1defad3c7SHuaitong Han #include "libcflat.h" 2defad3c7SHuaitong Han #include "x86/desc.h" 3defad3c7SHuaitong Han #include "x86/processor.h" 4defad3c7SHuaitong Han #include "x86/vm.h" 5defad3c7SHuaitong Han #include "x86/msr.h" 6defad3c7SHuaitong Han 7defad3c7SHuaitong Han #define X86_FEATURE_PKU 3 8defad3c7SHuaitong Han #define CR0_WP_MASK (1UL << 16) 9defad3c7SHuaitong Han #define PTE_PKEY_BIT 59 10defad3c7SHuaitong Han #define USER_BASE (1 << 24) 11defad3c7SHuaitong Han #define USER_VAR(v) (*((__typeof__(&(v))) (((unsigned long)&v) + USER_BASE))) 12defad3c7SHuaitong Han 13defad3c7SHuaitong Han volatile int pf_count = 0; 14defad3c7SHuaitong Han volatile unsigned save; 15defad3c7SHuaitong Han volatile unsigned test; 16defad3c7SHuaitong Han 17defad3c7SHuaitong Han void set_cr0_wp(int wp) 18defad3c7SHuaitong Han { 19defad3c7SHuaitong Han unsigned long cr0 = read_cr0(); 20defad3c7SHuaitong Han 21defad3c7SHuaitong Han cr0 &= ~CR0_WP_MASK; 22defad3c7SHuaitong Han if (wp) 23defad3c7SHuaitong Han cr0 |= CR0_WP_MASK; 24defad3c7SHuaitong Han write_cr0(cr0); 25defad3c7SHuaitong Han } 26defad3c7SHuaitong Han 27defad3c7SHuaitong Han void do_pf_tss(unsigned long error_code) 28defad3c7SHuaitong Han { 29defad3c7SHuaitong Han pf_count++; 30defad3c7SHuaitong Han save = test; 31defad3c7SHuaitong Han write_pkru(0); 32defad3c7SHuaitong Han } 33defad3c7SHuaitong Han 34defad3c7SHuaitong Han extern void pf_tss(void); 35defad3c7SHuaitong Han 36defad3c7SHuaitong Han asm ("pf_tss: \n\t" 37defad3c7SHuaitong Han #ifdef __x86_64__ 38defad3c7SHuaitong Han // no task on x86_64, save/restore caller-save regs 39defad3c7SHuaitong Han "push %rax; push %rcx; push %rdx; push %rsi; push %rdi\n" 40defad3c7SHuaitong Han "push %r8; push %r9; push %r10; push %r11\n" 41defad3c7SHuaitong Han #endif 42defad3c7SHuaitong Han "call do_pf_tss \n\t" 43defad3c7SHuaitong Han #ifdef __x86_64__ 44defad3c7SHuaitong Han "pop %r11; pop %r10; pop %r9; pop %r8\n" 45defad3c7SHuaitong Han "pop %rdi; pop %rsi; pop %rdx; pop %rcx; pop %rax\n" 46defad3c7SHuaitong Han #endif 47defad3c7SHuaitong Han "add $"S", %"R "sp\n\t" // discard error code 48defad3c7SHuaitong Han "iret"W" \n\t" 49defad3c7SHuaitong Han "jmp pf_tss\n\t" 50defad3c7SHuaitong Han ); 51defad3c7SHuaitong Han 52defad3c7SHuaitong Han static void init_test() 53defad3c7SHuaitong Han { 54defad3c7SHuaitong Han pf_count = 0; 55defad3c7SHuaitong Han 56defad3c7SHuaitong Han invlpg(&test); 57defad3c7SHuaitong Han invlpg(&USER_VAR(test)); 58defad3c7SHuaitong Han write_pkru(0); 59defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(0); 60defad3c7SHuaitong Han } 61defad3c7SHuaitong Han 62defad3c7SHuaitong Han int main(int ac, char **av) 63defad3c7SHuaitong Han { 64defad3c7SHuaitong Han unsigned long i; 65defad3c7SHuaitong Han unsigned int pkey = 0x2; 66defad3c7SHuaitong Han unsigned int pkru_ad = 0x10; 67defad3c7SHuaitong Han unsigned int pkru_wd = 0x20; 68defad3c7SHuaitong Han 69defad3c7SHuaitong Han if (!