sys/i386/i386/sys_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   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  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  17  *    without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  *      from: @(#)sys_machdep.c 5.5 (Berkeley) 1/19/91
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_capsicum.h"
  38 #include "opt_kstack_pages.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/capsicum.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/lock.h>
  44 #include <sys/malloc.h>
  45 #include <sys/mutex.h>
  46 #include <sys/priv.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/smp.h>
  49 #include <sys/sysproto.h>
  50
  51 #include <vm/vm.h>
  52 #include <vm/pmap.h>
  53 #include <vm/vm_map.h>
  54 #include <vm/vm_extern.h>
  55
  56 #include <machine/atomic.h>
  57 #include <machine/cpu.h>
  58 #include <machine/pcb.h>
  59 #include <machine/pcb_ext.h>
  60 #include <machine/proc.h>
  61 #include <machine/sysarch.h>
  62
  63 #include <security/audit/audit.h>
  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)  rounddown2(num + LD_PER_PAGE, LD_PER_PAGE)
  70 #define SIZE_FROM_LARGEST_LD(num) (NEW_MAX_LD(num) << 3)
  71 #define NULL_LDT_BASE   ((caddr_t)NULL)
  72
  73 #ifdef SMP
  74 static void set_user_ldt_rv(void *arg);
  75 #endif
  76 static int i386_set_ldt_data(struct thread *, int start, int num,
  77     union descriptor *descs);
  78 static int i386_ldt_grow(struct thread *td, int len);
  79
  80 void
  81 fill_based_sd(struct segment_descriptor *sdp, uint32_t base)
  82 {
  83
  84         sdp->sd_lobase = base & 0xffffff;
  85         sdp->sd_hibase = (base >> 24) & 0xff;
  86         sdp->sd_lolimit = 0xffff;       /* 4GB limit, wraps around */
  87         sdp->sd_hilimit = 0xf;
  88         sdp->sd_type = SDT_MEMRWA;
  89         sdp->sd_dpl = SEL_UPL;
  90         sdp->sd_p = 1;
  91         sdp->sd_xx = 0;
  92         sdp->sd_def32 = 1;
  93         sdp->sd_gran = 1;
  94 }
  95
  96 /*
  97  * Construct special descriptors for "base" selectors.  Store them in
  98  * the PCB for later use by cpu_switch().  Store them in the GDT for
  99  * more immediate use.  The GDT entries are part of the current
 100  * context.  Callers must load related segment registers to complete
 101  * setting up the current context.
 102  */
 103 void
 104 set_fsbase(struct thread *td, uint32_t base)
 105 {
 106         struct segment_descriptor sd;
 107
 108         fill_based_sd(&sd, base);
 109         critical_enter();
 110         td->td_pcb->pcb_fsd = sd;
 111         PCPU_GET(fsgs_gdt)[0] = sd;
 112         critical_exit();
 113 }
 114
 115 void
 116 set_gsbase(struct thread *td, uint32_t base)
 117 {
 118         struct segment_descriptor sd;
 119
 120         fill_based_sd(&sd, base);
 121         critical_enter();
 122         td->td_pcb->pcb_gsd = sd;
 123         PCPU_GET(fsgs_gdt)[1] = sd;
 124         critical_exit();
 125 }
 126
 127 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 128 struct sysarch_args {
 129         int op;
 130         char *parms;
 131 };
 132 #endif
 133
 134 int
 135 sysarch(struct thread *td, struct sysarch_args *uap)
 136 {
 137         int error;
 138         union descriptor *lp;
 139         union {
 140                 struct i386_ldt_args largs;
 141                 struct i386_ioperm_args iargs;
 142                 struct i386_get_xfpustate xfpu;
 143         } kargs;
 144         uint32_t base;
 145         struct segment_descriptor *sdp;
 146
 147         AUDIT_ARG_CMD(uap->op);
 148
 149 #ifdef CAPABILITY_MODE
 150         /*
 151          * When adding new operations, add a new case statement here to
 152          * explicitly indicate whether or not the operation is safe to
 153          * perform in capability mode.
