1defad3c7SHuaitong Han #include "libcflat.h" 2*a6fcc0fbSClaudio Imbrenda #include <alloc_page.h> 3defad3c7SHuaitong Han #include "x86/desc.h" 4defad3c7SHuaitong Han #include "x86/processor.h" 5defad3c7SHuaitong Han #include "x86/vm.h" 6defad3c7SHuaitong Han #include "x86/msr.h" 7defad3c7SHuaitong Han 8defad3c7SHuaitong Han #define CR0_WP_MASK (1UL << 16) 9defad3c7SHuaitong Han #define PTE_PKEY_BIT 59 10*a6fcc0fbSClaudio Imbrenda #define USER_BASE (1 << 23) 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 1706846df5SThomas Huth static 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 2706846df5SThomas Huth void do_pf_tss(unsigned long error_code); 28defad3c7SHuaitong Han void do_pf_tss(unsigned long error_code) 29defad3c7SHuaitong Han { 30defad3c7SHuaitong Han pf_count++; 31defad3c7SHuaitong Han save = test; 32defad3c7SHuaitong Han write_pkru(0); 33defad3c7SHuaitong Han } 34defad3c7SHuaitong Han 35defad3c7SHuaitong Han extern void pf_tss(void); 36defad3c7SHuaitong Han 37defad3c7SHuaitong Han asm ("pf_tss: \n\t" 38defad3c7SHuaitong Han #ifdef __x86_64__ 39defad3c7SHuaitong Han // no task on x86_64, save/restore caller-save regs 40defad3c7SHuaitong Han "push %rax; push %rcx; push %rdx; push %rsi; push %rdi\n" 41defad3c7SHuaitong Han "push %r8; push %r9; push %r10; push %r11\n" 42d0285a18SChenyi Qiang "mov 9*8(%rsp),%rdi\n" 43defad3c7SHuaitong Han #endif 44defad3c7SHuaitong Han "call do_pf_tss \n\t" 45defad3c7SHuaitong Han #ifdef __x86_64__ 46defad3c7SHuaitong Han "pop %r11; pop %r10; pop %r9; pop %r8\n" 47defad3c7SHuaitong Han "pop %rdi; pop %rsi; pop %rdx; pop %rcx; pop %rax\n" 48defad3c7SHuaitong Han #endif 49defad3c7SHuaitong Han "add $"S", %"R "sp\n\t" // discard error code 50defad3c7SHuaitong Han "iret"W" \n\t" 51defad3c7SHuaitong Han "jmp pf_tss\n\t" 52defad3c7SHuaitong Han ); 53defad3c7SHuaitong Han 547db17e21SThomas Huth static void init_test(void) 55defad3c7SHuaitong Han { 56defad3c7SHuaitong Han pf_count = 0; 57defad3c7SHuaitong Han 58defad3c7SHuaitong Han invlpg(&test); 59defad3c7SHuaitong Han invlpg(&USER_VAR(test)); 60defad3c7SHuaitong Han write_pkru(0); 61defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(0); 62defad3c7SHuaitong Han } 63defad3c7SHuaitong Han 64defad3c7SHuaitong Han int main(int ac, char **av) 65defad3c7SHuaitong Han { 66defad3c7SHuaitong Han unsigned long i; 67defad3c7SHuaitong Han unsigned int pkey = 0x2; 68defad3c7SHuaitong Han unsigned int pkru_ad = 0x10; 69defad3c7SHuaitong Han unsigned int pkru_wd = 0x20; 70defad3c7SHuaitong Han 71badc98caSKrish Sadhukhan if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_PKU)) { 7232b9603cSRadim Krčmář printf("PKU not enabled\n"); 7332b9603cSRadim Krčmář return report_summary(); 74defad3c7SHuaitong Han } 75defad3c7SHuaitong Han 76defad3c7SHuaitong Han setup_vm(); 77defad3c7SHuaitong Han setup_alt_stack(); 78defad3c7SHuaitong Han set_intr_alt_stack(14, pf_tss); 79defad3c7SHuaitong Han wrmsr(MSR_EFER, rdmsr(MSR_EFER) | EFER_LMA); 80defad3c7SHuaitong Han 81*a6fcc0fbSClaudio Imbrenda if (reserve_pages(USER_BASE, USER_BASE >> 12)) 82*a6fcc0fbSClaudio Imbrenda report_abort("Could not reserve memory"); 83defad3c7SHuaitong Han for (i = 0; i < USER_BASE; i += PAGE_SIZE) { 84d10d16e1SAlexander Gordeev *get_pte(phys_to_virt(read_cr3()), phys_to_virt(i)) &= ~PT_USER_MASK; 85defad3c7SHuaitong Han *get_pte(phys_to_virt(read_cr3()), phys_to_virt(i)) |= ((unsigned long)pkey << PTE_PKEY_BIT); 86defad3c7SHuaitong Han invlpg((void *)i); 87defad3c7SHuaitong Han } 88defad3c7SHuaitong Han 89defad3c7SHuaitong Han for (i = USER_BASE; i < 2 * USER_BASE; i += PAGE_SIZE) { 90defad3c7SHuaitong Han *get_pte(phys_to_virt(read_cr3()), phys_to_virt(i)) &= ~USER_BASE; 91defad3c7SHuaitong Han *get_pte(phys_to_virt(read_cr3()), phys_to_virt(i)) |= ((unsigned long)pkey << PTE_PKEY_BIT); 92defad3c7SHuaitong Han invlpg((void *)i); 93defad3c7SHuaitong Han } 94defad3c7SHuaitong Han 95defad3c7SHuaitong Han write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_PKE); 96defad3c7SHuaitong Han write_cr3(read_cr3()); 97defad3c7SHuaitong Han 98defad3c7SHuaitong Han init_test(); 99defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(1); 100defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_ad); 101defad3c7SHuaitong Han test = 21; 102a299895bSThomas Huth report(pf_count == 0 && test == 21, 103a299895bSThomas Huth "write to supervisor page when pkru is ad and wp == 1"); 104defad3c7SHuaitong Han 105defad3c7SHuaitong Han init_test(); 106defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(0); 107defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_ad); 108defad3c7SHuaitong Han test = 22; 109a299895bSThomas Huth report(pf_count == 0 && test == 22, 110a299895bSThomas Huth "write to supervisor page when pkru is ad and wp == 0"); 111defad3c7SHuaitong Han 112defad3c7SHuaitong Han init_test(); 113defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(1); 114defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_wd); 115defad3c7SHuaitong Han test = 23; 116a299895bSThomas Huth report(pf_count == 0 && test == 23, 117a299895bSThomas Huth "write to supervisor page when pkru is wd and wp == 1"); 118defad3c7SHuaitong Han 119defad3c7SHuaitong Han init_test(); 120defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(0); 121defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_wd); 122defad3c7SHuaitong Han test = 24; 123a299895bSThomas Huth report(pf_count == 0 && test == 24, 124a299895bSThomas Huth "write to supervisor page when pkru is wd and wp == 0"); 125defad3c7SHuaitong Han 126defad3c7SHuaitong Han init_test(); 127defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_wd); 128defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(0); 129defad3c7SHuaitong Han USER_VAR(test) = 25; 130a299895bSThomas Huth report(pf_count == 0 && test == 25, 131a299895bSThomas Huth "write to user page when pkru is wd and wp == 0"); 132defad3c7SHuaitong Han 133defad3c7SHuaitong Han init_test(); 134defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_wd); 135defad3c7SHuaitong Han set_cr0_wp(1); 136defad3c7SHuaitong Han USER_VAR(test) = 26; 137a299895bSThomas Huth report(pf_count == 1 && test == 26 && save == 25, 138a299895bSThomas Huth "write to user page when pkru is wd and wp == 1"); 139defad3c7SHuaitong Han 140defad3c7SHuaitong Han init_test(); 141defad3c7SHuaitong Han write_pkru(pkru_ad); 142defad3c7SHuaitong Han (void)USER_VAR(test); 143a299895bSThomas Huth report(pf_count == 1 && save == 26, "read from user page when pkru is ad"); 144defad3c7SHuaitong Han 145defad3c7SHuaitong Han // TODO: implicit kernel access from ring 3 (e.g. int) 146defad3c7SHuaitong Han 147defad3c7SHuaitong Han return report_summary(); 148defad3c7SHuaitong Han } 149