxt ctxt;
1078
1079         vc_ghcb_invalidate(ghcb);
1080
1081         /* Copy the input desc into GHCB shared buffer */
1082         data = (struct snp_psc_desc *)ghcb->shared_buffer;
1083         memcpy(ghcb->shared_buffer, desc, min_t(int, GHCB_SHARED_BUF_SIZE, sizeof(*desc)));
1084
1085         /*
1086          * As per the GHCB specification, the hypervisor can resume the guest
1087          * before processing all the entries. Check whether all the entries
1088          * are processed. If not, then keep retrying. Note, the hypervisor
1089          * will update the data memory directly to indicate the status, so
1090          * reference the data->hdr everywhere.
1091          *
1092          * The strategy here is to wait for the hypervisor to change the page
1093          * state in the RMP table before guest accesses the memory pages. If the
1094          * page state change was not successful, then later memory access will
1095          * result in a crash.
1096          */
1097         cur_entry = data->hdr.cur_entry;
1098         end_entry = data->hdr.end_entry;
1099
1100         while (data->hdr.cur_entry <= data->hdr.end_entry) {
1101                 ghcb_set_sw_scratch(ghcb, (u64)__pa(data));
1102
1103                 /* This will advance the shared buffer data points to. */
1104                 ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, &ctxt, SVM_VMGEXIT_PSC, 0, 0);
1105
1106                 /*
1107                  * Page State Change VMGEXIT can pass error code through
1108                  * exit_info_2.
1109                  */
1110                 if (WARN(ret || ghcb->save.sw_exit_info_2,
1111                          "SNP: PSC failed ret=%d exit_info_2=%llx\n",
1112                          ret, ghcb->save.sw_exit_info_2)) {
1113                         ret = 1;
1114                         goto out;
1115                 }
1116
1117                 /* Verify that reserved bit is not set */
1118                 if (WARN(data->hdr.reserved, "Reserved bit is set in the PSC header\n")) {
1119                         ret = 1;
1120                         goto out;
1121                 }
1122
1123                 /*
1124                  * Sanity check that entry processing is not going backwards.
1125                  * This will happen only if hypervisor is tricking us.
1126                  */
1127                 if (WARN(data->hdr.end_entry > end_entry || cur_entry > data->hdr.cur_entry,
1128 "SNP: PSC processing going backward, end_entry %d (got %d) cur_entry %d (got %d)\n",
1129                          end_entry, data->hdr.end_entry, cur_entry, data->hdr.cur_entry)) {
1130                         ret = 1;
1131                         goto out;
1132                 }
1133         }
1134
1135 out:
1136         return ret;
1137 }