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         if (td == curthread)
 112                 PCPU_GET(fsgs_gdt)[0] = sd;
 113         critical_exit();
 114 }
 115
 116 void
 117 set_gsbase(struct thread *td, uint32_t base)
 118 {
 119         struct segment_descriptor sd;
 120
 121         fill_based_sd(&sd, base);
 122         critical_enter();
 123         td->td_pcb->pcb_gsd = sd;
 124         if (td == curthread)
 125                 PCPU_GET(fsgs_gdt)[1] = sd;
 126         critical_exit();
 127 }
 128
 129 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 130 struct sysarch_args {
 131         int op;
 132         char *parms;
 133 };
 134 #endif
 135
 136 int
 137 sysarch(struct thread *td, struct sysarch_args *uap)
 138 {
 139         int error;
 140         union descriptor *lp;
 141         union {
 142                 struct i386_ldt_args largs;
 143                 struct i386_ioperm_args iargs;
 144                 struct i386_get_xfpustate xfpu;
 145         } kargs;
 146         uint32_t base;
 147         struct segment_descriptor *sdp;
 148
 149         AUDIT_ARG_CMD(uap->op);
 150
 151 #ifdef CAPABILITY_MODE
 152         /*
 153          * When adding new operations, add a new case statement here to
 154          * explicitly indicate whether or not the operation is safe to
 155          * perform in capability mode.
 156          */
 157         if (IN_CAPABILITY_MODE(td)) {
 158                 switch (uap->op) {
 159                 case I386_GET_LDT:
 160                 case I386_SET_LDT:
 161                 case I386_GET_IOPERM:
 162                 case I386_GET_FSBASE:
 163                 case I386_SET_FSBASE:
 164                 case I386_GET_GSBASE:
 165                 case I386_SET_GSBASE:
 166                 case I386_GET_XFPUSTATE:
 167                         break;
 168
 169                 case I386_SET_IOPERM:
 170                 default:
 171 #ifdef KTRACE
 172                         if (KTRPOINT(td, KTR_CAPFAIL))
 173                                 ktrcapfail(CAPFAIL_SYSCALL, NULL, NULL);
 174 #endif
 175                         return (ECAPMODE);
 176                 }
 177         }
 178 #endif
 179
 180         switch (uap->op) {
 181         case I386_GET_IOPERM:
 182         case I386_SET_IOPERM:
 183                 if ((error = copyin(uap->parms, &kargs.iargs,
 184                     sizeof(struct i386_ioperm_args))) != 0)
 185                         return (error);
 186                 break;
 187         case I386_GET_LDT:
 188         case I386_SET_LDT:
 189                 if ((error = copyin(uap->parms, &kargs.largs,
 190                     sizeof(struct i386_ldt_args))) != 0)
 191                         return (error);
 192                 break;
 193         case I386_GET_XFPUSTATE:
 194                 if ((error = copyin(uap->parms, &kargs.xfpu,
 195                     sizeof(struct i386_get_xfpustate))) != 0)
 196                         return (error);
 197                 break;
 198         default:
 199                 break;
 200         }
 201
 202         switch (uap->op) {
 203         case I386_GET_LDT:
 204                 error = i386_get_ldt(td, &kargs.largs);
 205                 break;
 206         case I386_SET_LDT:
 207                 if (kargs.largs.descs != NULL) {
 208                         if (kargs.largs.num > MAX_LD)
 209                                 return (EINVAL);
 210                         lp = malloc(kargs.largs.num * sizeof(union descriptor),
 211                             M_TEMP, M_WAITOK);
 212                         error = copyin(kargs.largs.descs, lp,
 213                             kargs.largs.num * sizeof(union descriptor));
 214                         if (error == 0)
 215                                 error = i386_set_ldt(td, &kargs.largs, lp);
 216                         free(lp, M_TEMP);
 217                 } else {
 218                         error = i386_set_ldt(td, &kargs.largs, NULL);
 219                 }
 220                 break;
 221         case I386_GET_IOPERM:
 222                 error = i386_get_ioperm(td, &kargs.iargs);
 223                 if (error == 0)
 224                         error = copyout(&kargs.iargs, uap->parms,
 225                             sizeof(struct i386_ioperm_args));
 226                 break;
 227         case I386_SET_IOPERM:
 228                 error = i386_set_ioperm(td, &kargs.iargs);
 229                 break;
 230         case I386_VM86:
 231                 error = vm86_sysarch(td, uap->parms);
 232                 break;
 233         case I386_GET_FSBASE:
 234                 sdp = &td->td_pcb->pcb_fsd;
 235                 base = sdp->sd_hibase << 24 | sdp->sd_lobase;
 236                 error = copyout(&base, uap->parms, sizeof(base));
 237                 break;
 238         case I386_SET_FSBASE:
 239                 error = copyin(uap->parms, &base, sizeof(base));
 240                 if (error == 0) {
 241                         /*
 242                          * Construct the special descriptor for fsbase
 243                          * and arrange for doreti to load its selector
 244                          * soon enough.
