powercap: intel_rapl_tpmi: Enable PMU support
[linux-block.git] / 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 #include <asm/setup_data.h>
13
14 #ifndef __BOOT_COMPRESSED
15 #define error(v)                        pr_err(v)
16 #define has_cpuflag(f)                  boot_cpu_has(f)
17 #define sev_printk(fmt, ...)            printk(fmt, ##__VA_ARGS__)
18 #define sev_printk_rtl(fmt, ...)        printk_ratelimited(fmt, ##__VA_ARGS__)
19 #else
20 #undef WARN
21 #define WARN(condition, format...) (!!(condition))
22 #define sev_printk(fmt, ...)
23 #define sev_printk_rtl(fmt, ...)
24 #endif
25
26 /* I/O parameters for CPUID-related helpers */
27 struct cpuid_leaf {
28         u32 fn;
29         u32 subfn;
30         u32 eax;
31         u32 ebx;
32         u32 ecx;
33         u32 edx;
34 };
35
36 /*
37  * Individual entries of the SNP CPUID table, as defined by the SNP
38  * Firmware ABI, Revision 0.9, Section 7.1, Table 14.
39  */
40 struct snp_cpuid_fn {
41         u32 eax_in;
42         u32 ecx_in;
43         u64 xcr0_in;
44         u64 xss_in;
45         u32 eax;
46         u32 ebx;
47         u32 ecx;
48         u32 edx;
49         u64 __reserved;
50 } __packed;
51
52 /*
53  * SNP CPUID table, as defined by the SNP Firmware ABI, Revision 0.9,
54  * Section 8.14.2.6. Also noted there is the SNP firmware-enforced limit
55  * of 64 entries per CPUID table.
56  */
57 #define SNP_CPUID_COUNT_MAX 64
58
59 struct snp_cpuid_table {
60         u32 count;
61         u32 __reserved1;
62         u64 __reserved2;
63         struct snp_cpuid_fn fn[SNP_CPUID_COUNT_MAX];
64 } __packed;
65
66 /*
67  * Since feature negotiation related variables are set early in the boot
68  * process they must reside in the .data section so as not to be zeroed
69  * out when the .bss section is later cleared.
70  *
71  * GHCB protocol version negotiated with the hypervisor.
72  */
73 static u16 ghcb_version __ro_after_init;
74
75 /* Copy of the SNP firmware's CPUID page. */
76 static struct snp_cpuid_table cpuid_table_copy __ro_after_init;
77
78 /*
79  * These will be initialized based on CPUID table so that non-present
80  * all-zero leaves (for sparse tables) can be differentiated from
81  * invalid/out-of-range leaves. This is needed since all-zero leaves
82  * still need to be post-processed.
83  */
84 static u32 cpuid_std_range_max __ro_after_init;
85 static u32 cpuid_hyp_range_max __ro_after_init;
86 static u32 cpuid_ext_range_max __ro_after_init;
87
88 static bool __init sev_es_check_cpu_features(void)
89 {
90         if (!has_cpuflag(X86_FEATURE_RDRAND)) {
91                 error("RDRAND instruction not supported - no trusted source of randomness available\n");
92                 return false;
93         }
94
95         return true;
96 }
97
98 static void __head __noreturn
99 sev_es_terminate(unsigned int set, unsigned int reason)
100 {
101         u64 val = GHCB_MSR_TERM_REQ;
102
103         /* Tell the hypervisor what went wrong. */
104         val |= GHCB_SEV_TERM_REASON(set, reason);
105
106         /* Request Guest Termination from Hypervisor */
107         sev_es_wr_ghcb_msr(val);
108         VMGEXIT();
109
110         while (true)
111                 asm volatile("hlt\n" : : : "memory");
112 }
113
114 /*
115  * The hypervisor features are available from GHCB version 2 onward.
116  */
117 static u64 get_hv_features(void)
118 {
119         u64 val;
120
121         if (ghcb_version < 2)
122                 return 0;
123
124         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_HV_FT_REQ);
125         VMGEXIT();
126
127         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
128         if (GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_HV_FT_RESP)
129                 return 0;
130
131         return GHCB_MSR_HV_FT_RESP_VAL(val);
132 }
133
134 static void snp_register_ghcb_early(unsigned long paddr)
135 {
136         unsigned long pfn = paddr >> PAGE_SHIFT;
137         u64 val;
138
139         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_REG_GPA_REQ_VAL(pfn));
140         VMGEXIT();
141
142         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
143
144         /* If the response GPA is not ours then abort the guest */
145         if ((GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_REG_GPA_RESP) ||
146             (GHCB_MSR_REG_GPA_RESP_VAL(val) != pfn))
147                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_REGISTER);
148 }
149
150 static bool sev_es_negotiate_protocol(void)
151 {
152         u64 val;
153
154         /* Do the GHCB protocol version negotiation */
155         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_MSR_SEV_INFO_REQ);
156         VMGEXIT();
157         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
158
159         if (GHCB_MSR_INFO(val) != GHCB_MSR_SEV_INFO_RESP)
160                 return false;
161
162         if (GHCB_MSR_PROTO_MAX(val) < GHCB_PROTOCOL_MIN ||
163             GHCB_MSR_PROTO_MIN(val) > GHCB_PROTOCOL_MAX)
164                 return false;
165
166         ghcb_version = min_t(size_t, GHCB_MSR_PROTO_MAX(val), GHCB_PROTOCOL_MAX);
167
168         return true;
169 }
170
171 static __always_inline void vc_ghcb_invalidate(struct ghcb *ghcb)
172 {
173         ghcb->save.sw_exit_code = 0;
174         __builtin_memset(ghcb->save.valid_bitmap, 0, sizeof(ghcb->save.valid_bitmap));
175 }
176
177 static bool vc_decoding_needed(unsigned long exit_code)
178 {
179         /* Exceptions don't require to decode the instruction */
180         return !(exit_code >= SVM_EXIT_EXCP_BASE &&
