SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - arch/x86/kernel/kprobes.c

   1 /*
   2  *  Kernel Probes (KProbes)
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  17  *
  18  * Copyright (C) IBM Corporation, 2002, 2004
  19  *
  20  * 2002-Oct     Created by Vamsi Krishna S <vamsi_krishna@in.ibm.com> Kernel
  21  *              Probes initial implementation ( includes contributions from
  22  *              Rusty Russell).
  23  * 2004-July    Suparna Bhattacharya <suparna@in.ibm.com> added jumper probes
  24  *              interface to access function arguments.
  25  * 2004-Oct     Jim Keniston <jkenisto@us.ibm.com> and Prasanna S Panchamukhi
  26  *              <prasanna@in.ibm.com> adapted for x86_64 from i386.
  27  * 2005-Mar     Roland McGrath <roland@redhat.com>
  28  *              Fixed to handle %rip-relative addressing mode correctly.
  29  * 2005-May     Hien Nguyen <hien@us.ibm.com>, Jim Keniston
  30  *              <jkenisto@us.ibm.com> and Prasanna S Panchamukhi
  31  *              <prasanna@in.ibm.com> added function-return probes.
  32  * 2005-May     Rusty Lynch <rusty.lynch@intel.com>
  33  *              Added function return probes functionality
  34  * 2006-Feb     Masami Hiramatsu <hiramatu@sdl.hitachi.co.jp> added
  35  *              kprobe-booster and kretprobe-booster for i386.
  36  * 2007-Dec     Masami Hiramatsu <mhiramat@redhat.com> added kprobe-booster
  37  *              and kretprobe-booster for x86-64
  38  * 2007-Dec     Masami Hiramatsu <mhiramat@redhat.com>, Arjan van de Ven
  39  *              <arjan@infradead.org> and Jim Keniston <jkenisto@us.ibm.com>
  40  *              unified x86 kprobes code.
  41  */
  42
  43 #include <linux/kprobes.h>
  44 #include <linux/ptrace.h>
  45 #include <linux/string.h>
  46 #include <linux/slab.h>
  47 #include <linux/preempt.h>
  48 #include <linux/module.h>
  49 #include <linux/kdebug.h>
  50
  51 #include <asm/cacheflush.h>
  52 #include <asm/desc.h>
  53 #include <asm/pgtable.h>
  54 #include <asm/uaccess.h>
  55 #include <asm/alternative.h>
  56
  57 void jprobe_return_end(void);
  58
  59 DEFINE_PER_CPU(struct kprobe *, current_kprobe) = NULL;
  60 DEFINE_PER_CPU(struct kprobe_ctlblk, kprobe_ctlblk);
  61
  62 #ifdef CONFIG_X86_64
  63 #define stack_addr(regs) ((unsigned long *)regs->sp)
  64 #else
  65 /*
  66  * "&regs->sp" looks wrong, but it's correct for x86_32.  x86_32 CPUs
  67  * don't save the ss and esp registers if the CPU is already in kernel
  68  * mode when it traps.  So for kprobes, regs->sp and regs->ss are not
  69  * the [nonexistent] saved stack pointer and ss register, but rather
  70  * the top 8 bytes of the pre-int3 stack.  So &regs->sp happens to
  71  * point to the top of the pre-int3 stack.
  72  */
  73 #define stack_addr(regs) ((unsigned long *)&regs->sp)
  74 #endif
  75
  76 #define W(row, b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, ba, bb, bc, bd, be, bf)\
  77         (((b0##UL << 0x0)|(b1##UL << 0x1)|(b2##UL << 0x2)|(b3##UL << 0x3) |   \
  78           (b4##UL << 0x4)|(b5##UL << 0x5)|(b6##UL << 0x6)|(b7##UL << 0x7) |   \
  79           (b8##UL << 0x8)|(b9##UL << 0x9)|(ba##UL << 0xa)|(bb##UL << 0xb) |   \
  80           (bc##UL << 0xc)|(bd##UL << 0xd)|(be##UL << 0xe)|(bf##UL << 0xf))    \
  81          << (row % 32))
  82         /*
  83          * Undefined/reserved opcodes, conditional jump, Opcode Extension
  84          * Groups, and some special opcodes can not boost.