 154          */
 155         if (IN_CAPABILITY_MODE(td)) {
 156                 switch (uap->op) {
 157                 case I386_GET_LDT:
 158                 case I386_SET_LDT:
 159                 case I386_GET_IOPERM:
 160                 case I386_GET_FSBASE:
 161                 case I386_SET_FSBASE:
 162                 case I386_GET_GSBASE:
 163                 case I386_SET_GSBASE:
 164                 case I386_GET_XFPUSTATE:
 165                         break;
 166
 167                 case I386_SET_IOPERM:
 168                 default:
 169 #ifdef KTRACE
 170                         if (KTRPOINT(td, KTR_CAPFAIL))
 171                                 ktrcapfail(CAPFAIL_SYSCALL, NULL, NULL);
 172 #endif
 173                         return (ECAPMODE);
 174                 }
 175         }
 176 #endif
 177
 178         switch (uap->op) {
 179         case I386_GET_IOPERM:
 180         case I386_SET_IOPERM:
 181                 if ((error = copyin(uap->parms, &kargs.iargs,
 182                     sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
 183                         return (error);
 184                 break;
 185         case I386_GET_LDT:
 186         case I386_SET_LDT:
 187                 if ((error = copyin(uap->parms, &kargs.largs,
 188                     sizeof(struct i386_ldt_args))) != 0)
 189                         return (error);
 190                 break;
 191         case I386_GET_XFPUSTATE:
 192                 if ((error = copyin(uap->parms, &kargs.xfpu,
 193                     sizeof(struct i386_get_xfpustate))) != 0)
 194                         return (error);
 195                 break;
 196         default:
 197                 break;
 198         }
 199
 200         switch (uap->op) {
 201         case I386_GET_LDT:
 202                 error = i386_get_ldt(td, &kargs.largs);
 203                 break;
 204         case I386_SET_LDT:
 205                 if (kargs.largs.descs != NULL) {
 206                         if (kargs.largs.num > MAX_LD)
 207                                 return (EINVAL);
 208                         lp = malloc(kargs.largs.num * sizeof(union descriptor),
 209                             M_TEMP, M_WAITOK);
 210                         error = copyin(kargs.largs.descs, lp,
 211                             kargs.largs.num * sizeof(union descriptor));
 212                         if (error == 0)
 213                                 error = i386_set_ldt(td, &kargs.largs, lp);
 214                         free(lp, M_TEMP);
 215                 } else {
 216                         error = i386_set_ldt(td, &kargs.largs, NULL);
 217                 }
 218                 break;
 219         case I386_GET_IOPERM:
 220                 error = i386_get_ioperm(td, &kargs.iargs);
 221                 if (error == 0)
 222                         error = copyout(&kargs.iargs, uap->parms,
 223                             sizeof(struct i386_ioperm_args));
 224                 break;
 225         case I386_SET_IOPERM:
 226                 error = i386_set_ioperm(td, &kargs.iargs);
 227                 break;
 228         case I386_VM86:
 229                 error = vm86_sysarch(td, uap->parms);
 230                 break;
 231         case I386_GET_FSBASE:
 232                 sdp = &td->td_pcb->pcb_fsd;
 233                 base = sdp->sd_hibase << 24 | sdp->sd_lobase;
 234                 error = copyout(&base, uap->parms, sizeof(base));
 235                 break;
 236         case I386_SET_FSBASE:
 237                 error = copyin(uap->parms, &base, sizeof(base));
 238                 if (error == 0) {
 239                         /*
 240                          * Construct the special descriptor for fsbase
 241                          * and arrange for doreti to load its selector
 242                          * soon enough.
 243                          */
 244                         set_fsbase(td, base);
 245                         td->td_frame->tf_fs = GSEL(GUFS_SEL, SEL_UPL);
 246                 }
 247                 break;
 248         case I386_GET_GSBASE:
 249                 sdp = &td->td_pcb->pcb_gsd;
 250                 base = sdp->sd_hibase << 24 | sdp->sd_lobase;
 251                 error = copyout(&base, uap->parms, sizeof(base));
 252                 break;
 253         case I386_SET_GSBASE:
 254                 error = copyin(uap->parms, &base, sizeof(base));
 255                 if (error == 0) {
 256                         /*
 257                          * Construct the special descriptor for gsbase.
