Initial import from FreeBSD RELENG_4:
[dragonfly.git] / 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  *
36  */
37
38 #include "opt_user_ldt.h"
39
40 #include <sys/param.h>
41 #include <sys/systm.h>
42 #include <sys/sysproto.h>
43 #include <sys/malloc.h>
44 #include <sys/proc.h>
45
46 #include <vm/vm.h>
47 #include <sys/lock.h>
48 #include <vm/pmap.h>
49 #include <vm/vm_map.h>
50 #include <vm/vm_extern.h>
51
52 #include <sys/user.h>
53
54 #include <machine/cpu.h>
55 #include <machine/ipl.h>
56 #include <machine/pcb_ext.h>    /* pcb.h included by sys/user.h */
57 #include <machine/sysarch.h>
58 #ifdef SMP
59 #include <machine/smp.h>
60 #endif
61
62 #include <vm/vm_kern.h>         /* for kernel_map */
63
64 #define MAX_LD 8192
65 #define LD_PER_PAGE 512
66 #define NEW_MAX_LD(num)  ((num + LD_PER_PAGE) & ~(LD_PER_PAGE-1))
67 #define SIZE_FROM_LARGEST_LD(num) (NEW_MAX_LD(num) << 3)
68
69
70
71 #ifdef USER_LDT
72 static int i386_get_ldt __P((struct proc *, char *));
73 static int i386_set_ldt __P((struct proc *, char *));
74 #endif
75 static int i386_get_ioperm      __P((struct proc *, char *));
76 static int i386_set_ioperm      __P((struct proc *, char *));
77 int i386_extend_pcb     __P((struct proc *));
78
79 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
80 struct sysarch_args {
81         int op;
82         char *parms;
83 };
84 #endif
85
86 int
87 sysarch(p, uap)
88         struct proc *p;
89         register struct sysarch_args *uap;
90 {
91         int error = 0;
92
93         switch(uap->op) {
94 #ifdef  USER_LDT
95         case I386_GET_LDT:
96                 error = i386_get_ldt(p, uap->parms);
97                 break;
98
99         case I386_SET_LDT:
100                 error = i386_set_ldt(p, uap->parms);
101                 break;
102 #endif
103         case I386_GET_IOPERM:
104                 error = i386_get_ioperm(p, uap->parms);
105                 break;
106         case I386_SET_IOPERM:
107                 error = i386_set_ioperm(p, uap->parms);
108                 break;
109         case I386_VM86:
110                 error = vm86_sysarch(p, uap->parms);
111                 break;
112         default:
113                 error = EOPNOTSUPP;
114                 break;
115         }
116         return (error);
117 }
118
119 int
120 i386_extend_pcb(struct proc *p)
121 {
122         int i, offset;
123         u_long *addr;
124         struct pcb_ext *ext;
125         struct soft_segment_descriptor ssd = {
126                 0,                      /* segment base address (overwritten) */
127                 ctob(IOPAGES + 1) - 1,  /* length */
128                 SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
129                 0,                      /* priority level */
130                 1,                      /* descriptor present */
131                 0, 0,
132                 0,                      /* default 32 size */
133                 0                       /* granularity */
134         };
135
136         ext = (struct pcb_ext *)kmem_alloc(kernel_map, ctob(IOPAGES+1));
137         if (ext == 0)
138                 return (ENOMEM);
139         p->p_addr->u_pcb.pcb_ext = ext;
140         bzero(ext, sizeof(struct pcb_ext)); 
141         ext->ext_tss.tss_esp0 = (unsigned)p->p_addr + ctob(UPAGES) - 16;
142         ext->ext_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
143         /*
144          * The last byte of the i/o map must be followed by an 0xff byte.
145          * We arbitrarily allocate 16 bytes here, to keep the starting
146          * address on a doubleword boundary.
