Quelle  idreg-override.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Early cpufeature override framework
 *
 * Copyright (C) 2020 Google LLC
 * Author: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
 */

#include <linux/ctype.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/libfdt.h>

#include <asm/cacheflush.h>
#include <asm/cpufeature.h>
#include <asm/setup.h>

#include "pi.h"

#define FTR_DESC_NAME_LEN 20
#define FTR_DESC_FIELD_LEN 10
#define FTR_ALIAS_NAME_LEN 30
#define FTR_ALIAS_OPTION_LEN 116

static u64 __boot_status __initdata;

typedef bool filter_t(u64 val);

struct ftr_set_desc {
 char     name[FTR_DESC_NAME_LEN];
 PREL64(struct arm64_ftr_override, override);
 struct {
  char   name[FTR_DESC_FIELD_LEN];
  u8   shift;
  u8   width;
  PREL64(filter_t, filter);
 }     fields[];
};

#define FIELD(n, s, f) { .name = n, .shift = s, .width = 4, .filter = f }

static const struct ftr_set_desc mmfr0 __prel64_initconst = {
 .name  = "id_aa64mmfr0",
 .override = &id_aa64mmfr0_override,
 .fields  = {
  FIELD("ecv", ID_AA64MMFR0_EL1_ECV_SHIFT, NULL),
  {}
 },
};

static bool __init mmfr1_vh_filter(u64 val)
{
 /*
 * If we ever reach this point while running VHE, we're
 * guaranteed to be on one of these funky, VHE-stuck CPUs. If
 * the user was trying to force nVHE on us, proceed with
 * attitude adjustment.
 */
 return !(__boot_status == (BOOT_CPU_FLAG_E2H | BOOT_CPU_MODE_EL2) &&
   val == 0);
}

static const struct ftr_set_desc mmfr1 __prel64_initconst = {
 .name  = "id_aa64mmfr1",
 .override = &id_aa64mmfr1_override,
 .fields  = {
  FIELD("vh", ID_AA64MMFR1_EL1_VH_SHIFT, mmfr1_vh_filter),
  {}
 },
};


static bool __init mmfr2_varange_filter(u64 val)
{
 int __maybe_unused feat;

 if (val)
  return false;

#ifdef CONFIG_ARM64_LPA2
 feat = cpuid_feature_extract_signed_field(read_sysreg(id_aa64mmfr0_el1),
        ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN_SHIFT);
 if (feat >= ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN_LPA2) {
  id_aa64mmfr0_override.val |=
   (ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN_LPA2 - 1) << ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN_SHIFT;
  id_aa64mmfr0_override.mask |= 0xfU << ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN_SHIFT;

  /*
 * Override PARange to 48 bits - the override will just be
 * ignored if the actual PARange is smaller, but this is
 * unlikely to be the case for LPA2 capable silicon.
 */
  id_aa64mmfr0_override.val |=
   ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_48 << ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_SHIFT;
  id_aa64mmfr0_override.mask |= 0xfU << ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_SHIFT;
 }
#endif
 return true;
}

static const struct ftr_set_desc mmfr2 __prel64_initconst = {
 .name  = "id_aa64mmfr2",
 .override = &id_aa64mmfr2_override,
 .fields  = {
  FIELD("varange", ID_AA64MMFR2_EL1_VARange_SHIFT, mmfr2_varange_filter),
  {}
 },
};

static bool __init pfr0_sve_filter(u64 val)
{
 /*
 * Disabling SVE also means disabling all the features that
 * are associated with it. The easiest way to do it is just to
 * override id_aa64zfr0_el1 to be 0.
 */
 if (!val) {
  id_aa64zfr0_override.val = 0;
  id_aa64zfr0_override.mask = GENMASK(63, 0);
 }

 return true;
}

static const struct ftr_set_desc pfr0 __prel64_initconst = {
 .name  = "id_aa64pfr0",
 .override = &id_aa64pfr0_override,
 .fields  = {
         FIELD("sve", ID_AA64PFR0_EL1_SVE_SHIFT, pfr0_sve_filter),
  FIELD("el0", ID_AA64PFR0_EL1_EL0_SHIFT, NULL),
  FIELD("mpam", ID_AA64PFR0_EL1_MPAM_SHIFT, NULL),
  {}
 },
};

static bool __init pfr1_sme_filter(u64 val)
{
 /*
 * Similarly to SVE, disabling SME also means disabling all
 * the features that are associated with it. Just set
 * id_aa64smfr0_el1 to 0 and don't look back.
 */
 if (!val) {
  id_aa64smfr0_override.val = 0;
  id_aa64smfr0_override.mask = GENMASK(63, 0);
 }

