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 1.4 2003/06/23 17:55:38 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 /*
  81  * sysarch_args(int op, char *params)
  82  */
  83
  84 int
  85 sysarch(struct sysarch_args *uap)
  86 {
  87         struct proc *p = curproc;
  88         int error = 0;
  89
  90         switch(uap->op) {
  91 #ifdef  USER_LDT
  92         case I386_GET_LDT:
  93                 error = i386_get_ldt(p, uap->parms);
  94                 break;
  95
  96         case I386_SET_LDT:
  97                 error = i386_set_ldt(p, uap->parms);
  98                 break;
  99 #endif
 100         case I386_GET_IOPERM:
 101                 error = i386_get_ioperm(p, uap->parms);
 102                 break;
 103         case I386_SET_IOPERM:
 104                 error = i386_set_ioperm(p, uap->parms);
 105                 break;
 106         case I386_VM86:
 107                 error = vm86_sysarch(p, uap->parms);
 108                 break;
 109         default:
 110                 error = EOPNOTSUPP;
 111                 break;
 112         }
 113         return (error);
 114 }
 115
 116 int
 117 i386_extend_pcb(struct proc *p)
 118 {
 119         int i, offset;
 120         u_long *addr;
 121         struct pcb_ext *ext;
 122         struct soft_segment_descriptor ssd = {
 123                 0,                      /* segment base address (overwritten) */
 124                 ctob(IOPAGES + 1) - 1,  /* length */
 125                 SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
 126                 0,                      /* priority level */
 127                 1,                      /* descriptor present */
 128                 0, 0,
 129                 0,                      /* default 32 size */
 130                 0                       /* granularity */
 131         };
 132
 133         ext = (struct pcb_ext *)kmem_alloc(kernel_map, ctob(IOPAGES+1));
 134         if (ext == 0)
 135                 return (ENOMEM);
 136         p->p_thread->td_pcb->pcb_ext = ext;
 137         bzero(ext, sizeof(struct pcb_ext));
 138         ext->ext_tss.tss_esp0 = (unsigned)((char *)p->p_thread->td_pcb - 16);
 139         ext->ext_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 140         /*
 141          * The last byte of the i/o map must be followed by an 0xff byte.
 142          * We arbitrarily allocate 16 bytes here, to keep the starting
 143          * address on a doubleword boundary.
 144          */
 145         offset = PAGE_SIZE - 16;
 146         ext->ext_tss.tss_ioopt =
 147             (offset - ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext)) << 16;
 148         ext->ext_iomap = (caddr_t)ext + offset;
 149         ext->ext_vm86.vm86_intmap = (caddr_t)ext + offset - 32;
 150
 151         addr = (u_long *)ext->ext_vm86.vm86_intmap;
 152         for (i = 0; i < (ctob(IOPAGES) + 32 + 16) / sizeof(u_long); i++)
 153                 *addr++ = ~0;
 154
 155         ssd.ssd_base = (unsigned)&ext->ext_tss;
 156         ssd.ssd_limit -= ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext);
 157         ssdtosd(&ssd, &ext->ext_tssd);
 158
 159         /* switch to the new TSS after syscall completes */
 160         need_resched();
 161
 162         return 0;
 163 }
 164
 165 static int
 166 i386_set_ioperm(p, args)
 167         struct proc *p;
 168         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_xxx(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(p, args)
 207         struct proc *p;
 208         char *args;
 209 {
 210         int i, state, error;
 211         struct i386_ioperm_args ua;
 212         char *iomap;
 213
 214         if ((error = copyin(args, &ua, sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
 215                 return (error);
 216         if (ua.start >= IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 217                 return (EINVAL);
 218
 219         if (p->p_thread->td_pcb->pcb_ext == 0) {
 220                 ua.length = 0;
 221                 goto done;
 222         }
 223
 224         iomap = (char *)p->p_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 225
 226         i = ua.start;
 227         state = (iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
 228         ua.enable = !state;
 229         ua.length = 1;
 230
 231         for (i = ua.start + 1; i < IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY; i++) {
 232                 if (state != ((iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1))
 233                         break;
 234                 ua.length++;
 235         }
 236
 237 done:
 238         error = copyout(&ua, args, sizeof(struct i386_ioperm_args));
 239         return (error);
 240 }
 241
 242 #ifdef USER_LDT
 243 /*
 244  * Update the GDT entry pointing to the LDT to point to the LDT of the
 245  * current process.  Do not staticize.
