]> git.proxmox.com Git - mirror_edk2.git/blobdiff - MdeModulePkg/Core/DxeIplPeim/X64/VirtualMemory.h
UefiCpuPkg: Move AsmRelocateApLoopStart from Mpfuncs.nasm to AmdSev.nasm
[mirror_edk2.git] / MdeModulePkg / Core / DxeIplPeim / X64 / VirtualMemory.h
index be9a7391b61516f33b123b964cf519b8324d749a..616ebe42b07bc9e10fb8423df114e25e46f5f0cc 100644 (file)
@@ -1,53 +1,49 @@
 /** @file\r
-  x64 Long Mode Virtual Memory Management Definitions  \r
+  x64 Long Mode Virtual Memory Management Definitions\r
 \r
   References:\r
-    1) IA-32 Intel(R) Atchitecture Software Developer's Manual Volume 1:Basic Architecture, Intel\r
-    2) IA-32 Intel(R) Atchitecture Software Developer's Manual Volume 2:Instruction Set Reference, Intel\r
-    3) IA-32 Intel(R) Atchitecture Software Developer's Manual Volume 3:System Programmer's Guide, Intel\r
+    1) IA-32 Intel(R) Architecture Software Developer's Manual Volume 1:Basic Architecture, Intel\r
+    2) IA-32 Intel(R) Architecture Software Developer's Manual Volume 2:Instruction Set Reference, Intel\r
+    3) IA-32 Intel(R) Architecture Software Developer's Manual Volume 3:System Programmer's Guide, Intel\r
     4) AMD64 Architecture Programmer's Manual Volume 2: System Programming\r
 \r
-Copyright (c) 2006 - 2008, Intel Corporation. <BR>\r
-All rights reserved. This program and the accompanying materials\r
-are licensed and made available under the terms and conditions of the BSD License\r
-which accompanies this distribution.  The full text of the license may be found at\r
-http://opensource.org/licenses/bsd-license.php\r
+Copyright (c) 2006 - 2018, Intel Corporation. All rights reserved.<BR>\r
+Copyright (c) 2017, AMD Incorporated. All rights reserved.<BR>\r
 \r
-THE PROGRAM IS DISTRIBUTED UNDER THE BSD LICENSE ON AN "AS IS" BASIS,\r
-WITHOUT WARRANTIES OR REPRESENTATIONS OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED.\r
+SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-Patent\r
+\r
+**/\r
 \r
-**/  \r
 #ifndef _VIRTUAL_MEMORY_H_\r
 #define _VIRTUAL_MEMORY_H_\r
 \r
-\r
-#define SYS_CODE64_SEL 0x38\r
+#define SYS_CODE64_SEL  0x38\r
 \r
 #pragma pack(1)\r
 \r
 typedef union {\r
   struct {\r
-    UINT32  LimitLow    : 16;\r
-    UINT32  BaseLow     : 16;\r
-    UINT32  BaseMid     : 8;\r
-    UINT32  Type        : 4;\r
-    UINT32  System      : 1;\r
-    UINT32  Dpl         : 2;\r
-    UINT32  Present     : 1;\r
-    UINT32  LimitHigh   : 4;\r
-    UINT32  Software    : 1;\r
-    UINT32  Reserved    : 1;\r
-    UINT32  DefaultSize : 1;\r
-    UINT32  Granularity : 1;\r
-    UINT32  BaseHigh    : 8;\r
+    UINT32    LimitLow    : 16;\r
+    UINT32    BaseLow     : 16;\r
+    UINT32    BaseMid     : 8;\r
+    UINT32    Type        : 4;\r
+    UINT32    System      : 1;\r
+    UINT32    Dpl         : 2;\r
+    UINT32    Present     : 1;\r
+    UINT32    LimitHigh   : 4;\r
+    UINT32    Software    : 1;\r
+    UINT32    Reserved    : 1;\r
+    UINT32    DefaultSize : 1;\r
+    UINT32    Granularity : 1;\r
+    UINT32    BaseHigh    : 8;\r
   } Bits;\r
-  UINT64  Uint64;\r
+  UINT64    Uint64;\r
 } IA32_GDT;\r
 \r
 typedef struct {\r
-  IA32_IDT_GATE_DESCRIPTOR  Ia32IdtEntry;\r
-  UINT32                    Offset32To63;\r
