sys/amd64/ia32/ia32_reg.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2005 Peter Wemm
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  * $FreeBSD$
  29  */
  30
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/elf.h>
  36 #include <sys/exec.h>
  37 #include <sys/fcntl.h>
  38 #include <sys/imgact.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/lock.h>
  41 #include <sys/malloc.h>
  42 #include <sys/mutex.h>
  43 #include <sys/mman.h>
  44 #include <sys/namei.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46 #include <sys/procfs.h>
  47 #include <sys/reg.h>
  48 #include <sys/resourcevar.h>
  49 #include <sys/systm.h>
  50 #include <sys/signalvar.h>
  51 #include <sys/stat.h>
  52 #include <sys/sx.h>
  53 #include <sys/syscall.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55 #include <sys/sysent.h>
  56 #include <sys/vnode.h>
  57
  58 #include <vm/vm.h>
  59 #include <vm/vm_kern.h>
  60 #include <vm/vm_param.h>
  61 #include <vm/pmap.h>
  62 #include <vm/vm_map.h>
  63 #include <vm/vm_object.h>
  64 #include <vm/vm_extern.h>
  65
  66 #include <compat/freebsd32/freebsd32_util.h>
  67 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
  68 #include <machine/fpu.h>
  69 #include <machine/psl.h>
  70 #include <machine/segments.h>
  71 #include <machine/specialreg.h>
  72 #include <machine/frame.h>
  73 #include <machine/md_var.h>
  74 #include <machine/pcb.h>
  75 #include <machine/cpufunc.h>
  76
  77 int
  78 fill_regs32(struct thread *td, struct reg32 *regs)
  79 {
  80         struct trapframe *tp;
  81
  82         tp = td->td_frame;
  83         if (tp->tf_flags & TF_HASSEGS) {
  84                 regs->r_gs = tp->tf_gs;
  85                 regs->r_fs = tp->tf_fs;
  86                 regs->r_es = tp->tf_es;
  87                 regs->r_ds = tp->tf_ds;
  88         } else {
  89                 regs->r_gs = _ugssel;
  90                 regs->r_fs = _ufssel;
  91                 regs->r_es = _udatasel;
  92                 regs->r_ds = _udatasel;
  93         }
  94         regs->r_edi = tp->tf_rdi;
  95         regs->r_esi = tp->tf_rsi;
  96         regs->r_ebp = tp->tf_rbp;
  97         regs->r_ebx = tp->tf_rbx;
  98         regs->r_edx = tp->tf_rdx;
  99         regs->r_ecx = tp->tf_rcx;
 100         regs->r_eax = tp->tf_rax;
 101         regs->r_eip = tp->tf_rip;
 102         regs->r_cs = tp->tf_cs;
 103         regs->r_eflags = tp->tf_rflags;
 104         regs->r_esp = tp->tf_rsp;
 105         regs->r_ss = tp->tf_ss;
 106         regs->r_err = 0;
 107         regs->r_trapno = 0;
 108         return (0);
 109 }
 110
 111 int
 112 set_regs32(struct thread *td, struct reg32 *regs)
 113 {
 114         struct trapframe *tp;
 115
 116         tp = td->td_frame;
 117         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_rflags) || !CS_SECURE(regs->r_cs))
 118                 return (EINVAL);
 119         tp->tf_gs = regs->r_gs;
 120         tp->tf_fs = regs->r_fs;
 121         tp->tf_es = regs->r_es;
 122         tp->tf_ds = regs->r_ds;
 123         set_pcb_flags(td->td_pcb, PCB_FULL_IRET);
 124         tp->tf_flags = TF_HASSEGS;
 125         tp->tf_rdi = regs->r_edi;
 126         tp->tf_rsi = regs->r_esi;
 127         tp->tf_rbp = regs->r_ebp;
 128         tp->tf_rbx = regs->r_ebx;
 129         tp->tf_rdx = regs->r_edx;
 130         tp->tf_rcx = regs->r_ecx;
 131         tp->tf_rax = regs->r_eax;
 132         tp->tf_rip = regs->r_eip;
 133         tp->tf_cs = regs->r_cs;
 134         tp->tf_rflags = regs->r_eflags;
 135         tp->tf_rsp = regs->r_esp;
 136         tp->tf_ss = regs->r_ss;
 137         return (0);
 138 }
 139
 140 int
 141 fill_fpregs32(struct thread *td, struct fpreg32 *regs)
 142 {
 143         struct savefpu *sv_fpu;
 144         struct save87 *sv_87;
 145         struct env87 *penv_87;
 146         struct envxmm *penv_xmm;
 147         struct fpacc87 *fx_reg;
 148         int i, st;
 149         uint64_t mantissa;
 150         uint16_t tw, exp;
 151         uint8_t ab_tw;
 152
 153         bzero(regs, sizeof(*regs));
 154         sv_87 = (struct save87 *)regs;
 155         penv_87 = &sv_87->sv_env;
 156         fpugetregs(td);
 157         sv_fpu = get_pcb_user_save_td(td);
 158         penv_xmm = &sv_fpu->sv_env;
 159
 160         /* FPU control/status */
 161         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
 162         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
 163
 164         /*
 165          * XXX for en_fip/fcs/foo/fos, check if the fxsave format
 166          * uses the old-style layout for 32 bit user apps.  If so,
 167          * read the ip and operand segment registers from there.
 168          * For now, use the process's %cs/%ds.