 245                          */
 246                         set_fsbase(td, base);
 247                         td->td_frame->tf_fs = GSEL(GUFS_SEL, SEL_UPL);
 248                 }
 249                 break;
 250         case I386_GET_GSBASE:
 251                 sdp = &td->td_pcb->pcb_gsd;
 252                 base = sdp->sd_hibase << 24 | sdp->sd_lobase;
 253                 error = copyout(&base, uap->parms, sizeof(base));
 254                 break;
 255         case I386_SET_GSBASE:
 256                 error = copyin(uap->parms, &base, sizeof(base));
 257                 if (error == 0) {
 258                         /*
 259                          * Construct the special descriptor for gsbase.
 260                          * The selector is loaded immediately, since we
 261                          * normally only reload %gs on context switches.
 262                          */
 263                         set_gsbase(td, base);
 264                         load_gs(GSEL(GUGS_SEL, SEL_UPL));
 265                 }
 266                 break;
 267         case I386_GET_XFPUSTATE:
 268                 if (kargs.xfpu.len > cpu_max_ext_state_size -
 269                     sizeof(union savefpu))
 270                         return (EINVAL);
 271                 npxgetregs(td);
 272                 error = copyout((char *)(get_pcb_user_save_td(td) + 1),
 273                     kargs.xfpu.addr, kargs.xfpu.len);
 274                 break;
 275         default:
 276                 error = EINVAL;
 277                 break;
 278         }
 279         return (error);
 280 }
 281
 282 int
 283 i386_extend_pcb(struct thread *td)
 284 {
 285         int i, offset;
 286         u_long *addr;
 287         struct pcb_ext *ext;
 288         struct soft_segment_descriptor ssd = {
 289                 0,                      /* segment base address (overwritten) */
 290                 ctob(IOPAGES + 1) - 1,  /* length */
 291                 SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
 292                 0,                      /* priority level */
 293                 1,                      /* descriptor present */
 294                 0, 0,
 295                 0,                      /* default 32 size */
 296                 0                       /* granularity */
 297         };
 298
 299         ext = pmap_trm_alloc(ctob(IOPAGES + 1), M_WAITOK | M_ZERO);
 300         /* -16 is so we can convert a trapframe into vm86trapframe inplace */
 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         ext->ext_tss.tss_esp0 = PCPU_GET(trampstk);
 327         td->td_pcb->pcb_ext = ext;
 328         PCPU_SET(private_tss, 1);
 329         *PCPU_GET(tss_gdt) = ext->ext_tssd;
 330         ltr(GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL));
 331         critical_exit();
 332
 333         return 0;
 334 }
 335
 336 int
 337 i386_set_ioperm(td, uap)
 338         struct thread *td;
 339         struct i386_ioperm_args *uap;
 340 {
 341         char *iomap;
 342         u_int i;
 343         int error;
 344
 345         if ((error = priv_check(td, PRIV_IO)) != 0)
 346                 return (error);
 347         if ((error = securelevel_gt(td->td_ucred, 0)) != 0)
 348                 return (error);
 349         /*
 350          * XXX
 351          * While this is restricted to root, we should probably figure out
 352          * whether any other driver is using this i/o address, as so not to
 353          * cause confusion.  This probably requires a global 'usage registry'.
