Quelle  va_layout.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2017 ARM Ltd.
 * Author: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
 */

#include <linux/kvm_host.h>
#include <linux/random.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <asm/alternative.h>
#include <asm/debug-monitors.h>
#include <asm/insn.h>
#include <asm/kvm_mmu.h>
#include <asm/memory.h>

/*
 * The LSB of the HYP VA tag
 */
static u8 tag_lsb;
/*
 * The HYP VA tag value with the region bit
 */
static u64 tag_val;
static u64 va_mask;

/*
 * Compute HYP VA by using the same computation as kern_hyp_va().
 */
static u64 __early_kern_hyp_va(u64 addr)
{
 addr &= va_mask;
 addr |= tag_val << tag_lsb;
 return addr;
}

/*
 * Store a hyp VA <-> PA offset into a EL2-owned variable.
 */
static void init_hyp_physvirt_offset(void)
{
 u64 kern_va, hyp_va;

 /* Compute the offset from the hyp VA and PA of a random symbol. */
 kern_va = (u64)lm_alias(__hyp_text_start);
 hyp_va = __early_kern_hyp_va(kern_va);
 hyp_physvirt_offset = (s64)__pa(kern_va) - (s64)hyp_va;
}

/*
 * We want to generate a hyp VA with the following format (with V ==
 * vabits_actual):
 *
 *  63 ... V |     V-1    | V-2 .. tag_lsb | tag_lsb - 1 .. 0
 *  ---------------------------------------------------------
 * | 0000000 | hyp_va_msb |   random tag   |  kern linear VA |
 *           |--------- tag_val -----------|----- va_mask ---|
 *
 * which does not conflict with the idmap regions.
 */
__init void kvm_compute_layout(void)
{
 phys_addr_t idmap_addr = __pa_symbol(__hyp_idmap_text_start);
 u64 hyp_va_msb;

 /* Where is my RAM region? */
 hyp_va_msb  = idmap_addr & BIT(vabits_actual - 1);
 hyp_va_msb ^= BIT(vabits_actual - 1);

 tag_lsb = fls64((u64)phys_to_virt(memblock_start_of_DRAM()) ^
   (u64)(high_memory - 1));

 va_mask = GENMASK_ULL(tag_lsb - 1, 0);
 tag_val = hyp_va_msb;

 if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE) && tag_lsb != (vabits_actual - 1)) {
  /* We have some free bits to insert a random tag. */
  tag_val |= get_random_long() & GENMASK_ULL(vabits_actual - 2, tag_lsb);
 }
 tag_val >>= tag_lsb;

 init_hyp_physvirt_offset();
}

/*
 * The .hyp.reloc ELF section contains a list of kimg positions that
 * contains kimg VAs but will be accessed only in hyp execution context.
 * Convert them to hyp VAs. See gen-hyprel.c for more details.
 */
__init void kvm_apply_hyp_relocations(void)
{
 int32_t *rel;
 int32_t *begin = (int32_t *)__hyp_reloc_begin;
 int32_t *end = (int32_t *)__hyp_reloc_end;

 for (rel = begin; rel < end; ++rel) {
  uintptr_t *ptr, kimg_va;

  /*
   * Each entry contains a 32-bit relative offset from itself
   * to a kimg VA position.
 */
  ptr = (uintptr_t *)lm_alias((char *)rel + *rel);

  /* Read the kimg VA value at the relocation address. */
  kimg_va = *ptr;

  /* Convert to hyp VA and store back to the relocation address. */
  *ptr = __early_kern_hyp_va((uintptr_t)lm_alias(kimg_va));
 }
}

static u32 compute_instruction(int n, u32 rd, u32 rn)
{
 u32 insn = AARCH64_BREAK_FAULT;

 switch (n) {
 case 0:
  insn = aarch64_insn_gen_logical_immediate(AARCH64_INSN_LOGIC_AND,
         AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
         rn, rd, va_mask);
  break;

 case 1:
  /* ROR is a variant of EXTR with Rm = Rn */
  insn = aarch64_insn_gen_extr(AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
          rn, rn, rd,
          tag_lsb);
  break;

 case 2:
  insn = aarch64_insn_gen_add_sub_imm(rd, rn,
          tag_val & GENMASK(11, 0),
          AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
          AARCH64_INSN_ADSB_ADD);
  break;

 case 3:
  insn = aarch64_insn_gen_add_sub_imm(rd, rn,
          tag_val & GENMASK(23, 12),
          AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
          AARCH64_INSN_ADSB_ADD);
  break;

 case 4:
  /* ROR is a variant of EXTR with Rm = Rn */
  insn = aarch64_insn_gen_extr(AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
          rn, rn, rd, 64 - tag_lsb);
  break;
 }

 return insn;
}

void __init kvm_update_va_mask(struct alt_instr *alt,
          __le32 *origptr, __le32 *updptr, int nr_inst)
{
 int i;

 BUG_ON(nr_inst != 5);

 for (i = 0; i < nr_inst; i++) {
  u32 rd, rn, insn, oinsn;

