]> git.proxmox.com Git - mirror_edk2.git/blobdiff - UefiCpuPkg/PiSmmCpuDxeSmm/X64/PageTbl.c
UefiCpuPkg/PiSmmCpuDxeSmm: Add paging protection.
[mirror_edk2.git] / UefiCpuPkg / PiSmmCpuDxeSmm / X64 / PageTbl.c
index d242e06a5e02c469b6ff427457e4357ab8454145..b3e50a4f20e119c57b0a9b2650664b72ec55754c 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /** @file\r
 Page Fault (#PF) handler for X64 processors\r
 \r
-Copyright (c) 2009 - 2015, Intel Corporation. All rights reserved.<BR>\r
+Copyright (c) 2009 - 2016, Intel Corporation. All rights reserved.<BR>\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
@@ -17,8 +17,9 @@ WITHOUT WARRANTIES OR REPRESENTATIONS OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED.
 #define PAGE_TABLE_PAGES            8\r
 #define ACC_MAX_BIT                 BIT3\r
 LIST_ENTRY                          mPagePool = INITIALIZE_LIST_HEAD_VARIABLE (mPagePool);\r
-SPIN_LOCK                           mPFLock;\r
 BOOLEAN                             m1GPageTableSupport = FALSE;\r
+UINT8                               mPhysicalAddressBits;\r
+BOOLEAN                             mCpuSmmStaticPageTable;\r
 \r
 /**\r
   Check if 1-GByte pages is supported by processor or not.\r
@@ -86,6 +87,146 @@ GetSubEntriesNum (
   return BitFieldRead64 (*Entry, 52, 60);\r
 }\r
 \r
+/**\r
+  Calculate the maximum support address.\r
+\r
+  @return the maximum support address.\r
+**/\r
+UINT8\r
+CalculateMaximumSupportAddress (\r
+  VOID\r
+  )\r
+{\r
+  UINT32                                        RegEax;\r
+  UINT8                                         PhysicalAddressBits;\r
+  VOID                                          *Hob;\r
+\r
+  //\r
+  // Get physical address bits supported.\r
+  //\r
+  Hob = GetFirstHob (EFI_HOB_TYPE_CPU);\r
+  if (Hob != NULL) {\r
+    PhysicalAddressBits = ((EFI_HOB_CPU *) Hob)->SizeOfMemorySpace;\r
+  } else {\r
+    AsmCpuid (0x80000000, &RegEax, NULL, NULL, NULL);\r
+    if (RegEax >= 0x80000008) {\r
+      AsmCpuid (0x80000008, &RegEax, NULL, NULL, NULL);\r
+      PhysicalAddressBits = (UINT8) RegEax;\r
+    } else {\r
+      PhysicalAddressBits = 36;\r
+    }\r
+  }\r
+\r
+  //\r
+  // IA-32e paging translates 48-bit linear addresses to 52-bit physical addresses.\r
+  //\r
+  ASSERT (PhysicalAddressBits <= 52);\r
+  if (PhysicalAddressBits > 48) {\r
+    PhysicalAddressBits = 48;\r
+  }\r
+  return PhysicalAddressBits;\r
+}\r
+\r
+/**\r
+  Set static page table.\r
+\r
+  @param[in] PageTable     Address of page table.\r
+**/\r
+VOID\r
+SetStaticPageTable (\r
+  IN UINTN               PageTable\r
+  )\r
+{\r
+  UINT64                                        PageAddress;\r
+  UINTN                                         NumberOfPml4EntriesNeeded;\r
+  UINTN                                         NumberOfPdpEntriesNeeded;\r
+  UINTN                                         IndexOfPml4Entries;\r
+  UINTN                                         IndexOfPdpEntries;\r
+  UINTN                                         IndexOfPageDirectoryEntries;\r
+  UINT64                                        *PageMapLevel4Entry;\r
+  UINT64                                        *PageMap;\r
+  UINT64                                        *PageDirectoryPointerEntry;\r