 354          */
 355
 356         if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
 357                 if ((error = i386_extend_pcb(td)) != 0)
 358                         return (error);
 359         iomap = (char *)td->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 360
 361         if (uap->start > uap->start + uap->length ||
 362             uap->start + uap->length > IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 363                 return (EINVAL);
 364
 365         for (i = uap->start; i < uap->start + uap->length; i++) {
 366                 if (uap->enable)
 367                         iomap[i >> 3] &= ~(1 << (i & 7));
 368                 else
 369                         iomap[i >> 3] |= (1 << (i & 7));
 370         }
 371         return (error);
 372 }
 373
 374 int
 375 i386_get_ioperm(td, uap)
 376         struct thread *td;
 377         struct i386_ioperm_args *uap;
 378 {
 379         int i, state;
 380         char *iomap;
 381
 382         if (uap->start >= IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 383                 return (EINVAL);
 384
 385         if (td->td_pcb->pcb_ext == 0) {
 386                 uap->length = 0;
 387                 goto done;
 388         }
 389
 390         iomap = (char *)td->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 391
 392         i = uap->start;
 393         state = (iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
 394         uap->enable = !state;
 395         uap->length = 1;
 396
 397         for (i = uap->start + 1; i < IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY; i++) {
 398                 if (state != ((iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1))
 399                         break;
 400                 uap->length++;
 401         }
 402
 403 done:
 404         return (0);
 405 }
 406
 407 /*
 408  * Update the GDT entry pointing to the LDT to point to the LDT of the
 409  * current process. Manage dt_lock holding/unholding autonomously.
 410  */
 411 static void
 412 set_user_ldt_locked(struct mdproc *mdp)
 413 {
 414         struct proc_ldt *pldt;
 415         int gdt_idx;
 416
 417         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 418
 419         pldt = mdp->md_ldt;
 420         gdt_idx = GUSERLDT_SEL;
 421         gdt_idx += PCPU_GET(cpuid) * NGDT;      /* always 0 on UP */
 422         gdt[gdt_idx].sd = pldt->ldt_sd;
 423         lldt(GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 424         PCPU_SET(currentldt, GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 425 }
 426
 427 void
 428 set_user_ldt(struct mdproc *mdp)
 429 {
 430
 431         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 432         set_user_ldt_locked(mdp);
 433         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 434 }
 435
 436 #ifdef SMP
 437 static void
 438 set_user_ldt_rv(void *arg)
 439 {
 440         struct proc *p;
 441
 442         p = curproc;
 443         if (arg == p->p_vmspace)
 444                 set_user_ldt(&p->p_md);
 445 }
 446 #endif
 447
 448 /*
 449  * dt_lock must be held. Returns with dt_lock held.
 450  */
 451 struct proc_ldt *
 452 user_ldt_alloc(struct mdproc *mdp, int len)
 453 {
 454         struct proc_ldt *pldt, *new_ldt;
 455
 456         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 457         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 458         new_ldt = malloc(sizeof(struct proc_ldt), M_SUBPROC, M_WAITOK);
 459
 460         new_ldt->ldt_len = len = NEW_MAX_LD(len);
 461         new_ldt->ldt_base = pmap_trm_alloc(len * sizeof(union descriptor),
 462             M_WAITOK | M_ZERO);
 463         new_ldt->ldt_refcnt = 1;
 464         new_ldt->ldt_active = 0;
 465
 466         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 467         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_base = (unsigned)new_ldt->ldt_base;
 468         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_limit = len * sizeof(union descriptor) - 1;
 469         ssdtosd(&gdt_segs[GUSERLDT_SEL], &new_ldt->ldt_sd);
 470
 471         if ((pldt = mdp->md_ldt) != NULL) {
 472                 if (len > pldt->ldt_len)
 473                         len = pldt->ldt_len;
 474                 bcopy(pldt->ldt_base, new_ldt->ldt_base,
 475                     len * sizeof(union descriptor));
 476         } else
 477                 bcopy(ldt, new_ldt->ldt_base, sizeof(union descriptor) * NLDT);
 478
 479         return (new_ldt);
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Must be called with dt_lock held.  Returns with dt_lock unheld.
