sys/i386/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/i386/i386/Attic/sys_machdep.c,v 1.11 2003/08/26 21:42:18 rob 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/thread.h>
  46 #include <sys/proc.h>
  47
  48 #include <vm/vm.h>
  49 #include <sys/lock.h>
  50 #include <vm/pmap.h>
  51 #include <vm/vm_map.h>
  52 #include <vm/vm_extern.h>
  53
  54 #include <sys/user.h>
  55
  56 #include <machine/cpu.h>
  57 #include <machine/ipl.h>
  58 #include <machine/pcb_ext.h>    /* pcb.h included by sys/user.h */
  59 #include <machine/sysarch.h>
  60 #ifdef SMP
  61 #include <machine/smp.h>
  62 #endif
  63 #include <machine/globaldata.h> /* mdcpu */
  64
  65 #include <vm/vm_kern.h>         /* for kernel_map */
  66
  67 #define MAX_LD 8192
  68 #define LD_PER_PAGE 512
  69 #define NEW_MAX_LD(num)  ((num + LD_PER_PAGE) & ~(LD_PER_PAGE-1))
  70 #define SIZE_FROM_LARGEST_LD(num) (NEW_MAX_LD(num) << 3)
  71
  72
  73
  74 #ifdef USER_LDT
  75 static int i386_get_ldt (struct proc *, char *, int *);
  76 static int i386_set_ldt (struct proc *, char *, int *);
  77 #endif
  78 static int i386_get_ioperm      (struct proc *, char *);
  79 static int i386_set_ioperm      (struct proc *, char *);
  80 int i386_extend_pcb     (struct proc *);
  81
  82 /*
  83  * sysarch_args(int op, char *params)
  84  */
  85
  86 int
  87 sysarch(struct sysarch_args *uap)
  88 {
  89         struct proc *p = curproc;
  90         int error = 0;
  91
  92         switch(uap->op) {
  93 #ifdef  USER_LDT
  94         case I386_GET_LDT:
  95                 error = i386_get_ldt(p, uap->parms, &uap->sysmsg_result);
  96                 break;
  97
  98         case I386_SET_LDT:
  99                 error = i386_set_ldt(p, uap->parms, &uap->sysmsg_result);
 100                 break;
 101 #endif
 102         case I386_GET_IOPERM:
 103                 error = i386_get_ioperm(p, uap->parms);
 104                 break;
 105         case I386_SET_IOPERM:
 106                 error = i386_set_ioperm(p, uap->parms);
 107                 break;
 108         case I386_VM86:
 109                 error = vm86_sysarch(p, uap->parms);
 110                 break;
 111         default:
 112                 error = EOPNOTSUPP;
 113                 break;
 114         }
 115         return (error);
 116 }
 117
 118 int
 119 i386_extend_pcb(struct proc *p)
 120 {
 121         int i, offset;
 122         u_long *addr;
 123         struct pcb_ext *ext;
 124         struct soft_segment_descriptor ssd = {
 125                 0,                      /* segment base address (overwritten) */
 126                 ctob(IOPAGES + 1) - 1,  /* length */
 127                 SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
 128                 0,                      /* priority level */
 129                 1,                      /* descriptor present */
 130                 0, 0,
 131                 0,                      /* default 32 size */
 132                 0                       /* granularity */
 133         };
 134
 135         ext = (struct pcb_ext *)kmem_alloc(kernel_map, ctob(IOPAGES+1));
 136         if (ext == 0)
 137                 return (ENOMEM);
 138         p->p_thread->td_pcb->pcb_ext = ext;
 139         bzero(ext, sizeof(struct pcb_ext));
 140         ext->ext_tss.tss_esp0 = (unsigned)((char *)p->p_thread->td_pcb - 16);
 141         ext->ext_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 142         /*
 143          * The last byte of the i/o map must be followed by an 0xff byte.
 144          * We arbitrarily allocate 16 bytes here, to keep the starting
 145          * address on a doubleword boundary.