 246  */
 247 void
 248 set_user_ldt(struct pcb *pcb)
 249 {
 250         struct pcb_ldt *pcb_ldt;
 251
 252         if (pcb != curthread->td_pcb)
 253                 return;
 254
 255         pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 256 #ifdef SMP
 257         gdt[cpuid * NGDT + GUSERLDT_SEL].sd = pcb_ldt->ldt_sd;
 258 #else
 259         gdt[GUSERLDT_SEL].sd = pcb_ldt->ldt_sd;
 260 #endif
 261         lldt(GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 262         currentldt = GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL);
 263 }
 264
 265 struct pcb_ldt *
 266 user_ldt_alloc(struct pcb *pcb, int len)
 267 {
 268         struct pcb_ldt *pcb_ldt, *new_ldt;
 269
 270         MALLOC(new_ldt, struct pcb_ldt *, sizeof(struct pcb_ldt),
 271                 M_SUBPROC, M_WAITOK);
 272         if (new_ldt == NULL)
 273                 return NULL;
 274
 275         new_ldt->ldt_len = len = NEW_MAX_LD(len);
 276         new_ldt->ldt_base = (caddr_t)kmem_alloc(kernel_map,
 277                 len * sizeof(union descriptor));
 278         if (new_ldt->ldt_base == NULL) {
 279                 FREE(new_ldt, M_SUBPROC);
 280                 return NULL;
 281         }
 282         new_ldt->ldt_refcnt = 1;
 283         new_ldt->ldt_active = 0;
 284
 285         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_base = (unsigned)new_ldt->ldt_base;
 286         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_limit = len * sizeof(union descriptor) - 1;
 287         ssdtosd(&gdt_segs[GUSERLDT_SEL], &new_ldt->ldt_sd);
 288
 289         if ((pcb_ldt = pcb->pcb_ldt)) {
 290                 if (len > pcb_ldt->ldt_len)
 291                         len = pcb_ldt->ldt_len;
 292                 bcopy(pcb_ldt->ldt_base, new_ldt->ldt_base,
 293                         len * sizeof(union descriptor));
 294         } else {
 295                 bcopy(ldt, new_ldt->ldt_base, sizeof(ldt));
 296         }
 297         return new_ldt;
 298 }
 299
 300 void
 301 user_ldt_free(struct pcb *pcb)
 302 {
 303         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 304
 305         if (pcb_ldt == NULL)
 306                 return;
 307
 308         if (pcb == curthread->td_pcb) {
 309                 lldt(_default_ldt);
 310                 currentldt = _default_ldt;
 311         }
 312
 313         if (--pcb_ldt->ldt_refcnt == 0) {
 314                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)pcb_ldt->ldt_base,
 315                         pcb_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 316                 FREE(pcb_ldt, M_SUBPROC);
 317         }
 318         pcb->pcb_ldt = NULL;
 319 }
 320
 321 static int
 322 i386_get_ldt(p, args)
 323         struct proc *p;
 324         char *args;
 325 {
 326         int error = 0;
 327         struct pcb *pcb = p->p_thread->td_pcb;
 328         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 329         int nldt, num;
 330         union descriptor *lp;
 331         int s;
 332         struct i386_ldt_args ua, *uap = &ua;
 333
 334         if ((error = copyin(args, uap, sizeof(struct i386_ldt_args))) < 0)
 335                 return(error);
 336
 337 #ifdef  DEBUG
 338         printf("i386_get_ldt: start=%d num=%d descs=%p\n",
 339             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 340 #endif
 341
 342         /* verify range of LDTs exist */
 343         if ((uap->start < 0) || (uap->num <= 0))
 344                 return(EINVAL);
 345
 346         s = splhigh();
 347
 348         if (pcb_ldt) {
 349                 nldt = pcb_ldt->ldt_len;
 350                 num = min(uap->num, nldt);
 351                 lp = &((union descriptor *)(pcb_ldt->ldt_base))[uap->start];
 352         } else {
 353                 nldt = sizeof(ldt)/sizeof(ldt[0]);
 354                 num = min(uap->num, nldt);
 355                 lp = &ldt[uap->start];
 356         }
 357         if (uap->start + num > nldt) {
 358                 splx(s);
 359                 return(EINVAL);
 360         }
 361
 362         error = copyout(lp, uap->descs, num * sizeof(union descriptor));
 363         if (!error)
 364                 p->p_retval[0] = num;
 365
 366         splx(s);
 367         return(error);
 368 }
 369
 370 static int
 371 i386_set_ldt(p, args)
 372         struct proc *p;
 373         char *args;
 374 {
 375         int error = 0, i, n;
 376         int largest_ld;
 377         struct pcb *pcb = p->p_thread->td_pcb;
 378         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb->pcb_ldt;
 379         union descriptor *descs;
 380         int descs_size, s;
 381         struct i386_ldt_args ua, *uap = &ua;
 382
 383         if ((error = copyin(args, uap, sizeof(struct i386_ldt_args))) < 0)
 384                 return(error);
 385
 386 #ifdef  DEBUG
 387         printf("i386_set_ldt: start=%d num=%d descs=%p\n",
 388             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 389 #endif
 390
 391         /* verify range of descriptors to modify */
 392         if ((uap->start < 0) || (uap->start >= MAX_LD) || (uap->num < 0) ||
 393                 (uap->num > MAX_LD))
 394         {
 395                 return(EINVAL);
 396         }
 397         largest_ld = uap->start + uap->num - 1;
 398         if (largest_ld >= MAX_LD)
 399                 return(EINVAL);
 400
 401         /* allocate user ldt */
 402         if (!pcb_ldt || largest_ld >= pcb_ldt->ldt_len) {
 403                 struct pcb_ldt *new_ldt = user_ldt_alloc(pcb, largest_ld);
 404                 if (new_ldt == NULL)
 405                         return ENOMEM;
 406                 if (pcb_ldt) {
