sys/dev/efidev/efirt.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2004 Marcel Moolenaar
   3  * Copyright (c) 2001 Doug Rabson
   4  * Copyright (c) 2016, 2018 The FreeBSD Foundation
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
   8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 #include <sys/param.h>
  36 #include <sys/efi.h>
  37 #include <sys/eventhandler.h>
  38 #include <sys/kernel.h>
  39 #include <sys/linker.h>
  40 #include <sys/lock.h>
  41 #include <sys/module.h>
  42 #include <sys/mutex.h>
  43 #include <sys/clock.h>
  44 #include <sys/proc.h>
  45 #include <sys/reboot.h>
  46 #include <sys/rwlock.h>
  47 #include <sys/sched.h>
  48 #include <sys/sysctl.h>
  49 #include <sys/systm.h>
  50 #include <sys/vmmeter.h>
  51
  52 #include <machine/fpu.h>
  53 #include <machine/efi.h>
  54 #include <machine/metadata.h>
  55 #include <machine/vmparam.h>
  56
  57 #include <vm/vm.h>
  58 #include <vm/pmap.h>
  59 #include <vm/vm_map.h>
  60
  61 static struct efi_systbl *efi_systbl;
  62 static eventhandler_tag efi_shutdown_tag;
  63 /*
  64  * The following pointers point to tables in the EFI runtime service data pages.
  65  * Care should be taken to make sure that we've properly entered the EFI runtime
  66  * environment (efi_enter()) before dereferencing them.
  67  */
  68 static struct efi_cfgtbl *efi_cfgtbl;
  69 static struct efi_rt *efi_runtime;
  70
  71 static int efi_status2err[25] = {
  72         0,              /* EFI_SUCCESS */
  73         ENOEXEC,        /* EFI_LOAD_ERROR */
  74         EINVAL,         /* EFI_INVALID_PARAMETER */
  75         ENOSYS,         /* EFI_UNSUPPORTED */
  76         EMSGSIZE,       /* EFI_BAD_BUFFER_SIZE */
  77         EOVERFLOW,      /* EFI_BUFFER_TOO_SMALL */
  78         EBUSY,          /* EFI_NOT_READY */
  79         EIO,            /* EFI_DEVICE_ERROR */
  80         EROFS,          /* EFI_WRITE_PROTECTED */
  81         EAGAIN,         /* EFI_OUT_OF_RESOURCES */
  82         EIO,            /* EFI_VOLUME_CORRUPTED */
  83         ENOSPC,         /* EFI_VOLUME_FULL */
  84         ENXIO,          /* EFI_NO_MEDIA */
  85         ESTALE,         /* EFI_MEDIA_CHANGED */
  86         ENOENT,         /* EFI_NOT_FOUND */
  87         EACCES,         /* EFI_ACCESS_DENIED */
  88         ETIMEDOUT,      /* EFI_NO_RESPONSE */
  89         EADDRNOTAVAIL,  /* EFI_NO_MAPPING */
  90         ETIMEDOUT,      /* EFI_TIMEOUT */
  91         EDOOFUS,        /* EFI_NOT_STARTED */
  92         EALREADY,       /* EFI_ALREADY_STARTED */
  93         ECANCELED,      /* EFI_ABORTED */
  94         EPROTO,         /* EFI_ICMP_ERROR */
  95         EPROTO,         /* EFI_TFTP_ERROR */
  96         EPROTO          /* EFI_PROTOCOL_ERROR */
  97 };
  98
  99 static int efi_enter(void);
 100 static void efi_leave(void);
 101
 102 static int
 103 efi_status_to_errno(efi_status status)
 104 {
 105         u_long code;
 106
 107         code = status & 0x3ffffffffffffffful;
 108         return (code < nitems(efi_status2err) ? efi_status2err[code] : EDOOFUS);
 109 }
 110
 111 static struct mtx efi_lock;
 112 static SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, efi, CTLFLAG_RWTUN, NULL, "EFI");
 113 static bool efi_poweroff = true;
 114 SYSCTL_BOOL(_hw_efi, OID_AUTO, poweroff, CTLFLAG_RWTUN, &efi_poweroff, 0,
 115     "If true, use EFI runtime services to power off in preference to ACPI");
 116
 117 static bool
 118 efi_is_in_map(struct efi_md *map, int ndesc, int descsz, vm_offset_t addr)
 119 {
 120         struct efi_md *p;
 121         int i;
 122
 123         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++, p = efi_next_descriptor(p,
 124             descsz)) {
 125                 if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT) == 0)
 126                         continue;
 127
 128                 if (addr >= (uintptr_t)p->md_virt &&
 129                     addr < (uintptr_t)p->md_virt + p->md_pages * PAGE_SIZE)
 130                         return (true);
 131         }
 132
 133         return (false);
 134 }
 135
 136 static void
 137 efi_shutdown_final(void *dummy __unused, int howto)
 138 {
 139
 140         /*
 141          * On some systems, ACPI S5 is missing or does not function properly.