-  UINT32                    Reserved;\r
+  IA32_IDT_GATE_DESCRIPTOR    Ia32IdtEntry;\r
+  UINT32                      Offset32To63;\r
+  UINT32                      Reserved;\r
 } X64_IDT_GATE_DESCRIPTOR;\r
 \r
 //\r
@@ -57,97 +53,208 @@ typedef struct {
 \r
 typedef union {\r
   struct {\r
-    UINT64  Present:1;                // 0 = Not present in memory, 1 = Present in memory\r
-    UINT64  ReadWrite:1;              // 0 = Read-Only, 1= Read/Write\r
-    UINT64  UserSupervisor:1;         // 0 = Supervisor, 1=User\r
-    UINT64  WriteThrough:1;           // 0 = Write-Back caching, 1=Write-Through caching\r
-    UINT64  CacheDisabled:1;          // 0 = Cached, 1=Non-Cached\r
-    UINT64  Accessed:1;               // 0 = Not accessed, 1 = Accessed (set by CPU)\r
-    UINT64  Reserved:1;               // Reserved\r
-    UINT64  MustBeZero:2;             // Must Be Zero\r
-    UINT64  Available:3;              // Available for use by system software\r
-    UINT64  PageTableBaseAddress:40;  // Page Table Base Address\r
-    UINT64  AvabilableHigh:11;        // Available for use by system software\r
-    UINT64  Nx:1;                     // No Execute bit\r
+    UINT64    Present              : 1;  // 0 = Not present in memory, 1 = Present in memory\r
+    UINT64    ReadWrite            : 1;  // 0 = Read-Only, 1= Read/Write\r
+    UINT64    UserSupervisor       : 1;  // 0 = Supervisor, 1=User\r
+    UINT64    WriteThrough         : 1;  // 0 = Write-Back caching, 1=Write-Through caching\r
+    UINT64    CacheDisabled        : 1;  // 0 = Cached, 1=Non-Cached\r
+    UINT64    Accessed             : 1;  // 0 = Not accessed, 1 = Accessed (set by CPU)\r
+    UINT64    Reserved             : 1;  // Reserved\r
+    UINT64    MustBeZero           : 2;  // Must Be Zero\r
+    UINT64    Available            : 3;  // Available for use by system software\r
+    UINT64    PageTableBaseAddress : 40; // Page Table Base Address\r
+    UINT64    AvabilableHigh       : 11; // Available for use by system software\r
+    UINT64    Nx                   : 1;  // No Execute bit\r
   } Bits;\r
   UINT64    Uint64;\r
 } PAGE_MAP_AND_DIRECTORY_POINTER;\r
 \r
+//\r
+// Page Table Entry 4KB\r
+//\r
+typedef union {\r
+  struct {\r
+    UINT64    Present              : 1;  // 0 = Not present in memory, 1 = Present in memory\r
+    UINT64    ReadWrite            : 1;  // 0 = Read-Only, 1= Read/Write\r
+    UINT64    UserSupervisor       : 1;  // 0 = Supervisor, 1=User\r
+    UINT64    WriteThrough         : 1;  // 0 = Write-Back caching, 1=Write-Through caching\r
+    UINT64    CacheDisabled        : 1;  // 0 = Cached, 1=Non-Cached\r
+    UINT64    Accessed             : 1;  // 0 = Not accessed, 1 = Accessed (set by CPU)\r
+    UINT64    Dirty                : 1;  // 0 = Not Dirty, 1 = written by processor on access to page\r
+    UINT64    PAT                  : 1;  //\r
+    UINT64    Global               : 1;  // 0 = Not global page, 1 = global page TLB not cleared on CR3 write\r
+    UINT64    Available            : 3;  // Available for use by system software\r
+    UINT64    PageTableBaseAddress : 40; // Page Table Base Address\r
+    UINT64    AvabilableHigh       : 11; // Available for use by system software\r