 258                          * The selector is loaded immediately, since we
 259                          * normally only reload %gs on context switches.
 260                          */
 261                         set_gsbase(td, base);
 262                         load_gs(GSEL(GUGS_SEL, SEL_UPL));
 263                 }
 264                 break;
 265         case I386_GET_XFPUSTATE:
 266                 if (kargs.xfpu.len > cpu_max_ext_state_size -
 267                     sizeof(union savefpu))
 268                         return (EINVAL);
 269                 npxgetregs(td);
 270                 error = copyout((char *)(get_pcb_user_save_td(td) + 1),
 271                     kargs.xfpu.addr, kargs.xfpu.len);
 272                 break;
 273         default:
 274                 error = EINVAL;
 275                 break;
 276         }
 277         return (error);
 278 }
 279
 280 int
 281 i386_extend_pcb(struct thread *td)
 282 {
 283         int i, offset;
 284         u_long *addr;
 285         struct pcb_ext *ext;
 286         struct soft_segment_descriptor ssd = {
 287                 0,                      /* segment base address (overwritten) */
 288                 ctob(IOPAGES + 1) - 1,  /* length */
 289                 SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
 290                 0,                      /* priority level */
 291                 1,                      /* descriptor present */
 292                 0, 0,
 293                 0,                      /* default 32 size */
 294                 0                       /* granularity */
 295         };
 296
 297         ext = (struct pcb_ext *)kmem_malloc(kernel_arena, ctob(IOPAGES+1),
 298             M_WAITOK | M_ZERO);
 299         /* -16 is so we can convert a trapframe into vm86trapframe inplace */
 300         ext->ext_tss.tss_esp0 = (vm_offset_t)td->td_pcb - 16;
 301         ext->ext_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 302         /*
 303          * The last byte of the i/o map must be followed by an 0xff byte.
 304          * We arbitrarily allocate 16 bytes here, to keep the starting
 305          * address on a doubleword boundary.
 306          */
 307         offset = PAGE_SIZE - 16;
 308         ext->ext_tss.tss_ioopt =
 309             (offset - ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext)) << 16;
 310         ext->ext_iomap = (caddr_t)ext + offset;
 311         ext->ext_vm86.vm86_intmap = (caddr_t)ext + offset - 32;
 312
 313         addr = (u_long *)ext->ext_vm86.vm86_intmap;
 314         for (i = 0; i < (ctob(IOPAGES) + 32 + 16) / sizeof(u_long); i++)
 315                 *addr++ = ~0;
 316
 317         ssd.ssd_base = (unsigned)&ext->ext_tss;
 318         ssd.ssd_limit -= ((unsigned)&ext->ext_tss - (unsigned)ext);
 319         ssdtosd(&ssd, &ext->ext_tssd);
 320
 321         KASSERT(td == curthread, ("giving TSS to !curthread"));
 322         KASSERT(td->td_pcb->pcb_ext == 0, ("already have a TSS!"));
 323
 324         /* Switch to the new TSS. */
 325         critical_enter();
 326         td->td_pcb->pcb_ext = ext;
 327         PCPU_SET(private_tss, 1);
 328         *PCPU_GET(tss_gdt) = ext->ext_tssd;
 329         ltr(GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL));
 330         critical_exit();
 331
 332         return 0;
 333 }
 334
 335 int
 336 i386_set_ioperm(td, uap)
 337         struct thread *td;
 338         struct i386_ioperm_args *uap;
 339 {
 340         char *iomap;
 341         u_int i;
 342         int error;
 343
 344         if ((error = priv_check(td, PRIV_IO)) != 0)
 345                 return (error);
 346         if ((error = securelevel_gt(td->td_ucred, 0)) != 0)
 347                 return (error);
 348         /*
 349          * XXX
 350          * While this is restricted to root, we should probably figure out
 351          * whether any other driver is using this i/o address, as so not to
 352          * cause confusion.  This probably requires a global 'usage registry'.