 return true;
}

static const struct ftr_set_desc pfr1 __prel64_initconst = {
 .name  = "id_aa64pfr1",
 .override = &id_aa64pfr1_override,
 .fields  = {
  FIELD("bt", ID_AA64PFR1_EL1_BT_SHIFT, NULL ),
  FIELD("gcs", ID_AA64PFR1_EL1_GCS_SHIFT, NULL),
  FIELD("mte", ID_AA64PFR1_EL1_MTE_SHIFT, NULL),
  FIELD("sme", ID_AA64PFR1_EL1_SME_SHIFT, pfr1_sme_filter),
  FIELD("mpam_frac", ID_AA64PFR1_EL1_MPAM_frac_SHIFT, NULL),
  {}
 },
};

static const struct ftr_set_desc isar1 __prel64_initconst = {
 .name  = "id_aa64isar1",
 .override = &id_aa64isar1_override,
 .fields  = {
  FIELD("gpi", ID_AA64ISAR1_EL1_GPI_SHIFT, NULL),
  FIELD("gpa", ID_AA64ISAR1_EL1_GPA_SHIFT, NULL),
  FIELD("api", ID_AA64ISAR1_EL1_API_SHIFT, NULL),
  FIELD("apa", ID_AA64ISAR1_EL1_APA_SHIFT, NULL),
  {}
 },
};

static const struct ftr_set_desc isar2 __prel64_initconst = {
 .name  = "id_aa64isar2",
 .override = &id_aa64isar2_override,
 .fields  = {
  FIELD("gpa3", ID_AA64ISAR2_EL1_GPA3_SHIFT, NULL),
  FIELD("apa3", ID_AA64ISAR2_EL1_APA3_SHIFT, NULL),
  FIELD("mops", ID_AA64ISAR2_EL1_MOPS_SHIFT, NULL),
  {}
 },
};

static const struct ftr_set_desc smfr0 __prel64_initconst = {
 .name  = "id_aa64smfr0",
 .override = &id_aa64smfr0_override,
 .fields  = {
  FIELD("smever", ID_AA64SMFR0_EL1_SMEver_SHIFT, NULL),
  /* FA64 is a one bit field... :-/ */
  { "fa64", ID_AA64SMFR0_EL1_FA64_SHIFT, 1, },
  {}
 },
};

static bool __init hvhe_filter(u64 val)
{
 u64 mmfr1 = read_sysreg(id_aa64mmfr1_el1);

 return (val == 1 &&
  lower_32_bits(__boot_status) == BOOT_CPU_MODE_EL2 &&
  cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr1,
           ID_AA64MMFR1_EL1_VH_SHIFT));
}

static const struct ftr_set_desc sw_features __prel64_initconst = {
 .name  = "arm64_sw",
 .override = &arm64_sw_feature_override,
 .fields  = {
  FIELD("nokaslr", ARM64_SW_FEATURE_OVERRIDE_NOKASLR, NULL),
  FIELD("hvhe", ARM64_SW_FEATURE_OVERRIDE_HVHE, hvhe_filter),
  FIELD("rodataoff", ARM64_SW_FEATURE_OVERRIDE_RODATA_OFF, NULL),
  {}
 },
};

static const
PREL64(const struct ftr_set_desc, reg) regs[] __prel64_initconst = {
 { &mmfr0 },
 { &mmfr1 },
 { &mmfr2 },
 { &pfr0  },
 { &pfr1  },
 { &isar1 },
 { &isar2 },
 { &smfr0 },
 { &sw_features },
};

static const struct {
 char alias[FTR_ALIAS_NAME_LEN];
 char feature[FTR_ALIAS_OPTION_LEN];
} aliases[] __initconst = {
 { "kvm_arm.mode=nvhe",  "arm64_sw.hvhe=0 id_aa64mmfr1.vh=0" },
 { "kvm_arm.mode=protected", "arm64_sw.hvhe=1" },
 { "arm64.nosve",  "id_aa64pfr0.sve=0" },
 { "arm64.nosme",  "id_aa64pfr1.sme=0" },
 { "arm64.nobti",  "id_aa64pfr1.bt=0" },
 { "arm64.nogcs",  "id_aa64pfr1.gcs=0" },
 { "arm64.nopauth",
   "id_aa64isar1.gpi=0 id_aa64isar1.gpa=0 "
   "id_aa64isar1.api=0 id_aa64isar1.apa=0 "
   "id_aa64isar2.gpa3=0 id_aa64isar2.apa3=0"    },
 { "arm64.nomops",  "id_aa64isar2.mops=0" },
 { "arm64.nomte",  "id_aa64pfr1.mte=0" },
 { "nokaslr",   "arm64_sw.nokaslr=1" },
 { "rodata=off",   "arm64_sw.rodataoff=1" },
 { "arm64.nolva",  "id_aa64mmfr2.varange=0" },
 { "arm64.no32bit_el0",  "id_aa64pfr0.el0=1" },
 { "arm64.nompam",  "id_aa64pfr0.mpam=0 id_aa64pfr1.mpam_frac=0" },
};

static int __init parse_hexdigit(const char *p, u64 *v)
{
 // skip "0x" if it comes next
 if (p[0] == '0' && tolower(p[1]) == 'x')
  p += 2;