+    UINT64    Nx                   : 1;  // 0 = Execute Code, 1 = No Code Execution\r
+  } Bits;\r
+  UINT64    Uint64;\r
+} PAGE_TABLE_4K_ENTRY;\r
+\r
 //\r
 // Page Table Entry 2MB\r
 //\r
 typedef union {\r
   struct {\r
-    UINT64  Present:1;                // 0 = Not present in memory, 1 = Present in memory\r
-    UINT64  ReadWrite:1;              // 0 = Read-Only, 1= Read/Write\r
-    UINT64  UserSupervisor:1;         // 0 = Supervisor, 1=User\r
-    UINT64  WriteThrough:1;           // 0 = Write-Back caching, 1=Write-Through caching\r
-    UINT64  CacheDisabled:1;          // 0 = Cached, 1=Non-Cached\r
-    UINT64  Accessed:1;               // 0 = Not accessed, 1 = Accessed (set by CPU)\r
-    UINT64  Dirty:1;                  // 0 = Not Dirty, 1 = written by processor on access to page\r
-    UINT64  MustBe1:1;                // Must be 1 \r
-    UINT64  Global:1;                 // 0 = Not global page, 1 = global page TLB not cleared on CR3 write\r
-    UINT64  Available:3;              // Available for use by system software\r
-    UINT64  PAT:1;                    //\r
-    UINT64  MustBeZero:8;             // Must be zero;\r
-    UINT64  PageTableBaseAddress:31;  // Page Table Base Address\r
-    UINT64  AvabilableHigh:11;        // Available for use by system software\r
-    UINT64  Nx:1;                     // 0 = Execute Code, 1 = No Code Execution\r
+    UINT64    Present              : 1;  // 0 = Not present in memory, 1 = Present in memory\r
+    UINT64    ReadWrite            : 1;  // 0 = Read-Only, 1= Read/Write\r
+    UINT64    UserSupervisor       : 1;  // 0 = Supervisor, 1=User\r
+    UINT64    WriteThrough         : 1;  // 0 = Write-Back caching, 1=Write-Through caching\r
+    UINT64    CacheDisabled        : 1;  // 0 = Cached, 1=Non-Cached\r
+    UINT64    Accessed             : 1;  // 0 = Not accessed, 1 = Accessed (set by CPU)\r
+    UINT64    Dirty                : 1;  // 0 = Not Dirty, 1 = written by processor on access to page\r
+    UINT64    MustBe1              : 1;  // Must be 1\r
+    UINT64    Global               : 1;  // 0 = Not global page, 1 = global page TLB not cleared on CR3 write\r
+    UINT64    Available            : 3;  // Available for use by system software\r
+    UINT64    PAT                  : 1;  //\r
+    UINT64    MustBeZero           : 8;  // Must be zero;\r
+    UINT64    PageTableBaseAddress : 31; // Page Table Base Address\r
+    UINT64    AvabilableHigh       : 11; // Available for use by system software\r
+    UINT64    Nx                   : 1;  // 0 = Execute Code, 1 = No Code Execution\r
   } Bits;\r
   UINT64    Uint64;\r
 } PAGE_TABLE_ENTRY;\r
 \r
+//\r
+// Page Table Entry 1GB\r
+//\r
+typedef union {\r
+  struct {\r
+    UINT64    Present              : 1;  // 0 = Not present in memory, 1 = Present in memory\r
+    UINT64    ReadWrite            : 1;  // 0 = Read-Only, 1= Read/Write\r
+    UINT64    UserSupervisor       : 1;  // 0 = Supervisor, 1=User\r
+    UINT64    WriteThrough         : 1;  // 0 = Write-Back caching, 1=Write-Through caching\r
+    UINT64    CacheDisabled        : 1;  // 0 = Cached, 1=Non-Cached\r