147          */
148         offset = PAGE_SIZE - 16;
149         ext->ext_tss.tss_ioopt = 
150             (offset - ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext)) << 16;
151         ext->ext_iomap = (caddr_t)ext + offset;
152         ext->ext_vm86.vm86_intmap = (caddr_t)ext + offset - 32;
153
154         addr = (u_long *)ext->ext_vm86.vm86_intmap;
155         for (i = 0; i < (ctob(IOPAGES) + 32 + 16) / sizeof(u_long); i++)
156                 *addr++ = ~0;
157
158         ssd.ssd_base = (unsigned)&ext->ext_tss;
159         ssd.ssd_limit -= ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext);
160         ssdtosd(&ssd, &ext->ext_tssd);
161         
162         /* switch to the new TSS after syscall completes */
163         need_resched();
164
165         return 0;
166 }
167
168 static int
169 i386_set_ioperm(p, args)
170         struct proc *p;
171         char *args;
172 {
173         int i, error;
174         struct i386_ioperm_args ua;
175         char *iomap;
176
177         if ((error = copyin(args, &ua, sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
178                 return (error);
179
180         if ((error = suser(p)) != 0)
181                 return (error);
182         if (securelevel > 0)
183                 return (EPERM);
184         /*
185          * XXX 
186          * While this is restricted to root, we should probably figure out
187          * whether any other driver is using this i/o address, as so not to
188          * cause confusion.  This probably requires a global 'usage registry'.
189          */
190
191         if (p->p_addr->u_pcb.pcb_ext == 0)
192                 if ((error = i386_extend_pcb(p)) != 0)
193                         return (error);
194         iomap = (char *)p->p_addr->u_pcb.pcb_ext->ext_iomap;
195
196         if (ua.start + ua.length > IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
197                 return (EINVAL);
198
199         for (i = ua.start; i < ua.start + ua.length; i++) {
200                 if (ua.enable) 
201                         iomap[i >> 3] &= ~(1 << (i & 7));
202                 else
203                         iomap[i >> 3] |= (1 << (i & 7));
204         }
205         return (error);
206 }
207
208 static int
209 i386_get_ioperm(p, args)
210         struct proc *p;
211         char *args;
212 {
213         int i, state, error;
214         struct i386_ioperm_args ua;
215         char *iomap;
216
217         if ((error = copyin(args, &ua, sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
218                 return (error);
219         if (ua.start >= IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
220                 return (EINVAL);
221
222         if (p->p_addr->u_pcb.pcb_ext == 0) {
223                 ua.length = 0;
224                 goto done;
225         }
226
227         iomap = (char *)p->p_addr->u_pcb.pcb_ext->ext_iomap;
228
229         i = ua.start;
230         state = (iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
231         ua.enable = !state;
232         ua.length = 1;
233
234         for (i = ua.start + 1; i < IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY; i++) {
235                 if (state != ((iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1))
236                         break;
237                 ua.length++;
238         }
239                         
240 done:
241         error = copyout(&ua, args, sizeof(struct i386_ioperm_args));
242         return (error);
243 }
244
245 #ifdef USER_LDT
246 /*
247  * Update the GDT entry pointing to the LDT to point to the LDT of the
248  * current process.  Do not staticize.
249  */   
250 void
251 set_user_ldt(struct pcb *pcb)
252 {
253         struct pcb_ldt *pcb_ldt;
254
255         if (pcb != curpcb)
256                 return;
257
258         pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
259 #ifdef SMP
260         gdt[cpuid * NGDT + GUSERLDT_SEL].sd = pcb_ldt->ldt_sd;
261 #else
262         gdt[GUSERLDT_SEL].sd = pcb_ldt->ldt_sd;
263 #endif
264         lldt(GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
265         currentldt = GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL);
266 }
267
268 struct pcb_ldt *
269 user_ldt_alloc(struct pcb *pcb, int len)
270 {
271         struct pcb_ldt *pcb_ldt, *new_ldt;
272
273         MALLOC(new_ldt, struct pcb_ldt *, sizeof(struct pcb_ldt),
274                 M_SUBPROC, M_WAITOK);
275         if (new_ldt == NULL)
276                 return NULL;
277
278         new_ldt->ldt_len = len = NEW_MAX_LD(len);
279         new_ldt->ldt_base = (caddr_t)kmem_alloc(kernel_map,
280                 len * sizeof(union descriptor));
281         if (new_ldt->ldt_base == NULL) {
282                 FREE(new_ldt, M_SUBPROC);
283                 return NULL;
284         }
285         new_ldt->ldt_refcnt = 1;
286         new_ldt->ldt_active = 0;
287
