Merge branch 'x86-cleanups-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[~shefty/rdma-dev.git] / arch / x86 / kernel / vsyscall_64.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 2001 Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
3  *  Copyright 2003 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  *
5  *  [ NOTE: this mechanism is now deprecated in favor of the vDSO. ]
6  *
7  *  Thanks to hpa@transmeta.com for some useful hint.
8  *  Special thanks to Ingo Molnar for his early experience with
9  *  a different vsyscall implementation for Linux/IA32 and for the name.
10  *
11  *  vsyscall 1 is located at -10Mbyte, vsyscall 2 is located
12  *  at virtual address -10Mbyte+1024bytes etc... There are at max 4
13  *  vsyscalls. One vsyscall can reserve more than 1 slot to avoid
14  *  jumping out of line if necessary. We cannot add more with this
15  *  mechanism because older kernels won't return -ENOSYS.
16  *
17  *  Note: the concept clashes with user mode linux.  UML users should
18  *  use the vDSO.
19  */
20
21 #include <linux/time.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/timer.h>
25 #include <linux/seqlock.h>
26 #include <linux/jiffies.h>
27 #include <linux/sysctl.h>
28 #include <linux/topology.h>
29 #include <linux/clocksource.h>
30 #include <linux/getcpu.h>
31 #include <linux/cpu.h>
32 #include <linux/smp.h>
33 #include <linux/notifier.h>
34 #include <linux/syscalls.h>
35 #include <linux/ratelimit.h>
36
37 #include <asm/vsyscall.h>
38 #include <asm/pgtable.h>
39 #include <asm/compat.h>
40 #include <asm/page.h>
41 #include <asm/unistd.h>
42 #include <asm/fixmap.h>
43 #include <asm/errno.h>
44 #include <asm/io.h>
45 #include <asm/segment.h>
46 #include <asm/desc.h>
47 #include <asm/topology.h>
48 #include <asm/vgtod.h>
49 #include <asm/traps.h>
50
51 #define CREATE_TRACE_POINTS
52 #include "vsyscall_trace.h"
53
54 DEFINE_VVAR(int, vgetcpu_mode);
55 DEFINE_VVAR(struct vsyscall_gtod_data, vsyscall_gtod_data);
56
57 static enum { EMULATE, NATIVE, NONE } vsyscall_mode = EMULATE;
58
59 static int __init vsyscall_setup(char *str)
60 {
61         if (str) {
62                 if (!strcmp("emulate", str))
63                         vsyscall_mode = EMULATE;
64                 else if (!strcmp("native", str))
65                         vsyscall_mode = NATIVE;
66                 else if (!strcmp("none", str))
67                         vsyscall_mode = NONE;
68                 else
69                         return -EINVAL;
70
71                 return 0;
72         }
73
74         return -EINVAL;
75 }
76 early_param("vsyscall", vsyscall_setup);
77
78 void update_vsyscall_tz(void)
79 {
80         vsyscall_gtod_data.sys_tz = sys_tz;
81 }
82
83 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
84                         struct clocksource *clock, u32 mult)
85 {
86         struct timespec monotonic;
87
88         write_seqcount_begin(&vsyscall_gtod_data.seq);
89
90         /* copy vsyscall data */
91         vsyscall_gtod_data.clock.vclock_mode    = clock->archdata.vclock_mode;
92         vsyscall_gtod_data.clock.cycle_last     = clock->cycle_last;
93         vsyscall_gtod_data.clock.mask           = clock->mask;
94         vsyscall_gtod_data.clock.mult           = mult;
95         vsyscall_gtod_data.clock.shift          = clock->shift;
96
97         vsyscall_gtod_data.wall_time_sec        = wall_time->tv_sec;
98         vsyscall_gtod_data.wall_time_nsec       = wall_time->tv_nsec;
99
100         monotonic = timespec_add(*wall_time, *wtm);
101         vsyscall_gtod_data.monotonic_time_sec   = monotonic.tv_sec;
102         vsyscall_gtod_data.monotonic_time_nsec  = monotonic.tv_nsec;
103
104         vsyscall_gtod_data.wall_time_coarse     = __current_kernel_time();
105         vsyscall_gtod_data.monotonic_time_coarse =
106                 timespec_add(vsyscall_gtod_data.wall_time_coarse, *wtm);
107
108         write_seqcount_end(&vsyscall_gtod_data.seq);
109 }
110
111 static void warn_bad_vsyscall(const char *level, struct pt_regs *regs,
112                               const char *message)
113 {
114         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
115         struct task_struct *tsk;
116
117         if (!show_unhandled_signals || !__ratelimit(&rs))
118                 return;
119
120         tsk = current;
121
122         printk("%s%s[%d] %s ip:%lx cs:%lx sp:%lx ax:%lx si:%lx di:%lx\n",
123                level, tsk->comm, task_pid_nr(tsk),
124                message, regs->ip, regs->cs,
125                regs->sp, regs->ax, regs->si, regs->di);
126 }
127
128 static int addr_to_vsyscall_nr(unsigned long addr)
129 {
130         int nr;
131
132         if ((addr & ~0xC00UL) != VSYSCALL_START)
133                 return -EINVAL;
134
135         nr = (addr & 0xC00UL) >> 10;
136         if (nr >= 3)
137                 return -EINVAL;
138
139         return nr;
140 }
141
142 static bool write_ok_or_segv(unsigned long ptr, size_t size)
143 {
144         /*
145          * XXX: if access_ok, get_user, and put_user handled
146          * sig_on_uaccess_error, this could go away.