 353          */
 354
 355         if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
 356                 if ((error = i386_extend_pcb(td)) != 0)
 357                         return (error);
 358         iomap = (char *)td->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 359
 360         if (uap->start > uap->start + uap->length ||
 361             uap->start + uap->length > IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 362                 return (EINVAL);
 363
 364         for (i = uap->start; i < uap->start + uap->length; i++) {
 365                 if (uap->enable)
 366                         iomap[i >> 3] &= ~(1 << (i & 7));
 367                 else
 368                         iomap[i >> 3] |= (1 << (i & 7));
 369         }
 370         return (error);
 371 }
 372
 373 int
 374 i386_get_ioperm(td, uap)
 375         struct thread *td;
 376         struct i386_ioperm_args *uap;
 377 {
 378         int i, state;
 379         char *iomap;
 380
 381         if (uap->start >= IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 382                 return (EINVAL);
 383
 384         if (td->td_pcb->pcb_ext == 0) {
 385                 uap->length = 0;
 386                 goto done;
 387         }
 388
 389         iomap = (char *)td->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 390
 391         i = uap->start;
 392         state = (iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
 393         uap->enable = !state;
 394         uap->length = 1;
 395
 396         for (i = uap->start + 1; i < IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY; i++) {
 397                 if (state != ((iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1))
 398                         break;
 399                 uap->length++;
 400         }
 401
 402 done:
 403         return (0);
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Update the GDT entry pointing to the LDT to point to the LDT of the
 408  * current process. Manage dt_lock holding/unholding autonomously.
 409  */
 410 static void
 411 set_user_ldt_locked(struct mdproc *mdp)
 412 {
 413         struct proc_ldt *pldt;
 414         int gdt_idx;
 415
 416         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 417
 418         pldt = mdp->md_ldt;
 419         gdt_idx = GUSERLDT_SEL;
 420         gdt_idx += PCPU_GET(cpuid) * NGDT;      /* always 0 on UP */
 421         gdt[gdt_idx].sd = pldt->ldt_sd;
 422         lldt(GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 423         PCPU_SET(currentldt, GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 424 }
 425
 426 void
 427 set_user_ldt(struct mdproc *mdp)
 428 {
 429
 430         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 431         set_user_ldt_locked(mdp);
 432         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 433 }
 434
 435 #ifdef SMP
 436 static void
 437 set_user_ldt_rv(void *arg)
 438 {
 439         struct proc *p;
 440
 441         p = curproc;
 442         if (arg == p->p_vmspace)
 443                 set_user_ldt(&p->p_md);
 444 }
 445 #endif
 446
 447 /*
 448  * dt_lock must be held. Returns with dt_lock held.
 449  */
 450 struct proc_ldt *
 451 user_ldt_alloc(struct mdproc *mdp, int len)
 452 {
 453         struct proc_ldt *pldt, *new_ldt;
 454
 455         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 456         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 457         new_ldt = malloc(sizeof(struct proc_ldt), M_SUBPROC, M_WAITOK);
 458
 459         new_ldt->ldt_len = len = NEW_MAX_LD(len);
 460         new_ldt->ldt_base = (caddr_t)kmem_malloc(kernel_arena,
 461             len * sizeof(union descriptor), M_WAITOK | M_ZERO);
 462         new_ldt->ldt_refcnt = 1;
 463         new_ldt->ldt_active = 0;
 464
 465         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 466         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_base = (unsigned)new_ldt->ldt_base;
 467         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_limit = len * sizeof(union descriptor) - 1;
 468         ssdtosd(&gdt_segs[GUSERLDT_SEL], &new_ldt->ldt_sd);
 469
 470         if ((pldt = mdp->md_ldt) != NULL) {
 471                 if (len > pldt->ldt_len)
 472                         len = pldt->ldt_len;
 473                 bcopy(pldt->ldt_base, new_ldt->ldt_base,
 474                     len * sizeof(union descriptor));
 475         } else
 476                 bcopy(ldt, new_ldt->ldt_base, sizeof(ldt));
 477
 478         return (new_ldt);
 479 }
 480
 481 /*
 482  * Must be called with dt_lock held.  Returns with dt_lock unheld.
