arch/x86/kernel/tboot.c

   1 /*
   2  * tboot.c: main implementation of helper functions used by kernel for
   3  *          runtime support of Intel(R) Trusted Execution Technology
   4  *
   5  * Copyright (c) 2006-2009, Intel Corporation
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
   9  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
  12  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  13  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  14  * more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  17  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  18  * 51 Franklin St - Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  19  *
  20  */
  21
  22 #include <linux/dma_remapping.h>
  23 #include <linux/init_task.h>
  24 #include <linux/spinlock.h>
  25 #include <linux/export.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/sched.h>
  28 #include <linux/init.h>
  29 #include <linux/dmar.h>
  30 #include <linux/cpu.h>
  31 #include <linux/pfn.h>
  32 #include <linux/mm.h>
  33 #include <linux/tboot.h>
  34 #include <linux/debugfs.h>
  35
  36 #include <asm/realmode.h>
  37 #include <asm/processor.h>
  38 #include <asm/bootparam.h>
  39 #include <asm/pgtable.h>
  40 #include <asm/pgalloc.h>
  41 #include <asm/swiotlb.h>
  42 #include <asm/fixmap.h>
  43 #include <asm/proto.h>
  44 #include <asm/setup.h>
  45 #include <asm/e820.h>
  46 #include <asm/io.h>
  47
  48 #include "../realmode/rm/wakeup.h"
  49
  50 /* Global pointer to shared data; NULL means no measured launch. */
  51 struct tboot *tboot __read_mostly;
  52 EXPORT_SYMBOL(tboot);
  53
  54 /* timeout for APs (in secs) to enter wait-for-SIPI state during shutdown */
  55 #define AP_WAIT_TIMEOUT         1
  56
  57 #undef pr_fmt
  58 #define pr_fmt(fmt)     "tboot: " fmt
  59
  60 static u8 tboot_uuid[16] __initdata = TBOOT_UUID;
  61
  62 void __init tboot_probe(void)
  63 {
  64         /* Look for valid page-aligned address for shared page. */
  65         if (!boot_params.tboot_addr)
  66                 return;
  67         /*
  68          * also verify that it is mapped as we expect it before calling
  69          * set_fixmap(), to reduce chance of garbage value causing crash
  70          */
  71         if (!e820_any_mapped(boot_params.tboot_addr,
  72                              boot_params.tboot_addr, E820_RESERVED)) {
  73                 pr_warning("non-0 tboot_addr but it is not of type E820_RESERVED\n");
  74                 return;
  75         }
  76
  77         /* Map and check for tboot UUID. */
  78         set_fixmap(FIX_TBOOT_BASE, boot_params.tboot_addr);
  79         tboot = (struct tboot *)fix_to_virt(FIX_TBOOT_BASE);
  80         if (memcmp(&tboot_uuid, &tboot->uuid, sizeof(tboot->uuid))) {
  81                 pr_warning("tboot at 0x%llx is invalid\n",
  82                            boot_params.tboot_addr);
  83                 tboot = NULL;
  84                 return;
  85         }
  86         if (tboot->version < 5) {
  87                 pr_warning("tboot version is invalid: %u\n", tboot->version);
  88                 tboot = NULL;
  89                 return;
  90         }
  91
  92         pr_info("found shared page at phys addr 0x%llx:\n",
  93                 boot_params.tboot_addr);
  94         pr_debug("version: %d\n", tboot->version);
  95         pr_debug("log_addr: 0x%08x\n", tboot->log_addr);
  96         pr_debug("shutdown_entry: 0x%x\n", tboot->shutdown_entry);
  97         pr_debug("tboot_base: 0x%08x\n", tboot->tboot_base);
  98         pr_debug("tboot_size: 0x%x\n", tboot->tboot_size);
  99 }
 100
 101 static pgd_t *tboot_pg_dir;
 102 static struct mm_struct tboot_mm = {