 169          */
 170         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_rip;
 171         penv_87->en_fcs = td->td_frame->tf_cs;
 172         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
 173         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_rdp;
 174         /* Entry into the kernel always sets TF_HASSEGS */
 175         penv_87->en_fos = td->td_frame->tf_ds;
 176
 177         /*
 178          * FPU registers and tags.
 179          * For ST(i), i = fpu_reg - top; we start with fpu_reg=7.
 180          */
 181         st = 7 - ((penv_xmm->en_sw >> 11) & 7);
 182         ab_tw = penv_xmm->en_tw;
 183         tw = 0;
 184         for (i = 0x80; i != 0; i >>= 1) {
 185                 sv_87->sv_ac[st] = sv_fpu->sv_fp[st].fp_acc;
 186                 tw <<= 2;
 187                 if ((ab_tw & i) != 0) {
 188                         /* Non-empty - we need to check ST(i) */
 189                         fx_reg = &sv_fpu->sv_fp[st].fp_acc;
 190                         /* The first 64 bits contain the mantissa. */
 191                         mantissa = *((uint64_t *)fx_reg->fp_bytes);
 192                         /*
 193                          * The final 16 bits contain the sign bit and the exponent.
 194                          * Mask the sign bit since it is of no consequence to these
 195                          * tests.
 196                          */
 197                         exp = *((uint16_t *)&fx_reg->fp_bytes[8]) & 0x7fff;
 198                         if (exp == 0) {
 199                                 if (mantissa == 0)
 200                                         tw |= 1; /* Zero */
 201                                 else
 202                                         tw |= 2; /* Denormal */
 203                         } else if (exp == 0x7fff)
 204                                 tw |= 2; /* Infinity or NaN */
 205                 } else
 206                         tw |= 3; /* Empty */
 207                 st = (st - 1) & 7;
 208         }
 209         penv_87->en_tw = tw;
 210
 211         return (0);
 212 }
 213
 214 int
 215 set_fpregs32(struct thread *td, struct fpreg32 *regs)
 216 {
 217         struct save87 *sv_87 = (struct save87 *)regs;
 218         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
 219         struct savefpu *sv_fpu = get_pcb_user_save_td(td);
 220         struct envxmm *penv_xmm = &sv_fpu->sv_env;
 221         int i;
 222
 223         /* FPU control/status */
 224         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
 225         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
 226         penv_xmm->en_rip = penv_87->en_fip;
 227         /* penv_87->en_fcs and en_fos ignored, see above */
 228         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
 229         penv_xmm->en_rdp = penv_87->en_foo;
 230
 231         /* FPU registers and tags */
 232         penv_xmm->en_tw = 0;
 233         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 234                 sv_fpu->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
 235                 if ((penv_87->en_tw & (3 << i * 2)) != (3 << i * 2))
 236                         penv_xmm->en_tw |= 1 << i;
 237         }
 238
 239         for (i = 8; i < 16; ++i)
 240                 bzero(&sv_fpu->sv_fp[i].fp_acc, sizeof(sv_fpu->sv_fp[i].fp_acc));
 241         fpuuserinited(td);
 242
 243         return (0);
 244 }
 245
 246 int
 247 fill_dbregs32(struct thread *td, struct dbreg32 *regs)
 248 {
 249         struct dbreg dr;
 250         int err, i;
 251
 252         err = fill_dbregs(td, &dr);
 253         for (i = 0; i < 8; i++)
 254                 regs->dr[i] = dr.dr[i];
 255         return (err);
 256 }
 257
 258 int
 259 set_dbregs32(struct thread *td, struct dbreg32 *regs)
 260 {
 261         struct dbreg dr;
 262         int i;
 263
 264         for (i = 0; i < 8; i++)
 265                 dr.dr[i] = regs->dr[i];
 266         for (i = 8; i < 16; i++)
 267                 dr.dr[i] = 0;
 268         return (set_dbregs(td, &dr));
 269 }
 270
 271 static bool
 272 get_i386_segbases(struct regset *rs, struct thread *td, void *buf,
 273     size_t *sizep)
 274 {
 275         struct segbasereg32 *reg;
 276         struct pcb *pcb;
 277
 278         if (buf != NULL) {
 279                 KASSERT(*sizep == sizeof(*reg), ("%s: invalid size", __func__));
 280                 reg = buf;
 281
 282                 pcb = td->td_pcb;
 283                 if (td == curthread)
 284                         update_pcb_bases(pcb);
 285                 reg->r_fsbase = pcb->pcb_fsbase;
 286                 reg->r_gsbase = pcb->pcb_gsbase;
 287         }
 288         *sizep = sizeof(*reg);
 289         return (true);
 290 }
 291
 292 static bool
 293 set_i386_segbases(struct regset *rs, struct thread *td, void *buf,
 294     size_t size)
 295 {
 296         struct segbasereg32 *reg;
 297         struct pcb *pcb;
 298
 299         KASSERT(size == sizeof(*reg), ("%s: invalid size", __func__));
 300         reg = buf;
 301
 302         pcb = td->td_pcb;
 303         set_pcb_flags(pcb, PCB_FULL_IRET);
 304         pcb->pcb_fsbase = reg->r_fsbase;
 305         td->td_frame->tf_fs = _ufssel;
 306         pcb->pcb_gsbase = reg->r_gsbase;
 307         td->td_frame->tf_gs = _ugssel;
 308
 309         return (true);
 310 }
 311
 312 static struct regset regset_i386_segbases = {
 313         .note = NT_X86_SEGBASES,
 314         .size = sizeof(struct segbasereg),
 315         .get = get_i386_segbases,
 316         .set = set_i386_segbases,
 317 };
 318 ELF32_REGSET(regset_i386_segbases);