arch/x86/kernel/tls.c

   1 #include <linux/kernel.h>
   2 #include <linux/errno.h>
   3 #include <linux/sched.h>
   4 #include <linux/user.h>
   5 #include <linux/regset.h>
   6
   7 #include <asm/uaccess.h>
   8 #include <asm/desc.h>
   9 #include <asm/system.h>
  10 #include <asm/ldt.h>
  11 #include <asm/processor.h>
  12 #include <asm/proto.h>
  13 #include <asm/syscalls.h>
  14
  15 #include "tls.h"
  16
  17 /*
  18  * sys_alloc_thread_area: get a yet unused TLS descriptor index.
  19  */
  20 static int get_free_idx(void)
  21 {
  22         struct thread_struct *t = &current->thread;
  23         int idx;
  24
  25         for (idx = 0; idx < GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES; idx++)
  26                 if (desc_empty(&t->tls_array[idx]))
  27                         return idx + GDT_ENTRY_TLS_MIN;
  28         return -ESRCH;
  29 }
  30
  31 static bool tls_desc_okay(const struct user_desc *info)
  32 {
  33         /*
  34          * For historical reasons (i.e. no one ever documented how any
  35          * of the segmentation APIs work), user programs can and do
  36          * assume that a struct user_desc that's all zeros except for
  37          * entry_number means "no segment at all".  This never actually
  38          * worked.  In fact, up to Linux 3.19, a struct user_desc like
  39          * this would create a 16-bit read-write segment with base and
  40          * limit both equal to zero.
  41          *
  42          * That was close enough to "no segment at all" until we
  43          * hardened this function to disallow 16-bit TLS segments.  Fix
  44          * it up by interpreting these zeroed segments the way that they
  45          * were almost certainly intended to be interpreted.
  46          *
  47          * The correct way to ask for "no segment at all" is to specify
  48          * a user_desc that satisfies LDT_empty.  To keep everything
  49          * working, we accept both.
  50          *
  51          * Note that there's a similar kludge in modify_ldt -- look at
  52          * the distinction between modes 1 and 0x11.
  53          */
  54         if (LDT_empty(info) || LDT_zero(info))
  55                 return true;
  56
  57         /*
  58          * espfix is required for 16-bit data segments, but espfix
  59          * only works for LDT segments.
  60          */
  61         if (!info->seg_32bit)
  62                 return false;
  63
  64         /* Only allow data segments in the TLS array. */
  65         if (info->contents > 1)
  66                 return false;
  67
  68         /*
  69          * Non-present segments with DPL 3 present an interesting attack
  70          * surface.  The kernel should handle such segments correctly,
  71          * but TLS is very difficult to protect in a sandbox, so prevent
  72          * such segments from being created.
  73          *
  74          * If userspace needs to remove a TLS entry, it can still delete
  75          * it outright.
  76          */
  77         if (info->seg_not_present)
  78                 return false;
  79
  80         return true;
  81 }
  82
  83 static void set_tls_desc(struct task_struct *p, int idx,
  84                          const struct user_desc *info, int n)
  85 {
  86         struct thread_struct *t = &p->thread;
  87         struct desc_struct *desc = &t->tls_array[idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN];
  88         int cpu;
  89
  90         /*
  91          * We must not get preempted while modifying the TLS.
  92          */
  93         cpu = get_cpu();
  94
  95         while (n-- > 0) {
  96                 if (LDT_empty(info) || LDT_zero(info))
  97                         desc->a = desc->b = 0;
  98                 else
  99                         fill_ldt(desc, info);
 100                 ++info;
 101                 ++desc;
 102         }
 103
 104         if (t == &current->thread)
 105                 load_TLS(t, cpu);
 106
 107         put_cpu();
 108 }
 109
 110 /*
 111  * Set a given TLS descriptor:
 112  */
 113 int do_set_thread_area(struct task_struct *p, int idx,
 114                        struct user_desc __user *u_info,
 115                        int can_allocate)
 116 {
 117         struct user_desc info;
 118
 119         if (copy_from_user(&info, u_info, sizeof(info)))
 120                 return -EFAULT;
 121
 122         if (!tls_desc_okay(&info))
 123                 return -EINVAL;
 124
 125         if (idx == -1)
 126                 idx = info.entry_number;
 127
 128         /*
 129          * index -1 means the kernel should try to find and
 130          * allocate an empty descriptor:
 131          */
 132         if (idx == -1 && can_allocate) {
 133                 idx = get_free_idx();
 134                 if (idx < 0)
 135                         return idx;
 136                 if (put_user(idx, &u_info->entry_number))
 137                         return -EFAULT;
 138         }
 139
 140         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 141                 return -EINVAL;