 103         .mm_rb          = RB_ROOT,
 104         .pgd            = swapper_pg_dir,
 105         .mm_users       = ATOMIC_INIT(2),
 106         .mm_count       = ATOMIC_INIT(1),
 107         .mmap_sem       = __RWSEM_INITIALIZER(init_mm.mmap_sem),
 108         .page_table_lock =  __SPIN_LOCK_UNLOCKED(init_mm.page_table_lock),
 109         .mmlist         = LIST_HEAD_INIT(init_mm.mmlist),
 110 };
 111
 112 static inline void switch_to_tboot_pt(void)
 113 {
 114         write_cr3(virt_to_phys(tboot_pg_dir));
 115 }
 116
 117 static int map_tboot_page(unsigned long vaddr, unsigned long pfn,
 118                           pgprot_t prot)
 119 {
 120         pgd_t *pgd;
 121         pud_t *pud;
 122         pmd_t *pmd;
 123         pte_t *pte;
 124
 125         pgd = pgd_offset(&tboot_mm, vaddr);
 126         pud = pud_alloc(&tboot_mm, pgd, vaddr);
 127         if (!pud)
 128                 return -1;
 129         pmd = pmd_alloc(&tboot_mm, pud, vaddr);
 130         if (!pmd)
 131                 return -1;
 132         pte = pte_alloc_map(&tboot_mm, pmd, vaddr);
 133         if (!pte)
 134                 return -1;
 135         set_pte_at(&tboot_mm, vaddr, pte, pfn_pte(pfn, prot));
 136         pte_unmap(pte);
 137
 138         /*
 139          * PTI poisons low addresses in the kernel page tables in the
 140          * name of making them unusable for userspace.  To execute
 141          * code at such a low address, the poison must be cleared.
 142          *
 143          * Note: 'pgd' actually gets set in pud_alloc().
 144          */
 145         pgd->pgd &= ~_PAGE_NX;
 146
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int map_tboot_pages(unsigned long vaddr, unsigned long start_pfn,
 151                            unsigned long nr)
 152 {
 153         /* Reuse the original kernel mapping */
 154         tboot_pg_dir = pgd_alloc(&tboot_mm);
 155         if (!tboot_pg_dir)
 156                 return -1;
 157
 158         for (; nr > 0; nr--, vaddr += PAGE_SIZE, start_pfn++) {
 159                 if (map_tboot_page(vaddr, start_pfn, PAGE_KERNEL_EXEC))
 160                         return -1;
 161         }
 162
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 static void tboot_create_trampoline(void)
 167 {
 168         u32 map_base, map_size;
 169
 170         /* Create identity map for tboot shutdown code. */
 171         map_base = PFN_DOWN(tboot->tboot_base);
 172         map_size = PFN_UP(tboot->tboot_size);
 173         if (map_tboot_pages(map_base << PAGE_SHIFT, map_base, map_size))
 174                 panic("tboot: Error mapping tboot pages (mfns) @ 0x%x, 0x%x\n",
 175                       map_base, map_size);
 176 }
 177
 178 #ifdef CONFIG_ACPI_SLEEP
 179
 180 static void add_mac_region(phys_addr_t start, unsigned long size)
 181 {
 182         struct tboot_mac_region *mr;
 183         phys_addr_t end = start + size;
 184
 185         if (tboot->num_mac_regions >= MAX_TB_MAC_REGIONS)
 186                 panic("tboot: Too many MAC regions\n");
 187
 188         if (start && size) {
 189                 mr = &tboot->mac_regions[tboot->num_mac_regions++];
 190                 mr->start = round_down(start, PAGE_SIZE);
 191                 mr->size  = round_up(end, PAGE_SIZE) - mr->start;
 192         }
 193 }
 194
 195 static int tboot_setup_sleep(void)
 196 {
 197         int i;
 198
 199         tboot->num_mac_regions = 0;
 200
 201         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
 202                 if ((e820->map[i].type != E820_RAM)
 203                  && (e820->map[i].type != E820_RESERVED_KERN))
 204                         continue;
 205
 206                 add_mac_region(e820->map[i].addr, e820->map[i].size);
 207         }
