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  *
  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 */