 407                         pcb_ldt->ldt_sd = new_ldt->ldt_sd;
 408                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)pcb_ldt->ldt_base,
 409                                 pcb_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 410                         pcb_ldt->ldt_base = new_ldt->ldt_base;
 411                         pcb_ldt->ldt_len = new_ldt->ldt_len;
 412                         FREE(new_ldt, M_SUBPROC);
 413                 } else
 414                         pcb->pcb_ldt = pcb_ldt = new_ldt;
 415 #ifdef SMP
 416                 /* signal other cpus to reload ldt */
 417                 smp_rendezvous(NULL, (void (*)(void *))set_user_ldt, NULL, pcb);
 418 #else
 419                 set_user_ldt(pcb);
 420 #endif
 421         }
 422
 423         descs_size = uap->num * sizeof(union descriptor);
 424         descs = (union descriptor *)kmem_alloc(kernel_map, descs_size);
 425         if (descs == NULL)
 426                 return (ENOMEM);
 427         error = copyin(&uap->descs[0], descs, descs_size);
 428         if (error) {
 429                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 430                 return (error);
 431         }
 432         /* Check descriptors for access violations */
 433         for (i = 0, n = uap->start; i < uap->num; i++, n++) {
 434                 union descriptor *dp;
 435                 dp = &descs[i];
 436
 437                 switch (dp->sd.sd_type) {
 438                 case SDT_SYSNULL:       /* system null */
 439                         dp->sd.sd_p = 0;
 440                         break;
 441                 case SDT_SYS286TSS: /* system 286 TSS available */
 442                 case SDT_SYSLDT:    /* system local descriptor table */
 443                 case SDT_SYS286BSY: /* system 286 TSS busy */
 444                 case SDT_SYSTASKGT: /* system task gate */
 445                 case SDT_SYS286IGT: /* system 286 interrupt gate */
 446                 case SDT_SYS286TGT: /* system 286 trap gate */
 447                 case SDT_SYSNULL2:  /* undefined by Intel */
 448                 case SDT_SYS386TSS: /* system 386 TSS available */
 449                 case SDT_SYSNULL3:  /* undefined by Intel */
 450                 case SDT_SYS386BSY: /* system 386 TSS busy */
 451                 case SDT_SYSNULL4:  /* undefined by Intel */
 452                 case SDT_SYS386IGT: /* system 386 interrupt gate */
 453                 case SDT_SYS386TGT: /* system 386 trap gate */
 454                 case SDT_SYS286CGT: /* system 286 call gate */
 455                 case SDT_SYS386CGT: /* system 386 call gate */
 456                         /* I can't think of any reason to allow a user proc
 457                          * to create a segment of these types.  They are
 458                          * for OS use only.
 459                          */
 460                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 461                         return EACCES;
 462
 463                 /* memory segment types */
 464                 case SDT_MEMEC:   /* memory execute only conforming */
 465                 case SDT_MEMEAC:  /* memory execute only accessed conforming */
 466                 case SDT_MEMERC:  /* memory execute read conforming */
 467                 case SDT_MEMERAC: /* memory execute read accessed conforming */
 468                         /* Must be "present" if executable and conforming. */
 469                         if (dp->sd.sd_p == 0) {
 470                                 kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs,
 471                                     descs_size);
 472                                 return (EACCES);
 473                         }
 474                         break;
 475                 case SDT_MEMRO:   /* memory read only */
 476                 case SDT_MEMROA:  /* memory read only accessed */
 477                 case SDT_MEMRW:   /* memory read write */
 478                 case SDT_MEMRWA:  /* memory read write accessed */
 479                 case SDT_MEMROD:  /* memory read only expand dwn limit */
 480                 case SDT_MEMRODA: /* memory read only expand dwn lim accessed */
 481                 case SDT_MEMRWD:  /* memory read write expand dwn limit */
 482                 case SDT_MEMRWDA: /* memory read write expand dwn lim acessed */
 483                 case SDT_MEME:    /* memory execute only */
 484                 case SDT_MEMEA:   /* memory execute only accessed */
 485                 case SDT_MEMER:   /* memory execute read */
 486                 case SDT_MEMERA:  /* memory execute read accessed */
 487                         break;
 488                 default:
 489                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 490                         return(EINVAL);
 491                         /*NOTREACHED*/
 492                 }
 493
 494                 /* Only user (ring-3) descriptors may be present. */
 495                 if ((dp->sd.sd_p != 0) && (dp->sd.sd_dpl != SEL_UPL)) {
 496                         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 497                         return (EACCES);
 498                 }
 499         }
 500
 501         s = splhigh();
 502
 503         /* Fill in range */
 504         bcopy(descs,
 505                  &((union descriptor *)(pcb_ldt->ldt_base))[uap->start],
 506                 uap->num * sizeof(union descriptor));
 507         p->p_retval[0] = uap->start;
 508
 509         splx(s);
 510         kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)descs, descs_size);
 511         return (0);
 512 }
 513 #endif  /* USER_LDT */