 208
 209         tboot->acpi_sinfo.kernel_s3_resume_vector =
 210                 real_mode_header->wakeup_start;
 211
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 #else /* no CONFIG_ACPI_SLEEP */
 216
 217 static int tboot_setup_sleep(void)
 218 {
 219         /* S3 shutdown requested, but S3 not supported by the kernel... */
 220         BUG();
 221         return -1;
 222 }
 223
 224 #endif
 225
 226 void tboot_shutdown(u32 shutdown_type)
 227 {
 228         void (*shutdown)(void);
 229
 230         if (!tboot_enabled())
 231                 return;
 232
 233         /*
 234          * if we're being called before the 1:1 mapping is set up then just
 235          * return and let the normal shutdown happen; this should only be
 236          * due to very early panic()
 237          */
 238         if (!tboot_pg_dir)
 239                 return;
 240
 241         /* if this is S3 then set regions to MAC */
 242         if (shutdown_type == TB_SHUTDOWN_S3)
 243                 if (tboot_setup_sleep())
 244                         return;
 245
 246         tboot->shutdown_type = shutdown_type;
 247
 248         switch_to_tboot_pt();
 249
 250         shutdown = (void(*)(void))(unsigned long)tboot->shutdown_entry;
 251         shutdown();
 252
 253         /* should not reach here */
 254         while (1)
 255                 halt();
 256 }
 257
 258 static void tboot_copy_fadt(const struct acpi_table_fadt *fadt)
 259 {
 260 #define TB_COPY_GAS(tbg, g)                     \
 261         tbg.space_id     = g.space_id;          \
 262         tbg.bit_width    = g.bit_width;         \
 263         tbg.bit_offset   = g.bit_offset;        \
 264         tbg.access_width = g.access_width;      \
 265         tbg.address      = g.address;
 266
 267         TB_COPY_GAS(tboot->acpi_sinfo.pm1a_cnt_blk, fadt->xpm1a_control_block);
 268         TB_COPY_GAS(tboot->acpi_sinfo.pm1b_cnt_blk, fadt->xpm1b_control_block);
 269         TB_COPY_GAS(tboot->acpi_sinfo.pm1a_evt_blk, fadt->xpm1a_event_block);
 270         TB_COPY_GAS(tboot->acpi_sinfo.pm1b_evt_blk, fadt->xpm1b_event_block);
 271
 272         /*
 273          * We need phys addr of waking vector, but can't use virt_to_phys() on
 274          * &acpi_gbl_FACS because it is ioremap'ed, so calc from FACS phys
 275          * addr.
 276          */
 277         tboot->acpi_sinfo.wakeup_vector = fadt->facs +
 278                 offsetof(struct acpi_table_facs, firmware_waking_vector);
 279 }
 280
 281 static int tboot_sleep(u8 sleep_state, u32 pm1a_control, u32 pm1b_control)
 282 {
 283         static u32 acpi_shutdown_map[ACPI_S_STATE_COUNT] = {
 284                 /* S0,1,2: */ -1, -1, -1,
 285                 /* S3: */ TB_SHUTDOWN_S3,
 286                 /* S4: */ TB_SHUTDOWN_S4,
 287                 /* S5: */ TB_SHUTDOWN_S5 };
 288
 289         if (!tboot_enabled())
 290                 return 0;
 291
 292         tboot_copy_fadt(&acpi_gbl_FADT);
 293         tboot->acpi_sinfo.pm1a_cnt_val = pm1a_control;
 294         tboot->acpi_sinfo.pm1b_cnt_val = pm1b_control;
 295         /* we always use the 32b wakeup vector */
 296         tboot->acpi_sinfo.vector_width = 32;
 297
 298         if (sleep_state >= ACPI_S_STATE_COUNT ||
 299             acpi_shutdown_map[sleep_state] == -1) {
 300                 pr_warning("unsupported sleep state 0x%x\n", sleep_state);
 301                 return -1;
 302         }
 303
 304         tboot_shutdown(acpi_shutdown_map[sleep_state]);
 305         return 0;
 306 }
 307
 308 static int tboot_extended_sleep(u8 sleep_state, u32 val_a, u32 val_b)
 309 {
 310         if (!tboot_enabled())
 311                 return 0;
 312