 142          * When present, shutdown via EFI Runtime Services instead, unless
 143          * disabled.
 144          */
 145         if ((howto & RB_POWEROFF) != 0 && efi_poweroff)
 146                 (void)efi_reset_system(EFI_RESET_SHUTDOWN);
 147 }
 148
 149 static int
 150 efi_init(void)
 151 {
 152         struct efi_map_header *efihdr;
 153         struct efi_md *map;
 154         struct efi_rt *rtdm;
 155         caddr_t kmdp;
 156         size_t efisz;
 157         int ndesc, rt_disabled;
 158
 159         rt_disabled = 0;
 160         TUNABLE_INT_FETCH("efi.rt.disabled", &rt_disabled);
 161         if (rt_disabled == 1)
 162                 return (0);
 163         mtx_init(&efi_lock, "efi", NULL, MTX_DEF);
 164
 165         if (efi_systbl_phys == 0) {
 166                 if (bootverbose)
 167                         printf("EFI systbl not available\n");
 168                 return (0);
 169         }
 170
 171         efi_systbl = (struct efi_systbl *)efi_phys_to_kva(efi_systbl_phys);
 172         if (efi_systbl == NULL || efi_systbl->st_hdr.th_sig != EFI_SYSTBL_SIG) {
 173                 efi_systbl = NULL;
 174                 if (bootverbose)
 175                         printf("EFI systbl signature invalid\n");
 176                 return (0);
 177         }
 178         efi_cfgtbl = (efi_systbl->st_cfgtbl == 0) ? NULL :
 179             (struct efi_cfgtbl *)efi_systbl->st_cfgtbl;
 180         if (efi_cfgtbl == NULL) {
 181                 if (bootverbose)
 182                         printf("EFI config table is not present\n");
 183         }
 184
 185         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
 186         if (kmdp == NULL)
 187                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
 188         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
 189             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
 190         if (efihdr == NULL) {
 191                 if (bootverbose)
 192                         printf("EFI map is not present\n");
 193                 return (0);
 194         }
 195         efisz = (sizeof(struct efi_map_header) + 0xf) & ~0xf;
 196         map = (struct efi_md *)((uint8_t *)efihdr + efisz);
 197         if (efihdr->descriptor_size == 0)
 198                 return (ENOMEM);
 199
 200         ndesc = efihdr->memory_size / efihdr->descriptor_size;
 201         if (!efi_create_1t1_map(map, ndesc, efihdr->descriptor_size)) {
 202                 if (bootverbose)
 203                         printf("EFI cannot create runtime map\n");
 204                 return (ENOMEM);
 205         }
 206
 207         efi_runtime = (efi_systbl->st_rt == 0) ? NULL :
 208             (struct efi_rt *)efi_systbl->st_rt;
 209         if (efi_runtime == NULL) {
 210                 if (bootverbose)
 211                         printf("EFI runtime services table is not present\n");
 212                 efi_destroy_1t1_map();
 213                 return (ENXIO);
 214         }
 215
 216 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__)
 217         /*
 218          * Some UEFI implementations have multiple implementations of the
 219          * RS->GetTime function. They switch from one we can only use early
 220          * in the boot process to one valid as a RunTime service only when we
 221          * call RS->SetVirtualAddressMap. As this is not always the case, e.g.
 222          * with an old loader.efi, check if the RS->GetTime function is within
 223          * the EFI map, and fail to attach if not.
 224          */
 225         rtdm = (struct efi_rt *)efi_phys_to_kva((uintptr_t)efi_runtime);
 226         if (rtdm == NULL || !efi_is_in_map(map, ndesc, efihdr->descriptor_size,
 227             (vm_offset_t)rtdm->rt_gettime)) {
 228                 if (bootverbose)
 229                         printf(
 230                          "EFI runtime services table has an invalid pointer\n");
 231                 efi_runtime = NULL;
 232                 efi_destroy_1t1_map();
 233                 return (ENXIO);
 234         }
 235 #endif
 236
 237         /*
 238          * We use SHUTDOWN_PRI_LAST - 1 to trigger after IPMI, but before ACPI.
