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         /* only a natively booted kernel should be using TXT */
  78         if (paravirt_enabled()) {
  79                 pr_warning("non-0 tboot_addr but pv_ops is enabled\n");
  80                 return;
  81         }
  82
  83         /* Map and check for tboot UUID. */
  84         set_fixmap(FIX_TBOOT_BASE, boot_params.tboot_addr);
  85         tboot = (struct tboot *)fix_to_virt(FIX_TBOOT_BASE);
  86         if (memcmp(&tboot_uuid, &tboot->uuid, sizeof(tboot->uuid))) {
  87                 pr_warning("tboot at 0x%llx is invalid\n",
  88                            boot_params.tboot_addr);
  89                 tboot = NULL;
  90                 return;
  91         }
  92         if (tboot->version < 5) {
  93                 pr_warning("tboot version is invalid: %u\n", tboot->version);
  94                 tboot = NULL;
  95                 return;
  96         }
  97
  98         pr_info("found shared page at phys addr 0x%llx:\n",
  99                 boot_params.tboot_addr);
 100         pr_debug("version: %d\n", tboot->version);
 101         pr_debug("log_addr: 0x%08x\n", tboot->log_addr);
 102         pr_debug("shutdown_entry: 0x%x\n", tboot->shutdown_entry);
 103         pr_debug("tboot_base: 0x%08x\n", tboot->tboot_base);
 104         pr_debug("tboot_size: 0x%x\n", tboot->tboot_size);
 105 }
 106
 107 static pgd_t *tboot_pg_dir;
 108 static struct mm_struct tboot_mm = {
 109         .mm_rb          = RB_ROOT,
 110         .pgd            = swapper_pg_dir,
 111         .mm_users       = ATOMIC_INIT(2),
 112         .mm_count       = ATOMIC_INIT(1),
 113         .mmap_sem       = __RWSEM_INITIALIZER(init_mm.mmap_sem),
 114         .page_table_lock =  __SPIN_LOCK_UNLOCKED(init_mm.page_table_lock),
 115         .mmlist         = LIST_HEAD_INIT(init_mm.mmlist),
 116 };
 117
 118 static inline void switch_to_tboot_pt(void)
 119 {
 120         write_cr3(virt_to_phys(tboot_pg_dir));
 121 }
 122
 123 static int map_tboot_page(unsigned long vaddr, unsigned long pfn,
 124                           pgprot_t prot)
 125 {
 126         pgd_t *pgd;
 127         pud_t *pud;
 128         pmd_t *pmd;
 129         pte_t *pte;
 130
 131         pgd = pgd_offset(&tboot_mm, vaddr);
 132         pud = pud_alloc(&tboot_mm, pgd, vaddr);
 133         if (!pud)
 134                 return -1;
 135         pmd = pmd_alloc(&tboot_mm, pud, vaddr);
 136         if (!pmd)
 137                 return -1;
 138         pte = pte_alloc_map(&tboot_mm, NULL, pmd, vaddr);
 139         if (!pte)
 140                 return -1;
 141         set_pte_at(&tboot_mm, vaddr, pte, pfn_pte(pfn, prot));
 142         pte_unmap(pte);
 143
 144         /*
 145          * PTI poisons low addresses in the kernel page tables in the
 146          * name of making them unusable for userspace.  To execute
 147          * code at such a low address, the poison must be cleared.
 148          *
 149          * Note: 'pgd' actually gets set in pud_alloc().