 313         pr_warning("tboot is not able to suspend on platforms with reduced hardware sleep (ACPIv5)");
 314         return -ENODEV;
 315 }
 316
 317 static atomic_t ap_wfs_count;
 318
 319 static int tboot_wait_for_aps(int num_aps)
 320 {
 321         unsigned long timeout;
 322
 323         timeout = AP_WAIT_TIMEOUT*HZ;
 324         while (atomic_read((atomic_t *)&tboot->num_in_wfs) != num_aps &&
 325                timeout) {
 326                 mdelay(1);
 327                 timeout--;
 328         }
 329
 330         if (timeout)
 331                 pr_warning("tboot wait for APs timeout\n");
 332
 333         return !(atomic_read((atomic_t *)&tboot->num_in_wfs) == num_aps);
 334 }
 335
 336 static int tboot_dying_cpu(unsigned int cpu)
 337 {
 338         atomic_inc(&ap_wfs_count);
 339         if (num_online_cpus() == 1) {
 340                 if (tboot_wait_for_aps(atomic_read(&ap_wfs_count)))
 341                         return -EBUSY;
 342         }
 343         return 0;
 344 }
 345
 346 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 347
 348 #define TBOOT_LOG_UUID  { 0x26, 0x25, 0x19, 0xc0, 0x30, 0x6b, 0xb4, 0x4d, \
 349                           0x4c, 0x84, 0xa3, 0xe9, 0x53, 0xb8, 0x81, 0x74 }
 350
 351 #define TBOOT_SERIAL_LOG_ADDR   0x60000
 352 #define TBOOT_SERIAL_LOG_SIZE   0x08000
 353 #define LOG_MAX_SIZE_OFF        16
 354 #define LOG_BUF_OFF             24
 355
 356 static uint8_t tboot_log_uuid[16] = TBOOT_LOG_UUID;
 357
 358 static ssize_t tboot_log_read(struct file *file, char __user *user_buf, size_t count, loff_t *ppos)
 359 {
 360         void __iomem *log_base;
 361         u8 log_uuid[16];
 362         u32 max_size;
 363         void *kbuf;
 364         int ret = -EFAULT;
 365
 366         log_base = ioremap_nocache(TBOOT_SERIAL_LOG_ADDR, TBOOT_SERIAL_LOG_SIZE);
 367         if (!log_base)
 368                 return ret;
 369
 370         memcpy_fromio(log_uuid, log_base, sizeof(log_uuid));
 371         if (memcmp(&tboot_log_uuid, log_uuid, sizeof(log_uuid)))
 372                 goto err_iounmap;
 373
 374         max_size = readl(log_base + LOG_MAX_SIZE_OFF);
 375         if (*ppos >= max_size) {
 376                 ret = 0;
 377                 goto err_iounmap;
 378         }
 379
 380         if (*ppos + count > max_size)
 381                 count = max_size - *ppos;
 382
 383         kbuf = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
 384         if (!kbuf) {
 385                 ret = -ENOMEM;
 386                 goto err_iounmap;
 387         }
 388
 389         memcpy_fromio(kbuf, log_base + LOG_BUF_OFF + *ppos, count);
 390         if (copy_to_user(user_buf, kbuf, count))
 391                 goto err_kfree;
 392
 393         *ppos += count;
 394
 395         ret = count;
 396
 397 err_kfree:
 398         kfree(kbuf);
 399
 400 err_iounmap:
 401         iounmap(log_base);
 402
 403         return ret;
 404 }
 405
 406 static const struct file_operations tboot_log_fops = {
 407         .read   = tboot_log_read,
 408         .llseek = default_llseek,
 409 };
 410
 411 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */
 412
 413 static __init int tboot_late_init(void)
 414 {
 415         if (!tboot_enabled())
 416                 return 0;
 417
 418         tboot_create_trampoline();
 419
 420         atomic_set(&ap_wfs_count, 0);
 421         cpuhp_setup_state(CPUHP_AP_X86_TBOOT_DYING, "AP_X86_TBOOT_DYING", NULL,
 422                           tboot_dying_cpu);
 423 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 424         debugfs_create_file("tboot_log", S_IRUSR,
 425                         arch_debugfs_dir, NULL, &tboot_log_fops);
 426 #endif
 427
 428         acpi_os_set_prepare_sleep(&tboot_sleep);