147          */
148
149         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, (void __user *)ptr, size)) {
150                 siginfo_t info;
151                 struct thread_struct *thread = &current->thread;
152
153                 thread->error_code      = 6;  /* user fault, no page, write */
154                 thread->cr2             = ptr;
155                 thread->trap_nr         = X86_TRAP_PF;
156
157                 memset(&info, 0, sizeof(info));
158                 info.si_signo           = SIGSEGV;
159                 info.si_errno           = 0;
160                 info.si_code            = SEGV_MAPERR;
161                 info.si_addr            = (void __user *)ptr;
162
163                 force_sig_info(SIGSEGV, &info, current);
164                 return false;
165         } else {
166                 return true;
167         }
168 }
169
170 bool emulate_vsyscall(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
171 {
172         struct task_struct *tsk;
173         unsigned long caller;
174         int vsyscall_nr;
175         int prev_sig_on_uaccess_error;
176         long ret;
177
178         /*
179          * No point in checking CS -- the only way to get here is a user mode
180          * trap to a high address, which means that we're in 64-bit user code.
181          */
182
183         WARN_ON_ONCE(address != regs->ip);
184
185         if (vsyscall_mode == NONE) {
186                 warn_bad_vsyscall(KERN_INFO, regs,
187                                   "vsyscall attempted with vsyscall=none");
188                 return false;
189         }
190
191         vsyscall_nr = addr_to_vsyscall_nr(address);
192
193         trace_emulate_vsyscall(vsyscall_nr);
194
195         if (vsyscall_nr < 0) {
196                 warn_bad_vsyscall(KERN_WARNING, regs,
197                                   "misaligned vsyscall (exploit attempt or buggy program) -- look up the vsyscall kernel parameter if you need a workaround");
198                 goto sigsegv;
199         }
200
201         if (get_user(caller, (unsigned long __user *)regs->sp) != 0) {
202                 warn_bad_vsyscall(KERN_WARNING, regs,
203                                   "vsyscall with bad stack (exploit attempt?)");
204                 goto sigsegv;
205         }
206
207         tsk = current;
208         if (seccomp_mode(&tsk->seccomp))
209                 do_exit(SIGKILL);
210
211         /*
212          * With a real vsyscall, page faults cause SIGSEGV.  We want to
213          * preserve that behavior to make writing exploits harder.
214          */
215         prev_sig_on_uaccess_error = current_thread_info()->sig_on_uaccess_error;
216         current_thread_info()->sig_on_uaccess_error = 1;
217
218         /*
219          * 0 is a valid user pointer (in the access_ok sense) on 32-bit and
220          * 64-bit, so we don't need to special-case it here.  For all the
221          * vsyscalls, 0 means "don't write anything" not "write it at
222          * address 0".