+  UINT64                                        *PageDirectory1GEntry;\r
+  UINT64                                        *PageDirectoryEntry;\r
+\r
+  if (mPhysicalAddressBits <= 39 ) {\r
+    NumberOfPml4EntriesNeeded = 1;\r
+    NumberOfPdpEntriesNeeded = (UINT32)LShiftU64 (1, (mPhysicalAddressBits - 30));\r
+  } else {\r
+    NumberOfPml4EntriesNeeded = (UINT32)LShiftU64 (1, (mPhysicalAddressBits - 39));\r
+    NumberOfPdpEntriesNeeded = 512;\r
+  }\r
+\r
+  //\r
+  // By architecture only one PageMapLevel4 exists - so lets allocate storage for it.\r
+  //\r
+  PageMap         = (VOID *) PageTable;\r
+\r
+  PageMapLevel4Entry = PageMap;\r
+  PageAddress        = 0;\r
+  for (IndexOfPml4Entries = 0; IndexOfPml4Entries < NumberOfPml4EntriesNeeded; IndexOfPml4Entries++, PageMapLevel4Entry++) {\r
+    //\r
+    // Each PML4 entry points to a page of Page Directory Pointer entries.\r
+    //\r
+    PageDirectoryPointerEntry = (UINT64 *) ((*PageMapLevel4Entry) & gPhyMask);\r
+    if (PageDirectoryPointerEntry == NULL) {\r
+      PageDirectoryPointerEntry = AllocatePageTableMemory (1);\r
+      ASSERT(PageDirectoryPointerEntry != NULL);\r
+      ZeroMem (PageDirectoryPointerEntry, EFI_PAGES_TO_SIZE(1));\r
+\r
+      *PageMapLevel4Entry = ((UINTN)PageDirectoryPointerEntry & gPhyMask)  | PAGE_ATTRIBUTE_BITS;\r
+    }\r
+\r
+    if (m1GPageTableSupport) {\r
+      PageDirectory1GEntry = PageDirectoryPointerEntry;\r
+      for (IndexOfPageDirectoryEntries = 0; IndexOfPageDirectoryEntries < 512; IndexOfPageDirectoryEntries++, PageDirectory1GEntry++, PageAddress += SIZE_1GB) {\r
+        if (IndexOfPml4Entries == 0 && IndexOfPageDirectoryEntries < 4) {\r
+          //\r
+          // Skip the < 4G entries\r
+          //\r
+          continue;\r
+        }\r
+        //\r
+        // Fill in the Page Directory entries\r
+        //\r
+        *PageDirectory1GEntry = (PageAddress & gPhyMask) | IA32_PG_PS | PAGE_ATTRIBUTE_BITS;\r
+      }\r
+    } else {\r
+      PageAddress = BASE_4GB;\r
+      for (IndexOfPdpEntries = 0; IndexOfPdpEntries < NumberOfPdpEntriesNeeded; IndexOfPdpEntries++, PageDirectoryPointerEntry++) {\r
+        if (IndexOfPml4Entries == 0 && IndexOfPdpEntries < 4) {\r
+          //\r
+          // Skip the < 4G entries\r
+          //\r
+          continue;\r
+        }\r
+        //\r
+        // Each Directory Pointer entries points to a page of Page Directory entires.\r
+        // So allocate space for them and fill them in in the IndexOfPageDirectoryEntries loop.\r
+        //\r
+        PageDirectoryEntry = (UINT64 *) ((*PageDirectoryPointerEntry) & gPhyMask);\r
+        if (PageDirectoryEntry == NULL) {\r
+          PageDirectoryEntry = AllocatePageTableMemory (1);\r
+          ASSERT(PageDirectoryEntry != NULL);\r
+          ZeroMem (PageDirectoryEntry, EFI_PAGES_TO_SIZE(1));\r
+\r
+          //\r
+          // Fill in a Page Directory Pointer Entries\r
+          //\r
+          *PageDirectoryPointerEntry = (UINT64)(UINTN)PageDirectoryEntry | PAGE_ATTRIBUTE_BITS;\r
+        }\r
+\r
+        for (IndexOfPageDirectoryEntries = 0; IndexOfPageDirectoryEntries < 512; IndexOfPageDirectoryEntries++, PageDirectoryEntry++, PageAddress += SIZE_2MB) {\r
+          //\r
+          // Fill in the Page Directory entries\r
+          //\r