 146          */
 147         offset = PAGE_SIZE - 16;
 148         ext->ext_tss.tss_ioopt =
 149             (offset - ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext)) << 16;
 150         ext->ext_iomap = (caddr_t)ext + offset;
 151         ext->ext_vm86.vm86_intmap = (caddr_t)ext + offset - 32;
 152
 153         addr = (u_long *)ext->ext_vm86.vm86_intmap;
 154         for (i = 0; i < (ctob(IOPAGES) + 32 + 16) / sizeof(u_long); i++)
 155                 *addr++ = ~0;
 156
 157         ssd.ssd_base = (unsigned)&ext->ext_tss;
 158         ssd.ssd_limit -= ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext);
 159         ssdtosd(&ssd, &ext->ext_tssd);
 160
 161         /* switch to the new TSS after syscall completes */
 162         need_resched();
 163
 164         return 0;
 165 }
 166
 167 static int
 168 i386_set_ioperm(struct proc *p, char *args)
 169 {
 170         int i, error;
 171         struct i386_ioperm_args ua;
 172         char *iomap;
 173
 174         if ((error = copyin(args, &ua, sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
 175                 return (error);
 176
 177         if ((error = suser_cred(p->p_ucred, 0)) != 0)
 178                 return (error);
 179         if (securelevel > 0)
 180                 return (EPERM);
 181         /*
 182          * XXX
 183          * While this is restricted to root, we should probably figure out
 184          * whether any other driver is using this i/o address, as so not to
 185          * cause confusion.  This probably requires a global 'usage registry'.
 186          */
 187
 188         if (p->p_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 189                 if ((error = i386_extend_pcb(p)) != 0)
 190                         return (error);
 191         iomap = (char *)p->p_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 192
 193         if (ua.start + ua.length > IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 194                 return (EINVAL);
 195
 196         for (i = ua.start; i < ua.start + ua.length; i++) {
 197                 if (ua.enable)
 198                         iomap[i >> 3] &= ~(1 << (i & 7));
 199                 else
 200                         iomap[i >> 3] |= (1 << (i & 7));
 201         }
 202         return (error);
 203 }
 204
 205 static int
 206 i386_get_ioperm(struct proc *p, char *args)
 207 {
 208         int i, state, error;
 209         struct i386_ioperm_args ua;
 210         char *iomap;
 211
 212         if ((error = copyin(args, &ua, sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
 213                 return (error);
 214         if (ua.start >= IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 215                 return (EINVAL);
 216
 217         if (p->p_thread->td_pcb->pcb_ext == 0) {
 218                 ua.length = 0;
 219                 goto done;
 220         }
 221
 222         iomap = (char *)p->p_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 223
 224         i = ua.start;
 225         state = (iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
 226         ua.enable = !state;
 227         ua.length = 1;
 228
 229         for (i = ua.start + 1; i < IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY; i++) {
 230                 if (state != ((iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1))
 231                         break;
 232                 ua.length++;
 233         }
 234
 235 done:
 236         error = copyout(&ua, args, sizeof(struct i386_ioperm_args));
 237         return (error);
 238 }
 239
 240 #ifdef USER_LDT
 241 /*
 242  * Update the GDT entry pointing to the LDT to point to the LDT of the
 243  * current process.  Do not staticize.
 244  */
 245 void
 246 set_user_ldt(struct pcb *pcb)
 247 {
 248         struct pcb_ldt *pcb_ldt;
 249
 250         if (pcb != curthread->td_pcb)
 251                 return;
 252
 253         pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 254 #ifdef SMP
 255         gdt[mycpu->gd_cpuid * NGDT + GUSERLDT_SEL].sd = pcb_ldt->ldt_sd;
 256 #else
 257         gdt[GUSERLDT_SEL].sd = pcb_ldt->ldt_sd;
 258 #endif
 259         lldt(GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 260         mdcpu->gd_currentldt = GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL);
 261 }
 262
 263 struct pcb_ldt *
 264 user_ldt_alloc(struct pcb *pcb, int len)
 265 {
 266         struct pcb_ldt *pcb_ldt, *new_ldt;
 267
 268         MALLOC(new_ldt, struct pcb_ldt *, sizeof(struct pcb_ldt),
 269                 M_SUBPROC, M_WAITOK);
 270         if (new_ldt == NULL)
 271                 return NULL;
 272
 273         new_ldt->ldt_len = len = NEW_MAX_LD(len);
 274         new_ldt->ldt_base = (caddr_t)kmem_alloc(kernel_map,
 275                 len * sizeof(union descriptor));
 276         if (new_ldt->ldt_base == NULL) {
 277                 FREE(new_ldt, M_SUBPROC);
 278                 return NULL;
 279         }
 280         new_ldt->ldt_refcnt = 1;
