sys/platform/pc32/i386/sys_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      from: @(#)sys_machdep.c 5.5 (Berkeley) 1/19/91
  34  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/sys_machdep.c,v 1.47.2.3 2002/10/07 17:20:00 jhb Exp $
  35  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/sys_machdep.c,v 1.2 2003/06/17 04:28:35 dillon Exp $
  36  *
  37  */
  38
  39 #include "opt_user_ldt.h"
  40
  41 #include <sys/param.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/sysproto.h>
  44 #include <sys/malloc.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46
  47 #include <vm/vm.h>
  48 #include <sys/lock.h>
  49 #include <vm/pmap.h>
  50 #include <vm/vm_map.h>
  51 #include <vm/vm_extern.h>
  52
  53 #include <sys/user.h>
  54
  55 #include <machine/cpu.h>
  56 #include <machine/ipl.h>
  57 #include <machine/pcb_ext.h>    /* pcb.h included by sys/user.h */
  58 #include <machine/sysarch.h>
  59 #ifdef SMP
  60 #include <machine/smp.h>
  61 #endif
  62
  63 #include <vm/vm_kern.h>         /* for kernel_map */
  64
  65 #define MAX_LD 8192
  66 #define LD_PER_PAGE 512
  67 #define NEW_MAX_LD(num)  ((num + LD_PER_PAGE) & ~(LD_PER_PAGE-1))
  68 #define SIZE_FROM_LARGEST_LD(num) (NEW_MAX_LD(num) << 3)
  69
  70
  71
  72 #ifdef USER_LDT
  73 static int i386_get_ldt __P((struct proc *, char *));
  74 static int i386_set_ldt __P((struct proc *, char *));
  75 #endif
  76 static int i386_get_ioperm      __P((struct proc *, char *));
  77 static int i386_set_ioperm      __P((struct proc *, char *));
  78 int i386_extend_pcb     __P((struct proc *));
  79
  80 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
  81 struct sysarch_args {
  82         int op;
  83         char *parms;
  84 };
  85 #endif
  86
  87 int
  88 sysarch(p, uap)
  89         struct proc *p;
  90         register struct sysarch_args *uap;
  91 {
  92         int error = 0;
  93
  94         switch(uap->op) {
  95 #ifdef  USER_LDT
  96         case I386_GET_LDT:
  97                 error = i386_get_ldt(p, uap->parms);
  98                 break;
  99
 100         case I386_SET_LDT:
 101                 error = i386_set_ldt(p, uap->parms);
 102                 break;
 103 #endif
 104         case I386_GET_IOPERM:
 105                 error = i386_get_ioperm(p, uap->parms);
 106                 break;
 107         case I386_SET_IOPERM:
 108                 error = i386_set_ioperm(p, uap->parms);
 109                 break;
 110         case I386_VM86:
 111                 error = vm86_sysarch(p, uap->parms);
 112                 break;
 113         default:
 114                 error = EOPNOTSUPP;
 115                 break;
 116         }
 117         return (error);
 118 }
 119
 120 int
 121 i386_extend_pcb(struct proc *p)
 122 {
 123         int i, offset;
 124         u_long *addr;
 125         struct pcb_ext *ext;
 126         struct soft_segment_descriptor ssd = {
 127                 0,                      /* segment base address (overwritten) */
 128                 ctob(IOPAGES + 1) - 1,  /* length */
 129                 SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
 130                 0,                      /* priority level */
 131                 1,                      /* descriptor present */
 132                 0, 0,
 133                 0,                      /* default 32 size */
 134                 0                       /* granularity */
 135         };
 136
 137         ext = (struct pcb_ext *)kmem_alloc(kernel_map, ctob(IOPAGES+1));
 138         if (ext == 0)
 139                 return (ENOMEM);
 140         p->p_addr->u_pcb.pcb_ext = ext;
 141         bzero(ext, sizeof(struct pcb_ext));
 142         ext->ext_tss.tss_esp0 = (unsigned)p->p_addr + ctob(UPAGES) - 16;
 143         ext->ext_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 144         /*
 145          * The last byte of the i/o map must be followed by an 0xff byte.
 146          * We arbitrarily allocate 16 bytes here, to keep the starting
 147          * address on a doubleword boundary.
