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(struct thread *td, struct i386_ioperm_args *uap)
 338 {
 339         char *iomap;
 340         u_int i;
 341         int error;
 342
 343         if ((error = priv_check(td, PRIV_IO)) != 0)
 344                 return (error);
 345         if ((error = securelevel_gt(td->td_ucred, 0)) != 0)
 346                 return (error);
 347         /*
 348          * XXX
 349          * While this is restricted to root, we should probably figure out
 350          * whether any other driver is using this i/o address, as so not to
 351          * cause confusion.  This probably requires a global 'usage registry'.
 352          */
 353
 354         if (td->td_pcb->pcb_ext == 0)
 355                 if ((error = i386_extend_pcb(td)) != 0)
 356                         return (error);
 357         iomap = (char *)td->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 358
 359         if (uap->start > uap->start + uap->length ||
 360             uap->start + uap->length > IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 361                 return (EINVAL);
 362
 363         for (i = uap->start; i < uap->start + uap->length; i++) {
 364                 if (uap->enable)
 365                         iomap[i >> 3] &= ~(1 << (i & 7));
 366                 else
 367                         iomap[i >> 3] |= (1 << (i & 7));
 368         }
 369         return (error);
 370 }
 371
 372 int
 373 i386_get_ioperm(struct thread *td, struct i386_ioperm_args *uap)
 374 {
 375         int i, state;
 376         char *iomap;
 377
 378         if (uap->start >= IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY)
 379                 return (EINVAL);
 380
 381         if (td->td_pcb->pcb_ext == 0) {
 382                 uap->length = 0;
 383                 goto done;
 384         }
 385
 386         iomap = (char *)td->td_pcb->pcb_ext->ext_iomap;
 387
 388         i = uap->start;
 389         state = (iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1;
 390         uap->enable = !state;
 391         uap->length = 1;
 392
 393         for (i = uap->start + 1; i < IOPAGES * PAGE_SIZE * NBBY; i++) {
 394                 if (state != ((iomap[i >> 3] >> (i & 7)) & 1))
 395                         break;
 396                 uap->length++;
 397         }
 398
 399 done:
 400         return (0);
 401 }
 402
 403 /*
 404  * Update the GDT entry pointing to the LDT to point to the LDT of the
 405  * current process. Manage dt_lock holding/unholding autonomously.
 406  */
 407 static void
 408 set_user_ldt_locked(struct mdproc *mdp)
 409 {
 410         struct proc_ldt *pldt;
 411         int gdt_idx;
 412
 413         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 414
 415         pldt = mdp->md_ldt;
 416         gdt_idx = GUSERLDT_SEL;
 417         gdt_idx += PCPU_GET(cpuid) * NGDT;      /* always 0 on UP */
 418         gdt[gdt_idx].sd = pldt->ldt_sd;
 419         lldt(GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 420         PCPU_SET(currentldt, GSEL(GUSERLDT_SEL, SEL_KPL));
 421 }
 422
 423 void
 424 set_user_ldt(struct mdproc *mdp)
 425 {
 426
 427         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 428         set_user_ldt_locked(mdp);
 429         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 430 }
 431
 432 #ifdef SMP
 433 static void
 434 set_user_ldt_rv(void *arg)
 435 {
 436         struct proc *p;
 437
 438         p = curproc;
 439         if (arg == p->p_vmspace)
 440                 set_user_ldt(&p->p_md);
 441 }
 442 #endif
 443
 444 /*
 445  * dt_lock must be held. Returns with dt_lock held.
 446  */
 447 struct proc_ldt *
 448 user_ldt_alloc(struct mdproc *mdp, int len)
 449 {
 450         struct proc_ldt *pldt, *new_ldt;
 451
 452         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 453         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 454         new_ldt = malloc(sizeof(struct proc_ldt), M_SUBPROC, M_WAITOK);
 455
 456         new_ldt->ldt_len = len = NEW_MAX_LD(len);
 457         new_ldt->ldt_base = pmap_trm_alloc(len * sizeof(union descriptor),
 458             M_WAITOK | M_ZERO);
 459         new_ldt->ldt_refcnt = 1;
 460         new_ldt->ldt_active = 0;
 461
 462         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 463         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_base = (unsigned)new_ldt->ldt_base;
 464         gdt_segs[GUSERLDT_SEL].ssd_limit = len * sizeof(union descriptor) - 1;
 465         ssdtosd(&gdt_segs[GUSERLDT_SEL], &new_ldt->ldt_sd);
 466
 467         if ((pldt = mdp->md_ldt) != NULL) {
 468                 if (len > pldt->ldt_len)
 469                         len = pldt->ldt_len;
 470                 bcopy(pldt->ldt_base, new_ldt->ldt_base,
 471                     len * sizeof(union descriptor));
 472         } else
 473                 bcopy(ldt, new_ldt->ldt_base, sizeof(union descriptor) * NLDT);
 474
 475         return (new_ldt);
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Must be called with dt_lock held.  Returns with dt_lock unheld.