(cpuid_indexed(7, 0).c & (1 << X86_FEATURE_PKU))) { 70*32b9603cSRadim Krčmář printf("PKU not enabled\n"); 71*32b9603cSRadim Krčmář return report_summary(); 72defad3c7SHuaitong Han } 73defad3c7SHuaitong Han 74defad3c7SHuaitong Han setup_vm(); 75defad3c7SHuaitong Han setup_alt_stack(); 76defad3c7SHuaitong Han set_intr_alt_stack(14, pf_tss); 77defad3c7SHuaitong Han wrmsr(MSR_EFER, rdmsr(MSR_EFER) | EFER_LMA); 78defad3c7SHuaitong Han 79defad3c7SHuaitong Han for (i = 0; i < USER_BASE; i += PAGE_SIZE) { 80defad3c7SHuaitong Han *get_pte(phys_to_virt(read_cr3()), phys_to_virt(i)) &= ~PTE_USER; 81defad3c7SHuaitong Han *get_pte(phys_to_virt(read_cr3()), phys_to_virt(i)) |= ((unsigned long)pkey << PTE_PKEY_BIT); 82defad3c7SHuaitong Han invlpg((void *)i); 83defad3c7SHuaitong Han } 84defad3c7SHuaitong Han 85defad3c7SHuaitong Han for (i = USER_BASE; i < 2 * USER_BASE; i += PAGE_SIZE) { 86defad3c7SHuaitong Han *get_pte(phys_to_virt(read_cr3()), phys_to_virt(i)) &= ~USER_BASE; 87defad3c7SHuaitong Han *get_pte(phys_to_virt(read_cr3()), phys_to_virt(i)) |= ((unsigned long)pkey << PTE_PKEY_BIT); 88defad3c7SHuaitong Han invlpg((void *)i); 89defad3c7SHuaitong Han } 90defad3c7SHuaitong Han 91defad3c7SHuaitong Han write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_PKE); 92defad3c7SHuaitong Han write_cr3(read_cr3()); 93defad3c7SHuaitong Han 94defad3c7SHuaitong Han init_test(); 95defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(1); 96defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_ad); 97defad3c7SHuaitong Han test = 21; 98defad3c7SHuaitong Han report("write to supervisor page when pkru is ad and wp == 1", pf_count == 0 && test == 21); 99defad3c7SHuaitong Han 100defad3c7SHuaitong Han init_test(); 101defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(0); 102defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_ad); 103defad3c7SHuaitong Han test = 22; 104defad3c7SHuaitong Han report("write to supervisor page when pkru is ad and wp == 0", pf_count == 0 && test == 22); 105defad3c7SHuaitong Han 106defad3c7SHuaitong Han init_test(); 107defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(1); 108defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_wd); 109defad3c7SHuaitong Han test = 23; 110defad3c7SHuaitong Han report("write to supervisor page when pkru is wd and wp == 1", pf_count == 0 && test == 23); 111defad3c7SHuaitong Han 112defad3c7SHuaitong Han init_test(); 113defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(0); 114defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_wd); 115defad3c7SHuaitong Han test = 24; 116defad3c7SHuaitong Han report("write to supervisor page when pkru is wd and wp == 0", pf_count == 0 && test == 24); 117defad3c7SHuaitong Han 118defad3c7SHuaitong Han init_test(); 119defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_wd); 120defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(0); 121defad3c7SHuaitong Han USER_VAR(test) = 25; 122defad3c7SHuaitong Han report("write to user page when pkru is wd and wp == 0", pf_count == 0 && test == 25); 123defad3c7SHuaitong Han 124defad3c7SHuaitong Han init_test(); 125defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_wd); 126defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(1); 127defad3c7SHuaitong Han USER_VAR(test) = 26; 128defad3c7SHuaitong Han report("write to user page when pkru is wd and wp == 1", pf_count == 1 && test == 26 && save == 25); 129defad3c7SHuaitong Han 130defad3c7SHuaitong Han init_test(); 131defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_ad); 132defad3c7SHuaitong Han (void)USER_VAR(test); 133defad3c7SHuaitong Han report("read from user page when pkru is ad", pf_count == 1 && save == 26); 134defad3c7SHuaitong Han 135defad3c7SHuaitong Han // TODO: implicit kernel access from ring 3 (e.g. int) 136defad3c7SHuaitong Han 137defad3c7SHuaitong Han return report_summary(); 138defad3c7SHuaitong Han } 139