 484  */
 485 void
 486 user_ldt_free(struct thread *td)
 487 {
 488         struct mdproc *mdp;
 489         struct proc_ldt *pldt;
 490
 491         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 492         mdp = &td->td_proc->p_md;
 493         if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL) {
 494                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 495                 return;
 496         }
 497
 498         if (td == curthread) {
 499                 lldt(_default_ldt);
 500                 PCPU_SET(currentldt, _default_ldt);
 501         }
 502
 503         mdp->md_ldt = NULL;
 504         user_ldt_deref(pldt);
 505 }
 506
 507 void
 508 user_ldt_deref(struct proc_ldt *pldt)
 509 {
 510
 511         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 512         if (--pldt->ldt_refcnt == 0) {
 513                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 514                 pmap_trm_free(pldt->ldt_base, pldt->ldt_len *
 515                     sizeof(union descriptor));
 516                 free(pldt, M_SUBPROC);
 517         } else
 518                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Note for the authors of compat layers (linux, etc): copyout() in
 523  * the function below is not a problem since it presents data in
 524  * arch-specific format (i.e. i386-specific in this case), not in
 525  * the OS-specific one.
 526  */
 527 int
 528 i386_get_ldt(struct thread *td, struct i386_ldt_args *uap)
 529 {
 530         struct proc_ldt *pldt;
 531         char *data;
 532         u_int nldt, num;
 533         int error;
 534
 535 #ifdef DEBUG
 536         printf("i386_get_ldt: start=%u num=%u descs=%p\n",
 537             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 538 #endif
 539
 540         num = min(uap->num, MAX_LD);
 541         data = malloc(num * sizeof(union descriptor), M_TEMP, M_WAITOK);
 542         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 543         pldt = td->td_proc->p_md.md_ldt;
 544         nldt = pldt != NULL ? pldt->ldt_len : NLDT;
 545         if (uap->start >= nldt) {
 546                 num = 0;
 547         } else {
 548                 num = min(num, nldt - uap->start);
 549                 bcopy(pldt != NULL ?
 550                     &((union descriptor *)(pldt->ldt_base))[uap->start] :
 551                     &ldt[uap->start], data, num * sizeof(union descriptor));
 552         }
 553         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 554         error = copyout(data, uap->descs, num * sizeof(union descriptor));
 555         if (error == 0)
 556                 td->td_retval[0] = num;
 557         free(data, M_TEMP);
 558         return (error);
 559 }
 560
 561 int
 562 i386_set_ldt(struct thread *td, struct i386_ldt_args *uap,
 563     union descriptor *descs)
 564 {
 565         struct mdproc *mdp;
 566         struct proc_ldt *pldt;
 567         union descriptor *dp;
 568         u_int largest_ld, i;
 569         int error;
 570
 571 #ifdef DEBUG
 572         printf("i386_set_ldt: start=%u num=%u descs=%p\n",
 573             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 574 #endif
 575         error = 0;
 576         mdp = &td->td_proc->p_md;
 577
 578         if (descs == NULL) {
 579                 /* Free descriptors */
 580                 if (uap->start == 0 && uap->num == 0) {
 581                         /*
 582                          * Treat this as a special case, so userland needn't
 583                          * know magic number NLDT.