181                  exit_code <= SVM_EXIT_LAST_EXCP);
182 }
183
184 static enum es_result vc_init_em_ctxt(struct es_em_ctxt *ctxt,
185                                       struct pt_regs *regs,
186                                       unsigned long exit_code)
187 {
188         enum es_result ret = ES_OK;
189
190         memset(ctxt, 0, sizeof(*ctxt));
191         ctxt->regs = regs;
192
193         if (vc_decoding_needed(exit_code))
194                 ret = vc_decode_insn(ctxt);
195
196         return ret;
197 }
198
199 static void vc_finish_insn(struct es_em_ctxt *ctxt)
200 {
201         ctxt->regs->ip += ctxt->insn.length;
202 }
203
204 static enum es_result verify_exception_info(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt)
205 {
206         u32 ret;
207
208         ret = ghcb->save.sw_exit_info_1 & GENMASK_ULL(31, 0);
209         if (!ret)
210                 return ES_OK;
211
212         if (ret == 1) {
213                 u64 info = ghcb->save.sw_exit_info_2;
214                 unsigned long v = info & SVM_EVTINJ_VEC_MASK;
215
216                 /* Check if exception information from hypervisor is sane. */
217                 if ((info & SVM_EVTINJ_VALID) &&
218                     ((v == X86_TRAP_GP) || (v == X86_TRAP_UD)) &&
219                     ((info & SVM_EVTINJ_TYPE_MASK) == SVM_EVTINJ_TYPE_EXEPT)) {
220                         ctxt->fi.vector = v;
221
222                         if (info & SVM_EVTINJ_VALID_ERR)
223                                 ctxt->fi.error_code = info >> 32;
224
225                         return ES_EXCEPTION;
226                 }
227         }
228
229         return ES_VMM_ERROR;
230 }
231
232 static enum es_result sev_es_ghcb_hv_call(struct ghcb *ghcb,
233                                           struct es_em_ctxt *ctxt,
234                                           u64 exit_code, u64 exit_info_1,
235                                           u64 exit_info_2)
236 {
237         /* Fill in protocol and format specifiers */
238         ghcb->protocol_version = ghcb_version;
239         ghcb->ghcb_usage       = GHCB_DEFAULT_USAGE;
240
241         ghcb_set_sw_exit_code(ghcb, exit_code);
242         ghcb_set_sw_exit_info_1(ghcb, exit_info_1);
243         ghcb_set_sw_exit_info_2(ghcb, exit_info_2);
244
245         sev_es_wr_ghcb_msr(__pa(ghcb));
246         VMGEXIT();
247
248         return verify_exception_info(ghcb, ctxt);
249 }
250
251 static int __sev_cpuid_hv(u32 fn, int reg_idx, u32 *reg)
252 {
253         u64 val;
254
255         sev_es_wr_ghcb_msr(GHCB_CPUID_REQ(fn, reg_idx));
256         VMGEXIT();
257         val = sev_es_rd_ghcb_msr();
258         if (GHCB_RESP_CODE(val) != GHCB_MSR_CPUID_RESP)
259                 return -EIO;
260
261         *reg = (val >> 32);
262
263         return 0;
264 }
265
266 static int __sev_cpuid_hv_msr(struct cpuid_leaf *leaf)
267 {
268         int ret;
269
270         /*
271          * MSR protocol does not support fetching non-zero subfunctions, but is
272          * sufficient to handle current early-boot cases. Should that change,
273          * make sure to report an error rather than ignoring the index and
274          * grabbing random values. If this issue arises in the future, handling
275          * can be added here to use GHCB-page protocol for cases that occur late
276          * enough in boot that GHCB page is available.
277          */
278         if (cpuid_function_is_indexed(leaf->fn) && leaf->subfn)
279                 return -EINVAL;
280
281         ret =         __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EAX, &leaf->eax);
282         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EBX, &leaf->ebx);
283         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_ECX, &leaf->ecx);
284         ret = ret ? : __sev_cpuid_hv(leaf->fn, GHCB_CPUID_REQ_EDX, &leaf->edx);
285
286         return ret;
287 }
288
289 static int __sev_cpuid_hv_ghcb(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt, struct cpuid_leaf *leaf)
290 {
291         u32 cr4 = native_read_cr4();
292         int ret;
293
294         ghcb_set_rax(ghcb, leaf->fn);
295         ghcb_set_rcx(ghcb, leaf->subfn);
296
297         if (cr4 & X86_CR4_OSXSAVE)
298                 /* Safe to read xcr0 */
299                 ghcb_set_xcr0(ghcb, xgetbv(XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK));
300         else
301                 /* xgetbv will cause #UD - use reset value for xcr0 */
302                 ghcb_set_xcr0(ghcb, 1);
303
304         ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, SVM_EXIT_CPUID, 0, 0);
305         if (ret != ES_OK)
306                 return ret;
307
308         if (!(ghcb_rax_is_valid(ghcb) &&
309               ghcb_rbx_is_valid(ghcb) &&
310               ghcb_rcx_is_valid(ghcb) &&
311               ghcb_rdx_is_valid(ghcb)))
312                 return ES_VMM_ERROR;
313
314         leaf->eax = ghcb->save.rax;
315         leaf->ebx = ghcb->save.rbx;
316         leaf->ecx = ghcb->save.rcx;
317         leaf->edx = ghcb->save.rdx;
318
319         return ES_OK;
320 }
321
322 static int sev_cpuid_hv(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt, struct cpuid_leaf *leaf)
323 {
324         return ghcb ? __sev_cpuid_hv_ghcb(ghcb, ctxt, leaf)
325                     : __sev_cpuid_hv_msr(leaf);
326 }
327
328 /*
329  * This may be called early while still running on the initial identity
330  * mapping. Use RIP-relative addressing to obtain the correct address
331  * while running with the initial identity mapping as well as the
332  * switch-over to kernel virtual addresses later.