 239          */
 240         efi_shutdown_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_final,
 241             efi_shutdown_final, NULL, SHUTDOWN_PRI_LAST - 1);
 242
 243         return (0);
 244 }
 245
 246 static void
 247 efi_uninit(void)
 248 {
 249
 250         /* Most likely disabled by tunable */
 251         if (efi_runtime == NULL)
 252                 return;
 253         if (efi_shutdown_tag != NULL)
 254                 EVENTHANDLER_DEREGISTER(shutdown_final, efi_shutdown_tag);
 255         efi_destroy_1t1_map();
 256
 257         efi_systbl = NULL;
 258         efi_cfgtbl = NULL;
 259         efi_runtime = NULL;
 260
 261         mtx_destroy(&efi_lock);
 262 }
 263
 264 int
 265 efi_rt_ok(void)
 266 {
 267
 268         if (efi_runtime == NULL)
 269                 return (ENXIO);
 270         return (0);
 271 }
 272
 273 static int
 274 efi_enter(void)
 275 {
 276         struct thread *td;
 277         pmap_t curpmap;
 278         int error;
 279
 280         if (efi_runtime == NULL)
 281                 return (ENXIO);
 282         td = curthread;
 283         curpmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
 284         PMAP_LOCK(curpmap);
 285         mtx_lock(&efi_lock);
 286         fpu_kern_enter(td, NULL, FPU_KERN_NOCTX);
 287         error = efi_arch_enter();
 288         if (error != 0) {
 289                 fpu_kern_leave(td, NULL);
 290                 mtx_unlock(&efi_lock);
 291                 PMAP_UNLOCK(curpmap);
 292         }
 293         return (error);
 294 }
 295
 296 static void
 297 efi_leave(void)
 298 {
 299         struct thread *td;
 300         pmap_t curpmap;
 301
 302         efi_arch_leave();
 303
 304         curpmap = &curproc->p_vmspace->vm_pmap;
 305         td = curthread;
 306         fpu_kern_leave(td, NULL);
 307         mtx_unlock(&efi_lock);
 308         PMAP_UNLOCK(curpmap);
 309 }
 310
 311 int
 312 efi_get_table(struct uuid *uuid, void **ptr)
 313 {
 314         struct efi_cfgtbl *ct;
 315         u_long count;
 316
 317         if (efi_cfgtbl == NULL || efi_systbl == NULL)
 318                 return (ENXIO);
 319         count = efi_systbl->st_entries;
 320         ct = efi_cfgtbl;
 321         while (count--) {
 322                 if (!bcmp(&ct->ct_uuid, uuid, sizeof(*uuid))) {
 323                         *ptr = (void *)efi_phys_to_kva(ct->ct_data);
 324                         return (0);
 325                 }
 326                 ct++;
 327         }
 328         return (ENOENT);
 329 }
 330
 331 static int efi_rt_handle_faults = EFI_RT_HANDLE_FAULTS_DEFAULT;
 332 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, efi_rt_handle_faults, CTLFLAG_RWTUN,
 333     &efi_rt_handle_faults, 0,
 334     "Call EFI RT methods with fault handler wrapper around");
 335
 336 static int
 337 efi_rt_arch_call_nofault(struct efirt_callinfo *ec)
 338 {
 339
 340         switch (ec->ec_argcnt) {
 341         case 0:
 342                 ec->ec_efi_status = ((register_t (*)(void))ec->ec_fptr)();
 343                 break;
 344         case 1:
 345                 ec->ec_efi_status = ((register_t (*)(register_t))ec->ec_fptr)
 346                     (ec->ec_arg1);
 347                 break;
 348         case 2:
 349                 ec->ec_efi_status = ((register_t (*)(register_t, register_t))
 350                     ec->ec_fptr)(ec->ec_arg1, ec->ec_arg2);
 351                 break;
 352         case 3:
 353                 ec->ec_efi_status = ((register_t (*)(register_t, register_t,
 354                     register_t))ec->ec_fptr)(ec->ec_arg1, ec->ec_arg2,
 355                     ec->ec_arg3);
 356                 break;