288         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_base = (unsigned)new_ldt->ldt_base;
289         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_limit = len * sizeof(union descriptor) - 1;
290         ssdtosd(&gdt_segs[GUSERLDT_SEL], &new_ldt->ldt_sd);
291
292         if ((pcb_ldt = pcb->pcb_ldt)) {
293                 if (len > pcb_ldt->ldt_len)
294                         len = pcb_ldt->ldt_len;
295                 bcopy(pcb_ldt->ldt_base, new_ldt->ldt_base,
296                         len * sizeof(union descriptor));
297         } else {
298                 bcopy(ldt, new_ldt->ldt_base, sizeof(ldt));
299         }
300         return new_ldt;
301 }
302
303 void
304 user_ldt_free(struct pcb *pcb)
305 {
306         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
307
308         if (pcb_ldt == NULL)
309                 return;
310
311         if (pcb == curpcb) {
312                 lldt(_default_ldt);
313                 currentldt = _default_ldt;
314         }
315
316         if (--pcb_ldt->ldt_refcnt == 0) {
317                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)pcb_ldt->ldt_base,
318                         pcb_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
319                 FREE(pcb_ldt, M_SUBPROC);
320         }
321         pcb->pcb_ldt = NULL;
322 }
323
324 static int
325 i386_get_ldt(p, args)
326         struct proc *p;
327         char *args;
328 {
329         int error = 0;
330         struct pcb *pcb = &p->p_addr->u_pcb;
331         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
332         int nldt, num;
333         union descriptor *lp;
334         int s;
335         struct i386_ldt_args ua, *uap = &ua;
336
337         if ((error = copyin(args, uap, sizeof(struct i386_ldt_args))) < 0)
338                 return(error);
339
340 #ifdef  DEBUG
341         printf("i386_get_ldt: start=%d num=%d descs=%p\n",
342             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
343 #endif
344
345         /* verify range of LDTs exist */
346         if ((uap->start < 0) || (uap->num <= 0))
347                 return(EINVAL);
348
349         s = splhigh();
350
351         if (pcb_ldt) {
352                 nldt = pcb_ldt->ldt_len;
353                 num = min(uap->num, nldt);
354                 lp = &((union descriptor *)(pcb_ldt->ldt_base))[uap->start];
355         } else {
356                 nldt = sizeof(ldt)/sizeof(ldt[0]);
357                 num = min(uap->num, nldt);
358                 lp = &ldt[uap->start];
359         }
360         if (uap->start + num > nldt) {
361                 splx(s);
362                 return(EINVAL);
363         }
364
365         error = copyout(lp, uap->descs, num * sizeof(union descriptor));
366         if (!error)
367                 p->p_retval[0] = num;
368
369         splx(s);
370         return(error);
371 }
372
373 static int
374 i386_set_ldt(p, args)
375         struct proc *p;
376         char *args;
377 {
378         int error = 0, i, n;
379         int largest_ld;
380         struct pcb *pcb = &p->p_addr->u_pcb;
381         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
382         union descriptor *descs;
383         int descs_size, s;
384         struct i386_ldt_args ua, *uap = &ua;
385
386         if ((error = copyin(args, uap, sizeof(struct i386_ldt_args))) < 0)
387                 return(error);
388
389 #ifdef  DEBUG
390         printf("i386_set_ldt: start=%d num=%d descs=%p\n",
391             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
392 #endif
393
394         /* verify range of descriptors to modify */
395         if ((uap->start < 0) || (uap->start >= MAX_LD) || (uap->num < 0) ||
396                 (uap->num > MAX_LD))
397         {
398                 return(EINVAL);
399         }
400         largest_ld = uap->start + uap->num - 1;
401         if (largest_ld >= MAX_LD)
402                 return(EINVAL);
403
404         /* allocate user ldt */
405         if (!pcb_ldt || largest_ld >= pcb_ldt->ldt_len) {
406                 struct pcb_ldt *new_ldt = user_ldt_alloc(pcb, largest_ld);
407                 if (new_ldt == NULL)
408                         return ENOMEM;
409                 if (pcb_ldt) {
410                         pcb_ldt->ldt_sd = new_ldt->ldt_sd;
411                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)pcb_ldt->ldt_base,
412                                 pcb_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
413                         pcb_ldt->ldt_base = new_ldt->ldt_base;
414                         pcb_ldt->ldt_len = new_ldt->ldt_len;
415                         FREE(new_ldt, M_SUBPROC);
416                 } else
417                         pcb->pcb_ldt = pcb_ldt = new_ldt;
418 #ifdef SMP
419                 /* signal other cpus to reload ldt */
420                 smp_rendezvous(NULL, (void (*)(void *))set_user_ldt, NULL, pcb);
