arch/x86/kernel/ldt.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 1992 Krishna Balasubramanian and Linus Torvalds
   4  * Copyright (C) 1999 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   5  * Copyright (C) 2002 Andi Kleen
   6  *
   7  * This handles calls from both 32bit and 64bit mode.
   8  *
   9  * Lock order:
  10  *      contex.ldt_usr_sem
  11  *        mmap_sem
  12  *          context.lock
  13  */
  14
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/gfp.h>
  17 #include <linux/sched.h>
  18 #include <linux/string.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/smp.h>
  21 #include <linux/syscalls.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/uaccess.h>
  25
  26 #include <asm/ldt.h>
  27 #include <asm/desc.h>
  28 #include <asm/mmu_context.h>
  29 #include <asm/syscalls.h>
  30
  31 static void refresh_ldt_segments(void)
  32 {
  33 #ifdef CONFIG_X86_64
  34         unsigned short sel;
  35
  36         /*
  37          * Make sure that the cached DS and ES descriptors match the updated
  38          * LDT.
  39          */
  40         savesegment(ds, sel);
  41         if ((sel & SEGMENT_TI_MASK) == SEGMENT_LDT)
  42                 loadsegment(ds, sel);
  43
  44         savesegment(es, sel);
  45         if ((sel & SEGMENT_TI_MASK) == SEGMENT_LDT)
  46                 loadsegment(es, sel);
  47 #endif
  48 }
  49
  50 /* context.lock is held by the task which issued the smp function call */
  51 static void flush_ldt(void *__mm)
  52 {
  53         struct mm_struct *mm = __mm;
  54         mm_context_t *pc;
  55
  56         if (this_cpu_read(cpu_tlbstate.loaded_mm) != mm)
  57                 return;
  58
  59         pc = &mm->context;
  60         set_ldt(pc->ldt->entries, pc->ldt->nr_entries);
  61
  62         refresh_ldt_segments();
  63 }
  64
  65 /* The caller must call finalize_ldt_struct on the result. LDT starts zeroed. */
  66 static struct ldt_struct *alloc_ldt_struct(unsigned int num_entries)
  67 {
  68         struct ldt_struct *new_ldt;
  69         unsigned int alloc_size;
  70
  71         if (num_entries > LDT_ENTRIES)
  72                 return NULL;
  73
  74         new_ldt = kmalloc(sizeof(struct ldt_struct), GFP_KERNEL);
  75         if (!new_ldt)
  76                 return NULL;
  77
  78         BUILD_BUG_ON(LDT_ENTRY_SIZE != sizeof(struct desc_struct));
  79         alloc_size = num_entries * LDT_ENTRY_SIZE;
  80
  81         /*
  82          * Xen is very picky: it requires a page-aligned LDT that has no
  83          * trailing nonzero bytes in any page that contains LDT descriptors.
  84          * Keep it simple: zero the whole allocation and never allocate less
  85          * than PAGE_SIZE.
  86          */
  87         if (alloc_size > PAGE_SIZE)
  88                 new_ldt->entries = vzalloc(alloc_size);
  89         else
  90                 new_ldt->entries = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
  91
  92         if (!new_ldt->entries) {
  93                 kfree(new_ldt);
  94                 return NULL;
  95         }
  96
  97         new_ldt->nr_entries = num_entries;
  98         return new_ldt;
  99 }
 100
 101 /* After calling this, the LDT is immutable. */
 102 static void finalize_ldt_struct(struct ldt_struct *ldt)
 103 {
 104         paravirt_alloc_ldt(ldt->entries, ldt->nr_entries);
 105 }
 106
 107 static void install_ldt(struct mm_struct *mm, struct ldt_struct *ldt)
 108 {
 109         mutex_lock(&mm->context.lock);
 110
 111         /* Synchronizes with READ_ONCE in load_mm_ldt. */
 112         smp_store_release(&mm->context.ldt, ldt);
 113
 114         /* Activate the LDT for all CPUs using currents mm. */
 115         on_each_cpu_mask(mm_cpumask(mm), flush_ldt, mm, true);
 116
 117         mutex_unlock(&mm->context.lock);
 118 }
 119
 120 static void free_ldt_struct(struct ldt_struct *ldt)
 121 {
 122         if (likely(!ldt))
 123                 return;
 124
 125         paravirt_free_ldt(ldt->entries, ldt->nr_entries);
 126         if (ldt->nr_entries * LDT_ENTRY_SIZE > PAGE_SIZE)
 127                 vfree_atomic(ldt->entries);
 128         else
 129                 free_page((unsigned long)ldt->entries);
 130         kfree(ldt);
 131 }
 132
 133 /*
 134  * we do not have to muck with descriptors here, that is
 135  * done in switch_mm() as needed.