333  */
334 static const struct snp_cpuid_table *snp_cpuid_get_table(void)
335 {
336         return &RIP_REL_REF(cpuid_table_copy);
337 }
338
339 /*
340  * The SNP Firmware ABI, Revision 0.9, Section 7.1, details the use of
341  * XCR0_IN and XSS_IN to encode multiple versions of 0xD subfunctions 0
342  * and 1 based on the corresponding features enabled by a particular
343  * combination of XCR0 and XSS registers so that a guest can look up the
344  * version corresponding to the features currently enabled in its XCR0/XSS
345  * registers. The only values that differ between these versions/table
346  * entries is the enabled XSAVE area size advertised via EBX.
347  *
348  * While hypervisors may choose to make use of this support, it is more
349  * robust/secure for a guest to simply find the entry corresponding to the
350  * base/legacy XSAVE area size (XCR0=1 or XCR0=3), and then calculate the
351  * XSAVE area size using subfunctions 2 through 64, as documented in APM
352  * Volume 3, Rev 3.31, Appendix E.3.8, which is what is done here.
353  *
354  * Since base/legacy XSAVE area size is documented as 0x240, use that value
355  * directly rather than relying on the base size in the CPUID table.
356  *
357  * Return: XSAVE area size on success, 0 otherwise.
358  */
359 static u32 snp_cpuid_calc_xsave_size(u64 xfeatures_en, bool compacted)
360 {
361         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
362         u64 xfeatures_found = 0;
363         u32 xsave_size = 0x240;
364         int i;
365
366         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
367                 const struct snp_cpuid_fn *e = &cpuid_table->fn[i];
368
369                 if (!(e->eax_in == 0xD && e->ecx_in > 1 && e->ecx_in < 64))
370                         continue;
371                 if (!(xfeatures_en & (BIT_ULL(e->ecx_in))))
372                         continue;
373                 if (xfeatures_found & (BIT_ULL(e->ecx_in)))
374                         continue;
375
376                 xfeatures_found |= (BIT_ULL(e->ecx_in));
377
378                 if (compacted)
379                         xsave_size += e->eax;
380                 else
381                         xsave_size = max(xsave_size, e->eax + e->ebx);
382         }
383
384         /*
385          * Either the guest set unsupported XCR0/XSS bits, or the corresponding
386          * entries in the CPUID table were not present. This is not a valid
387          * state to be in.
388          */
389         if (xfeatures_found != (xfeatures_en & GENMASK_ULL(63, 2)))
390                 return 0;
391
392         return xsave_size;
393 }
394
395 static bool __head
396 snp_cpuid_get_validated_func(struct cpuid_leaf *leaf)
397 {
398         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
399         int i;
400
401         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
402                 const struct snp_cpuid_fn *e = &cpuid_table->fn[i];
403
404                 if (e->eax_in != leaf->fn)
405                         continue;
406
407                 if (cpuid_function_is_indexed(leaf->fn) && e->ecx_in != leaf->subfn)
408                         continue;
409
410                 /*
411                  * For 0xD subfunctions 0 and 1, only use the entry corresponding
412                  * to the base/legacy XSAVE area size (XCR0=1 or XCR0=3, XSS=0).
413                  * See the comments above snp_cpuid_calc_xsave_size() for more
414                  * details.
415                  */
416                 if (e->eax_in == 0xD && (e->ecx_in == 0 || e->ecx_in == 1))
417                         if (!(e->xcr0_in == 1 || e->xcr0_in == 3) || e->xss_in)
418                                 continue;
419
420                 leaf->eax = e->eax;
421                 leaf->ebx = e->ebx;
422                 leaf->ecx = e->ecx;
423                 leaf->edx = e->edx;
424
425                 return true;
426         }
427
428         return false;
429 }
430
431 static void snp_cpuid_hv(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt, struct cpuid_leaf *leaf)
432 {
433         if (sev_cpuid_hv(ghcb, ctxt, leaf))
434                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID_HV);
435 }
436
437 static int snp_cpuid_postprocess(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt,
438                                  struct cpuid_leaf *leaf)
439 {
440         struct cpuid_leaf leaf_hv = *leaf;
441
442         switch (leaf->fn) {
443         case 0x1:
444                 snp_cpuid_hv(ghcb, ctxt, &leaf_hv);
445
446                 /* initial APIC ID */
447                 leaf->ebx = (leaf_hv.ebx & GENMASK(31, 24)) | (leaf->ebx & GENMASK(23, 0));
448                 /* APIC enabled bit */
449                 leaf->edx = (leaf_hv.edx & BIT(9)) | (leaf->edx & ~BIT(9));
450
451                 /* OSXSAVE enabled bit */
452                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_OSXSAVE)
453                         leaf->ecx |= BIT(27);
454                 break;
455         case 0x7:
456                 /* OSPKE enabled bit */
457                 leaf->ecx &= ~BIT(4);
458                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_PKE)
459                         leaf->ecx |= BIT(4);
460                 break;
461         case 0xB:
462                 leaf_hv.subfn = 0;
463                 snp_cpuid_hv(ghcb, ctxt, &leaf_hv);
464
465                 /* extended APIC ID */
466                 leaf->edx = leaf_hv.edx;
467                 break;
468         case 0xD: {
469                 bool compacted = false;
470                 u64 xcr0 = 1, xss = 0;
471                 u32 xsave_size;
472
473                 if (leaf->subfn != 0 && leaf->subfn != 1)
474                         return 0;
475
476                 if (native_read_cr4() & X86_CR4_OSXSAVE)
477                         xcr0 = xgetbv(XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK);
478                 if (leaf->subfn == 1) {
479                         /* Get XSS value if XSAVES is enabled. */
480                         if (leaf->eax & BIT(3)) {
481                                 unsigned long lo, hi;
482
483                                 asm volatile("rdmsr" : "=a" (lo), "=d" (hi)
484                                                      : "c" (MSR_IA32_XSS));
485                                 xss = (hi << 32) | lo;
486                         }
487
488                         /*
489                          * The PPR and APM aren't clear on what size should be
490                          * encoded in 0xD:0x1:EBX when compaction is not enabled
491                          * by either XSAVEC (feature bit 1) or XSAVES (feature
492                          * bit 3) since SNP-capable hardware has these feature
493                          * bits fixed as 1. KVM sets it to 0 in this case, but
494                          * to avoid this becoming an issue it's safer to simply
495                          * treat this as unsupported for SNP guests.
