]> git.proxmox.com Git - mirror_edk2.git/blobdiff - UefiCpuPkg/PiSmmCpuDxeSmm/Ia32/PageTbl.c
UefiCpuPkg/PiSmmCpu: Add Shadow Stack Support for X86 SMM.
[mirror_edk2.git] / UefiCpuPkg / PiSmmCpuDxeSmm / Ia32 / PageTbl.c
index 5d299044c41b0083364035a41408b5811e7e41ed..b734a1ea8c607f5ae30b60959d2e544949d245e4 100644 (file)
@@ -1,7 +1,9 @@
 /** @file\r
 Page table manipulation functions for IA-32 processors\r
 \r
-Copyright (c) 2009 - 2015, Intel Corporation. All rights reserved.<BR>\r
+Copyright (c) 2009 - 2019, Intel Corporation. All rights reserved.<BR>\r
+Copyright (c) 2017, AMD Incorporated. All rights reserved.<BR>\r
+\r
 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
@@ -14,7 +16,23 @@ WITHOUT WARRANTIES OR REPRESENTATIONS OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED.
 \r
 #include "PiSmmCpuDxeSmm.h"\r
 \r
-SPIN_LOCK                           mPFLock;\r
+/**\r
+  Disable CET.\r
+**/\r
+VOID\r
+EFIAPI\r
+DisableCet (\r
+  VOID\r
+  );\r
+\r
+/**\r
+  Enable CET.\r
+**/\r
+VOID\r
+EFIAPI\r
+EnableCet (\r
+  VOID\r
+  );\r
 \r
 /**\r
   Create PageTable for SMM use.\r
@@ -29,13 +47,18 @@ SmmInitPageTable (
 {\r
   UINTN                             PageFaultHandlerHookAddress;\r
   IA32_IDT_GATE_DESCRIPTOR          *IdtEntry;\r
+  EFI_STATUS                        Status;\r
 \r
   //\r
   // Initialize spin lock\r
   //\r
-  InitializeSpinLock (&mPFLock);\r
+  InitializeSpinLock (mPFLock);\r
 \r
-  if (FeaturePcdGet (PcdCpuSmmProfileEnable)) {\r
+  mPhysicalAddressBits = 32;\r
+\r
+  if (FeaturePcdGet (PcdCpuSmmProfileEnable) ||\r
+      HEAP_GUARD_NONSTOP_MODE ||\r
+      NULL_DETECTION_NONSTOP_MODE) {\r
     //\r
     // Set own Page Fault entry instead of the default one, because SMM Profile\r
     // feature depends on IRET instruction to do Single Step\r
@@ -51,7 +74,8 @@ SmmInitPageTable (
     //\r
     // Register SMM Page Fault Handler\r
     //\r
-    SmmRegisterExceptionHandler (&mSmmCpuService, EXCEPT_IA32_PAGE_FAULT, SmiPFHandler);\r
+    Status = SmmRegisterExceptionHandler (&mSmmCpuService, EXCEPT_IA32_PAGE_FAULT, SmiPFHandler);\r
+    ASSERT_EFI_ERROR (Status);\r
   }\r
 \r
   //\r
@@ -60,7 +84,7 @@ SmmInitPageTable (
   if (FeaturePcdGet (PcdCpuSmmStackGuard)) {\r
     InitializeIDTSmmStackGuard ();\r
   }\r
-  return Gen4GPageTable (0, TRUE);\r
+  return Gen4GPageTable (TRUE);\r
 }\r
 \r
 /**\r
@@ -86,36 +110,98 @@ SmiDefaultPFHandler (
 VOID\r
 EFIAPI\r
 SmiPFHandler (\r
-    IN EFI_EXCEPTION_TYPE   InterruptType,\r
-    IN EFI_SYSTEM_CONTEXT   SystemContext\r
+  IN EFI_EXCEPTION_TYPE   InterruptType,\r
+  IN EFI_SYSTEM_CONTEXT   SystemContext\r
   )\r
 {\r
   UINTN             PFAddress;\r
+  UINTN             GuardPageAddress;\r
+  UINTN             CpuIndex;\r
 \r
   ASSERT (InterruptType == EXCEPT_IA32_PAGE_FAULT);\r
 \r
-  AcquireSpinLock (&mPFLock);\r
+  AcquireSpinLock (mPFLock);\r
 \r
   PFAddress = AsmReadCr2 ();\r
 \r
-  if ((FeaturePcdGet (PcdCpuSmmStackGuard)) &&\r
-      (PFAddress >= mCpuHotPlugData.SmrrBase) &&\r
+  //\r
+  // If a page fault occurs in SMRAM range, it might be in a SMM stack guard page,\r
+  // or SMM page protection violation.\r
+  //\r
+  if ((PFAddress >= mCpuHotPlugData.SmrrBase) &&\r