 357         case 4:
 358                 ec->ec_efi_status = ((register_t (*)(register_t, register_t,
 359                     register_t, register_t))ec->ec_fptr)(ec->ec_arg1,
 360                     ec->ec_arg2, ec->ec_arg3, ec->ec_arg4);
 361                 break;
 362         case 5:
 363                 ec->ec_efi_status = ((register_t (*)(register_t, register_t,
 364                     register_t, register_t, register_t))ec->ec_fptr)(
 365                     ec->ec_arg1, ec->ec_arg2, ec->ec_arg3, ec->ec_arg4,
 366                     ec->ec_arg5);
 367                 break;
 368         default:
 369                 panic("efi_rt_arch_call: %d args", (int)ec->ec_argcnt);
 370         }
 371
 372         return (0);
 373 }
 374
 375 static int
 376 efi_call(struct efirt_callinfo *ecp)
 377 {
 378         int error;
 379
 380         error = efi_enter();
 381         if (error != 0)
 382                 return (error);
 383         error = efi_rt_handle_faults ? efi_rt_arch_call(ecp) :
 384             efi_rt_arch_call_nofault(ecp);
 385         efi_leave();
 386         if (error == 0)
 387                 error = efi_status_to_errno(ecp->ec_efi_status);
 388         else if (bootverbose)
 389                 printf("EFI %s call faulted, error %d\n", ecp->ec_name, error);
 390         return (error);
 391 }
 392
 393 #define EFI_RT_METHOD_PA(method)                                \
 394     ((uintptr_t)((struct efi_rt *)efi_phys_to_kva((uintptr_t)   \
 395     efi_runtime))->method)
 396
 397 static int
 398 efi_get_time_locked(struct efi_tm *tm, struct efi_tmcap *tmcap)
 399 {
 400         struct efirt_callinfo ec;
 401
 402         EFI_TIME_OWNED();
 403         if (efi_runtime == NULL)
 404                 return (ENXIO);
 405         bzero(&ec, sizeof(ec));
 406         ec.ec_name = "rt_gettime";
 407         ec.ec_argcnt = 2;
 408         ec.ec_arg1 = (uintptr_t)tm;
 409         ec.ec_arg2 = (uintptr_t)tmcap;
 410         ec.ec_fptr = EFI_RT_METHOD_PA(rt_gettime);
 411         return (efi_call(&ec));
 412 }
 413
 414 int
 415 efi_get_time(struct efi_tm *tm)
 416 {
 417         struct efi_tmcap dummy;
 418         int error;
 419
 420         if (efi_runtime == NULL)
 421                 return (ENXIO);
 422         EFI_TIME_LOCK();
 423         /*
 424          * UEFI spec states that the Capabilities argument to GetTime is
 425          * optional, but some UEFI implementations choke when passed a NULL
 426          * pointer. Pass a dummy efi_tmcap, even though we won't use it,
 427          * to workaround such implementations.
 428          */
 429         error = efi_get_time_locked(tm, &dummy);
 430         EFI_TIME_UNLOCK();
 431         return (error);
 432 }
 433
 434 int
 435 efi_get_time_capabilities(struct efi_tmcap *tmcap)
 436 {
 437         struct efi_tm dummy;
 438         int error;
 439
 440         if (efi_runtime == NULL)
 441                 return (ENXIO);
 442         EFI_TIME_LOCK();
 443         error = efi_get_time_locked(&dummy, tmcap);
 444         EFI_TIME_UNLOCK();
 445         return (error);
 446 }
 447
 448 int
 449 efi_reset_system(enum efi_reset type)
 450 {
 451         struct efirt_callinfo ec;
 452
 453         switch (type) {
 454         case EFI_RESET_COLD:
 455         case EFI_RESET_WARM:
 456         case EFI_RESET_SHUTDOWN:
 457                 break;
 458         default:
 459                 return (EINVAL);
 460         }
 461         if (efi_runtime == NULL)
 462                 return (ENXIO);
 463         bzero(&ec, sizeof(ec));
 464         ec.ec_name = "rt_reset";
 465         ec.ec_argcnt = 4;
 466         ec.ec_arg1 = (uintptr_t)type;