421 #else
422                 set_user_ldt(pcb);
423 #endif
424         }
425
426         descs_size = uap->num * sizeof(union descriptor);
427         descs = (union descriptor *)kmem_alloc(kernel_map, descs_size);
428         if (descs == NULL)
429                 return (ENOMEM);
430         error = copyin(&uap->descs[0], descs, descs_size);
431         if (error) {
432                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
433                 return (error);
434         }
435         /* Check descriptors for access violations */
436         for (i = 0, n = uap->start; i < uap->num; i++, n++) {
437                 union descriptor *dp;
438                 dp = &descs[i];
439
440                 switch (dp->sd.sd_type) {
441                 case SDT_SYSNULL:       /* system null */ 
442                         dp->sd.sd_p = 0;
443                         break;
444                 case SDT_SYS286TSS: /* system 286 TSS available */
445                 case SDT_SYSLDT:    /* system local descriptor table */
446                 case SDT_SYS286BSY: /* system 286 TSS busy */
447                 case SDT_SYSTASKGT: /* system task gate */
448                 case SDT_SYS286IGT: /* system 286 interrupt gate */
449                 case SDT_SYS286TGT: /* system 286 trap gate */
450                 case SDT_SYSNULL2:  /* undefined by Intel */ 
451                 case SDT_SYS386TSS: /* system 386 TSS available */
452                 case SDT_SYSNULL3:  /* undefined by Intel */
453                 case SDT_SYS386BSY: /* system 386 TSS busy */
454                 case SDT_SYSNULL4:  /* undefined by Intel */ 
455                 case SDT_SYS386IGT: /* system 386 interrupt gate */
456                 case SDT_SYS386TGT: /* system 386 trap gate */
457                 case SDT_SYS286CGT: /* system 286 call gate */ 
458                 case SDT_SYS386CGT: /* system 386 call gate */
459                         /* I can't think of any reason to allow a user proc
460                          * to create a segment of these types.  They are
461                          * for OS use only.
462                          */
463                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
464                         return EACCES;
465
466                 /* memory segment types */
467                 case SDT_MEMEC:   /* memory execute only conforming */
468                 case SDT_MEMEAC:  /* memory execute only accessed conforming */
469                 case SDT_MEMERC:  /* memory execute read conforming */
470                 case SDT_MEMERAC: /* memory execute read accessed conforming */
471                         /* Must be "present" if executable and conforming. */
472                         if (dp->sd.sd_p == 0) {
473                                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs,
474                                     descs_size);
475                                 return (EACCES);
476                         }
477                         break;
478                 case SDT_MEMRO:   /* memory read only */
479                 case SDT_MEMROA:  /* memory read only accessed */
480                 case SDT_MEMRW:   /* memory read write */
481                 case SDT_MEMRWA:  /* memory read write accessed */
482                 case SDT_MEMROD:  /* memory read only expand dwn limit */
483                 case SDT_MEMRODA: /* memory read only expand dwn lim accessed */
484                 case SDT_MEMRWD:  /* memory read write expand dwn limit */  
485                 case SDT_MEMRWDA: /* memory read write expand dwn lim acessed */
486                 case SDT_MEME:    /* memory execute only */ 
487                 case SDT_MEMEA:   /* memory execute only accessed */
488                 case SDT_MEMER:   /* memory execute read */
489                 case SDT_MEMERA:  /* memory execute read accessed */
490                         break;
491                 default:
492                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
493                         return(EINVAL);
494                         /*NOTREACHED*/
495                 }
496
497                 /* Only user (ring-3) descriptors may be present. */
498                 if ((dp->sd.sd_p != 0) && (dp->sd.sd_dpl != SEL_UPL)) {
499                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
500                         return (EACCES);
501                 }
502         }
503
504         s = splhigh();
505
506         /* Fill in range */
507         bcopy(descs, 
508                  &((union descriptor *)(pcb_ldt->ldt_base))[uap->start],
509                 uap->num * sizeof(union descriptor));
510         p->p_retval[0] = uap->start;
511
512         splx(s);
513         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
514         return (0);
515 }
516 #endif  /* USER_LDT */