       (PFAddress < (mCpuHotPlugData.SmrrBase + mCpuHotPlugData.SmrrSize))) {\r
-    DEBUG ((EFI_D_ERROR, "SMM stack overflow!\n"));\r
+    DumpCpuContext (InterruptType, SystemContext);\r
+    CpuIndex = GetCpuIndex ();\r
+    GuardPageAddress = (mSmmStackArrayBase + EFI_PAGE_SIZE + CpuIndex * mSmmStackSize);\r
+    if ((FeaturePcdGet (PcdCpuSmmStackGuard)) &&\r
+        (PFAddress >= GuardPageAddress) &&\r
+        (PFAddress < (GuardPageAddress + EFI_PAGE_SIZE))) {\r
+      DEBUG ((DEBUG_ERROR, "SMM stack overflow!\n"));\r
+    } else {\r
+      if ((SystemContext.SystemContextIa32->ExceptionData & IA32_PF_EC_ID) != 0) {\r
+        DEBUG ((DEBUG_ERROR, "SMM exception at execution (0x%x)\n", PFAddress));\r
+        DEBUG_CODE (\r
+          DumpModuleInfoByIp (*(UINTN *)(UINTN)SystemContext.SystemContextIa32->Esp);\r
+        );\r
+      } else {\r
+        DEBUG ((DEBUG_ERROR, "SMM exception at access (0x%x)\n", PFAddress));\r
+        DEBUG_CODE (\r
+          DumpModuleInfoByIp ((UINTN)SystemContext.SystemContextIa32->Eip);\r
+        );\r
+      }\r
+\r
+      if (HEAP_GUARD_NONSTOP_MODE) {\r
+        GuardPagePFHandler (SystemContext.SystemContextIa32->ExceptionData);\r
+        goto Exit;\r
+      }\r
+    }\r
     CpuDeadLoop ();\r
+    goto Exit;\r
   }\r
 \r
   //\r
-  // If a page fault occurs in SMM range\r
+  // If a page fault occurs in non-SMRAM range.\r
   //\r
   if ((PFAddress < mCpuHotPlugData.SmrrBase) ||\r
       (PFAddress >= mCpuHotPlugData.SmrrBase + mCpuHotPlugData.SmrrSize)) {\r
     if ((SystemContext.SystemContextIa32->ExceptionData & IA32_PF_EC_ID) != 0) {\r
-      DEBUG ((EFI_D_ERROR, "Code executed on IP(0x%x) out of SMM range after SMM is locked!\n", PFAddress));\r
+      DumpCpuContext (InterruptType, SystemContext);\r
+      DEBUG ((DEBUG_ERROR, "Code executed on IP(0x%x) out of SMM range after SMM is locked!\n", PFAddress));\r
       DEBUG_CODE (\r
         DumpModuleInfoByIp (*(UINTN *)(UINTN)SystemContext.SystemContextIa32->Esp);\r
       );\r
       CpuDeadLoop ();\r
+      goto Exit;\r
+    }\r
+\r
+    //\r
+    // If NULL pointer was just accessed\r
+    //\r
+    if ((PcdGet8 (PcdNullPointerDetectionPropertyMask) & BIT1) != 0 &&\r
+        (PFAddress < EFI_PAGE_SIZE)) {\r
+      DumpCpuContext (InterruptType, SystemContext);\r
+      DEBUG ((DEBUG_ERROR, "!!! NULL pointer access !!!\n"));\r
+      DEBUG_CODE (\r
+        DumpModuleInfoByIp ((UINTN)SystemContext.SystemContextIa32->Eip);\r
+      );\r
+\r
+      if (NULL_DETECTION_NONSTOP_MODE) {\r
+        GuardPagePFHandler (SystemContext.SystemContextIa32->ExceptionData);\r
+        goto Exit;\r
+      }\r
+\r
+      CpuDeadLoop ();\r
+      goto Exit;\r
+    }\r
+\r
+    if (IsSmmCommBufferForbiddenAddress (PFAddress)) {\r
+      DumpCpuContext (InterruptType, SystemContext);\r
+      DEBUG ((DEBUG_ERROR, "Access SMM communication forbidden address (0x%x)!\n", PFAddress));\r
+      DEBUG_CODE (\r
+        DumpModuleInfoByIp ((UINTN)SystemContext.SystemContextIa32->Eip);\r
+      );\r
+      CpuDeadLoop ();\r
+      goto Exit;\r
     }\r
   }\r
 \r
@@ -125,8 +211,108 @@ SmiPFHandler (
       SystemContext.SystemContextIa32->ExceptionData\r
       );\r
   } else {\r
+    DumpCpuContext (InterruptType, SystemContext);\r
     SmiDefaultPFHandler ();\r