496                          */
497                         if (!(leaf->eax & (BIT(1) | BIT(3))))
498                                 return -EINVAL;
499
500                         compacted = true;
501                 }
502
503                 xsave_size = snp_cpuid_calc_xsave_size(xcr0 | xss, compacted);
504                 if (!xsave_size)
505                         return -EINVAL;
506
507                 leaf->ebx = xsave_size;
508                 }
509                 break;
510         case 0x8000001E:
511                 snp_cpuid_hv(ghcb, ctxt, &leaf_hv);
512
513                 /* extended APIC ID */
514                 leaf->eax = leaf_hv.eax;
515                 /* compute ID */
516                 leaf->ebx = (leaf->ebx & GENMASK(31, 8)) | (leaf_hv.ebx & GENMASK(7, 0));
517                 /* node ID */
518                 leaf->ecx = (leaf->ecx & GENMASK(31, 8)) | (leaf_hv.ecx & GENMASK(7, 0));
519                 break;
520         default:
521                 /* No fix-ups needed, use values as-is. */
522                 break;
523         }
524
525         return 0;
526 }
527
528 /*
529  * Returns -EOPNOTSUPP if feature not enabled. Any other non-zero return value
530  * should be treated as fatal by caller.
531  */
532 static int __head
533 snp_cpuid(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt, struct cpuid_leaf *leaf)
534 {
535         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
536
537         if (!cpuid_table->count)
538                 return -EOPNOTSUPP;
539
540         if (!snp_cpuid_get_validated_func(leaf)) {
541                 /*
542                  * Some hypervisors will avoid keeping track of CPUID entries
543                  * where all values are zero, since they can be handled the
544                  * same as out-of-range values (all-zero). This is useful here
545                  * as well as it allows virtually all guest configurations to
546                  * work using a single SNP CPUID table.
547                  *
548                  * To allow for this, there is a need to distinguish between
549                  * out-of-range entries and in-range zero entries, since the
550                  * CPUID table entries are only a template that may need to be
551                  * augmented with additional values for things like
552                  * CPU-specific information during post-processing. So if it's
553                  * not in the table, set the values to zero. Then, if they are
554                  * within a valid CPUID range, proceed with post-processing
555                  * using zeros as the initial values. Otherwise, skip
556                  * post-processing and just return zeros immediately.
557                  */
558                 leaf->eax = leaf->ebx = leaf->ecx = leaf->edx = 0;
559
560                 /* Skip post-processing for out-of-range zero leafs. */
561                 if (!(leaf->fn <= RIP_REL_REF(cpuid_std_range_max) ||
562                       (leaf->fn >= 0x40000000 && leaf->fn <= RIP_REL_REF(cpuid_hyp_range_max)) ||
563                       (leaf->fn >= 0x80000000 && leaf->fn <= RIP_REL_REF(cpuid_ext_range_max))))
564                         return 0;
565         }
566
567         return snp_cpuid_postprocess(ghcb, ctxt, leaf);
568 }
569
570 /*
571  * Boot VC Handler - This is the first VC handler during boot, there is no GHCB
572  * page yet, so it only supports the MSR based communication with the
573  * hypervisor and only the CPUID exit-code.
574  */
575 void __head do_vc_no_ghcb(struct pt_regs *regs, unsigned long exit_code)
576 {
577         unsigned int subfn = lower_bits(regs->cx, 32);
578         unsigned int fn = lower_bits(regs->ax, 32);
579         u16 opcode = *(unsigned short *)regs->ip;
580         struct cpuid_leaf leaf;
581         int ret;
582
583         /* Only CPUID is supported via MSR protocol */
584         if (exit_code != SVM_EXIT_CPUID)
585                 goto fail;
586
587         /* Is it really a CPUID insn? */
588         if (opcode != 0xa20f)
589                 goto fail;
590
591         leaf.fn = fn;
592         leaf.subfn = subfn;
593
594         ret = snp_cpuid(NULL, NULL, &leaf);
595         if (!ret)
596                 goto cpuid_done;
597
598         if (ret != -EOPNOTSUPP)
599                 goto fail;
600
601         if (__sev_cpuid_hv_msr(&leaf))
602                 goto fail;
603
604 cpuid_done:
605         regs->ax = leaf.eax;
606         regs->bx = leaf.ebx;
607         regs->cx = leaf.ecx;
608         regs->dx = leaf.edx;
609
610         /*
611          * This is a VC handler and the #VC is only raised when SEV-ES is
612          * active, which means SEV must be active too. Do sanity checks on the
613          * CPUID results to make sure the hypervisor does not trick the kernel
614          * into the no-sev path. This could map sensitive data unencrypted and
615          * make it accessible to the hypervisor.
616          *
617          * In particular, check for:
618          *      - Availability of CPUID leaf 0x8000001f
619          *      - SEV CPUID bit.
620          *
621          * The hypervisor might still report the wrong C-bit position, but this
622          * can't be checked here.