  85          */
  86 static const u32 twobyte_is_boostable[256 / 32] = {
  87         /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f          */
  88         /*      ----------------------------------------------          */
  89         W(0x00, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* 00 */
  90         W(0x10, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 10 */
  91         W(0x20, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* 20 */
  92         W(0x30, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 30 */
  93         W(0x40, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* 40 */
  94         W(0x50, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 50 */
  95         W(0x60, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1) | /* 60 */
  96         W(0x70, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1) , /* 70 */
  97         W(0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* 80 */
  98         W(0x90, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) , /* 90 */
  99         W(0xa0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1) | /* a0 */
 100         W(0xb0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1) , /* b0 */
 101         W(0xc0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* c0 */
 102         W(0xd0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1) , /* d0 */
 103         W(0xe0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1) | /* e0 */
 104         W(0xf0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0)   /* f0 */
 105         /*      -----------------------------------------------         */
 106         /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f          */
 107 };
 108 static const u32 onebyte_has_modrm[256 / 32] = {
 109         /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f          */
 110         /*      -----------------------------------------------         */
 111         W(0x00, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0) | /* 00 */
 112         W(0x10, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0) , /* 10 */
 113         W(0x20, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0) | /* 20 */
 114         W(0x30, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0) , /* 30 */
 115         W(0x40, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* 40 */
 116         W(0x50, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 50 */
 117         W(0x60, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0) | /* 60 */
 118         W(0x70, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 70 */
 119         W(0x80, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* 80 */
 120         W(0x90, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 90 */
 121         W(0xa0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* a0 */
 122         W(0xb0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* b0 */
 123         W(0xc0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* c0 */
 124         W(0xd0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) , /* d0 */
 125         W(0xe0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* e0 */
 126         W(0xf0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1)   /* f0 */
 127         /*      -----------------------------------------------         */
 128         /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f          */
 129 };
 130 static const u32 twobyte_has_modrm[256 / 32] = {
 131         /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f          */
 132         /*      -----------------------------------------------         */
 133         W(0x00, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1) | /* 0f */
 134         W(0x10, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 1f */
 135         W(0x20, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* 2f */
 136         W(0x30, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 3f */
 137         W(0x40, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* 4f */
 138         W(0x50, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) , /* 5f */
 139         W(0x60, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* 6f */
 140         W(0x70, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1) , /* 7f */
 141         W(0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* 8f */
 142         W(0x90, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) , /* 9f */
 143         W(0xa0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1) | /* af */
 144         W(0xb0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1) , /* bf */
 145         W(0xc0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* cf */
 146         W(0xd0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) , /* df */
 147         W(0xe0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* ef */
 148         W(0xf0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0)   /* ff */
 149         /*      -----------------------------------------------         */
 150         /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f          */
 151 };
 152 #undef W
 153
 154 struct kretprobe_blackpoint kretprobe_blacklist[] = {
 155         {"__switch_to", }, /* This function switches only current task, but
 156                               doesn't switch kernel stack.*/
 157         {NULL, NULL}    /* Terminator */
 158 };
 159 const int kretprobe_blacklist_size = ARRAY_SIZE(kretprobe_blacklist);
 160
 161 /* Insert a jump instruction at address 'from', which jumps to address 'to'.*/
 162 static void __kprobes set_jmp_op(void *from, void *to)
 163 {
 164         struct __arch_jmp_op {
 165                 char op;
 166                 s32 raddr;
 167         } __attribute__((packed)) * jop;
 168         jop = (struct __arch_jmp_op *)from;
 169         jop->raddr = (s32)((long)(to) - ((long)(from) + 5));
 170         jop->op = RELATIVEJUMP_INSTRUCTION;
 171 }
 172
 173 /*
 174  * Returns non-zero if opcode is boostable.