 429         acpi_os_set_prepare_extended_sleep(&tboot_extended_sleep);
 430         return 0;
 431 }
 432
 433 late_initcall(tboot_late_init);
 434
 435 /*
 436  * TXT configuration registers (offsets from TXT_{PUB, PRIV}_CONFIG_REGS_BASE)
 437  */
 438
 439 #define TXT_PUB_CONFIG_REGS_BASE       0xfed30000
 440 #define TXT_PRIV_CONFIG_REGS_BASE      0xfed20000
 441
 442 /* # pages for each config regs space - used by fixmap */
 443 #define NR_TXT_CONFIG_PAGES     ((TXT_PUB_CONFIG_REGS_BASE -                \
 444                                   TXT_PRIV_CONFIG_REGS_BASE) >> PAGE_SHIFT)
 445
 446 /* offsets from pub/priv config space */
 447 #define TXTCR_HEAP_BASE             0x0300
 448 #define TXTCR_HEAP_SIZE             0x0308
 449
 450 #define SHA1_SIZE      20
 451
 452 struct sha1_hash {
 453         u8 hash[SHA1_SIZE];
 454 };
 455
 456 struct sinit_mle_data {
 457         u32               version;             /* currently 6 */
 458         struct sha1_hash  bios_acm_id;
 459         u32               edx_senter_flags;
 460         u64               mseg_valid;
 461         struct sha1_hash  sinit_hash;
 462         struct sha1_hash  mle_hash;
 463         struct sha1_hash  stm_hash;
 464         struct sha1_hash  lcp_policy_hash;
 465         u32               lcp_policy_control;
 466         u32               rlp_wakeup_addr;
 467         u32               reserved;
 468         u32               num_mdrs;
 469         u32               mdrs_off;
 470         u32               num_vtd_dmars;
 471         u32               vtd_dmars_off;
 472 } __packed;
 473
 474 struct acpi_table_header *tboot_get_dmar_table(struct acpi_table_header *dmar_tbl)
 475 {
 476         void *heap_base, *heap_ptr, *config;
 477
 478         if (!tboot_enabled())
 479                 return dmar_tbl;
 480
 481         /*
 482          * ACPI tables may not be DMA protected by tboot, so use DMAR copy
 483          * SINIT saved in SinitMleData in TXT heap (which is DMA protected)
 484          */
 485
 486         /* map config space in order to get heap addr */
 487         config = ioremap(TXT_PUB_CONFIG_REGS_BASE, NR_TXT_CONFIG_PAGES *
 488                          PAGE_SIZE);
 489         if (!config)
 490                 return NULL;
 491
 492         /* now map TXT heap */
 493         heap_base = ioremap(*(u64 *)(config + TXTCR_HEAP_BASE),
 494                             *(u64 *)(config + TXTCR_HEAP_SIZE));
 495         iounmap(config);
 496         if (!heap_base)
 497                 return NULL;
 498
 499         /* walk heap to SinitMleData */
 500         /* skip BiosData */
 501         heap_ptr = heap_base + *(u64 *)heap_base;
 502         /* skip OsMleData */
 503         heap_ptr += *(u64 *)heap_ptr;
 504         /* skip OsSinitData */
 505         heap_ptr += *(u64 *)heap_ptr;
 506         /* now points to SinitMleDataSize; set to SinitMleData */
 507         heap_ptr += sizeof(u64);
 508         /* get addr of DMAR table */
 509         dmar_tbl = (struct acpi_table_header *)(heap_ptr +
 510                    ((struct sinit_mle_data *)heap_ptr)->vtd_dmars_off -
 511                    sizeof(u64));
 512
 513         /* don't unmap heap because dmar.c needs access to this */
 514
 515         return dmar_tbl;
 516 }
 517
 518 int tboot_force_iommu(void)
 519 {
 520         if (!tboot_enabled())
 521                 return 0;
 522
 523         if (no_iommu || swiotlb || dmar_disabled)
 524                 pr_warning("Forcing Intel-IOMMU to enabled\n");
 525
 526         dmar_disabled = 0;
 527 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 528         swiotlb = 0;
 529 #endif
 530         no_iommu = 0;
 531
 532         return 1;
 533 }