623          */
624
625         if (fn == 0x80000000 && (regs->ax < 0x8000001f))
626                 /* SEV leaf check */
627                 goto fail;
628         else if ((fn == 0x8000001f && !(regs->ax & BIT(1))))
629                 /* SEV bit */
630                 goto fail;
631
632         /* Skip over the CPUID two-byte opcode */
633         regs->ip += 2;
634
635         return;
636
637 fail:
638         /* Terminate the guest */
639         sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_GEN, GHCB_SEV_ES_GEN_REQ);
640 }
641
642 static enum es_result vc_insn_string_check(struct es_em_ctxt *ctxt,
643                                            unsigned long address,
644                                            bool write)
645 {
646         if (user_mode(ctxt->regs) && fault_in_kernel_space(address)) {
647                 ctxt->fi.vector     = X86_TRAP_PF;
648                 ctxt->fi.error_code = X86_PF_USER;
649                 ctxt->fi.cr2        = address;
650                 if (write)
651                         ctxt->fi.error_code |= X86_PF_WRITE;
652
653                 return ES_EXCEPTION;
654         }
655
656         return ES_OK;
657 }
658
659 static enum es_result vc_insn_string_read(struct es_em_ctxt *ctxt,
660                                           void *src, char *buf,
661                                           unsigned int data_size,
662                                           unsigned int count,
663                                           bool backwards)
664 {
665         int i, b = backwards ? -1 : 1;
666         unsigned long address = (unsigned long)src;
667         enum es_result ret;
668
669         ret = vc_insn_string_check(ctxt, address, false);
670         if (ret != ES_OK)
671                 return ret;
672
673         for (i = 0; i < count; i++) {
674                 void *s = src + (i * data_size * b);
675                 char *d = buf + (i * data_size);
676
677                 ret = vc_read_mem(ctxt, s, d, data_size);
678                 if (ret != ES_OK)
679                         break;
680         }
681
682         return ret;
683 }
684
685 static enum es_result vc_insn_string_write(struct es_em_ctxt *ctxt,
686                                            void *dst, char *buf,
687                                            unsigned int data_size,
688                                            unsigned int count,
689                                            bool backwards)
690 {
691         int i, s = backwards ? -1 : 1;
692         unsigned long address = (unsigned long)dst;
693         enum es_result ret;
694
695         ret = vc_insn_string_check(ctxt, address, true);
696         if (ret != ES_OK)
697                 return ret;
698
699         for (i = 0; i < count; i++) {
700                 void *d = dst + (i * data_size * s);
701                 char *b = buf + (i * data_size);
702
703                 ret = vc_write_mem(ctxt, d, b, data_size);
704                 if (ret != ES_OK)
705                         break;
706         }
707
708         return ret;
709 }
710
711 #define IOIO_TYPE_STR  BIT(2)
712 #define IOIO_TYPE_IN   1
713 #define IOIO_TYPE_INS  (IOIO_TYPE_IN | IOIO_TYPE_STR)
714 #define IOIO_TYPE_OUT  0
715 #define IOIO_TYPE_OUTS (IOIO_TYPE_OUT | IOIO_TYPE_STR)
716
717 #define IOIO_REP       BIT(3)
718
719 #define IOIO_ADDR_64   BIT(9)
720 #define IOIO_ADDR_32   BIT(8)
721 #define IOIO_ADDR_16   BIT(7)
722
723 #define IOIO_DATA_32   BIT(6)
724 #define IOIO_DATA_16   BIT(5)
725 #define IOIO_DATA_8    BIT(4)
726
727 #define IOIO_SEG_ES    (0 << 10)
728 #define IOIO_SEG_DS    (3 << 10)
729
730 static enum es_result vc_ioio_exitinfo(struct es_em_ctxt *ctxt, u64 *exitinfo)
731 {
732         struct insn *insn = &ctxt->insn;
733         size_t size;
734         u64 port;
735
736         *exitinfo = 0;
737
738         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
739         /* INS opcodes */
740         case 0x6c:
741         case 0x6d:
742                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_INS;
743                 *exitinfo |= IOIO_SEG_ES;
744                 port       = ctxt->regs->dx & 0xffff;
745                 break;
746
747         /* OUTS opcodes */
748         case 0x6e:
749         case 0x6f:
750                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUTS;
751                 *exitinfo |= IOIO_SEG_DS;
752                 port       = ctxt->regs->dx & 0xffff;
753                 break;
754
755         /* IN immediate opcodes */
756         case 0xe4:
757         case 0xe5:
758                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_IN;
759                 port       = (u8)insn->immediate.value & 0xffff;
760                 break;
761
762         /* OUT immediate opcodes */
763         case 0xe6:
764         case 0xe7:
765                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUT;
766                 port       = (u8)insn->immediate.value & 0xffff;
767                 break;
768
769         /* IN register opcodes */
770         case 0xec:
771         case 0xed:
772                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_IN;
773                 port       = ctxt->regs->dx & 0xffff;
774                 break;
775
776         /* OUT register opcodes */
777         case 0xee:
778         case 0xef:
779                 *exitinfo |= IOIO_TYPE_OUT;
780                 port       = ctxt->regs->dx & 0xffff;
781                 break;
782
783         default:
784                 return ES_DECODE_FAILED;
785         }
786
787         *exitinfo |= port << 16;
788
789         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
790         case 0x6c:
791         case 0x6e:
792         case 0xe4:
793         case 0xe6:
794         case 0xec:
795         case 0xee:
796                 /* Single byte opcodes */
797                 *exitinfo |= IOIO_DATA_8;
798                 size       = 1;
799                 break;
800         default:
801                 /* Length determined by instruction parsing */
802                 *exitinfo |= (insn->opnd_bytes == 2) ? IOIO_DATA_16
803                                                      : IOIO_DATA_32;
804                 size       = (insn->opnd_bytes == 2) ? 2 : 4;
805         }
806
807         switch (insn->addr_bytes) {
808         case 2:
809                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_16;
810                 break;
811         case 4:
812                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_32;
813                 break;
814         case 8:
815                 *exitinfo |= IOIO_ADDR_64;
816                 break;
817         }
818
819         if (insn_has_rep_prefix(insn))
820                 *exitinfo |= IOIO_REP;
821
822         return vc_ioio_check(ctxt, (u16)port, size);
823 }
824
825 static enum es_result vc_handle_ioio(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt)
826 {
827         struct pt_regs *regs = ctxt->regs;
828         u64 exit_info_1, exit_info_2;
829         enum es_result ret;
830
831         ret = vc_ioio_exitinfo(ctxt, &exit_info_1);
832         if (ret != ES_OK)
833                 return ret;
834
835         if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_STR) {
836
837                 /* (REP) INS/OUTS */
838
839                 bool df = ((regs->flags & X86_EFLAGS_DF) == X86_EFLAGS_DF);
840                 unsigned int io_bytes, exit_bytes;
841                 unsigned int ghcb_count, op_count;
842                 unsigned long es_base;
843                 u64 sw_scratch;
844
845                 /*
846                  * For the string variants with rep prefix the amount of in/out
847                  * operations per #VC exception is limited so that the kernel
848                  * has a chance to take interrupts and re-schedule while the
849                  * instruction is emulated.