 175  * RIP relative instructions are adjusted at copying time in 64 bits mode
 176  */
 177 static int __kprobes can_boost(kprobe_opcode_t *opcodes)
 178 {
 179         kprobe_opcode_t opcode;
 180         kprobe_opcode_t *orig_opcodes = opcodes;
 181
 182 retry:
 183         if (opcodes - orig_opcodes > MAX_INSN_SIZE - 1)
 184                 return 0;
 185         opcode = *(opcodes++);
 186
 187         /* 2nd-byte opcode */
 188         if (opcode == 0x0f) {
 189                 if (opcodes - orig_opcodes > MAX_INSN_SIZE - 1)
 190                         return 0;
 191                 return test_bit(*opcodes,
 192                                 (unsigned long *)twobyte_is_boostable);
 193         }
 194
 195         switch (opcode & 0xf0) {
 196 #ifdef CONFIG_X86_64
 197         case 0x40:
 198                 goto retry; /* REX prefix is boostable */
 199 #endif
 200         case 0x60:
 201                 if (0x63 < opcode && opcode < 0x67)
 202                         goto retry; /* prefixes */
 203                 /* can't boost Address-size override and bound */
 204                 return (opcode != 0x62 && opcode != 0x67);
 205         case 0x70:
 206                 return 0; /* can't boost conditional jump */
 207         case 0xc0:
 208                 /* can't boost software-interruptions */
 209                 return (0xc1 < opcode && opcode < 0xcc) || opcode == 0xcf;
 210         case 0xd0:
 211                 /* can boost AA* and XLAT */
 212                 return (opcode == 0xd4 || opcode == 0xd5 || opcode == 0xd7);
 213         case 0xe0:
 214                 /* can boost in/out and absolute jmps */
 215                 return ((opcode & 0x04) || opcode == 0xea);
 216         case 0xf0:
 217                 if ((opcode & 0x0c) == 0 && opcode != 0xf1)
 218                         goto retry; /* lock/rep(ne) prefix */
 219                 /* clear and set flags are boostable */
 220                 return (opcode == 0xf5 || (0xf7 < opcode && opcode < 0xfe));
 221         default:
 222                 /* segment override prefixes are boostable */
 223                 if (opcode == 0x26 || opcode == 0x36 || opcode == 0x3e)
 224                         goto retry; /* prefixes */
 225                 /* CS override prefix and call are not boostable */
 226                 return (opcode != 0x2e && opcode != 0x9a);
 227         }
 228 }
 229
 230 /*
 231  * Returns non-zero if opcode modifies the interrupt flag.
 232  */
 233 static int __kprobes is_IF_modifier(kprobe_opcode_t *insn)
 234 {
 235         switch (*insn) {
 236         case 0xfa:              /* cli */
 237         case 0xfb:              /* sti */
 238         case 0xcf:              /* iret/iretd */
 239         case 0x9d:              /* popf/popfd */
 240                 return 1;
 241         }
 242 #ifdef CONFIG_X86_64
 243         /*
 244          * on 64 bit x86, 0x40-0x4f are prefixes so we need to look
 245          * at the next byte instead.. but of course not recurse infinitely
 246          */
 247         if (*insn  >= 0x40 && *insn <= 0x4f)
 248                 return is_IF_modifier(++insn);
 249 #endif
 250         return 0;
 251 }
 252
 253 #ifdef CONFIG_X86_64
 254 /*
 255  * Adjust the displacement if the instruction uses the %rip-relative
 256  * addressing mode.
 257  * If it does, Return the address of the 32-bit displacement word.
 258  * If not, return null.