+          *PageDirectoryEntry = (UINT64)PageAddress | IA32_PG_PS | PAGE_ATTRIBUTE_BITS;\r
+        }\r
+      }\r
+    }\r
+  }\r
+}\r
+\r
 /**\r
   Create PageTable for SMM use.\r
 \r
@@ -107,13 +248,19 @@ SmmInitPageTable (
   //\r
   // Initialize spin lock\r
   //\r
-  InitializeSpinLock (&mPFLock);\r
+  InitializeSpinLock (mPFLock);\r
 \r
+  mCpuSmmStaticPageTable = PcdGetBool (PcdCpuSmmStaticPageTable);\r
   m1GPageTableSupport = Is1GPageSupport ();\r
+  DEBUG ((DEBUG_INFO, "1GPageTableSupport - 0x%x\n", m1GPageTableSupport));\r
+  DEBUG ((DEBUG_INFO, "PcdCpuSmmStaticPageTable - 0x%x\n", mCpuSmmStaticPageTable));\r
+\r
+  mPhysicalAddressBits = CalculateMaximumSupportAddress ();\r
+  DEBUG ((DEBUG_INFO, "PhysicalAddressBits - 0x%x\n", mPhysicalAddressBits));\r
   //\r
   // Generate PAE page table for the first 4GB memory space\r
   //\r
-  Pages = Gen4GPageTable (PAGE_TABLE_PAGES + 1);\r
+  Pages = Gen4GPageTable (FALSE);\r
 \r
   //\r
   // Set IA32_PG_PMNT bit to mask this entry\r
@@ -126,21 +273,28 @@ SmmInitPageTable (
   //\r
   // Fill Page-Table-Level4 (PML4) entry\r
   //\r
-  PTEntry = (UINT64*)(UINTN)(Pages - EFI_PAGES_TO_SIZE (PAGE_TABLE_PAGES + 1));\r
-  *PTEntry = Pages + PAGE_ATTRIBUTE_BITS;\r
+  PTEntry = (UINT64*)AllocatePageTableMemory (1);\r
+  ASSERT (PTEntry != NULL);\r
+  *PTEntry = Pages | PAGE_ATTRIBUTE_BITS;\r
   ZeroMem (PTEntry + 1, EFI_PAGE_SIZE - sizeof (*PTEntry));\r
+\r
   //\r
   // Set sub-entries number\r
   //\r
   SetSubEntriesNum (PTEntry, 3);\r
 \r
-  //\r
-  // Add remaining pages to page pool\r
-  //\r
-  FreePage = (LIST_ENTRY*)(PTEntry + EFI_PAGE_SIZE / sizeof (*PTEntry));\r
-  while ((UINTN)FreePage < Pages) {\r
-    InsertTailList (&mPagePool, FreePage);\r
-    FreePage += EFI_PAGE_SIZE / sizeof (*FreePage);\r
+  if (mCpuSmmStaticPageTable) {\r
+    SetStaticPageTable ((UINTN)PTEntry);\r
+  } else {\r
+    //\r
+    // Add pages to page pool\r
+    //\r
+    FreePage = (LIST_ENTRY*)AllocatePageTableMemory (PAGE_TABLE_PAGES);\r
+    ASSERT (FreePage != NULL);\r
+    for (Index = 0; Index < PAGE_TABLE_PAGES; Index++) {\r
+      InsertTailList (&mPagePool, FreePage);\r
+      FreePage += EFI_PAGE_SIZE / sizeof (*FreePage);\r
+    }\r
   }\r
 \r
   if (FeaturePcdGet (PcdCpuSmmProfileEnable)) {\r
@@ -562,7 +716,7 @@ SmiDefaultPFHandler (
     break;\r
   case SmmPageSize1G:\r
     if (!m1GPageTableSupport) {\r
-      DEBUG ((EFI_D_ERROR, "1-GByte pages is not supported!"));\r
+      DEBUG ((DEBUG_ERROR, "1-GByte pages is not supported!"));\r
       ASSERT (FALSE);\r
     }\r
     //\r
@@ -613,8 +767,8 @@ SmiDefaultPFHandler (
       // Check if the entry has already existed, this issue may occur when the different\r
       // size page entries created under the same entry\r
       //\r
-      DEBUG ((EFI_D_ERROR, "PageTable = %lx, PTIndex = %x, PageTable[PTIndex] = %lx\n", PageTable, PTIndex, PageTable[PTIndex]));\r
-      DEBUG ((EFI_D_ERROR, "New page table overlapped with old page table!\n"));\r
+      DEBUG ((DEBUG_ERROR, "PageTable = %lx, PTIndex = %x, PageTable[PTIndex] = %lx\n", PageTable, PTIndex, PageTable[PTIndex]));\r
+      DEBUG ((DEBUG_ERROR, "New page table overlapped with old page table!\n"));\r
       ASSERT (FALSE);\r
     }\r
     //\r
@@ -651,17 +805,22 @@ SmiPFHandler (