 480  */
 481 void
 482 user_ldt_free(struct thread *td)
 483 {
 484         struct mdproc *mdp;
 485         struct proc_ldt *pldt;
 486
 487         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 488         mdp = &td->td_proc->p_md;
 489         if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL) {
 490                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 491                 return;
 492         }
 493
 494         if (td == curthread) {
 495                 lldt(_default_ldt);
 496                 PCPU_SET(currentldt, _default_ldt);
 497         }
 498
 499         mdp->md_ldt = NULL;
 500         user_ldt_deref(pldt);
 501 }
 502
 503 void
 504 user_ldt_deref(struct proc_ldt *pldt)
 505 {
 506
 507         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 508         if (--pldt->ldt_refcnt == 0) {
 509                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 510                 pmap_trm_free(pldt->ldt_base, pldt->ldt_len *
 511                     sizeof(union descriptor));
 512                 free(pldt, M_SUBPROC);
 513         } else
 514                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Note for the authors of compat layers (linux, etc): copyout() in
 519  * the function below is not a problem since it presents data in
 520  * arch-specific format (i.e. i386-specific in this case), not in
 521  * the OS-specific one.
 522  */
 523 int
 524 i386_get_ldt(struct thread *td, struct i386_ldt_args *uap)
 525 {
 526         struct proc_ldt *pldt;
 527         char *data;
 528         u_int nldt, num;
 529         int error;
 530
 531 #ifdef DEBUG
 532         printf("i386_get_ldt: start=%u num=%u descs=%p\n",
 533             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 534 #endif
 535
 536         num = min(uap->num, MAX_LD);
 537         data = malloc(num * sizeof(union descriptor), M_TEMP, M_WAITOK);
 538         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 539         pldt = td->td_proc->p_md.md_ldt;
 540         nldt = pldt != NULL ? pldt->ldt_len : NLDT;
 541         if (uap->start >= nldt) {
 542                 num = 0;
 543         } else {
 544                 num = min(num, nldt - uap->start);
 545                 bcopy(pldt != NULL ?
 546                     &((union descriptor *)(pldt->ldt_base))[uap->start] :
 547                     &ldt[uap->start], data, num * sizeof(union descriptor));
 548         }
 549         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 550         error = copyout(data, uap->descs, num * sizeof(union descriptor));
 551         if (error == 0)
 552                 td->td_retval[0] = num;
 553         free(data, M_TEMP);
 554         return (error);
 555 }
 556
 557 int
 558 i386_set_ldt(struct thread *td, struct i386_ldt_args *uap,
 559     union descriptor *descs)
 560 {
 561         struct mdproc *mdp;
 562         struct proc_ldt *pldt;
 563         union descriptor *dp;
 564         u_int largest_ld, i;
 565         int error;
 566
 567 #ifdef DEBUG
 568         printf("i386_set_ldt: start=%u num=%u descs=%p\n",
 569             uap->start, uap->num, (void *)uap->descs);
 570 #endif
 571         error = 0;
 572         mdp = &td->td_proc->p_md;
 573
 574         if (descs == NULL) {
 575                 /* Free descriptors */
 576                 if (uap->start == 0 && uap->num == 0) {
 577                         /*
 578                          * Treat this as a special case, so userland needn't
 579                          * know magic number NLDT.
