arch/x86/kernel/tls.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <linux/kernel.h>
   3 #include <linux/errno.h>
   4 #include <linux/sched.h>
   5 #include <linux/user.h>
   6 #include <linux/regset.h>
   7 #include <linux/syscalls.h>
   8
   9 #include <linux/uaccess.h>
  10 #include <asm/desc.h>
  11 #include <asm/ldt.h>
  12 #include <asm/processor.h>
  13 #include <asm/proto.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                         memset(desc, 0, sizeof(*desc));
  98                 } else {
  99                         fill_ldt(desc, info);
 100
 101                         /*
 102                          * Always set the accessed bit so that the CPU
 103                          * doesn't try to write to the (read-only) GDT.
 104                          */
 105                         desc->type |= 1;
 106                 }
 107                 ++info;
 108                 ++desc;
 109         }
 110
 111         if (t == &current->thread)
 112                 load_TLS(t, cpu);
 113
 114         put_cpu();
 115 }
 116
 117 /*
 118  * Set a given TLS descriptor:
 119  */
 120 int do_set_thread_area(struct task_struct *p, int idx,
 121                        struct user_desc __user *u_info,
 122                        int can_allocate)
 123 {
 124         struct user_desc info;
 125         unsigned short __maybe_unused sel, modified_sel;
 126
 127         if (copy_from_user(&info, u_info, sizeof(info)))
 128                 return -EFAULT;
 129
 130         if (!tls_desc_okay(&info))
 131                 return -EINVAL;
 132
 133         if (idx == -1)
 134                 idx = info.entry_number;
 135
 136         /*
 137          * index -1 means the kernel should try to find and
 138          * allocate an empty descriptor:
 139          */
 140         if (idx == -1 && can_allocate) {
 141                 idx = get_free_idx();
 142                 if (idx < 0)
 143                         return idx;
 144                 if (put_user(idx, &u_info->entry_number))
 145                         return -EFAULT;
 146         }
 147
 148         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 149                 return -EINVAL;
 150
 151         set_tls_desc(p, idx, &info, 1);
 152
 153         /*
 154          * If DS, ES, FS, or GS points to the modified segment, forcibly
 155          * refresh it.  Only needed on x86_64 because x86_32 reloads them
 156          * on return to user mode.
 157          */
 158         modified_sel = (idx << 3) | 3;
 159
 160         if (p == current) {
 161 #ifdef CONFIG_X86_64
 162                 savesegment(ds, sel);
 163                 if (sel == modified_sel)
 164                         loadsegment(ds, sel);
 165
 166                 savesegment(es, sel);
 167                 if (sel == modified_sel)
 168                         loadsegment(es, sel);
 169
 170                 savesegment(fs, sel);
 171                 if (sel == modified_sel)
 172                         loadsegment(fs, sel);
 173
 174                 savesegment(gs, sel);
 175                 if (sel == modified_sel)
 176                         load_gs_index(sel);
 177 #endif
 178
 179 #ifdef CONFIG_X86_32_LAZY_GS
 180                 savesegment(gs, sel);
 181                 if (sel == modified_sel)
 182                         loadsegment(gs, sel);
 183 #endif
 184         } else {
 185 #ifdef CONFIG_X86_64
 186                 if (p->thread.fsindex == modified_sel)
 187                         p->thread.fsbase = info.base_addr;
 188
 189                 if (p->thread.gsindex == modified_sel)
 190                         p->thread.gsbase = info.base_addr;
 191 #endif
 192         }
 193
 194         return 0;
 195 }
 196
 197 SYSCALL_DEFINE1(set_thread_area, struct user_desc __user *, u_info)
 198 {
 199         return do_set_thread_area(current, -1, u_info, 1);
 200 }
 201
 202
 203 /*
 204  * Get the current Thread-Local Storage area:
 205  */
 206
 207 static void fill_user_desc(struct user_desc *info, int idx,
 208                            const struct desc_struct *desc)
 209
 210 {
 211         memset(info, 0, sizeof(*info));
 212         info->entry_number = idx;
 213         info->base_addr = get_desc_base(desc);