+    UINT64    Accessed             : 1;  // 0 = Not accessed, 1 = Accessed (set by CPU)\r
+    UINT64    Dirty                : 1;  // 0 = Not Dirty, 1 = written by processor on access to page\r
+    UINT64    MustBe1              : 1;  // Must be 1\r
+    UINT64    Global               : 1;  // 0 = Not global page, 1 = global page TLB not cleared on CR3 write\r
+    UINT64    Available            : 3;  // Available for use by system software\r
+    UINT64    PAT                  : 1;  //\r
+    UINT64    MustBeZero           : 17; // Must be zero;\r
+    UINT64    PageTableBaseAddress : 22; // Page Table Base Address\r
+    UINT64    AvabilableHigh       : 11; // Available for use by system software\r
+    UINT64    Nx                   : 1;  // 0 = Execute Code, 1 = No Code Execution\r
+  } Bits;\r
+  UINT64    Uint64;\r
+} PAGE_TABLE_1G_ENTRY;\r
+\r
 #pragma pack()\r
 \r
+#define CR0_WP  BIT16\r
+\r
+#define IA32_PG_P   BIT0\r
+#define IA32_PG_RW  BIT1\r
+#define IA32_PG_PS  BIT7\r
+\r
+#define PAGING_PAE_INDEX_MASK  0x1FF\r
+\r
+#define PAGING_4K_ADDRESS_MASK_64  0x000FFFFFFFFFF000ull\r
+#define PAGING_2M_ADDRESS_MASK_64  0x000FFFFFFFE00000ull\r
+#define PAGING_1G_ADDRESS_MASK_64  0x000FFFFFC0000000ull\r
+\r
+#define PAGING_L1_ADDRESS_SHIFT  12\r
+#define PAGING_L2_ADDRESS_SHIFT  21\r
+#define PAGING_L3_ADDRESS_SHIFT  30\r
+#define PAGING_L4_ADDRESS_SHIFT  39\r
 \r
+#define PAGING_PML4E_NUMBER  4\r
+\r
+#define PAGE_TABLE_POOL_ALIGNMENT   BASE_2MB\r
+#define PAGE_TABLE_POOL_UNIT_SIZE   SIZE_2MB\r
+#define PAGE_TABLE_POOL_UNIT_PAGES  EFI_SIZE_TO_PAGES (PAGE_TABLE_POOL_UNIT_SIZE)\r
+#define PAGE_TABLE_POOL_ALIGN_MASK  \\r
+  (~(EFI_PHYSICAL_ADDRESS)(PAGE_TABLE_POOL_ALIGNMENT - 1))\r
+\r
+typedef struct {\r
+  VOID     *NextPool;\r
+  UINTN    Offset;\r
+  UINTN    FreePages;\r
+} PAGE_TABLE_POOL;\r
 \r
 /**\r
-  Allocates and fills in the Page Directory and Page Table Entries to\r
-  establish a 1:1 Virtual to Physical mapping.\r
+  Check if Execute Disable Bit (IA32_EFER.NXE) should be enabled or not.\r
 \r
-  @param  NumberOfProcessorPhysicalAddressBits  Number of processor address bits \r
-                                                to use. Limits the number of page \r
-                                                table entries  to the physical \r
-                                                address space. \r
+  @retval TRUE    IA32_EFER.NXE should be enabled.\r
+  @retval FALSE   IA32_EFER.NXE should not be enabled.\r
 \r
-  @return EFI_SUCCESS           The 1:1 Virtual to Physical identity mapping was created\r
+**/\r
+BOOLEAN\r
+IsEnableNonExecNeeded (\r
+  VOID\r
+  );\r
+\r
+/**\r
+  Enable Execute Disable Bit.\r
 \r
 **/\r
-UINTN\r
-CreateIdentityMappingPageTables (\r
+VOID\r
+EnableExecuteDisableBit (\r
   VOID\r
   );\r
 \r
+/**\r
+  Split 2M page to 4K.\r
+\r
+  @param[in]      PhysicalAddress       Start physical address the 2M page covered.\r
+  @param[in, out] PageEntry2M           Pointer to 2M page entry.\r
+  @param[in]      StackBase             Stack base address.\r
+  @param[in]      StackSize             Stack size.\r
+  @param[in]      GhcbBase              GHCB page area base address.\r
+  @param[in]      GhcbSize              GHCB page area size.\r
+\r