 584                          */
 585                         uap->start = NLDT;
 586                         uap->num = MAX_LD - NLDT;
 587                 }
 588                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 589                 if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL ||
 590                     uap->start >= pldt->ldt_len) {
 591                         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 592                         return (0);
 593                 }
 594                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 595                 if (largest_ld > pldt->ldt_len)
 596                         largest_ld = pldt->ldt_len;
 597                 for (i = uap->start; i < largest_ld; i++)
 598                         atomic_store_rel_64(&((uint64_t *)(pldt->ldt_base))[i],
 599                             0);
 600                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 601                 return (0);
 602         }
 603
 604         if (uap->start != LDT_AUTO_ALLOC || uap->num != 1) {
 605                 /* verify range of descriptors to modify */
 606                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 607                 if (uap->start >= MAX_LD || largest_ld > MAX_LD)
 608                         return (EINVAL);
 609         }
 610
 611         /* Check descriptors for access violations */
 612         for (i = 0; i < uap->num; i++) {
 613                 dp = &descs[i];
 614
 615                 switch (dp->sd.sd_type) {
 616                 case SDT_SYSNULL:       /* system null */
 617                         dp->sd.sd_p = 0;
 618                         break;
 619                 case SDT_SYS286TSS: /* system 286 TSS available */
 620                 case SDT_SYSLDT:    /* system local descriptor table */
 621                 case SDT_SYS286BSY: /* system 286 TSS busy */
 622                 case SDT_SYSTASKGT: /* system task gate */
 623                 case SDT_SYS286IGT: /* system 286 interrupt gate */
 624                 case SDT_SYS286TGT: /* system 286 trap gate */
 625                 case SDT_SYSNULL2:  /* undefined by Intel */
 626                 case SDT_SYS386TSS: /* system 386 TSS available */
 627                 case SDT_SYSNULL3:  /* undefined by Intel */
 628                 case SDT_SYS386BSY: /* system 386 TSS busy */
 629                 case SDT_SYSNULL4:  /* undefined by Intel */
 630                 case SDT_SYS386IGT: /* system 386 interrupt gate */
 631                 case SDT_SYS386TGT: /* system 386 trap gate */
 632                 case SDT_SYS286CGT: /* system 286 call gate */
 633                 case SDT_SYS386CGT: /* system 386 call gate */
 634                         return (EACCES);
 635
 636                 /* memory segment types */
 637                 case SDT_MEMEC:   /* memory execute only conforming */
 638                 case SDT_MEMEAC:  /* memory execute only accessed conforming */
 639                 case SDT_MEMERC:  /* memory execute read conforming */
 640                 case SDT_MEMERAC: /* memory execute read accessed conforming */
 641                          /* Must be "present" if executable and conforming. */
 642                         if (dp->sd.sd_p == 0)
 643                                 return (EACCES);
 644                         break;
 645                 case SDT_MEMRO:   /* memory read only */
 646                 case SDT_MEMROA:  /* memory read only accessed */
 647                 case SDT_MEMRW:   /* memory read write */
 648                 case SDT_MEMRWA:  /* memory read write accessed */
 649                 case SDT_MEMROD:  /* memory read only expand dwn limit */
 650                 case SDT_MEMRODA: /* memory read only expand dwn lim accessed */
 651                 case SDT_MEMRWD:  /* memory read write expand dwn limit */
 652                 case SDT_MEMRWDA: /* memory read write expand dwn lim acessed */
 653                 case SDT_MEME:    /* memory execute only */
 654                 case SDT_MEMEA:   /* memory execute only accessed */
 655                 case SDT_MEMER:   /* memory execute read */
 656                 case SDT_MEMERA:  /* memory execute read accessed */
 657                         break;
 658                 default:
 659                         return (EINVAL);
 660                 }
 661
 662                 /* Only user (ring-3) descriptors may be present. */
 663                 if (dp->sd.sd_p != 0 && dp->sd.sd_dpl != SEL_UPL)
 664                         return (EACCES);
 665         }
 666
 667         if (uap->start == LDT_AUTO_ALLOC && uap->num == 1) {
 668                 /* Allocate a free slot */
 669                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 670                 if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL) {
 671                         if ((error = i386_ldt_grow(td, NLDT + 1))) {
 672                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 673                                 return (error);
 674                         }
 675                         pldt = mdp->md_ldt;
 676                 }
 677 again:
 678                 /*
 679                  * start scanning a bit up to leave room for NVidia and
 680                  * Wine, which still user the "Blat" method of allocation.