 483  */
 484 void
 485 user_ldt_free(struct thread *td)
 486 {
 487         struct mdproc *mdp;
 488         struct proc_ldt *pldt;
 489
 490         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 491         mdp = &td->td_proc->p_md;
 492         if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL) {
 493                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 494                 return;
 495         }
 496
 497         if (td == curthread) {
 498                 lldt(_default_ldt);
 499                 PCPU_SET(currentldt, _default_ldt);
 500         }
 501
 502         mdp->md_ldt = NULL;
 503         user_ldt_deref(pldt);
 504 }
 505
 506 void
 507 user_ldt_deref(struct proc_ldt *pldt)
 508 {
 509
 510         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 511         if (--pldt->ldt_refcnt == 0) {
 512                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 513                 kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)pldt->ldt_base,
 514                         pldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 515                 free(pldt, M_SUBPROC);
 516         } else
 517                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 518 }
 519
 520 /*
 521  * Note for the authors of compat layers (linux, etc): copyout() in
 522  * the function below is not a problem since it presents data in
 523  * arch-specific format (i.e. i386-specific in this case), not in
 524  * the OS-specific one.
 525  */
 526 int
 527 i386_get_ldt(struct thread *td, struct i386_ldt_args *uap)
 528 {
 529         struct proc_ldt *pldt;
 530         char *data;
 531         u_int nldt, num;
 532         int error;
 533
 534 #ifdef DEBUG
 535         printf("i386_get_ldt: start=%u num=%u descs=%p\n",
 536             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 537 #endif
 538
 539         num = min(uap->num, MAX_LD);
 540         data = malloc(num * sizeof(union descriptor), M_TEMP, M_WAITOK);
 541         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 542         pldt = td->td_proc->p_md.md_ldt;
 543         nldt = pldt != NULL ? pldt->ldt_len : nitems(ldt);
 544         if (uap->start >= nldt) {
 545                 num = 0;
 546         } else {
 547                 num = min(num, nldt - uap->start);
 548                 bcopy(pldt != NULL ?
 549                     &((union descriptor *)(pldt->ldt_base))[uap->start] :
 550                     &ldt[uap->start], data, num * sizeof(union descriptor));
 551         }
 552         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 553         error = copyout(data, uap->descs, num * sizeof(union descriptor));
 554         if (error == 0)
 555                 td->td_retval[0] = num;
 556         free(data, M_TEMP);
 557         return (error);
 558 }
 559
 560 int
 561 i386_set_ldt(struct thread *td, struct i386_ldt_args *uap,
 562     union descriptor *descs)
 563 {
 564         struct mdproc *mdp;
 565         struct proc_ldt *pldt;
 566         union descriptor *dp;
 567         u_int largest_ld, i;
 568         int error;
 569
 570 #ifdef DEBUG
 571         printf("i386_set_ldt: start=%u num=%u descs=%p\n",
 572             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 573 #endif
 574         error = 0;
 575         mdp = &td->td_proc->p_md;
 576
 577         if (descs == NULL) {
 578                 /* Free descriptors */
 579                 if (uap->start == 0 && uap->num == 0) {
 580                         /*
 581                          * Treat this as a special case, so userland needn't
 582                          * know magic number NLDT.