   }\r
 \r
-  ReleaseSpinLock (&mPFLock);\r
+Exit:\r
+  ReleaseSpinLock (mPFLock);\r
+}\r
+\r
+/**\r
+  This function sets memory attribute for page table.\r
+**/\r
+VOID\r
+SetPageTableAttributes (\r
+  VOID\r
+  )\r
+{\r
+  UINTN                 Index2;\r
+  UINTN                 Index3;\r
+  UINT64                *L1PageTable;\r
+  UINT64                *L2PageTable;\r
+  UINT64                *L3PageTable;\r
+  BOOLEAN               IsSplitted;\r
+  BOOLEAN               PageTableSplitted;\r
+  BOOLEAN               CetEnabled;\r
+\r
+  //\r
+  // Don't mark page table to read-only if heap guard is enabled.\r
+  //\r
+  //      BIT2: SMM page guard enabled\r
+  //      BIT3: SMM pool guard enabled\r
+  //\r
+  if ((PcdGet8 (PcdHeapGuardPropertyMask) & (BIT3 | BIT2)) != 0) {\r
+    DEBUG ((DEBUG_INFO, "Don't mark page table to read-only as heap guard is enabled\n"));\r
+    return ;\r
+  }\r
+\r
+  //\r
+  // Don't mark page table to read-only if SMM profile is enabled.\r
+  //\r
+  if (FeaturePcdGet (PcdCpuSmmProfileEnable)) {\r
+    DEBUG ((DEBUG_INFO, "Don't mark page table to read-only as SMM profile is enabled\n"));\r
+    return ;\r
+  }\r
+\r
+  DEBUG ((DEBUG_INFO, "SetPageTableAttributes\n"));\r
+\r
+  //\r
+  // Disable write protection, because we need mark page table to be write protected.\r
+  // We need *write* page table memory, to mark itself to be *read only*.\r
+  //\r
+  CetEnabled = ((AsmReadCr4() & CR4_CET_ENABLE) != 0) ? TRUE : FALSE;\r
+  if (CetEnabled) {\r
+    //\r
+    // CET must be disabled if WP is disabled.\r
+    //\r
+    DisableCet();\r
+  }\r
+  AsmWriteCr0 (AsmReadCr0() & ~CR0_WP);\r
+\r
+  do {\r
+    DEBUG ((DEBUG_INFO, "Start...\n"));\r
+    PageTableSplitted = FALSE;\r
+\r
+    L3PageTable = (UINT64 *)GetPageTableBase ();\r
+\r
+    SmmSetMemoryAttributesEx ((EFI_PHYSICAL_ADDRESS)(UINTN)L3PageTable, SIZE_4KB, EFI_MEMORY_RO, &IsSplitted);\r
+    PageTableSplitted = (PageTableSplitted || IsSplitted);\r
+\r
+    for (Index3 = 0; Index3 < 4; Index3++) {\r
+      L2PageTable = (UINT64 *)(UINTN)(L3PageTable[Index3] & ~mAddressEncMask & PAGING_4K_ADDRESS_MASK_64);\r
+      if (L2PageTable == NULL) {\r
+        continue;\r
+      }\r
+\r
+      SmmSetMemoryAttributesEx ((EFI_PHYSICAL_ADDRESS)(UINTN)L2PageTable, SIZE_4KB, EFI_MEMORY_RO, &IsSplitted);\r
+      PageTableSplitted = (PageTableSplitted || IsSplitted);\r
+\r
+      for (Index2 = 0; Index2 < SIZE_4KB/sizeof(UINT64); Index2++) {\r
+        if ((L2PageTable[Index2] & IA32_PG_PS) != 0) {\r
+          // 2M\r
+          continue;\r
+        }\r
+        L1PageTable = (UINT64 *)(UINTN)(L2PageTable[Index2] & ~mAddressEncMask & PAGING_4K_ADDRESS_MASK_64);\r
+        if (L1PageTable == NULL) {\r
+          continue;\r
+        }\r
+        SmmSetMemoryAttributesEx ((EFI_PHYSICAL_ADDRESS)(UINTN)L1PageTable, SIZE_4KB, EFI_MEMORY_RO, &IsSplitted);\r
+        PageTableSplitted = (PageTableSplitted || IsSplitted);\r
+      }\r
+    }\r
+  } while (PageTableSplitted);\r
+\r
+  //\r
+  // Enable write protection, after page table updated.\r
+  //\r
+  AsmWriteCr0 (AsmReadCr0() | CR0_WP);\r
+  if (CetEnabled) {\r
+    //\r
+    // re-enable CET.\r
+    //\r
+    EnableCet();\r
+  }\r
+\r
+  return ;\r
 }\r