 214         info->limit = get_desc_limit(desc);
 215         info->seg_32bit = desc->d;
 216         info->contents = desc->type >> 2;
 217         info->read_exec_only = !(desc->type & 2);
 218         info->limit_in_pages = desc->g;
 219         info->seg_not_present = !desc->p;
 220         info->useable = desc->avl;
 221 #ifdef CONFIG_X86_64
 222         info->lm = desc->l;
 223 #endif
 224 }
 225
 226 int do_get_thread_area(struct task_struct *p, int idx,
 227                        struct user_desc __user *u_info)
 228 {
 229         struct user_desc info;
 230
 231         if (idx == -1 && get_user(idx, &u_info->entry_number))
 232                 return -EFAULT;
 233
 234         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 235                 return -EINVAL;
 236
 237         fill_user_desc(&info, idx,
 238                        &p->thread.tls_array[idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN]);
 239
 240         if (copy_to_user(u_info, &info, sizeof(info)))
 241                 return -EFAULT;
 242         return 0;
 243 }
 244
 245 SYSCALL_DEFINE1(get_thread_area, struct user_desc __user *, u_info)
 246 {
 247         return do_get_thread_area(current, -1, u_info);
 248 }
 249
 250 int regset_tls_active(struct task_struct *target,
 251                       const struct user_regset *regset)
 252 {
 253         struct thread_struct *t = &target->thread;
 254         int n = GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES;
 255         while (n > 0 && desc_empty(&t->tls_array[n - 1]))
 256                 --n;
 257         return n;
 258 }
 259
 260 int regset_tls_get(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 261                    unsigned int pos, unsigned int count,
 262                    void *kbuf, void __user *ubuf)
 263 {
 264         const struct desc_struct *tls;
 265
 266         if (pos >= GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * sizeof(struct user_desc) ||
 267             (pos % sizeof(struct user_desc)) != 0 ||
 268             (count % sizeof(struct user_desc)) != 0)
 269                 return -EINVAL;
 270
 271         pos /= sizeof(struct user_desc);
 272         count /= sizeof(struct user_desc);
 273
 274         tls = &target->thread.tls_array[pos];
 275
 276         if (kbuf) {
 277                 struct user_desc *info = kbuf;
 278                 while (count-- > 0)
 279                         fill_user_desc(info++, GDT_ENTRY_TLS_MIN + pos++,
 280                                        tls++);
 281         } else {
 282                 struct user_desc __user *u_info = ubuf;
 283                 while (count-- > 0) {
 284                         struct user_desc info;
 285                         fill_user_desc(&info, GDT_ENTRY_TLS_MIN + pos++, tls++);
 286                         if (__copy_to_user(u_info++, &info, sizeof(info)))
 287                                 return -EFAULT;
 288                 }
 289         }
 290
 291         return 0;
 292 }
 293
 294 int regset_tls_set(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 295                    unsigned int pos, unsigned int count,
 296                    const void *kbuf, const void __user *ubuf)
 297 {
 298         struct user_desc infobuf[GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES];
 299         const struct user_desc *info;
 300         int i;
 301
 302         if (pos >= GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * sizeof(struct user_desc) ||
 303             (pos % sizeof(struct user_desc)) != 0 ||
 304             (count % sizeof(struct user_desc)) != 0)
 305                 return -EINVAL;
 306
 307         if (kbuf)
 308                 info = kbuf;
 309         else if (__copy_from_user(infobuf, ubuf, count))
 310                 return -EFAULT;
 311         else
 312                 info = infobuf;
 313
 314         for (i = 0; i < count / sizeof(struct user_desc); i++)
 315                 if (!tls_desc_okay(info + i))
 316                         return -EINVAL;
 317
 318         set_tls_desc(target,
 319                      GDT_ENTRY_TLS_MIN + (pos / sizeof(struct user_desc)),
 320                      info, count / sizeof(struct user_desc));
 321
 322         return 0;
 323 }