850                  */
851                 io_bytes   = (exit_info_1 >> 4) & 0x7;
852                 ghcb_count = sizeof(ghcb->shared_buffer) / io_bytes;
853
854                 op_count    = (exit_info_1 & IOIO_REP) ? regs->cx : 1;
855                 exit_info_2 = min(op_count, ghcb_count);
856                 exit_bytes  = exit_info_2 * io_bytes;
857
858                 es_base = insn_get_seg_base(ctxt->regs, INAT_SEG_REG_ES);
859
860                 /* Read bytes of OUTS into the shared buffer */
861                 if (!(exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN)) {
862                         ret = vc_insn_string_read(ctxt,
863                                                (void *)(es_base + regs->si),
864                                                ghcb->shared_buffer, io_bytes,
865                                                exit_info_2, df);
866                         if (ret)
867                                 return ret;
868                 }
869
870                 /*
871                  * Issue an VMGEXIT to the HV to consume the bytes from the
872                  * shared buffer or to have it write them into the shared buffer
873                  * depending on the instruction: OUTS or INS.
874                  */
875                 sw_scratch = __pa(ghcb) + offsetof(struct ghcb, shared_buffer);
876                 ghcb_set_sw_scratch(ghcb, sw_scratch);
877                 ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, SVM_EXIT_IOIO,
878                                           exit_info_1, exit_info_2);
879                 if (ret != ES_OK)
880                         return ret;
881
882                 /* Read bytes from shared buffer into the guest's destination. */
883                 if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN) {
884                         ret = vc_insn_string_write(ctxt,
885                                                    (void *)(es_base + regs->di),
886                                                    ghcb->shared_buffer, io_bytes,
887                                                    exit_info_2, df);
888                         if (ret)
889                                 return ret;
890
891                         if (df)
892                                 regs->di -= exit_bytes;
893                         else
894                                 regs->di += exit_bytes;
895                 } else {
896                         if (df)
897                                 regs->si -= exit_bytes;
898                         else
899                                 regs->si += exit_bytes;
900                 }
901
902                 if (exit_info_1 & IOIO_REP)
903                         regs->cx -= exit_info_2;
904
905                 ret = regs->cx ? ES_RETRY : ES_OK;
906
907         } else {
908
909                 /* IN/OUT into/from rAX */
910
911                 int bits = (exit_info_1 & 0x70) >> 1;
912                 u64 rax = 0;
913
914                 if (!(exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN))
915                         rax = lower_bits(regs->ax, bits);
916
917                 ghcb_set_rax(ghcb, rax);
918
919                 ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, SVM_EXIT_IOIO, exit_info_1, 0);
920                 if (ret != ES_OK)
921                         return ret;
922
923                 if (exit_info_1 & IOIO_TYPE_IN) {
924                         if (!ghcb_rax_is_valid(ghcb))
925                                 return ES_VMM_ERROR;
926                         regs->ax = lower_bits(ghcb->save.rax, bits);
927                 }
928         }
929
930         return ret;
931 }
932
933 static int vc_handle_cpuid_snp(struct ghcb *ghcb, struct es_em_ctxt *ctxt)
934 {
935         struct pt_regs *regs = ctxt->regs;
936         struct cpuid_leaf leaf;
937         int ret;
938
939         leaf.fn = regs->ax;
940         leaf.subfn = regs->cx;
941         ret = snp_cpuid(ghcb, ctxt, &leaf);
942         if (!ret) {
943                 regs->ax = leaf.eax;
944                 regs->bx = leaf.ebx;
945                 regs->cx = leaf.ecx;
946                 regs->dx = leaf.edx;
947         }
948
949         return ret;
950 }
951
952 static enum es_result vc_handle_cpuid(struct ghcb *ghcb,
953                                       struct es_em_ctxt *ctxt)
954 {
955         struct pt_regs *regs = ctxt->regs;
956         u32 cr4 = native_read_cr4();
957         enum es_result ret;
958         int snp_cpuid_ret;
959
960         snp_cpuid_ret = vc_handle_cpuid_snp(ghcb, ctxt);
961         if (!snp_cpuid_ret)
962                 return ES_OK;
963         if (snp_cpuid_ret != -EOPNOTSUPP)
964                 return ES_VMM_ERROR;
965
966         ghcb_set_rax(ghcb, regs->ax);
967         ghcb_set_rcx(ghcb, regs->cx);
968
969         if (cr4 & X86_CR4_OSXSAVE)
970                 /* Safe to read xcr0 */
971                 ghcb_set_xcr0(ghcb, xgetbv(XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK));
972         else
973                 /* xgetbv will cause #GP - use reset value for xcr0 */
974                 ghcb_set_xcr0(ghcb, 1);
975
976         ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, SVM_EXIT_CPUID, 0, 0);
977         if (ret != ES_OK)
978                 return ret;
979
980         if (!(ghcb_rax_is_valid(ghcb) &&
981               ghcb_rbx_is_valid(ghcb) &&
982               ghcb_rcx_is_valid(ghcb) &&
983               ghcb_rdx_is_valid(ghcb)))
984                 return ES_VMM_ERROR;
985
986         regs->ax = ghcb->save.rax;
987         regs->bx = ghcb->save.rbx;
988         regs->cx = ghcb->save.rcx;
989         regs->dx = ghcb->save.rdx;
990
991         return ES_OK;
992 }
993
994 static enum es_result vc_handle_rdtsc(struct ghcb *ghcb,