 681                  */
 682                 dp = &((union descriptor *)(pldt->ldt_base))[NLDT];
 683                 for (i = NLDT; i < pldt->ldt_len; ++i) {
 684                         if (dp->sd.sd_type == SDT_SYSNULL)
 685                                 break;
 686                         dp++;
 687                 }
 688                 if (i >= pldt->ldt_len) {
 689                         if ((error = i386_ldt_grow(td, pldt->ldt_len+1))) {
 690                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 691                                 return (error);
 692                         }
 693                         goto again;
 694                 }
 695                 uap->start = i;
 696                 error = i386_set_ldt_data(td, i, 1, descs);
 697                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 698         } else {
 699                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 700                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 701                 if (!(error = i386_ldt_grow(td, largest_ld))) {
 702                         error = i386_set_ldt_data(td, uap->start, uap->num,
 703                             descs);
 704                 }
 705                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 706         }
 707         if (error == 0)
 708                 td->td_retval[0] = uap->start;
 709         return (error);
 710 }
 711
 712 static int
 713 i386_set_ldt_data(struct thread *td, int start, int num,
 714     union descriptor *descs)
 715 {
 716         struct mdproc *mdp;
 717         struct proc_ldt *pldt;
 718         uint64_t *dst, *src;
 719         int i;
 720
 721         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 722
 723         mdp = &td->td_proc->p_md;
 724         pldt = mdp->md_ldt;
 725         dst = (uint64_t *)(pldt->ldt_base);
 726         src = (uint64_t *)descs;
 727
 728         /*
 729          * Atomic(9) is used only to get 64bit atomic store with
 730          * cmpxchg8b when available.  There is no op without release
 731          * semantic.
 732          */
 733         for (i = 0; i < num; i++)
 734                 atomic_store_rel_64(&dst[start + i], src[i]);
 735         return (0);
 736 }
 737
 738 static int
 739 i386_ldt_grow(struct thread *td, int len)
 740 {
 741         struct mdproc *mdp;
 742         struct proc_ldt *new_ldt, *pldt;
 743         caddr_t old_ldt_base;
 744         int old_ldt_len;
 745
 746         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 747
 748         if (len > MAX_LD)
 749                 return (ENOMEM);
 750         if (len < NLDT + 1)
 751                 len = NLDT + 1;
 752
 753         mdp = &td->td_proc->p_md;
 754         old_ldt_base = NULL_LDT_BASE;
 755         old_ldt_len = 0;
 756
 757         /* Allocate a user ldt. */
 758         if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL || len > pldt->ldt_len) {
 759                 new_ldt = user_ldt_alloc(mdp, len);
 760                 if (new_ldt == NULL)
 761                         return (ENOMEM);
 762                 pldt = mdp->md_ldt;
 763
 764                 if (pldt != NULL) {
 765                         if (new_ldt->ldt_len <= pldt->ldt_len) {
 766                                 /*
 767                                  * We just lost the race for allocation, so
 768                                  * free the new object and return.
 769                                  */
 770                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 771                                 pmap_trm_free(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                         pmap_trm_free(old_ldt_base, old_ldt_len *
 805                             sizeof(union descriptor));
 806                         free(new_ldt, M_SUBPROC);
 807                 }
 808                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 809         }
 810         return (0);
 811 }