 \r
   ASSERT (InterruptType == EXCEPT_IA32_PAGE_FAULT);\r
 \r
-  AcquireSpinLock (&mPFLock);\r
+  AcquireSpinLock (mPFLock);\r
 \r
   PFAddress = AsmReadCr2 ();\r
 \r
+  if (mCpuSmmStaticPageTable && (PFAddress >= LShiftU64 (1, (mPhysicalAddressBits - 1)))) {\r
+    DEBUG ((DEBUG_ERROR, "Do not support address 0x%lx by processor!\n", PFAddress));\r
+    CpuDeadLoop ();\r
+  }\r
+\r
   //\r
   // If a page fault occurs in SMRAM range, it should be in a SMM stack guard page.\r
   //\r
   if ((FeaturePcdGet (PcdCpuSmmStackGuard)) &&\r
       (PFAddress >= mCpuHotPlugData.SmrrBase) &&\r
       (PFAddress < (mCpuHotPlugData.SmrrBase + mCpuHotPlugData.SmrrSize))) {\r
-    DEBUG ((EFI_D_ERROR, "SMM stack overflow!\n"));\r
+    DEBUG ((DEBUG_ERROR, "SMM stack overflow!\n"));\r
     CpuDeadLoop ();\r
   }\r
 \r
@@ -671,7 +830,7 @@ SmiPFHandler (
   if ((PFAddress < mCpuHotPlugData.SmrrBase) ||\r
       (PFAddress >= mCpuHotPlugData.SmrrBase + mCpuHotPlugData.SmrrSize)) {\r
     if ((SystemContext.SystemContextX64->ExceptionData & IA32_PF_EC_ID) != 0) {\r
-      DEBUG ((EFI_D_ERROR, "Code executed on IP(0x%lx) out of SMM range after SMM is locked!\n", PFAddress));\r
+      DEBUG ((DEBUG_ERROR, "Code executed on IP(0x%lx) out of SMM range after SMM is locked!\n", PFAddress));\r
       DEBUG_CODE (\r
         DumpModuleInfoByIp (*(UINTN *)(UINTN)SystemContext.SystemContextX64->Rsp);\r
       );\r
@@ -688,5 +847,89 @@ SmiPFHandler (
     SmiDefaultPFHandler ();\r
   }\r
 \r
-  ReleaseSpinLock (&mPFLock);\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
+  UINTN                 Index4;\r
+  UINT64                *L1PageTable;\r
+  UINT64                *L2PageTable;\r
+  UINT64                *L3PageTable;\r
+  UINT64                *L4PageTable;\r
+  BOOLEAN               IsSplitted;\r
+  BOOLEAN               PageTableSplitted;\r
+\r
+  if (!mCpuSmmStaticPageTable) {\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
+  AsmWriteCr0 (AsmReadCr0() & ~CR0_WP);\r
+\r
+  do {\r
+    DEBUG ((DEBUG_INFO, "Start...\n"));\r
+    PageTableSplitted = FALSE;\r
+\r
+    L4PageTable = (UINT64 *)GetPageTableBase ();\r
+    SmmSetMemoryAttributesEx ((EFI_PHYSICAL_ADDRESS)(UINTN)L4PageTable, SIZE_4KB, EFI_MEMORY_RO, &IsSplitted);\r
+    PageTableSplitted = (PageTableSplitted || IsSplitted);\r
+\r
+    for (Index4 = 0; Index4 < SIZE_4KB/sizeof(UINT64); Index4++) {\r
+      L3PageTable = (UINT64 *)(UINTN)(L4PageTable[Index4] & PAGING_4K_ADDRESS_MASK_64);\r
+      if (L3PageTable == NULL) {\r
+        continue;\r
+      }\r
+\r
+      SmmSetMemoryAttributesEx ((EFI_PHYSICAL_ADDRESS)(UINTN)L3PageTable, SIZE_4KB, EFI_MEMORY_RO, &IsSplitted);\r
+      PageTableSplitted = (PageTableSplitted || IsSplitted);\r
+\r
+      for (Index3 = 0; Index3 < SIZE_4KB/sizeof(UINT64); Index3++) {\r
+        if ((L3PageTable[Index3] & IA32_PG_PS) != 0) {\r
+          // 1G\r
+          continue;\r
+        }\r
+        L2PageTable = (UINT64 *)(UINTN)(L3PageTable[Index3] & 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] & 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
+    }\r
+  } while (PageTableSplitted);\r
+\r
+  //\r
+  // Enable write protection, after page table updated.\r
+  //\r
+  AsmWriteCr0 (AsmReadCr0() | CR0_WP);\r
+\r
+  return ;\r
 }\r