 467         ec.ec_arg2 = (uintptr_t)0;
 468         ec.ec_arg3 = (uintptr_t)0;
 469         ec.ec_arg4 = (uintptr_t)NULL;
 470         ec.ec_fptr = EFI_RT_METHOD_PA(rt_reset);
 471         return (efi_call(&ec));
 472 }
 473
 474 static int
 475 efi_set_time_locked(struct efi_tm *tm)
 476 {
 477         struct efirt_callinfo ec;
 478
 479         EFI_TIME_OWNED();
 480         if (efi_runtime == NULL)
 481                 return (ENXIO);
 482         bzero(&ec, sizeof(ec));
 483         ec.ec_name = "rt_settime";
 484         ec.ec_argcnt = 1;
 485         ec.ec_arg1 = (uintptr_t)tm;
 486         ec.ec_fptr = EFI_RT_METHOD_PA(rt_settime);
 487         return (efi_call(&ec));
 488 }
 489
 490 int
 491 efi_set_time(struct efi_tm *tm)
 492 {
 493         int error;
 494
 495         if (efi_runtime == NULL)
 496                 return (ENXIO);
 497         EFI_TIME_LOCK();
 498         error = efi_set_time_locked(tm);
 499         EFI_TIME_UNLOCK();
 500         return (error);
 501 }
 502
 503 int
 504 efi_var_get(efi_char *name, struct uuid *vendor, uint32_t *attrib,
 505     size_t *datasize, void *data)
 506 {
 507         struct efirt_callinfo ec;
 508
 509         if (efi_runtime == NULL)
 510                 return (ENXIO);
 511         bzero(&ec, sizeof(ec));
 512         ec.ec_argcnt = 5;
 513         ec.ec_name = "rt_getvar";
 514         ec.ec_arg1 = (uintptr_t)name;
 515         ec.ec_arg2 = (uintptr_t)vendor;
 516         ec.ec_arg3 = (uintptr_t)attrib;
 517         ec.ec_arg4 = (uintptr_t)datasize;
 518         ec.ec_arg5 = (uintptr_t)data;
 519         ec.ec_fptr = EFI_RT_METHOD_PA(rt_getvar);
 520         return (efi_call(&ec));
 521 }
 522
 523 int
 524 efi_var_nextname(size_t *namesize, efi_char *name, struct uuid *vendor)
 525 {
 526         struct efirt_callinfo ec;
 527
 528         if (efi_runtime == NULL)
 529                 return (ENXIO);
 530         bzero(&ec, sizeof(ec));
 531         ec.ec_argcnt = 3;
 532         ec.ec_name = "rt_scanvar";
 533         ec.ec_arg1 = (uintptr_t)namesize;
 534         ec.ec_arg2 = (uintptr_t)name;
 535         ec.ec_arg3 = (uintptr_t)vendor;
 536         ec.ec_fptr = EFI_RT_METHOD_PA(rt_scanvar);
 537         return (efi_call(&ec));
 538 }
 539
 540 int
 541 efi_var_set(efi_char *name, struct uuid *vendor, uint32_t attrib,
 542     size_t datasize, void *data)
 543 {
 544         struct efirt_callinfo ec;
 545
 546         if (efi_runtime == NULL)
 547                 return (ENXIO);
 548         bzero(&ec, sizeof(ec));
 549         ec.ec_argcnt = 5;
 550         ec.ec_name = "rt_setvar";
 551         ec.ec_arg1 = (uintptr_t)name;
 552         ec.ec_arg2 = (uintptr_t)vendor;
 553         ec.ec_arg3 = (uintptr_t)attrib;
 554         ec.ec_arg4 = (uintptr_t)datasize;
 555         ec.ec_arg5 = (uintptr_t)data;
 556         ec.ec_fptr = EFI_RT_METHOD_PA(rt_setvar);
 557         return (efi_call(&ec));
 558 }
 559
 560 static int
 561 efirt_modevents(module_t m, int event, void *arg __unused)
 562 {
 563
 564         switch (event) {
 565         case MOD_LOAD:
 566                 return (efi_init());
 567
 568         case MOD_UNLOAD:
 569                 efi_uninit();
 570                 return (0);
 571
 572         case MOD_SHUTDOWN:
 573                 return (0);
 574
 575         default:
 576                 return (EOPNOTSUPP);
 577         }
 578 }
 579
 580 static moduledata_t efirt_moddata = {
 581         .name = "efirt",
 582         .evhand = efirt_modevents,
 583         .priv = NULL,
 584 };
 585 /* After fpuinitstate, before efidev */
 586 DECLARE_MODULE(efirt, efirt_moddata, SI_SUB_DRIVERS, SI_ORDER_SECOND);
 587 MODULE_VERSION(efirt, 1);