 // check whether the RHS is a single hex digit
 if (!isxdigit(p[0]) || (p[1] && !isspace(p[1])))
  return -EINVAL;

 *v = tolower(*p) - (isdigit(*p) ? '0' : 'a' - 10);
 return 0;
}

static int __init find_field(const char *cmdline, char *opt, int len,
        const struct ftr_set_desc *reg, int f, u64 *v)
{
 int flen = strlen(reg->fields[f].name);

 // append '<fieldname>=' to obtain '<name>.<fieldname>='
 memcpy(opt + len, reg->fields[f].name, flen);
 len += flen;
 opt[len++] = '=';

 if (memcmp(cmdline, opt, len))
  return -1;

 return parse_hexdigit(cmdline + len, v);
}

static void __init match_options(const char *cmdline)
{
 char opt[FTR_DESC_NAME_LEN + FTR_DESC_FIELD_LEN + 2];
 int i;

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
  const struct ftr_set_desc *reg = prel64_pointer(regs[i].reg);
  struct arm64_ftr_override *override;
  int len = strlen(reg->name);
  int f;

  override = prel64_pointer(reg->override);

  // set opt[] to '<name>.'
  memcpy(opt, reg->name, len);
  opt[len++] = '.';

  for (f = 0; reg->fields[f].name[0] != '\0'; f++) {
   u64 shift = reg->fields[f].shift;
   u64 width = reg->fields[f].width ?: 4;
   u64 mask = GENMASK_ULL(shift + width - 1, shift);
   bool (*filter)(u64 val);
   u64 v;

   if (find_field(cmdline, opt, len, reg, f, &v))
    continue;

   /*
 * If an override gets filtered out, advertise
 * it by setting the value to the all-ones while
 * clearing the mask... Yes, this is fragile.
 */
   filter = prel64_pointer(reg->fields[f].filter);
   if (filter && !filter(v)) {
    override->val  |= mask;
    override->mask &= ~mask;
    continue;
   }

   override->val  &= ~mask;
   override->val  |= (v << shift) & mask;
   override->mask |= mask;

   return;
  }
 }
}

static __init void __parse_cmdline(const char *cmdline, bool parse_aliases)
{
 do {
  char buf[256];
  size_t len;
  int i;

  cmdline = skip_spaces(cmdline);

  /* terminate on "--" appearing on the command line by itself */
  if (cmdline[0] == '-' && cmdline[1] == '-' && isspace(cmdline[2]))
   return;

  for (len = 0; cmdline[len] && !isspace(cmdline[len]); len++) {
   if (len >= sizeof(buf) - 1)
    break;
   if (cmdline[len] == '-')
    buf[len] = '_';
   else
    buf[len] = cmdline[len];
  }
  if (!len)
   return;

  buf[len] = 0;

  cmdline += len;

  match_options(buf);

  for (i = 0; parse_aliases && i < ARRAY_SIZE(aliases); i++)
   if (!memcmp(buf, aliases[i].alias, len + 1))
    __parse_cmdline(aliases[i].feature, false);
 } while (1);
}

static __init const u8 *get_bootargs_cmdline(const void *fdt, int node)
{
 static char const bootargs[] __initconst = "bootargs";
 const u8 *prop;

 if (node < 0)
  return NULL;

 prop = fdt_getprop(fdt, node, bootargs, NULL);
 if (!prop)
  return NULL;

 return strlen(prop) ? prop : NULL;
}

static __init void parse_cmdline(const void *fdt, int chosen)
{
 static char const cmdline[] __initconst = CONFIG_CMDLINE;
 const u8 *prop = get_bootargs_cmdline(fdt, chosen);

 if (IS_ENABLED(CONFIG_CMDLINE_FORCE) || !prop)
  __parse_cmdline(cmdline, true);

 if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMDLINE_FORCE) && prop)
  __parse_cmdline(prop, true);
}

void __init init_feature_override(u64 boot_status, const void *fdt,
      int chosen)
{
 struct arm64_ftr_override *override;
 const struct ftr_set_desc *reg;
 int i;

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
  reg = prel64_pointer(regs[i].reg);
  override = prel64_pointer(reg->override);

  override->val  = 0;
  override->mask = 0;
 }

 __boot_status = boot_status;

 parse_cmdline(fdt, chosen);

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
  reg = prel64_pointer(regs[i].reg);
  override = prel64_pointer(reg->override);
  dcache_clean_inval_poc((unsigned long)override,
           (unsigned long)(override + 1));
 }
}

char * __init skip_spaces(const char *str)
{
 while (isspace(*str))
  ++str;
 return (char *)str;
}