 580                          */
 581                         uap->start = NLDT;
 582                         uap->num = MAX_LD - NLDT;
 583                 }
 584                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 585                 if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL ||
 586                     uap->start >= pldt->ldt_len) {
 587                         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 588                         return (0);
 589                 }
 590                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 591                 if (largest_ld > pldt->ldt_len)
 592                         largest_ld = pldt->ldt_len;
 593                 for (i = uap->start; i < largest_ld; i++)
 594                         atomic_store_rel_64(&((uint64_t *)(pldt->ldt_base))[i],
 595                             0);
 596                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 597                 return (0);
 598         }
 599
 600         if (uap->start != LDT_AUTO_ALLOC || uap->num != 1) {
 601                 /* verify range of descriptors to modify */
 602                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 603                 if (uap->start >= MAX_LD || largest_ld > MAX_LD)
 604                         return (EINVAL);
 605         }
 606
 607         /* Check descriptors for access violations */
 608         for (i = 0; i < uap->num; i++) {
 609                 dp = &descs[i];
 610
 611                 switch (dp->sd.sd_type) {
 612                 case SDT_SYSNULL:       /* system null */
 613                         dp->sd.sd_p = 0;
 614                         break;
 615                 case SDT_SYS286TSS: /* system 286 TSS available */
 616                 case SDT_SYSLDT:    /* system local descriptor table */
 617                 case SDT_SYS286BSY: /* system 286 TSS busy */
 618                 case SDT_SYSTASKGT: /* system task gate */
 619                 case SDT_SYS286IGT: /* system 286 interrupt gate */
 620                 case SDT_SYS286TGT: /* system 286 trap gate */
 621                 case SDT_SYSNULL2:  /* undefined by Intel */
 622                 case SDT_SYS386TSS: /* system 386 TSS available */
 623                 case SDT_SYSNULL3:  /* undefined by Intel */
 624                 case SDT_SYS386BSY: /* system 386 TSS busy */
 625                 case SDT_SYSNULL4:  /* undefined by Intel */
 626                 case SDT_SYS386IGT: /* system 386 interrupt gate */
 627                 case SDT_SYS386TGT: /* system 386 trap gate */
 628                 case SDT_SYS286CGT: /* system 286 call gate */
 629                 case SDT_SYS386CGT: /* system 386 call gate */
 630                         return (EACCES);
 631
 632                 /* memory segment types */
 633                 case SDT_MEMEC:   /* memory execute only conforming */
 634                 case SDT_MEMEAC:  /* memory execute only accessed conforming */
 635                 case SDT_MEMERC:  /* memory execute read conforming */
 636                 case SDT_MEMERAC: /* memory execute read accessed conforming */
 637                          /* Must be "present" if executable and conforming. */
 638                         if (dp->sd.sd_p == 0)
 639                                 return (EACCES);
 640                         break;
 641                 case SDT_MEMRO:   /* memory read only */
 642                 case SDT_MEMROA:  /* memory read only accessed */
 643                 case SDT_MEMRW:   /* memory read write */
 644                 case SDT_MEMRWA:  /* memory read write accessed */
 645                 case SDT_MEMROD:  /* memory read only expand dwn limit */
 646                 case SDT_MEMRODA: /* memory read only expand dwn lim accessed */
 647                 case SDT_MEMRWD:  /* memory read write expand dwn limit */
 648                 case SDT_MEMRWDA: /* memory read write expand dwn lim acessed */
 649                 case SDT_MEME:    /* memory execute only */
 650                 case SDT_MEMEA:   /* memory execute only accessed */
 651                 case SDT_MEMER:   /* memory execute read */
 652                 case SDT_MEMERA:  /* memory execute read accessed */
 653                         break;
 654                 default:
 655                         return (EINVAL);
 656                 }
 657
 658                 /* Only user (ring-3) descriptors may be present. */
 659                 if (dp->sd.sd_p != 0 && dp->sd.sd_dpl != SEL_UPL)
 660                         return (EACCES);
 661         }
 662
 663         if (uap->start == LDT_AUTO_ALLOC && uap->num == 1) {
 664                 /* Allocate a free slot */
 665                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 666                 if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL) {
 667                         if ((error = i386_ldt_grow(td, NLDT + 1))) {
 668                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 669                                 return (error);
 670                         }
 671                         pldt = mdp->md_ldt;
 672                 }
 673 again:
 674                 /*
 675                  * start scanning a bit up to leave room for NVidia and
 676                  * Wine, which still user the "Blat" method of allocation.