 583                          */
 584                         uap->start = NLDT;
 585                         uap->num = MAX_LD - NLDT;
 586                 }
 587                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 588                 if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL ||
 589                     uap->start >= pldt->ldt_len) {
 590                         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 591                         return (0);
 592                 }
 593                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 594                 if (largest_ld > pldt->ldt_len)
 595                         largest_ld = pldt->ldt_len;
 596                 for (i = uap->start; i < largest_ld; i++)
 597                         atomic_store_rel_64(&((uint64_t *)(pldt->ldt_base))[i],
 598                             0);
 599                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 600                 return (0);
 601         }
 602
 603         if (uap->start != LDT_AUTO_ALLOC || uap->num != 1) {
 604                 /* verify range of descriptors to modify */
 605                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 606                 if (uap->start >= MAX_LD || largest_ld > MAX_LD)
 607                         return (EINVAL);
 608         }
 609
 610         /* Check descriptors for access violations */
 611         for (i = 0; i < uap->num; i++) {
 612                 dp = &descs[i];
 613
 614                 switch (dp->sd.sd_type) {
 615                 case SDT_SYSNULL:       /* system null */
 616                         dp->sd.sd_p = 0;
 617                         break;
 618                 case SDT_SYS286TSS: /* system 286 TSS available */
 619                 case SDT_SYSLDT:    /* system local descriptor table */
 620                 case SDT_SYS286BSY: /* system 286 TSS busy */
 621                 case SDT_SYSTASKGT: /* system task gate */
 622                 case SDT_SYS286IGT: /* system 286 interrupt gate */
 623                 case SDT_SYS286TGT: /* system 286 trap gate */
 624                 case SDT_SYSNULL2:  /* undefined by Intel */
 625                 case SDT_SYS386TSS: /* system 386 TSS available */
 626                 case SDT_SYSNULL3:  /* undefined by Intel */
 627                 case SDT_SYS386BSY: /* system 386 TSS busy */
 628                 case SDT_SYSNULL4:  /* undefined by Intel */
 629                 case SDT_SYS386IGT: /* system 386 interrupt gate */
 630                 case SDT_SYS386TGT: /* system 386 trap gate */
 631                 case SDT_SYS286CGT: /* system 286 call gate */
 632                 case SDT_SYS386CGT: /* system 386 call gate */
 633                         return (EACCES);
 634
 635                 /* memory segment types */
 636                 case SDT_MEMEC:   /* memory execute only conforming */
 637                 case SDT_MEMEAC:  /* memory execute only accessed conforming */
 638                 case SDT_MEMERC:  /* memory execute read conforming */
 639                 case SDT_MEMERAC: /* memory execute read accessed conforming */
 640                          /* Must be "present" if executable and conforming. */
 641                         if (dp->sd.sd_p == 0)
 642                                 return (EACCES);
 643                         break;
 644                 case SDT_MEMRO:   /* memory read only */
 645                 case SDT_MEMROA:  /* memory read only accessed */
 646                 case SDT_MEMRW:   /* memory read write */
 647                 case SDT_MEMRWA:  /* memory read write accessed */
 648                 case SDT_MEMROD:  /* memory read only expand dwn limit */
 649                 case SDT_MEMRODA: /* memory read only expand dwn lim accessed */
 650                 case SDT_MEMRWD:  /* memory read write expand dwn limit */
 651                 case SDT_MEMRWDA: /* memory read write expand dwn lim acessed */
 652                 case SDT_MEME:    /* memory execute only */
 653                 case SDT_MEMEA:   /* memory execute only accessed */
 654                 case SDT_MEMER:   /* memory execute read */
 655                 case SDT_MEMERA:  /* memory execute read accessed */
 656                         break;
 657                 default:
 658                         return (EINVAL);
 659                 }
 660
 661                 /* Only user (ring-3) descriptors may be present. */
 662                 if (dp->sd.sd_p != 0 && dp->sd.sd_dpl != SEL_UPL)
 663                         return (EACCES);
 664         }
 665
 666         if (uap->start == LDT_AUTO_ALLOC && uap->num == 1) {
 667                 /* Allocate a free slot */
 668                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 669                 if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL) {
 670                         if ((error = i386_ldt_grow(td, NLDT + 1))) {
 671                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 672                                 return (error);
 673                         }
 674                         pldt = mdp->md_ldt;
 675                 }
 676 again:
 677                 /*
 678                  * start scanning a bit up to leave room for NVidia and
 679                  * Wine, which still user the "Blat" method of allocation.