995                                       struct es_em_ctxt *ctxt,
996                                       unsigned long exit_code)
997 {
998         bool rdtscp = (exit_code == SVM_EXIT_RDTSCP);
999         enum es_result ret;
1000
1001         ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, ctxt, exit_code, 0, 0);
1002         if (ret != ES_OK)
1003                 return ret;
1004
1005         if (!(ghcb_rax_is_valid(ghcb) && ghcb_rdx_is_valid(ghcb) &&
1006              (!rdtscp || ghcb_rcx_is_valid(ghcb))))
1007                 return ES_VMM_ERROR;
1008
1009         ctxt->regs->ax = ghcb->save.rax;
1010         ctxt->regs->dx = ghcb->save.rdx;
1011         if (rdtscp)
1012                 ctxt->regs->cx = ghcb->save.rcx;
1013
1014         return ES_OK;
1015 }
1016
1017 struct cc_setup_data {
1018         struct setup_data header;
1019         u32 cc_blob_address;
1020 };
1021
1022 /*
1023  * Search for a Confidential Computing blob passed in as a setup_data entry
1024  * via the Linux Boot Protocol.
1025  */
1026 static __head
1027 struct cc_blob_sev_info *find_cc_blob_setup_data(struct boot_params *bp)
1028 {
1029         struct cc_setup_data *sd = NULL;
1030         struct setup_data *hdr;
1031
1032         hdr = (struct setup_data *)bp->hdr.setup_data;
1033
1034         while (hdr) {
1035                 if (hdr->type == SETUP_CC_BLOB) {
1036                         sd = (struct cc_setup_data *)hdr;
1037                         return (struct cc_blob_sev_info *)(unsigned long)sd->cc_blob_address;
1038                 }
1039                 hdr = (struct setup_data *)hdr->next;
1040         }
1041
1042         return NULL;
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Initialize the kernel's copy of the SNP CPUID table, and set up the
1047  * pointer that will be used to access it.
1048  *
1049  * Maintaining a direct mapping of the SNP CPUID table used by firmware would
1050  * be possible as an alternative, but the approach is brittle since the
1051  * mapping needs to be updated in sync with all the changes to virtual memory
1052  * layout and related mapping facilities throughout the boot process.
1053  */
1054 static void __head setup_cpuid_table(const struct cc_blob_sev_info *cc_info)
1055 {
1056         const struct snp_cpuid_table *cpuid_table_fw, *cpuid_table;
1057         int i;
1058
1059         if (!cc_info || !cc_info->cpuid_phys || cc_info->cpuid_len < PAGE_SIZE)
1060                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID);
1061
1062         cpuid_table_fw = (const struct snp_cpuid_table *)cc_info->cpuid_phys;
1063         if (!cpuid_table_fw->count || cpuid_table_fw->count > SNP_CPUID_COUNT_MAX)
1064                 sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_CPUID);
1065
1066         cpuid_table = snp_cpuid_get_table();
1067         memcpy((void *)cpuid_table, cpuid_table_fw, sizeof(*cpuid_table));
1068
1069         /* Initialize CPUID ranges for range-checking. */
1070         for (i = 0; i < cpuid_table->count; i++) {
1071                 const struct snp_cpuid_fn *fn = &cpuid_table->fn[i];
1072
1073                 if (fn->eax_in == 0x0)
1074                         RIP_REL_REF(cpuid_std_range_max) = fn->eax;
1075                 else if (fn->eax_in == 0x40000000)
1076                         RIP_REL_REF(cpuid_hyp_range_max) = fn->eax;
1077                 else if (fn->eax_in == 0x80000000)
1078                         RIP_REL_REF(cpuid_ext_range_max) = fn->eax;
1079         }
1080 }
1081
1082 static void pvalidate_pages(struct snp_psc_desc *desc)
1083 {
1084         struct psc_entry *e;
1085         unsigned long vaddr;
1086         unsigned int size;
1087         unsigned int i;
1088         bool validate;
1089         int rc;
1090
1091         for (i = 0; i <= desc->hdr.end_entry; i++) {
1092                 e = &desc->entries[i];
1093
1094                 vaddr = (unsigned long)pfn_to_kaddr(e->gfn);
1095                 size = e->pagesize ? RMP_PG_SIZE_2M : RMP_PG_SIZE_4K;
1096                 validate = e->operation == SNP_PAGE_STATE_PRIVATE;
1097
1098                 rc = pvalidate(vaddr, size, validate);
1099                 if (rc == PVALIDATE_FAIL_SIZEMISMATCH && size == RMP_PG_SIZE_2M) {
1100                         unsigned long vaddr_end = vaddr + PMD_SIZE;
1101
1102                         for (; vaddr < vaddr_end; vaddr += PAGE_SIZE) {
1103                                 rc = pvalidate(vaddr, RMP_PG_SIZE_4K, validate);
1104                                 if (rc)
1105                                         break;
1106                         }
1107                 }
1108
1109                 if (rc) {
1110                         WARN(1, "Failed to validate address 0x%lx ret %d", vaddr, rc);
1111                         sev_es_terminate(SEV_TERM_SET_LINUX, GHCB_TERM_PVALIDATE);
1112                 }
1113         }
1114 }
1115
1116 static int vmgexit_psc(struct ghcb *ghcb, struct snp_psc_desc *desc)
1117 {
1118         int cur_entry, end_entry, ret = 0;
1119         struct snp_psc_desc *data;
1120         struct es_em_ctxt ctxt;
1121
1122         vc_ghcb_invalidate(ghcb);
1123
1124         /* Copy the input desc into GHCB shared buffer */
1125         data = (struct snp_psc_desc *)ghcb->shared_buffer;
1126         memcpy(ghcb->shared_buffer, desc, min_t(int, GHCB_SHARED_BUF_SIZE, sizeof(*desc)));
1127
1128         /*
1129          * As per the GHCB specification, the hypervisor can resume the guest
1130          * before processing all the entries. Check whether all the entries
1131          * are processed. If not, then keep retrying. Note, the hypervisor
1132          * will update the data memory directly to indicate the status, so
1133          * reference the data->hdr everywhere.