 148          */
 149         offset = PAGE_SIZE - 16;
 150         ext->ext_tss.tss_ioopt =
 151             (offset - ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext)) << 16;
 152         ext->ext_iomap = (caddr_t)ext + offset;
 153         ext->ext_vm86.vm86_intmap = (caddr_t)ext + offset - 32;
 154
 155         addr = (u_long *)ext->ext_vm86.vm86_intmap;
 156         for (i = 0; i < (ctob(IOPAGES) + 32 + 16) / sizeof(u_long); i++)
 157                 *addr++ = ~0;
 158
 159         ssd.ssd_base = (unsigned)&ext->ext_tss;
 160         ssd.ssd_limit -= ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext);
 161         ssdtosd(&ssd, &ext->ext_tssd);
 162
 163         /* switch to the new TSS after syscall completes */
 164         need_resched();
 165
 166         return 0;
 167 }
 168
 169 static int
 170 i386_set_ioperm(p, args)
 171         struct proc *p;
 172         char *args;
 173 {
 174         int i, error;
 175         struct i386_ioperm_args ua;
 176         char *iomap;
 177
 178         if ((error = copyin(args, &ua, sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
 179                 return (error);
 180
 181         if ((error = suser(p)) != 0)
 182                 return (error);
 183         if (securelevel > 0)
 184                 return (EPERM);
 185         /*
 186          * XXX
 187          * While this is restricted to root, we should probably figure out
 188          * whether any other driver is using this i/o address, as so not to
 189          * cause confusion.  This probably requires a global 'usage registry'.
 190          */
 191
 192         if (p->p_addr->u_pcb.pcb_ext == 0)
 193                 if ((error = i386_extend_pcb(p)) != 0)
 194                         return (error);
 195         iomap = (char *)p->p_addr->u_pcb.pcb_ext->ext_iomap;
 196
 197         if (ua.start + ua.length > IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 198                 return (EINVAL);
 199
 200         for (i = ua.start; i < ua.start + ua.length; i++) {
 201                 if (ua.enable)
 202                         iomap[i >> 3] &= ~(1 << (i & 7));
 203                 else
 204                         iomap[i >> 3] |= (1 << (i & 7));
 205         }
 206         return (error);
 207 }
 208
 209 static int
 210 i386_get_ioperm(p, args)
 211         struct proc *p;
 212         char *args;
 213 {
 214         int i, state, error;
 215         struct i386_ioperm_args ua;
 216         char *iomap;
 217
 218         if ((error = copyin(args, &ua, sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
 219                 return (error);
 220         if (ua.start >= IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 221                 return (EINVAL);
 222
 223         if (p->p_addr->u_pcb.pcb_ext == 0) {
 224                 ua.length = 0;
 225                 goto done;
 226         }
 227
 228         iomap = (char *)p->p_addr->u_pcb.pcb_ext->ext_iomap;
 229
 230         i = ua.start;
 231         state = (iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
 232         ua.enable = !state;
 233         ua.length = 1;
 234
 235         for (i = ua.start + 1; i < IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY; i++) {
 236                 if (state != ((iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1))
 237                         break;
 238                 ua.length++;
 239         }
 240
 241 done:
 242         error = copyout(&ua, args, sizeof(struct i386_ioperm_args));
 243         return (error);
 244 }
 245
 246 #ifdef USER_LDT
 247 /*
 248  * Update the GDT entry pointing to the LDT to point to the LDT of the
 249  * current process.  Do not staticize.
 250  */
 251 void
 252 set_user_ldt(struct pcb *pcb)
 253 {
 254         struct pcb_ldt *pcb_ldt;
 255
 256         if (pcb != curpcb)
 257                 return;
 258
 259         pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 260 #ifdef SMP
 261         gdt[cpuid * NGDT + GUSERLDT_SEL].sd = pcb_ldt->ldt_sd;
 262 #else
 263         gdt[GUSERLDT_SEL].sd = pcb_ldt->ldt_sd;
 264 #endif
 265         lldt(GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 266         currentldt = GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL);
 267 }
 268
 269 struct pcb_ldt *
 270 user_ldt_alloc(struct pcb *pcb, int len)
 271 {
 272         struct pcb_ldt *pcb_ldt, *new_ldt;
 273
 274         MALLOC(new_ldt, struct pcb_ldt *, sizeof(struct pcb_ldt),
 275                 M_SUBPROC, M_WAITOK);
 276         if (new_ldt == NULL)
 277                 return NULL;
 278
 279         new_ldt->ldt_len = len = NEW_MAX_LD(len);
 280         new_ldt->ldt_base = (caddr_t)kmem_alloc(kernel_map,
 281                 len * sizeof(union descriptor));
 282         if (new_ldt->ldt_base == NULL) {
 283                 FREE(new_ldt, M_SUBPROC);
 284                 return NULL;
 285         }
 286         new_ldt->ldt_refcnt = 1;
 287         new_ldt->ldt_active = 0;
 288