 281         new_ldt->ldt_active = 0;
 282
 283         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_base = (unsigned)new_ldt->ldt_base;
 284         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_limit = len * sizeof(union descriptor) - 1;
 285         ssdtosd(&gdt_segs[GUSERLDT_SEL], &new_ldt->ldt_sd);
 286
 287         if ((pcb_ldt = pcb->pcb_ldt)) {
 288                 if (len > pcb_ldt->ldt_len)
 289                         len = pcb_ldt->ldt_len;
 290                 bcopy(pcb_ldt->ldt_base, new_ldt->ldt_base,
 291                         len * sizeof(union descriptor));
 292         } else {
 293                 bcopy(ldt, new_ldt->ldt_base, sizeof(ldt));
 294         }
 295         return new_ldt;
 296 }
 297
 298 void
 299 user_ldt_free(struct pcb *pcb)
 300 {
 301         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 302
 303         if (pcb_ldt == NULL)
 304                 return;
 305
 306         if (pcb == curthread->td_pcb) {
 307                 lldt(_default_ldt);
 308                 mdcpu->gd_currentldt = _default_ldt;
 309         }
 310
 311         if (--pcb_ldt->ldt_refcnt == 0) {
 312                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)pcb_ldt->ldt_base,
 313                         pcb_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 314                 FREE(pcb_ldt, M_SUBPROC);
 315         }
 316         pcb->pcb_ldt = NULL;
 317 }
 318
 319 static int
 320 i386_get_ldt(struct proc *p, char *args, int *res)
 321 {
 322         int error = 0;
 323         struct pcb *pcb = p->p_thread->td_pcb;
 324         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 325         int nldt, num;
 326         union descriptor *lp;
 327         int s;
 328         struct i386_ldt_args ua, *uap = &ua;
 329
 330         if ((error = copyin(args, uap, sizeof(struct i386_ldt_args))) < 0)
 331                 return(error);
 332
 333 #ifdef  DEBUG
 334         printf("i386_get_ldt: start=%d num=%d descs=%p\n",
 335             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 336 #endif
 337
 338         /* verify range of LDTs exist */
 339         if ((uap->start < 0) || (uap->num <= 0))
 340                 return(EINVAL);
 341
 342         s = splhigh();
 343
 344         if (pcb_ldt) {
 345                 nldt = pcb_ldt->ldt_len;
 346                 num = min(uap->num, nldt);
 347                 lp = &((union descriptor *)(pcb_ldt->ldt_base))[uap->start];
 348         } else {
 349                 nldt = sizeof(ldt)/sizeof(ldt[0]);
 350                 num = min(uap->num, nldt);
 351                 lp = &ldt[uap->start];
 352         }
 353         if (uap->start + num > nldt) {
 354                 splx(s);
 355                 return(EINVAL);
 356         }
 357
 358         error = copyout(lp, uap->descs, num * sizeof(union descriptor));
 359         if (!error)
 360                 *res = num;
 361         splx(s);
 362         return(error);
 363 }
 364
 365 static int
 366 i386_set_ldt(struct proc *p, char *args, int *res)
 367 {
 368         int error = 0, i, n;
 369         int largest_ld;
 370         struct pcb *pcb = p->p_thread->td_pcb;
 371         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 372         union descriptor *descs;
 373         int descs_size, s;
 374         struct i386_ldt_args ua, *uap = &ua;
 375
 376         if ((error = copyin(args, uap, sizeof(struct i386_ldt_args))) < 0)
 377                 return(error);
 378
 379 #ifdef  DEBUG
 380         printf("i386_set_ldt: start=%d num=%d descs=%p\n",
 381             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 382 #endif
 383
 384         /* verify range of descriptors to modify */
 385         if ((uap->start < 0) || (uap->start >= MAX_LD) || (uap->num < 0) ||
 386                 (uap->num > MAX_LD))
 387         {
 388                 return(EINVAL);
 389         }
 390         largest_ld = uap->start + uap->num - 1;
 391         if (largest_ld >= MAX_LD)
 392                 return(EINVAL);
 393
 394         /* allocate user ldt */
 395         if (!pcb_ldt || largest_ld >= pcb_ldt->ldt_len) {
 396                 struct pcb_ldt *new_ldt = user_ldt_alloc(pcb, largest_ld);
 397                 if (new_ldt == NULL)
 398                         return ENOMEM;
 399                 if (pcb_ldt) {
 400                         pcb_ldt->ldt_sd = new_ldt->ldt_sd;
 401                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)pcb_ldt->ldt_base,
 402                                 pcb_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 403                         pcb_ldt->ldt_base = new_ldt->ldt_base;
 404                         pcb_ldt->ldt_len = new_ldt->ldt_len;
 405                         FREE(new_ldt, M_SUBPROC);
 406                 } else
 407                         pcb->pcb_ldt = pcb_ldt = new_ldt;
 408 #ifdef SMP
 409                 /* signal other cpus to reload ldt */