1134          *
1135          * The strategy here is to wait for the hypervisor to change the page
1136          * state in the RMP table before guest accesses the memory pages. If the
1137          * page state change was not successful, then later memory access will
1138          * result in a crash.
1139          */
1140         cur_entry = data->hdr.cur_entry;
1141         end_entry = data->hdr.end_entry;
1142
1143         while (data->hdr.cur_entry <= data->hdr.end_entry) {
1144                 ghcb_set_sw_scratch(ghcb, (u64)__pa(data));
1145
1146                 /* This will advance the shared buffer data points to. */
1147                 ret = sev_es_ghcb_hv_call(ghcb, &ctxt, SVM_VMGEXIT_PSC, 0, 0);
1148
1149                 /*
1150                  * Page State Change VMGEXIT can pass error code through
1151                  * exit_info_2.
1152                  */
1153                 if (WARN(ret || ghcb->save.sw_exit_info_2,
1154                          "SNP: PSC failed ret=%d exit_info_2=%llx\n",
1155                          ret, ghcb->save.sw_exit_info_2)) {
1156                         ret = 1;
1157                         goto out;
1158                 }
1159
1160                 /* Verify that reserved bit is not set */
1161                 if (WARN(data->hdr.reserved, "Reserved bit is set in the PSC header\n")) {
1162                         ret = 1;
1163                         goto out;
1164                 }
1165
1166                 /*
1167                  * Sanity check that entry processing is not going backwards.
1168                  * This will happen only if hypervisor is tricking us.
1169                  */
1170                 if (WARN(data->hdr.end_entry > end_entry || cur_entry > data->hdr.cur_entry,
1171 "SNP: PSC processing going backward, end_entry %d (got %d) cur_entry %d (got %d)\n",
1172                          end_entry, data->hdr.end_entry, cur_entry, data->hdr.cur_entry)) {
1173                         ret = 1;
1174                         goto out;
1175                 }
1176         }
1177
1178 out:
1179         return ret;
1180 }
1181
1182 static enum es_result vc_check_opcode_bytes(struct es_em_ctxt *ctxt,
1183                                             unsigned long exit_code)
1184 {
1185         unsigned int opcode = (unsigned int)ctxt->insn.opcode.value;
1186         u8 modrm = ctxt->insn.modrm.value;
1187
1188         switch (exit_code) {
1189
1190         case SVM_EXIT_IOIO:
1191         case SVM_EXIT_NPF:
1192                 /* handled separately */
1193                 return ES_OK;
1194
1195         case SVM_EXIT_CPUID:
1196                 if (opcode == 0xa20f)
1197                         return ES_OK;
1198                 break;
1199
1200         case SVM_EXIT_INVD:
1201                 if (opcode == 0x080f)
1202                         return ES_OK;
1203                 break;
1204
1205         case SVM_EXIT_MONITOR:
1206                 if (opcode == 0x010f && modrm == 0xc8)
1207                         return ES_OK;
1208                 break;
1209
1210         case SVM_EXIT_MWAIT:
1211                 if (opcode == 0x010f && modrm == 0xc9)
1212                         return ES_OK;
1213                 break;
1214
1215         case SVM_EXIT_MSR:
1216                 /* RDMSR */
1217                 if (opcode == 0x320f ||
1218                 /* WRMSR */
1219                     opcode == 0x300f)
1220                         return ES_OK;
1221                 break;
1222
1223         case SVM_EXIT_RDPMC:
1224                 if (opcode == 0x330f)
1225                         return ES_OK;
1226                 break;
1227
1228         case SVM_EXIT_RDTSC:
1229                 if (opcode == 0x310f)
1230                         return ES_OK;
1231                 break;
1232
1233         case SVM_EXIT_RDTSCP:
1234                 if (opcode == 0x010f && modrm == 0xf9)
1235                         return ES_OK;
1236                 break;
1237
1238         case SVM_EXIT_READ_DR7:
1239                 if (opcode == 0x210f &&
1240                     X86_MODRM_REG(ctxt->insn.modrm.value) == 7)
1241                         return ES_OK;
1242                 break;
1243
1244         case SVM_EXIT_VMMCALL:
1245                 if (opcode == 0x010f && modrm == 0xd9)
1246                         return ES_OK;
1247
1248                 break;
1249
1250         case SVM_EXIT_WRITE_DR7:
1251                 if (opcode == 0x230f &&
1252                     X86_MODRM_REG(ctxt->insn.modrm.value) == 7)
1253                         return ES_OK;
1254                 break;
1255
1256         case SVM_EXIT_WBINVD:
1257                 if (opcode == 0x90f)
1258                         return ES_OK;
1259                 break;
1260
1261         default:
1262                 break;
1263         }
1264
1265         sev_printk(KERN_ERR "Wrong/unhandled opcode bytes: 0x%x, exit_code: 0x%lx, rIP: 0x%lx\n",
1266                    opcode, exit_code, ctxt->regs->ip);
1267
1268         return ES_UNSUPPORTED;
1269 }