 289         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_base = (unsigned)new_ldt->ldt_base;
 290         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_limit = len * sizeof(union descriptor) - 1;
 291         ssdtosd(&gdt_segs[GUSERLDT_SEL], &new_ldt->ldt_sd);
 292
 293         if ((pcb_ldt = pcb->pcb_ldt)) {
 294                 if (len > pcb_ldt->ldt_len)
 295                         len = pcb_ldt->ldt_len;
 296                 bcopy(pcb_ldt->ldt_base, new_ldt->ldt_base,
 297                         len * sizeof(union descriptor));
 298         } else {
 299                 bcopy(ldt, new_ldt->ldt_base, sizeof(ldt));
 300         }
 301         return new_ldt;
 302 }
 303
 304 void
 305 user_ldt_free(struct pcb *pcb)
 306 {
 307         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 308
 309         if (pcb_ldt == NULL)
 310                 return;
 311
 312         if (pcb == curpcb) {
 313                 lldt(_default_ldt);
 314                 currentldt = _default_ldt;
 315         }
 316
 317         if (--pcb_ldt->ldt_refcnt == 0) {
 318                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)pcb_ldt->ldt_base,
 319                         pcb_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 320                 FREE(pcb_ldt, M_SUBPROC);
 321         }
 322         pcb->pcb_ldt = NULL;
 323 }
 324
 325 static int
 326 i386_get_ldt(p, args)
 327         struct proc *p;
 328         char *args;
 329 {
 330         int error = 0;
 331         struct pcb *pcb = &p->p_addr->u_pcb;
 332         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 333         int nldt, num;
 334         union descriptor *lp;
 335         int s;
 336         struct i386_ldt_args ua, *uap = &ua;
 337
 338         if ((error = copyin(args, uap, sizeof(struct i386_ldt_args))) < 0)
 339                 return(error);
 340
 341 #ifdef  DEBUG
 342         printf("i386_get_ldt: start=%d num=%d descs=%p\n",
 343             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 344 #endif
 345
 346         /* verify range of LDTs exist */
 347         if ((uap->start < 0) || (uap->num <= 0))
 348                 return(EINVAL);
 349
 350         s = splhigh();
 351
 352         if (pcb_ldt) {
 353                 nldt = pcb_ldt->ldt_len;
 354                 num = min(uap->num, nldt);
 355                 lp = &((union descriptor *)(pcb_ldt->ldt_base))[uap->start];
 356         } else {
 357                 nldt = sizeof(ldt)/sizeof(ldt[0]);
 358                 num = min(uap->num, nldt);
 359                 lp = &ldt[uap->start];
 360         }
 361         if (uap->start + num > nldt) {
 362                 splx(s);
 363                 return(EINVAL);
 364         }
 365
 366         error = copyout(lp, uap->descs, num * sizeof(union descriptor));
 367         if (!error)
 368                 p->p_retval[0] = num;
 369
 370         splx(s);
 371         return(error);
 372 }
 373
 374 static int
 375 i386_set_ldt(p, args)
 376         struct proc *p;
 377         char *args;
 378 {
 379         int error = 0, i, n;
 380         int largest_ld;
 381         struct pcb *pcb = &p->p_addr->u_pcb;
 382         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 383         union descriptor *descs;
 384         int descs_size, s;
 385         struct i386_ldt_args ua, *uap = &ua;
 386
 387         if ((error = copyin(args, uap, sizeof(struct i386_ldt_args))) < 0)
 388                 return(error);
 389
 390 #ifdef  DEBUG
 391         printf("i386_set_ldt: start=%d num=%d descs=%p\n",
 392             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 393 #endif
 394
 395         /* verify range of descriptors to modify */
 396         if ((uap->start < 0) || (uap->start >= MAX_LD) || (uap->num < 0) ||
 397                 (uap->num > MAX_LD))
 398         {
 399                 return(EINVAL);
 400         }
 401         largest_ld = uap->start + uap->num - 1;
 402         if (largest_ld >= MAX_LD)
 403                 return(EINVAL);
 404
 405         /* allocate user ldt */
 406         if (!pcb_ldt || largest_ld >= pcb_ldt->ldt_len) {
 407                 struct pcb_ldt *new_ldt = user_ldt_alloc(pcb, largest_ld);
 408                 if (new_ldt == NULL)
 409                         return ENOMEM;
 410                 if (pcb_ldt) {
 411                         pcb_ldt->ldt_sd = new_ldt->ldt_sd;
 412                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)pcb_ldt->ldt_base,
 413                                 pcb_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 414                         pcb_ldt->ldt_base = new_ldt->ldt_base;
 415                         pcb_ldt->ldt_len = new_ldt->ldt_len;
 416                         FREE(new_ldt, M_SUBPROC);
 417                 } else
 418                         pcb->pcb_ldt = pcb_ldt = new_ldt;
 419 #ifdef SMP
 420                 /* signal other cpus to reload ldt */
 421                 smp_rendezvous(NULL, (void (*)(void *))set_user_ldt, NULL, pcb);