 142
 143         set_tls_desc(p, idx, &info, 1);
 144
 145         return 0;
 146 }
 147
 148 asmlinkage int sys_set_thread_area(struct user_desc __user *u_info)
 149 {
 150         int ret = do_set_thread_area(current, -1, u_info, 1);
 151         asmlinkage_protect(1, ret, u_info);
 152         return ret;
 153 }
 154
 155
 156 /*
 157  * Get the current Thread-Local Storage area:
 158  */
 159
 160 static void fill_user_desc(struct user_desc *info, int idx,
 161                            const struct desc_struct *desc)
 162
 163 {
 164         memset(info, 0, sizeof(*info));
 165         info->entry_number = idx;
 166         info->base_addr = get_desc_base(desc);
 167         info->limit = get_desc_limit(desc);
 168         info->seg_32bit = desc->d;
 169         info->contents = desc->type >> 2;
 170         info->read_exec_only = !(desc->type & 2);
 171         info->limit_in_pages = desc->g;
 172         info->seg_not_present = !desc->p;
 173         info->useable = desc->avl;
 174 #ifdef CONFIG_X86_64
 175         info->lm = desc->l;
 176 #endif
 177 }
 178
 179 int do_get_thread_area(struct task_struct *p, int idx,
 180                        struct user_desc __user *u_info)
 181 {
 182         struct user_desc info;
 183
 184         if (idx == -1 && get_user(idx, &u_info->entry_number))
 185                 return -EFAULT;
 186
 187         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 188                 return -EINVAL;
 189
 190         fill_user_desc(&info, idx,
 191                        &p->thread.tls_array[idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN]);
 192
 193         if (copy_to_user(u_info, &info, sizeof(info)))
 194                 return -EFAULT;
 195         return 0;
 196 }
 197
 198 asmlinkage int sys_get_thread_area(struct user_desc __user *u_info)
 199 {
 200         int ret = do_get_thread_area(current, -1, u_info);
 201         asmlinkage_protect(1, ret, u_info);
 202         return ret;
 203 }
 204
 205 int regset_tls_active(struct task_struct *target,
 206                       const struct user_regset *regset)
 207 {
 208         struct thread_struct *t = &target->thread;
 209         int n = GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES;
 210         while (n > 0 && desc_empty(&t->tls_array[n - 1]))
 211                 --n;
 212         return n;
 213 }
 214
 215 int regset_tls_get(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 216                    unsigned int pos, unsigned int count,
 217                    void *kbuf, void __user *ubuf)
 218 {
 219         const struct desc_struct *tls;
 220
 221         if (pos >= GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * sizeof(struct user_desc) ||
 222             (pos % sizeof(struct user_desc)) != 0 ||
 223             (count % sizeof(struct user_desc)) != 0)
 224                 return -EINVAL;
 225
 226         pos /= sizeof(struct user_desc);
 227         count /= sizeof(struct user_desc);
 228
 229         tls = &target->thread.tls_array[pos];
 230
 231         if (kbuf) {
 232                 struct user_desc *info = kbuf;
 233                 while (count-- > 0)
 234                         fill_user_desc(info++, GDT_ENTRY_TLS_MIN + pos++,
 235                                        tls++);
 236         } else {
 237                 struct user_desc __user *u_info = ubuf;
 238                 while (count-- > 0) {
 239                         struct user_desc info;
 240                         fill_user_desc(&info, GDT_ENTRY_TLS_MIN + pos++, tls++);
 241                         if (__copy_to_user(u_info++, &info, sizeof(info)))
 242                                 return -EFAULT;
 243                 }
 244         }
 245
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 int regset_tls_set(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 250                    unsigned int pos, unsigned int count,
 251                    const void *kbuf, const void __user *ubuf)
 252 {
 253         struct user_desc infobuf[GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES];
 254         const struct user_desc *info;
 255         int i;
 256
 257         if (pos >= GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * sizeof(struct user_desc) ||
 258             (pos % sizeof(struct user_desc)) != 0 ||
 259             (count % sizeof(struct user_desc)) != 0)
 260                 return -EINVAL;
 261
 262         if (kbuf)
 263                 info = kbuf;
 264         else if (__copy_from_user(infobuf, ubuf, count))
 265                 return -EFAULT;
 266         else
 267                 info = infobuf;
 268
 269         for (i = 0; i < count / sizeof(struct user_desc); i++)
 270                 if (!tls_desc_okay(info + i))
 271                         return -EINVAL;
 272
 273         set_tls_desc(target,
 274                      GDT_ENTRY_TLS_MIN + (pos / sizeof(struct user_desc)),
 275                      info, count / sizeof(struct user_desc));
 276
 277         return 0;
 278 }