 259  */
 260 static void __kprobes fix_riprel(struct kprobe *p)
 261 {
 262         u8 *insn = p->ainsn.insn;
 263         s64 disp;
 264         int need_modrm;
 265
 266         /* Skip legacy instruction prefixes.  */
 267         while (1) {
 268                 switch (*insn) {
 269                 case 0x66:
 270                 case 0x67:
 271                 case 0x2e:
 272                 case 0x3e:
 273                 case 0x26:
 274                 case 0x64:
 275                 case 0x65:
 276                 case 0x36:
 277                 case 0xf0:
 278                 case 0xf3:
 279                 case 0xf2:
 280                         ++insn;
 281                         continue;
 282                 }
 283                 break;
 284         }
 285
 286         /* Skip REX instruction prefix.  */
 287         if ((*insn & 0xf0) == 0x40)
 288                 ++insn;
 289
 290         if (*insn == 0x0f) {
 291                 /* Two-byte opcode.  */
 292                 ++insn;
 293                 need_modrm = test_bit(*insn,
 294                                       (unsigned long *)twobyte_has_modrm);
 295         } else
 296                 /* One-byte opcode.  */
 297                 need_modrm = test_bit(*insn,
 298                                       (unsigned long *)onebyte_has_modrm);
 299
 300         if (need_modrm) {
 301                 u8 modrm = *++insn;
 302                 if ((modrm & 0xc7) == 0x05) {
 303                         /* %rip+disp32 addressing mode */
 304                         /* Displacement follows ModRM byte.  */
 305                         ++insn;
 306                         /*
 307                          * The copied instruction uses the %rip-relative
 308                          * addressing mode.  Adjust the displacement for the
 309                          * difference between the original location of this
 310                          * instruction and the location of the copy that will
 311                          * actually be run.  The tricky bit here is making sure
 312                          * that the sign extension happens correctly in this
 313                          * calculation, since we need a signed 32-bit result to
 314                          * be sign-extended to 64 bits when it's added to the
 315                          * %rip value and yield the same 64-bit result that the
 316                          * sign-extension of the original signed 32-bit
 317                          * displacement would have given.
 318                          */
 319                         disp = (u8 *) p->addr + *((s32 *) insn) -
 320                                (u8 *) p->ainsn.insn;
 321                         BUG_ON((s64) (s32) disp != disp); /* Sanity check.  */
 322                         *(s32 *)insn = (s32) disp;
 323                 }
 324         }
 325 }
 326 #endif
 327
 328 static void __kprobes arch_copy_kprobe(struct kprobe *p)
 329 {
 330         memcpy(p->ainsn.insn, p->addr, MAX_INSN_SIZE * sizeof(kprobe_opcode_t));
 331 #ifdef CONFIG_X86_64
 332         fix_riprel(p);
 333 #endif
 334         if (can_boost(p->addr))
 335                 p->ainsn.boostable = 0;
 336         else
 337                 p->ainsn.boostable = -1;
 338
 339         p->opcode = *p->addr;
 340 }
 341
 342 int __kprobes arch_prepare_kprobe(struct kprobe *p)
 343 {
 344         /* insn: must be on special executable page on x86. */
 345         p->ainsn.insn = get_insn_slot();
 346         if (!p->ainsn.insn)
 347                 return -ENOMEM;
 348         arch_copy_kprobe(p);
 349         return 0;
 350 }
 351
 352 void __kprobes arch_arm_kprobe(struct kprobe *p)
 353 {
 354         text_poke(p->addr, ((unsigned char []){BREAKPOINT_INSTRUCTION}), 1);
 355 }
 356
 357 void __kprobes arch_disarm_kprobe(struct kprobe *p)
 358 {
 359         text_poke(p->addr, &p->opcode, 1);
 360 }
 361
 362 void __kprobes arch_remove_kprobe(struct kprobe *p)
 363 {
 364         mutex_lock(&kprobe_mutex);
 365         free_insn_slot(p->ainsn.insn, (p->ainsn.boostable == 1));
 366         mutex_unlock(&kprobe_mutex);
 367 }
 368
 369 static void __kprobes save_previous_kprobe(struct kprobe_ctlblk *kcb)
 370 {
 371         kcb->prev_kprobe.kp = kprobe_running();
 372         kcb->prev_kprobe.status = kcb->kprobe_status;
 373         kcb->prev_kprobe.old_flags = kcb->kprobe_old_flags;
 374         kcb->prev_kprobe.saved_flags = kcb->kprobe_saved_flags;