 136  */
 137 int init_new_context_ldt(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
 138 {
 139         struct ldt_struct *new_ldt;
 140         struct mm_struct *old_mm;
 141         int retval = 0;
 142
 143         init_rwsem(&mm->context.ldt_usr_sem);
 144
 145         old_mm = current->mm;
 146         if (!old_mm) {
 147                 mm->context.ldt = NULL;
 148                 return 0;
 149         }
 150
 151         mutex_lock(&old_mm->context.lock);
 152         if (!old_mm->context.ldt) {
 153                 mm->context.ldt = NULL;
 154                 goto out_unlock;
 155         }
 156
 157         new_ldt = alloc_ldt_struct(old_mm->context.ldt->nr_entries);
 158         if (!new_ldt) {
 159                 retval = -ENOMEM;
 160                 goto out_unlock;
 161         }
 162
 163         memcpy(new_ldt->entries, old_mm->context.ldt->entries,
 164                new_ldt->nr_entries * LDT_ENTRY_SIZE);
 165         finalize_ldt_struct(new_ldt);
 166
 167         mm->context.ldt = new_ldt;
 168
 169 out_unlock:
 170         mutex_unlock(&old_mm->context.lock);
 171         return retval;
 172 }
 173
 174 /*
 175  * No need to lock the MM as we are the last user
 176  *
 177  * 64bit: Don't touch the LDT register - we're already in the next thread.
 178  */
 179 void destroy_context_ldt(struct mm_struct *mm)
 180 {
 181         free_ldt_struct(mm->context.ldt);
 182         mm->context.ldt = NULL;
 183 }
 184
 185 static int read_ldt(void __user *ptr, unsigned long bytecount)
 186 {
 187         struct mm_struct *mm = current->mm;
 188         unsigned long entries_size;
 189         int retval;
 190
 191         down_read(&mm->context.ldt_usr_sem);
 192
 193         if (!mm->context.ldt) {
 194                 retval = 0;
 195                 goto out_unlock;
 196         }
 197
 198         if (bytecount > LDT_ENTRY_SIZE * LDT_ENTRIES)
 199                 bytecount = LDT_ENTRY_SIZE * LDT_ENTRIES;
 200
 201         entries_size = mm->context.ldt->nr_entries * LDT_ENTRY_SIZE;
 202         if (entries_size > bytecount)
 203                 entries_size = bytecount;
 204
 205         if (copy_to_user(ptr, mm->context.ldt->entries, entries_size)) {
 206                 retval = -EFAULT;
 207                 goto out_unlock;
 208         }
 209
 210         if (entries_size != bytecount) {
 211                 /* Zero-fill the rest and pretend we read bytecount bytes. */
 212                 if (clear_user(ptr + entries_size, bytecount - entries_size)) {
 213                         retval = -EFAULT;
 214                         goto out_unlock;
 215                 }
 216         }
 217         retval = bytecount;
 218
 219 out_unlock:
 220         up_read(&mm->context.ldt_usr_sem);
 221         return retval;
 222 }
 223
 224 static int read_default_ldt(void __user *ptr, unsigned long bytecount)
 225 {
 226         /* CHECKME: Can we use _one_ random number ? */
 227 #ifdef CONFIG_X86_32
 228         unsigned long size = 5 * sizeof(struct desc_struct);
 229 #else
 230         unsigned long size = 128;
 231 #endif
 232         if (bytecount > size)
 233                 bytecount = size;
 234         if (clear_user(ptr, bytecount))
 235                 return -EFAULT;
 236         return bytecount;
 237 }
 238
 239 static int write_ldt(void __user *ptr, unsigned long bytecount, int oldmode)
 240 {
 241         struct mm_struct *mm = current->mm;
 242         struct ldt_struct *new_ldt, *old_ldt;