+**/\r
+VOID\r
+Split2MPageTo4K (\r
+  IN EFI_PHYSICAL_ADDRESS  PhysicalAddress,\r
+  IN OUT UINT64            *PageEntry2M,\r
+  IN EFI_PHYSICAL_ADDRESS  StackBase,\r
+  IN UINTN                 StackSize,\r
+  IN EFI_PHYSICAL_ADDRESS  GhcbBase,\r
+  IN UINTN                 GhcbSize\r
+  );\r
+\r
+/**\r
+  Allocates and fills in the Page Directory and Page Table Entries to\r
+  establish a 1:1 Virtual to Physical mapping.\r
 \r
+  @param[in] StackBase  Stack base address.\r
+  @param[in] StackSize  Stack size.\r
+  @param[in] GhcbBase   GHCB page area base address.\r
+  @param[in] GhcbSize   GHCB page area size.\r
 \r
+  @return The address of 4 level page map.\r
 \r
+**/\r
+UINTN\r
+CreateIdentityMappingPageTables (\r
+  IN EFI_PHYSICAL_ADDRESS  StackBase,\r
+  IN UINTN                 StackSize,\r
+  IN EFI_PHYSICAL_ADDRESS  GhcbBase,\r
+  IN UINTN                 GhcbkSize\r
+  );\r
 \r
 /**\r
\r
+\r
   Fix up the vector number in the vector code.\r
\r
+\r
   @param VectorBase   Base address of the vector handler.\r
\r
   @param VectorNum    Index of vector.\r
 \r
 **/\r
 VOID\r
 EFIAPI\r
 AsmVectorFixup (\r
-  VOID    *VectorBase,\r
-  UINT8   VectorNum\r
+  VOID   *VectorBase,\r
+  UINT8  VectorNum\r
   );\r
 \r
-\r
-\r
-\r
-\r
 /**\r
\r
+\r
   Get the information of vector template.\r
-  \r
+\r
   @param TemplateBase   Base address of the template code.\r
\r
+\r
   @return               Size of the Template code.\r
 \r
 **/\r
@@ -157,5 +264,64 @@ AsmGetVectorTemplatInfo (
   OUT   VOID  **TemplateBase\r
   );\r
 \r
+/**\r
+  Clear legacy memory located at the first 4K-page.\r
+\r
+  This function traverses the whole HOB list to check if memory from 0 to 4095\r
+  exists and has not been allocated, and then clear it if so.\r
+\r
+  @param HobStart         The start of HobList passed to DxeCore.\r
+\r
+**/\r
+VOID\r
+ClearFirst4KPage (\r
+  IN  VOID  *HobStart\r
+  );\r
+\r
+/**\r
+  Return configure status of NULL pointer detection feature.\r
+\r
+  @return TRUE   NULL pointer detection feature is enabled\r
+  @return FALSE  NULL pointer detection feature is disabled\r
+**/\r
+BOOLEAN\r
+IsNullDetectionEnabled (\r
+  VOID\r
+  );\r
+\r
+/**\r
+  Prevent the memory pages used for page table from been overwritten.\r
+\r
+  @param[in] PageTableBase    Base address of page table (CR3).\r
+  @param[in] Level4Paging     Level 4 paging flag.\r
+\r
+**/\r
+VOID\r
+EnablePageTableProtection (\r
+  IN  UINTN    PageTableBase,\r
+  IN  BOOLEAN  Level4Paging\r
+  );\r
+\r
+/**\r
+  This API provides a way to allocate memory for page table.\r
+\r
+  This API can be called more than once to allocate memory for page tables.\r
+\r
+  Allocates the number of 4KB pages and returns a pointer to the allocated\r
+  buffer. The buffer returned is aligned on a 4KB boundary.\r
+\r
+  If Pages is 0, then NULL is returned.\r
+  If there is not enough memory remaining to satisfy the request, then NULL is\r
+  returned.\r
+\r
+  @param  Pages                 The number of 4 KB pages to allocate.\r
+\r
+  @return A pointer to the allocated buffer or NULL if allocation fails.\r
+\r
+**/\r
+VOID *\r
+AllocatePageTableMemory (\r
+  IN UINTN  Pages\r
+  );\r
 \r
-#endif \r
+#endif\r