 410                 smp_rendezvous(NULL, (void (*)(void *))set_user_ldt, NULL, pcb);
 411 #else
 412                 set_user_ldt(pcb);
 413 #endif
 414         }
 415
 416         descs_size = uap->num * sizeof(union descriptor);
 417         descs = (union descriptor *)kmem_alloc(kernel_map, descs_size);
 418         if (descs == NULL)
 419                 return (ENOMEM);
 420         error = copyin(&uap->descs[0], descs, descs_size);
 421         if (error) {
 422                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 423                 return (error);
 424         }
 425         /* Check descriptors for access violations */
 426         for (i = 0, n = uap->start; i < uap->num; i++, n++) {
 427                 union descriptor *dp;
 428                 dp = &descs[i];
 429
 430                 switch (dp->sd.sd_type) {
 431                 case SDT_SYSNULL:       /* system null */
 432                         dp->sd.sd_p = 0;
 433                         break;
 434                 case SDT_SYS286TSS: /* system 286 TSS available */
 435                 case SDT_SYSLDT:    /* system local descriptor table */
 436                 case SDT_SYS286BSY: /* system 286 TSS busy */
 437                 case SDT_SYSTASKGT: /* system task gate */
 438                 case SDT_SYS286IGT: /* system 286 interrupt gate */
 439                 case SDT_SYS286TGT: /* system 286 trap gate */
 440                 case SDT_SYSNULL2:  /* undefined by Intel */
 441                 case SDT_SYS386TSS: /* system 386 TSS available */
 442                 case SDT_SYSNULL3:  /* undefined by Intel */
 443                 case SDT_SYS386BSY: /* system 386 TSS busy */
 444                 case SDT_SYSNULL4:  /* undefined by Intel */
 445                 case SDT_SYS386IGT: /* system 386 interrupt gate */
 446                 case SDT_SYS386TGT: /* system 386 trap gate */
 447                 case SDT_SYS286CGT: /* system 286 call gate */
 448                 case SDT_SYS386CGT: /* system 386 call gate */
 449                         /* I can't think of any reason to allow a user proc
 450                          * to create a segment of these types.  They are
 451                          * for OS use only.
 452                          */
 453                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 454                         return EACCES;
 455
 456                 /* memory segment types */
 457                 case SDT_MEMEC:   /* memory execute only conforming */
 458                 case SDT_MEMEAC:  /* memory execute only accessed conforming */
 459                 case SDT_MEMERC:  /* memory execute read conforming */
 460                 case SDT_MEMERAC: /* memory execute read accessed conforming */
 461                         /* Must be "present" if executable and conforming. */
 462                         if (dp->sd.sd_p == 0) {
 463                                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs,
 464                                     descs_size);
 465                                 return (EACCES);
 466                         }
 467                         break;
 468                 case SDT_MEMRO:   /* memory read only */
 469                 case SDT_MEMROA:  /* memory read only accessed */
 470                 case SDT_MEMRW:   /* memory read write */
 471                 case SDT_MEMRWA:  /* memory read write accessed */
 472                 case SDT_MEMROD:  /* memory read only expand dwn limit */
 473                 case SDT_MEMRODA: /* memory read only expand dwn lim accessed */
 474                 case SDT_MEMRWD:  /* memory read write expand dwn limit */
 475                 case SDT_MEMRWDA: /* memory read write expand dwn lim acessed */
 476                 case SDT_MEME:    /* memory execute only */
 477                 case SDT_MEMEA:   /* memory execute only accessed */
 478                 case SDT_MEMER:   /* memory execute read */
 479                 case SDT_MEMERA:  /* memory execute read accessed */
 480                         break;
 481                 default:
 482                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 483                         return(EINVAL);
 484                         /*NOTREACHED*/
 485                 }
 486
 487                 /* Only user (ring-3) descriptors may be present. */
 488                 if ((dp->sd.sd_p != 0) && (dp->sd.sd_dpl != SEL_UPL)) {
 489                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 490                         return (EACCES);
 491                 }
 492         }
 493
 494         s = splhigh();
 495
 496         /* Fill in range */
 497         bcopy(descs,
 498                  &((union descriptor *)(pcb_ldt->ldt_base))[uap->start],
 499                 uap->num * sizeof(union descriptor));
 500         *res = uap->start;
 501
 502         splx(s);
 503         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 504         return (0);
 505 }
 506 #endif  /* USER_LDT */