 243         unsigned int old_nr_entries, new_nr_entries;
 244         struct user_desc ldt_info;
 245         struct desc_struct ldt;
 246         int error;
 247
 248         error = -EINVAL;
 249         if (bytecount != sizeof(ldt_info))
 250                 goto out;
 251         error = -EFAULT;
 252         if (copy_from_user(&ldt_info, ptr, sizeof(ldt_info)))
 253                 goto out;
 254
 255         error = -EINVAL;
 256         if (ldt_info.entry_number >= LDT_ENTRIES)
 257                 goto out;
 258         if (ldt_info.contents == 3) {
 259                 if (oldmode)
 260                         goto out;
 261                 if (ldt_info.seg_not_present == 0)
 262                         goto out;
 263         }
 264
 265         if ((oldmode && !ldt_info.base_addr && !ldt_info.limit) ||
 266             LDT_empty(&ldt_info)) {
 267                 /* The user wants to clear the entry. */
 268                 memset(&ldt, 0, sizeof(ldt));
 269         } else {
 270                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_X86_16BIT) && !ldt_info.seg_32bit) {
 271                         error = -EINVAL;
 272                         goto out;
 273                 }
 274
 275                 fill_ldt(&ldt, &ldt_info);
 276                 if (oldmode)
 277                         ldt.avl = 0;
 278         }
 279
 280         if (down_write_killable(&mm->context.ldt_usr_sem))
 281                 return -EINTR;
 282
 283         old_ldt       = mm->context.ldt;
 284         old_nr_entries = old_ldt ? old_ldt->nr_entries : 0;
 285         new_nr_entries = max(ldt_info.entry_number + 1, old_nr_entries);
 286
 287         error = -ENOMEM;
 288         new_ldt = alloc_ldt_struct(new_nr_entries);
 289         if (!new_ldt)
 290                 goto out_unlock;
 291
 292         if (old_ldt)
 293                 memcpy(new_ldt->entries, old_ldt->entries, old_nr_entries * LDT_ENTRY_SIZE);
 294
 295         new_ldt->entries[ldt_info.entry_number] = ldt;
 296         finalize_ldt_struct(new_ldt);
 297
 298         install_ldt(mm, new_ldt);
 299         free_ldt_struct(old_ldt);
 300         error = 0;
 301
 302 out_unlock:
 303         up_write(&mm->context.ldt_usr_sem);
 304 out:
 305         return error;
 306 }
 307
 308 SYSCALL_DEFINE3(modify_ldt, int , func , void __user * , ptr ,
 309                 unsigned long , bytecount)
 310 {
 311         int ret = -ENOSYS;
 312
 313         switch (func) {
 314         case 0:
 315                 ret = read_ldt(ptr, bytecount);
 316                 break;
 317         case 1:
 318                 ret = write_ldt(ptr, bytecount, 1);
 319                 break;
 320         case 2:
 321                 ret = read_default_ldt(ptr, bytecount);
 322                 break;
 323         case 0x11:
 324                 ret = write_ldt(ptr, bytecount, 0);
 325                 break;
 326         }
 327         /*
 328          * The SYSCALL_DEFINE() macros give us an 'unsigned long'
 329          * return type, but tht ABI for sys_modify_ldt() expects
 330          * 'int'.  This cast gives us an int-sized value in %rax
 331          * for the return code.  The 'unsigned' is necessary so
 332          * the compiler does not try to sign-extend the negative
 333          * return codes into the high half of the register when
 334          * taking the value from int->long.
 335          */
 336         return (unsigned int)ret;
 337 }