pKVM-Anbietermodul implementieren

Auf dieser Seite wird erläutert, wie Sie ein pKVM-Anbietermodul (Protected Kernel-based Virtual Machine, pKVM) implementieren. Wenn Sie diese Schritte ausgeführt haben, sollte Ihr Verzeichnisbaum in etwa so aussehen:

Makefile
el1.c
hyp/
    Makefile
    el2.c

1. Fügen Sie den EL2-Hypervisorcode (el2.c) hinzu. Dieser Code muss mindestens eine Init-Funktion deklarieren, die einen Verweis auf das pkvm_module_ops-Struktur akzeptiert:

   #include <asm/kvm_pkvm_module.h>
   
   int pkvm_driver_hyp_init(const struct pkvm_module_ops *ops)
   {
     /* Init the EL2 code */
   
     return 0;
   }
   

   Die API des pKVM-Anbietermoduls ist eine Struktur, die Callbacks an den pKVM-Hypervisor einschließt. Diese Struktur folgt denselben ABI-Regeln wie GKI-Schnittstellen.

2. Erstellen Sie die hyp/Makefile, um den Hypervisor-Code zu erstellen:

   hyp-obj-y := el2.o
   include $(srctree)/arch/arm64/kvm/hyp/nvhe/Makefile.module
   

3. Fügen Sie den EL1-Kernelcode (el1.c) hinzu. Der Init-Abschnitt dieses Codes muss einen Aufruf an pkvm_load_el2 module enthalten, um den EL2-Hypervisorcode aus Schritt 1 zu laden.

   #include <linux/init.h>
   #include <linux/module.h>
   #include <linux/kernel.h>
   #include <asm/kvm_pkvm_module.h>
   
   int __kvm_nvhe_pkvm_driver_hyp_init(const struct pkvm_module_ops *ops);
   
   static int __init pkvm_driver_init(void)
   {
       unsigned long token;
   
       return pkvm_load_el2_module(__kvm_nvhe_pkvm_driver_hyp_init, &token);
   }
   module_init(pkvm_driver_init);
   

4. Erstellen Sie abschließend das Root-Makefile, um den EL1- und den EL2-Code miteinander zu verknüpfen:

   ifneq ($(KERNELRELEASE),)
   clean-files := hyp/hyp.lds hyp/hyp-reloc.S
   
   obj-m := pkvm_module.o
   pkvm_module-y := el1.o hyp/kvm_nvhe.o
   
   $(PWD)/hyp/kvm_nvhe.o: FORCE
            $(Q)$(MAKE) $(build)=$(obj)/hyp $(obj)/hyp/kvm_nvhe.o
   else
   all:
           make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
   clean:
           make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
   endif
   

pKVM-Modul laden

Wie bei GKI-Anbietermodulen können auch pKVM-Anbietermodule mit modprobe geladen werden. Aus Sicherheitsgründen muss das Laden jedoch vor dem Entfernen der Berechtigungen erfolgen. Wenn Sie ein pKVM-Modul laden möchten, müssen Ihre Module im Stammdateisystem (initramfs) enthalten sein. Außerdem müssen Sie der Kernel-Befehlszeile Folgendes hinzufügen:

kvm-arm.protected_modules=mod1,mod2,mod3,...

In initramfs gespeicherte pKVM-Anbietermodule übernehmen die Signatur und den Schutz von initramfs.

Wenn eines der pKVM-Anbietermodule nicht geladen werden kann, wird das System als unsicher eingestuft und es ist nicht möglich, eine geschützte virtuelle Maschine zu starten.

EL2-Funktion (Hypervisor) von EL2 (Kernelmodul) aufrufen

Ein Hypervisor-Aufruf (HVC) ist eine Anweisung, mit der der Kernel den Hypervisor aufrufen kann. Mit der Einführung von pKVM-Anbietermodulen kann ein HVC verwendet werden, um eine Funktion von EL1 (dem Kernelmodul) aus auf EL2 (im Hypervisormodul) auszuführen:

1. Deklarieren Sie im EL2-Code (el2.c) den EL2-Handler:

Android 14

  void pkvm_driver_hyp_hvc(struct kvm_cpu_context *ctx)
  {
    /* Handle the call */

    cpu_reg(ctx, 1) = 0;
  }

Android 15

  void pkvm_driver_hyp_hvc(struct user_pt_regs *regs)
  {
    /* Handle the call */

    regs->regs[0] = SMCCC_RET_SUCCESS;
    regs->regs[1] = 0;
  }

1. Registrieren Sie in Ihrem EL1-Code (el1.c) den EL2-Handler in Ihrem pKVM-Anbietermodul:

   int __kvm_nvhe_pkvm_driver_hyp_init(const struct pkvm_module_ops *ops);
   void __kvm_nvhe_pkvm_driver_hyp_hvc(struct kvm_cpu_context *ctx); // Android14
   void __kvm_nvhe_pkvm_driver_hyp_hvc(struct user_pt_regs *regs);   // Android15
   
   static int hvc_number;
   
   static int __init pkvm_driver_init(void)
   {
     long token;
     int ret;
   
     ret = pkvm_load_el2_module(__kvm_nvhe_pkvm_driver_hyp_init,token);
     if (ret)
       return ret;
   
     ret = pkvm_register_el2_mod_call(__kvm_nvhe_pkvm_driver_hyp_hvc, token)
     if (ret < 0)
       return ret;
   
     hvc_number = ret;
   
     return 0;
   }
   module_init(pkvm_driver_init);
   

2. Rufe in deinem EL1-Code (el1.c) das HVC auf:

   pkvm_el2_mod_call(hvc_number);