 150          */
 151         pgd->pgd &= ~_PAGE_NX;
 152
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 static int map_tboot_pages(unsigned long vaddr, unsigned long start_pfn,
 157                            unsigned long nr)
 158 {
 159         /* Reuse the original kernel mapping */
 160         tboot_pg_dir = pgd_alloc(&tboot_mm);
 161         if (!tboot_pg_dir)
 162                 return -1;
 163
 164         for (; nr > 0; nr--, vaddr += PAGE_SIZE, start_pfn++) {
 165                 if (map_tboot_page(vaddr, start_pfn, PAGE_KERNEL_EXEC))
 166                         return -1;
 167         }
 168
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 static void tboot_create_trampoline(void)
 173 {
 174         u32 map_base, map_size;
 175
 176         /* Create identity map for tboot shutdown code. */
 177         map_base = PFN_DOWN(tboot->tboot_base);
 178         map_size = PFN_UP(tboot->tboot_size);
 179         if (map_tboot_pages(map_base << PAGE_SHIFT, map_base, map_size))
 180                 panic("tboot: Error mapping tboot pages (mfns) @ 0x%x, 0x%x\n",
 181                       map_base, map_size);
 182 }
 183
 184 #ifdef CONFIG_ACPI_SLEEP
 185
 186 static void add_mac_region(phys_addr_t start, unsigned long size)
 187 {
 188         struct tboot_mac_region *mr;
 189         phys_addr_t end = start + size;
 190
 191         if (tboot->num_mac_regions >= MAX_TB_MAC_REGIONS)
 192                 panic("tboot: Too many MAC regions\n");
 193
 194         if (start && size) {
 195                 mr = &tboot->mac_regions[tboot->num_mac_regions++];
 196                 mr->start = round_down(start, PAGE_SIZE);
 197                 mr->size  = round_up(end, PAGE_SIZE) - mr->start;
 198         }
 199 }
 200
 201 static int tboot_setup_sleep(void)
 202 {
 203         int i;
 204
 205         tboot->num_mac_regions = 0;
 206
 207         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 208                 if ((e820.map[i].type != E820_RAM)
 209                  && (e820.map[i].type != E820_RESERVED_KERN))
 210                         continue;
 211
 212                 add_mac_region(e820.map[i].addr, e820.map[i].size);
 213         }
 214
 215         tboot->acpi_sinfo.kernel_s3_resume_vector =
 216                 real_mode_header->wakeup_start;
 217
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 #else /* no CONFIG_ACPI_SLEEP */
 222
 223 static int tboot_setup_sleep(void)
 224 {
 225         /* S3 shutdown requested, but S3 not supported by the kernel... */
 226         BUG();
 227         return -1;
 228 }
 229
 230 #endif
 231
 232 void tboot_shutdown(u32 shutdown_type)
 233 {
 234         void (*shutdown)(void);
 235
 236         if (!tboot_enabled())
 237                 return;
 238
 239         /*
 240          * if we're being called before the 1:1 mapping is set up then just
 241          * return and let the normal shutdown happen; this should only be
 242          * due to very early panic()
 243          */
 244         if (!tboot_pg_dir)
 245                 return;
 246
 247         /* if this is S3 then set regions to MAC */
 248         if (shutdown_type == TB_SHUTDOWN_S3)
 249                 if (tboot_setup_sleep())
 250                         return;
 251
 252         tboot->shutdown_type = shutdown_type;
 253
 254         switch_to_tboot_pt();
 255
 256         shutdown = (void(*)(void))(unsigned long)tboot->shutdown_entry;
 257         shutdown();
 258
 259         /* should not reach here */
 260         while (1)
 261                 halt();
 262 }
 263
 264 static void tboot_copy_fadt(const struct acpi_table_fadt *fadt)
 265 {
 266 #define TB_COPY_GAS(tbg, g)                     \
 267         tbg.space_id     = g.space_id;          \
 268         tbg.bit_width    = g.bit_width;         \
 269         tbg.bit_offset   = g.bit_offset;        \
 270         tbg.access_width = g.access_width;      \
 271         tbg.address      = g.address;
 272
 273         TB_COPY_GAS(tboot->acpi_sinfo.pm1a_cnt_blk, fadt->xpm1a_control_block);
 274         TB_COPY_GAS(tboot->acpi_sinfo.pm1b_cnt_blk, fadt->xpm1b_control_block);
 275         TB_COPY_GAS(tboot->acpi_sinfo.pm1a_evt_blk, fadt->xpm1a_event_block);
 276         TB_COPY_GAS(tboot->acpi_sinfo.pm1b_evt_blk, fadt->xpm1b_event_block);
 277
 278         /*
 279          * We need phys addr of waking vector, but can't use virt_to_phys() on
 280          * &acpi_gbl_FACS because it is ioremap'ed, so calc from FACS phys
 281          * addr.