  /*
   * VHE doesn't need any address translation, let's NOP
   * everything.
   *
   * Alternatively, if the tag is zero (because the layout
   * dictates it and we don't have any spare bits in the
   * address), NOP everything after masking the kernel VA.
 */
  if (cpus_have_cap(ARM64_HAS_VIRT_HOST_EXTN) || (!tag_val && i > 0)) {
   updptr[i] = cpu_to_le32(aarch64_insn_gen_nop());
   continue;
  }

  oinsn = le32_to_cpu(origptr[i]);
  rd = aarch64_insn_decode_register(AARCH64_INSN_REGTYPE_RD, oinsn);
  rn = aarch64_insn_decode_register(AARCH64_INSN_REGTYPE_RN, oinsn);

  insn = compute_instruction(i, rd, rn);
  BUG_ON(insn == AARCH64_BREAK_FAULT);

  updptr[i] = cpu_to_le32(insn);
 }
}

void kvm_patch_vector_branch(struct alt_instr *alt,
        __le32 *origptr, __le32 *updptr, int nr_inst)
{
 u64 addr;
 u32 insn;

 BUG_ON(nr_inst != 4);

 if (!cpus_have_cap(ARM64_SPECTRE_V3A) ||
     WARN_ON_ONCE(cpus_have_cap(ARM64_HAS_VIRT_HOST_EXTN)))
  return;

 /*
  * Compute HYP VA by using the same computation as kern_hyp_va()
 */
 addr = __early_kern_hyp_va((u64)kvm_ksym_ref(__kvm_hyp_vector));

 /* Use PC[10:7] to branch to the same vector in KVM */
 addr |= ((u64)origptr & GENMASK_ULL(10, 7));

 /*
  * Branch over the preamble in order to avoid the initial store on
  * the stack (which we already perform in the hardening vectors).
 */
 addr += KVM_VECTOR_PREAMBLE;

 /* movz x0, #(addr & 0xffff) */
 insn = aarch64_insn_gen_movewide(AARCH64_INSN_REG_0,
      (u16)addr,
      0,
      AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
      AARCH64_INSN_MOVEWIDE_ZERO);
 *updptr++ = cpu_to_le32(insn);

 /* movk x0, #((addr >> 16) & 0xffff), lsl #16 */
 insn = aarch64_insn_gen_movewide(AARCH64_INSN_REG_0,
      (u16)(addr >> 16),
      16,
      AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
      AARCH64_INSN_MOVEWIDE_KEEP);
 *updptr++ = cpu_to_le32(insn);

 /* movk x0, #((addr >> 32) & 0xffff), lsl #32 */
 insn = aarch64_insn_gen_movewide(AARCH64_INSN_REG_0,
      (u16)(addr >> 32),
      32,
      AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
      AARCH64_INSN_MOVEWIDE_KEEP);
 *updptr++ = cpu_to_le32(insn);

 /* br x0 */
 insn = aarch64_insn_gen_branch_reg(AARCH64_INSN_REG_0,
        AARCH64_INSN_BRANCH_NOLINK);
 *updptr++ = cpu_to_le32(insn);
}

static void generate_mov_q(u64 val, __le32 *origptr, __le32 *updptr, int nr_inst)
{
 u32 insn, oinsn, rd;

 BUG_ON(nr_inst != 4);

 /* Compute target register */
 oinsn = le32_to_cpu(*origptr);
 rd = aarch64_insn_decode_register(AARCH64_INSN_REGTYPE_RD, oinsn);

 /* movz rd, #(val & 0xffff) */
 insn = aarch64_insn_gen_movewide(rd,
      (u16)val,
      0,
      AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
      AARCH64_INSN_MOVEWIDE_ZERO);
 *updptr++ = cpu_to_le32(insn);

 /* movk rd, #((val >> 16) & 0xffff), lsl #16 */
 insn = aarch64_insn_gen_movewide(rd,
      (u16)(val >> 16),
      16,
      AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
      AARCH64_INSN_MOVEWIDE_KEEP);
 *updptr++ = cpu_to_le32(insn);

 /* movk rd, #((val >> 32) & 0xffff), lsl #32 */
 insn = aarch64_insn_gen_movewide(rd,
      (u16)(val >> 32),
      32,
      AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
      AARCH64_INSN_MOVEWIDE_KEEP);
 *updptr++ = cpu_to_le32(insn);

 /* movk rd, #((val >> 48) & 0xffff), lsl #48 */
 insn = aarch64_insn_gen_movewide(rd,
      (u16)(val >> 48),
      48,
      AARCH64_INSN_VARIANT_64BIT,
      AARCH64_INSN_MOVEWIDE_KEEP);
 *updptr++ = cpu_to_le32(insn);
}

void kvm_get_kimage_voffset(struct alt_instr *alt,
       __le32 *origptr, __le32 *updptr, int nr_inst)
{
 generate_mov_q(kimage_voffset, origptr, updptr, nr_inst);
}

void kvm_compute_final_ctr_el0(struct alt_instr *alt,
          __le32 *origptr, __le32 *updptr, int nr_inst)
{
 generate_mov_q(read_sanitised_ftr_reg(SYS_CTR_EL0),
         origptr, updptr, nr_inst);
}