 422 #else
 423                 set_user_ldt(pcb);
 424 #endif
 425         }
 426
 427         descs_size = uap->num * sizeof(union descriptor);
 428         descs = (union descriptor *)kmem_alloc(kernel_map, descs_size);
 429         if (descs == NULL)
 430                 return (ENOMEM);
 431         error = copyin(&uap->descs[0], descs, descs_size);
 432         if (error) {
 433                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 434                 return (error);
 435         }
 436         /* Check descriptors for access violations */
 437         for (i = 0, n = uap->start; i < uap->num; i++, n++) {
 438                 union descriptor *dp;
 439                 dp = &descs[i];
 440
 441                 switch (dp->sd.sd_type) {
 442                 case SDT_SYSNULL:       /* system null */
 443                         dp->sd.sd_p = 0;
 444                         break;
 445                 case SDT_SYS286TSS: /* system 286 TSS available */
 446                 case SDT_SYSLDT:    /* system local descriptor table */
 447                 case SDT_SYS286BSY: /* system 286 TSS busy */
 448                 case SDT_SYSTASKGT: /* system task gate */
 449                 case SDT_SYS286IGT: /* system 286 interrupt gate */
 450                 case SDT_SYS286TGT: /* system 286 trap gate */
 451                 case SDT_SYSNULL2:  /* undefined by Intel */
 452                 case SDT_SYS386TSS: /* system 386 TSS available */
 453                 case SDT_SYSNULL3:  /* undefined by Intel */
 454                 case SDT_SYS386BSY: /* system 386 TSS busy */
 455                 case SDT_SYSNULL4:  /* undefined by Intel */
 456                 case SDT_SYS386IGT: /* system 386 interrupt gate */
 457                 case SDT_SYS386TGT: /* system 386 trap gate */
 458                 case SDT_SYS286CGT: /* system 286 call gate */
 459                 case SDT_SYS386CGT: /* system 386 call gate */
 460                         /* I can't think of any reason to allow a user proc
 461                          * to create a segment of these types.  They are
 462                          * for OS use only.
 463                          */
 464                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 465                         return EACCES;
 466
 467                 /* memory segment types */
 468                 case SDT_MEMEC:   /* memory execute only conforming */
 469                 case SDT_MEMEAC:  /* memory execute only accessed conforming */
 470                 case SDT_MEMERC:  /* memory execute read conforming */
 471                 case SDT_MEMERAC: /* memory execute read accessed conforming */
 472                         /* Must be "present" if executable and conforming. */
 473                         if (dp->sd.sd_p == 0) {
 474                                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs,
 475                                     descs_size);
 476                                 return (EACCES);
 477                         }
 478                         break;
 479                 case SDT_MEMRO:   /* memory read only */
 480                 case SDT_MEMROA:  /* memory read only accessed */
 481                 case SDT_MEMRW:   /* memory read write */
 482                 case SDT_MEMRWA:  /* memory read write accessed */
 483                 case SDT_MEMROD:  /* memory read only expand dwn limit */
 484                 case SDT_MEMRODA: /* memory read only expand dwn lim accessed */
 485                 case SDT_MEMRWD:  /* memory read write expand dwn limit */
 486                 case SDT_MEMRWDA: /* memory read write expand dwn lim acessed */
 487                 case SDT_MEME:    /* memory execute only */
 488                 case SDT_MEMEA:   /* memory execute only accessed */
 489                 case SDT_MEMER:   /* memory execute read */
 490                 case SDT_MEMERA:  /* memory execute read accessed */
 491                         break;
 492                 default:
 493                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 494                         return(EINVAL);
 495                         /*NOTREACHED*/
 496                 }
 497
 498                 /* Only user (ring-3) descriptors may be present. */
 499                 if ((dp->sd.sd_p != 0) && (dp->sd.sd_dpl != SEL_UPL)) {
 500                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 501                         return (EACCES);
 502                 }
 503         }
 504
 505         s = splhigh();
 506
 507         /* Fill in range */
 508         bcopy(descs,
 509                  &((union descriptor *)(pcb_ldt->ldt_base))[uap->start],
 510                 uap->num * sizeof(union descriptor));
 511         p->p_retval[0] = uap->start;
 512
 513         splx(s);
 514         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 515         return (0);
 516 }
 517 #endif  /* USER_LDT */