 680                  */
 681                 dp = &((union descriptor *)(pldt->ldt_base))[NLDT];
 682                 for (i = NLDT; i < pldt->ldt_len; ++i) {
 683                         if (dp->sd.sd_type == SDT_SYSNULL)
 684                                 break;
 685                         dp++;
 686                 }
 687                 if (i >= pldt->ldt_len) {
 688                         if ((error = i386_ldt_grow(td, pldt->ldt_len+1))) {
 689                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 690                                 return (error);
 691                         }
 692                         goto again;
 693                 }
 694                 uap->start = i;
 695                 error = i386_set_ldt_data(td, i, 1, descs);
 696                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 697         } else {
 698                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 699                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 700                 if (!(error = i386_ldt_grow(td, largest_ld))) {
 701                         error = i386_set_ldt_data(td, uap->start, uap->num,
 702                             descs);
 703                 }
 704                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 705         }
 706         if (error == 0)
 707                 td->td_retval[0] = uap->start;
 708         return (error);
 709 }
 710
 711 static int
 712 i386_set_ldt_data(struct thread *td, int start, int num,
 713     union descriptor *descs)
 714 {
 715         struct mdproc *mdp;
 716         struct proc_ldt *pldt;
 717         uint64_t *dst, *src;
 718         int i;
 719
 720         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 721
 722         mdp = &td->td_proc->p_md;
 723         pldt = mdp->md_ldt;
 724         dst = (uint64_t *)(pldt->ldt_base);
 725         src = (uint64_t *)descs;
 726
 727         /*
 728          * Atomic(9) is used only to get 64bit atomic store with
 729          * cmpxchg8b when available.  There is no op without release
 730          * semantic.
 731          */
 732         for (i = 0; i < num; i++)
 733                 atomic_store_rel_64(&dst[start + i], src[i]);
 734         return (0);
 735 }
 736
 737 static int
 738 i386_ldt_grow(struct thread *td, int len)
 739 {
 740         struct mdproc *mdp;
 741         struct proc_ldt *new_ldt, *pldt;
 742         caddr_t old_ldt_base;
 743         int old_ldt_len;
 744
 745         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 746
 747         if (len > MAX_LD)
 748                 return (ENOMEM);
 749         if (len < NLDT + 1)
 750                 len = NLDT + 1;
 751
 752         mdp = &td->td_proc->p_md;
 753         old_ldt_base = NULL_LDT_BASE;
 754         old_ldt_len = 0;
 755
 756         /* Allocate a user ldt. */
 757         if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL || len > pldt->ldt_len) {
 758                 new_ldt = user_ldt_alloc(mdp, len);
 759                 if (new_ldt == NULL)
 760                         return (ENOMEM);
 761                 pldt = mdp->md_ldt;
 762
 763                 if (pldt != NULL) {
 764                         if (new_ldt->ldt_len <= pldt->ldt_len) {
 765                                 /*
 766                                  * We just lost the race for allocation, so
 767                                  * free the new object and return.
 768                                  */
 769                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 770                                 kmem_free(kernel_arena,
 771                                    (vm_offset_t)new_ldt->ldt_base,
 772                                    new_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 773                                 free(new_ldt, M_SUBPROC);
 774                                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 775                                 return (0);
 776                         }
 777
 778                         /*
 779                          * We have to substitute the current LDT entry for
 780                          * curproc with the new one since its size grew.
 781                          */
 782                         old_ldt_base = pldt->ldt_base;
 783                         old_ldt_len = pldt->ldt_len;
 784                         pldt->ldt_sd = new_ldt->ldt_sd;
 785                         pldt->ldt_base = new_ldt->ldt_base;
 786                         pldt->ldt_len = new_ldt->ldt_len;
 787                 } else
 788                         mdp->md_ldt = pldt = new_ldt;
 789 #ifdef SMP
 790                 /*
 791                  * Signal other cpus to reload ldt.  We need to unlock dt_lock
 792                  * here because other CPU will contest on it since their
 793                  * curthreads won't hold the lock and will block when trying
 794                  * to acquire it.
 795                  */
 796                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 797                 smp_rendezvous(NULL, set_user_ldt_rv, NULL,
 798                     td->td_proc->p_vmspace);
 799 #else
 800                 set_user_ldt_locked(&td->td_proc->p_md);
 801                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 802 #endif
 803                 if (old_ldt_base != NULL_LDT_BASE) {
 804                         kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)old_ldt_base,
 805                             old_ldt_len * sizeof(union descriptor));
 806                         free(new_ldt, M_SUBPROC);
 807                 }
 808                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 809         }
 810         return (0);
 811 }