223          */
224         ret = -EFAULT;
225         switch (vsyscall_nr) {
226         case 0:
227                 if (!write_ok_or_segv(regs->di, sizeof(struct timeval)) ||
228                     !write_ok_or_segv(regs->si, sizeof(struct timezone)))
229                         break;
230
231                 ret = sys_gettimeofday(
232                         (struct timeval __user *)regs->di,
233                         (struct timezone __user *)regs->si);
234                 break;
235
236         case 1:
237                 if (!write_ok_or_segv(regs->di, sizeof(time_t)))
238                         break;
239
240                 ret = sys_time((time_t __user *)regs->di);
241                 break;
242
243         case 2:
244                 if (!write_ok_or_segv(regs->di, sizeof(unsigned)) ||
245                     !write_ok_or_segv(regs->si, sizeof(unsigned)))
246                         break;
247
248                 ret = sys_getcpu((unsigned __user *)regs->di,
249                                  (unsigned __user *)regs->si,
250                                  0);
251                 break;
252         }
253
254         current_thread_info()->sig_on_uaccess_error = prev_sig_on_uaccess_error;
255
256         if (ret == -EFAULT) {
257                 /* Bad news -- userspace fed a bad pointer to a vsyscall. */
258                 warn_bad_vsyscall(KERN_INFO, regs,
259                                   "vsyscall fault (exploit attempt?)");
260
261                 /*
262                  * If we failed to generate a signal for any reason,
263                  * generate one here.  (This should be impossible.)
264                  */
265                 if (WARN_ON_ONCE(!sigismember(&tsk->pending.signal, SIGBUS) &&
266                                  !sigismember(&tsk->pending.signal, SIGSEGV)))
267                         goto sigsegv;
268
269                 return true;  /* Don't emulate the ret. */
270         }
271
272         regs->ax = ret;
273
274         /* Emulate a ret instruction. */
275         regs->ip = caller;
276         regs->sp += 8;
277
278         return true;
279
280 sigsegv:
281         force_sig(SIGSEGV, current);
282         return true;
283 }
284
285 /*
286  * Assume __initcall executes before all user space. Hopefully kmod
287  * doesn't violate that. We'll find out if it does.
288  */
289 static void __cpuinit vsyscall_set_cpu(int cpu)
290 {
291         unsigned long d;
292         unsigned long node = 0;
293 #ifdef CONFIG_NUMA
294         node = cpu_to_node(cpu);
295 #endif
296         if (cpu_has(&cpu_data(cpu), X86_FEATURE_RDTSCP))
297                 write_rdtscp_aux((node << 12) | cpu);
298
299         /*
300          * Store cpu number in limit so that it can be loaded quickly
301          * in user space in vgetcpu. (12 bits for the CPU and 8 bits for the node)
302          */
303         d = 0x0f40000000000ULL;
304         d |= cpu;
305         d |= (node & 0xf) << 12;
306         d |= (node >> 4) << 48;
307
308         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_table(cpu), GDT_ENTRY_PER_CPU, &d, DESCTYPE_S);
309 }
310
311 static void __cpuinit cpu_vsyscall_init(void *arg)
312 {
313         /* preemption should be already off */
314         vsyscall_set_cpu(raw_smp_processor_id());
315 }
316
317 static int __cpuinit
318 cpu_vsyscall_notifier(struct notifier_block *n, unsigned long action, void *arg)
319 {
320         long cpu = (long)arg;
321
322         if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN)
323                 smp_call_function_single(cpu, cpu_vsyscall_init, NULL, 1);
324
325         return NOTIFY_DONE;
326 }
327
328 void __init map_vsyscall(void)
329 {
330         extern char __vsyscall_page;
331         unsigned long physaddr_vsyscall = __pa_symbol(&__vsyscall_page);
332         extern char __vvar_page;
333         unsigned long physaddr_vvar_page = __pa_symbol(&__vvar_page);
334
335         __set_fixmap(VSYSCALL_FIRST_PAGE, physaddr_vsyscall,
336                      vsyscall_mode == NATIVE
337                      ? PAGE_KERNEL_VSYSCALL
338                      : PAGE_KERNEL_VVAR);
339         BUILD_BUG_ON((unsigned long)__fix_to_virt(VSYSCALL_FIRST_PAGE) !=
340                      (unsigned long)VSYSCALL_START);
341
342         __set_fixmap(VVAR_PAGE, physaddr_vvar_page, PAGE_KERNEL_VVAR);
343         BUILD_BUG_ON((unsigned long)__fix_to_virt(VVAR_PAGE) !=
344                      (unsigned long)VVAR_ADDRESS);
345 }
346
347 static int __init vsyscall_init(void)
348 {
349         BUG_ON(VSYSCALL_ADDR(0) != __fix_to_virt(VSYSCALL_FIRST_PAGE));
350
351         on_each_cpu(cpu_vsyscall_init, NULL, 1);
352         /* notifier priority > KVM */
353         hotcpu_notifier(cpu_vsyscall_notifier, 30);
354
355         return 0;
356 }
357 __initcall(vsyscall_init);