 677                  */
 678                 dp = &((union descriptor *)(pldt->ldt_base))[NLDT];
 679                 for (i = NLDT; i < pldt->ldt_len; ++i) {
 680                         if (dp->sd.sd_type == SDT_SYSNULL)
 681                                 break;
 682                         dp++;
 683                 }
 684                 if (i >= pldt->ldt_len) {
 685                         if ((error = i386_ldt_grow(td, pldt->ldt_len+1))) {
 686                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 687                                 return (error);
 688                         }
 689                         goto again;
 690                 }
 691                 uap->start = i;
 692                 error = i386_set_ldt_data(td, i, 1, descs);
 693                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 694         } else {
 695                 largest_ld = uap->start + uap->num;
 696                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 697                 if (!(error = i386_ldt_grow(td, largest_ld))) {
 698                         error = i386_set_ldt_data(td, uap->start, uap->num,
 699                             descs);
 700                 }
 701                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 702         }
 703         if (error == 0)
 704                 td->td_retval[0] = uap->start;
 705         return (error);
 706 }
 707
 708 static int
 709 i386_set_ldt_data(struct thread *td, int start, int num,
 710     union descriptor *descs)
 711 {
 712         struct mdproc *mdp;
 713         struct proc_ldt *pldt;
 714         uint64_t *dst, *src;
 715         int i;
 716
 717         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 718
 719         mdp = &td->td_proc->p_md;
 720         pldt = mdp->md_ldt;
 721         dst = (uint64_t *)(pldt->ldt_base);
 722         src = (uint64_t *)descs;
 723
 724         /*
 725          * Atomic(9) is used only to get 64bit atomic store with
 726          * cmpxchg8b when available.  There is no op without release
 727          * semantic.
 728          */
 729         for (i = 0; i < num; i++)
 730                 atomic_store_rel_64(&dst[start + i], src[i]);
 731         return (0);
 732 }
 733
 734 static int
 735 i386_ldt_grow(struct thread *td, int len)
 736 {
 737         struct mdproc *mdp;
 738         struct proc_ldt *new_ldt, *pldt;
 739         caddr_t old_ldt_base;
 740         int old_ldt_len;
 741
 742         mtx_assert(&dt_lock, MA_OWNED);
 743
 744         if (len > MAX_LD)
 745                 return (ENOMEM);
 746         if (len < NLDT + 1)
 747                 len = NLDT + 1;
 748
 749         mdp = &td->td_proc->p_md;
 750         old_ldt_base = NULL_LDT_BASE;
 751         old_ldt_len = 0;
 752
 753         /* Allocate a user ldt. */
 754         if ((pldt = mdp->md_ldt) == NULL || len > pldt->ldt_len) {
 755                 new_ldt = user_ldt_alloc(mdp, len);
 756                 if (new_ldt == NULL)
 757                         return (ENOMEM);
 758                 pldt = mdp->md_ldt;
 759
 760                 if (pldt != NULL) {
 761                         if (new_ldt->ldt_len <= pldt->ldt_len) {
 762                                 /*
 763                                  * We just lost the race for allocation, so
 764                                  * free the new object and return.
 765                                  */
 766                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 767                                 pmap_trm_free(new_ldt->ldt_base,
 768                                    new_ldt->ldt_len * sizeof(union descriptor));
 769                                 free(new_ldt, M_SUBPROC);
 770                                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 771                                 return (0);
 772                         }
 773
 774                         /*
 775                          * We have to substitute the current LDT entry for
 776                          * curproc with the new one since its size grew.
 777                          */
 778                         old_ldt_base = pldt->ldt_base;
 779                         old_ldt_len = pldt->ldt_len;
 780                         pldt->ldt_sd = new_ldt->ldt_sd;
 781                         pldt->ldt_base = new_ldt->ldt_base;
 782                         pldt->ldt_len = new_ldt->ldt_len;
 783                 } else
 784                         mdp->md_ldt = pldt = new_ldt;
 785 #ifdef SMP
 786                 /*
 787                  * Signal other cpus to reload ldt.  We need to unlock dt_lock
 788                  * here because other CPU will contest on it since their
 789                  * curthreads won't hold the lock and will block when trying
 790                  * to acquire it.
 791                  */
 792                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 793                 smp_rendezvous(NULL, set_user_ldt_rv, NULL,
 794                     td->td_proc->p_vmspace);
 795 #else
 796                 set_user_ldt_locked(&td->td_proc->p_md);
 797                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 798 #endif
 799                 if (old_ldt_base != NULL_LDT_BASE) {
 800                         pmap_trm_free(old_ldt_base, old_ldt_len *
 801                             sizeof(union descriptor));
 802                         free(new_ldt, M_SUBPROC);
 803                 }
 804                 mtx_lock_spin(&dt_lock);
 805         }
 806         return (0);
 807 }