 282          */
 283         tboot->acpi_sinfo.wakeup_vector = fadt->facs +
 284                 offsetof(struct acpi_table_facs, firmware_waking_vector);
 285 }
 286
 287 static int tboot_sleep(u8 sleep_state, u32 pm1a_control, u32 pm1b_control)
 288 {
 289         static u32 acpi_shutdown_map[ACPI_S_STATE_COUNT] = {
 290                 /* S0,1,2: */ -1, -1, -1,
 291                 /* S3: */ TB_SHUTDOWN_S3,
 292                 /* S4: */ TB_SHUTDOWN_S4,
 293                 /* S5: */ TB_SHUTDOWN_S5 };
 294
 295         if (!tboot_enabled())
 296                 return 0;
 297
 298         tboot_copy_fadt(&acpi_gbl_FADT);
 299         tboot->acpi_sinfo.pm1a_cnt_val = pm1a_control;
 300         tboot->acpi_sinfo.pm1b_cnt_val = pm1b_control;
 301         /* we always use the 32b wakeup vector */
 302         tboot->acpi_sinfo.vector_width = 32;
 303
 304         if (sleep_state >= ACPI_S_STATE_COUNT ||
 305             acpi_shutdown_map[sleep_state] == -1) {
 306                 pr_warning("unsupported sleep state 0x%x\n", sleep_state);
 307                 return -1;
 308         }
 309
 310         tboot_shutdown(acpi_shutdown_map[sleep_state]);
 311         return 0;
 312 }
 313
 314 static int tboot_extended_sleep(u8 sleep_state, u32 val_a, u32 val_b)
 315 {
 316         if (!tboot_enabled())
 317                 return 0;
 318
 319         pr_warning("tboot is not able to suspend on platforms with reduced hardware sleep (ACPIv5)");
 320         return -ENODEV;
 321 }
 322
 323 static atomic_t ap_wfs_count;
 324
 325 static int tboot_wait_for_aps(int num_aps)
 326 {
 327         unsigned long timeout;
 328
 329         timeout = AP_WAIT_TIMEOUT*HZ;
 330         while (atomic_read((atomic_t *)&tboot->num_in_wfs) != num_aps &&
 331                timeout) {
 332                 mdelay(1);
 333                 timeout--;
 334         }
 335
 336         if (timeout)
 337                 pr_warning("tboot wait for APs timeout\n");
 338
 339         return !(atomic_read((atomic_t *)&tboot->num_in_wfs) == num_aps);
 340 }
 341
 342 static int tboot_cpu_callback(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
 343                               void *hcpu)
 344 {
 345         switch (action) {
 346         case CPU_DYING:
 347                 atomic_inc(&ap_wfs_count);
 348                 if (num_online_cpus() == 1)
 349                         if (tboot_wait_for_aps(atomic_read(&ap_wfs_count)))
 350                                 return NOTIFY_BAD;
 351                 break;
 352         }
 353         return NOTIFY_OK;
 354 }
 355
 356 static struct notifier_block tboot_cpu_notifier =
 357 {
 358         .notifier_call = tboot_cpu_callback,
 359 };
 360
 361 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 362
 363 #define TBOOT_LOG_UUID  { 0x26, 0x25, 0x19, 0xc0, 0x30, 0x6b, 0xb4, 0x4d, \
 364                           0x4c, 0x84, 0xa3, 0xe9, 0x53, 0xb8, 0x81, 0x74 }
 365
 366 #define TBOOT_SERIAL_LOG_ADDR   0x60000
 367 #define TBOOT_SERIAL_LOG_SIZE   0x08000
 368 #define LOG_MAX_SIZE_OFF        16
 369 #define LOG_BUF_OFF             24
 370
 371 static uint8_t tboot_log_uuid[16] = TBOOT_LOG_UUID;
 372
 373 static ssize_t tboot_log_read(struct file *file, char __user *user_buf, size_t count, loff_t *ppos)
 374 {
 375         void __iomem *log_base;
 376         u8 log_uuid[16];
 377         u32 max_size;
 378         void *kbuf;
 379         int ret = -EFAULT;
 380
 381         log_base = ioremap_nocache(TBOOT_SERIAL_LOG_ADDR, TBOOT_SERIAL_LOG_SIZE);
 382         if (!log_base)
 383                 return ret;
 384
 385         memcpy_fromio(log_uuid, log_base, sizeof(log_uuid));
 386         if (memcmp(&tboot_log_uuid, log_uuid, sizeof(log_uuid)))
 387                 goto err_iounmap;
 388
 389         max_size = readl(log_base + LOG_MAX_SIZE_OFF);
 390         if (*ppos >= max_size) {
 391                 ret = 0;
 392                 goto err_iounmap;
 393         }
 394
 395         if (*ppos + count > max_size)
 396                 count = max_size - *ppos;
 397
 398         kbuf = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
 399         if (!kbuf) {
 400                 ret = -ENOMEM;
 401                 goto err_iounmap;
 402         }
 403
 404         memcpy_fromio(kbuf, log_base + LOG_BUF_OFF + *ppos, count);
 405         if (copy_to_user(user_buf, kbuf, count))
 406                 goto err_kfree;
 407
 408         *ppos += count;
 409
 410         ret = count;
 411
 412 err_kfree:
 413         kfree(kbuf);
 414
 415 err_iounmap:
 416         iounmap(log_base);
 417
 418         return ret;
 419 }
 420
 421 static const struct file_operations tboot_log_fops = {
 422         .read   = tboot_log_read,
 423         .llseek = default_llseek,
 424 };
 425
 426 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */
 427
 428 static __init int tboot_late_init(void)
 429 {
 430         if (!tboot_enabled())
 431                 return 0;
 432
 433         tboot_create_trampoline();
 434
 435         atomic_set(&ap_wfs_count, 0);
 436         register_hotcpu_notifier(&tboot_cpu_notifier);
 437
 438 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 439         debugfs_create_file("tboot_log", S_IRUSR,
 440                         arch_debugfs_dir, NULL, &tboot_log_fops);
 441 #endif
 442
 443         acpi_os_set_prepare_sleep(&tboot_sleep);
 444         acpi_os_set_prepare_extended_sleep(&tboot_extended_sleep);
 445         return 0;
 446 }
 447
 448 late_initcall(tboot_late_init);
 449
 450 /*
 451  * TXT configuration registers (offsets from TXT_{PUB, PRIV}_CONFIG_REGS_BASE)
 452  */
 453
 454 #define TXT_PUB_CONFIG_REGS_BASE       0xfed30000
 455 #define TXT_PRIV_CONFIG_REGS_BASE      0xfed20000
 456
 457 /* # pages for each config regs space - used by fixmap */
 458 #define NR_TXT_CONFIG_PAGES     ((TXT_PUB_CONFIG_REGS_BASE -                \
 459                                   TXT_PRIV_CONFIG_REGS_BASE) >> PAGE_SHIFT)
 460
 461 /* offsets from pub/priv config space */
 462 #define TXTCR_HEAP_BASE             0x0300
 463 #define TXTCR_HEAP_SIZE             0x0308
 464
 465 #define SHA1_SIZE      20
 466
 467 struct sha1_hash {
 468         u8 hash[SHA1_SIZE];
 469 };
 470
 471 struct sinit_mle_data {
 472         u32               version;             /* currently 6 */
 473         struct sha1_hash  bios_acm_id;
 474         u32               edx_senter_flags;
 475         u64               mseg_valid;
 476         struct sha1_hash  sinit_hash;
 477         struct sha1_hash  mle_hash;
 478         struct sha1_hash  stm_hash;
 479         struct sha1_hash  lcp_policy_hash;
 480         u32               lcp_policy_control;
 481         u32               rlp_wakeup_addr;
 482         u32               reserved;
 483         u32               num_mdrs;
 484         u32               mdrs_off;
 485         u32               num_vtd_dmars;
 486         u32               vtd_dmars_off;
 487 } __packed;
 488
 489 struct acpi_table_header *tboot_get_dmar_table(struct acpi_table_header *dmar_tbl)
 490 {
 491         void *heap_base, *heap_ptr, *config;
 492
 493         if (!tboot_enabled())
 494                 return dmar_tbl;
 495
 496         /*
 497          * ACPI tables may not be DMA protected by tboot, so use DMAR copy
 498          * SINIT saved in SinitMleData in TXT heap (which is DMA protected)
 499          */
 500
 501         /* map config space in order to get heap addr */
 502         config = ioremap(TXT_PUB_CONFIG_REGS_BASE, NR_TXT_CONFIG_PAGES *
 503                          PAGE_SIZE);
 504         if (!config)
 505                 return NULL;
 506
 507         /* now map TXT heap */
 508         heap_base = ioremap(*(u64 *)(config + TXTCR_HEAP_BASE),
 509                             *(u64 *)(config + TXTCR_HEAP_SIZE));
 510         iounmap(config);
 511         if (!heap_base)
 512                 return NULL;
 513
 514         /* walk heap to SinitMleData */
 515         /* skip BiosData */
 516         heap_ptr = heap_base + *(u64 *)heap_base;
 517         /* skip OsMleData */
 518         heap_ptr += *(u64 *)heap_ptr;
 519         /* skip OsSinitData */
 520         heap_ptr += *(u64 *)heap_ptr;
 521         /* now points to SinitMleDataSize; set to SinitMleData */
 522         heap_ptr += sizeof(u64);
 523         /* get addr of DMAR table */
 524         dmar_tbl = (struct acpi_table_header *)(heap_ptr +
 525                    ((struct sinit_mle_data *)heap_ptr)->vtd_dmars_off -
 526                    sizeof(u64));
 527
 528         /* don't unmap heap because dmar.c needs access to this */
 529
 530         return dmar_tbl;
 531 }
 532
 533 int tboot_force_iommu(void)
 534 {
 535         if (!tboot_enabled())
 536                 return 0;
 537
 538         if (no_iommu || swiotlb || dmar_disabled)
 539                 pr_warning("Forcing Intel-IOMMU to enabled\n");
 540
 541         dmar_disabled = 0;
 542 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 543         swiotlb = 0;
 544 #endif
 545         no_iommu = 0;
 546
 547         return 1;
 548 }