 375 }
 376
 377 static void __kprobes restore_previous_kprobe(struct kprobe_ctlblk *kcb)
 378 {
 379         __get_cpu_var(current_kprobe) = kcb->prev_kprobe.kp;
 380         kcb->kprobe_status = kcb->prev_kprobe.status;
 381         kcb->kprobe_old_flags = kcb->prev_kprobe.old_flags;
 382         kcb->kprobe_saved_flags = kcb->prev_kprobe.saved_flags;
 383 }
 384
 385 static void __kprobes set_current_kprobe(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
 386                                 struct kprobe_ctlblk *kcb)
 387 {
 388         __get_cpu_var(current_kprobe) = p;
 389         kcb->kprobe_saved_flags = kcb->kprobe_old_flags
 390                 = (regs->flags & (X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_IF));
 391         if (is_IF_modifier(p->ainsn.insn))
 392                 kcb->kprobe_saved_flags &= ~X86_EFLAGS_IF;
 393 }
 394
 395 static void __kprobes clear_btf(void)
 396 {
 397         if (test_thread_flag(TIF_DEBUGCTLMSR))
 398                 wrmsr(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, 0, 0);
 399 }
 400
 401 static void __kprobes restore_btf(void)
 402 {
 403         if (test_thread_flag(TIF_DEBUGCTLMSR))
 404                 wrmsr(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, current->thread.debugctlmsr, 0);
 405 }
 406
 407 static void __kprobes prepare_singlestep(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 408 {
 409         clear_btf();
 410         regs->flags |= X86_EFLAGS_TF;
 411         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_IF;
 412         /* single step inline if the instruction is an int3 */
 413         if (p->opcode == BREAKPOINT_INSTRUCTION)
 414                 regs->ip = (unsigned long)p->addr;
 415         else
 416                 regs->ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 417 }
 418
 419 /* Called with kretprobe_lock held */
 420 void __kprobes arch_prepare_kretprobe(struct kretprobe_instance *ri,
 421                                       struct pt_regs *regs)
 422 {
 423         unsigned long *sara = stack_addr(regs);
 424
 425         ri->ret_addr = (kprobe_opcode_t *) *sara;
 426
 427         /* Replace the return addr with trampoline addr */
 428         *sara = (unsigned long) &kretprobe_trampoline;
 429 }
 430 /*
 431  * We have reentered the kprobe_handler(), since another probe was hit while
 432  * within the handler. We save the original kprobes variables and just single
 433  * step on the instruction of the new probe without calling any user handlers.
 434  */
 435 static int __kprobes reenter_kprobe(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
 436                                     struct kprobe_ctlblk *kcb)
 437 {
 438         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_HIT_SS &&
 439             *p->ainsn.insn == BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 440                 regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 441                 regs->flags |= kcb->kprobe_saved_flags;
 442                 return 0;
 443 #ifdef CONFIG_X86_64
 444         } else if (kcb->kprobe_status == KPROBE_HIT_SSDONE) {
 445                 /* TODO: Provide re-entrancy from post_kprobes_handler() and
 446                  * avoid exception stack corruption while single-stepping on
 447                  * the instruction of the new probe.
 448                  */
 449                 arch_disarm_kprobe(p);
 450                 regs->ip = (unsigned long)p->addr;
 451                 reset_current_kprobe();
 452                 return 1;
 453 #endif
 454         }
 455         save_previous_kprobe(kcb);
 456         set_current_kprobe(p, regs, kcb);
 457         kprobes_inc_nmissed_count(p);
 458         prepare_singlestep(p, regs);
 459         kcb->kprobe_status = KPROBE_REENTER;
 460         return 1;
 461 }
 462
 463 /*
 464  * Interrupts are disabled on entry as trap3 is an interrupt gate and they
 465  * remain disabled thorough out this function.
 466  */
 467 static int __kprobes kprobe_handler(struct pt_regs *regs)
 468 {
 469         struct kprobe *p;
 470         int ret = 0;
 471         kprobe_opcode_t *addr;
 472         struct kprobe_ctlblk *kcb;
 473
 474         addr = (kprobe_opcode_t *)(regs->ip - sizeof(kprobe_opcode_t));
 475
 476         /*
 477          * We don't want to be preempted for the entire
 478          * duration of kprobe processing
 479          */
 480         preempt_disable();
 481         kcb = get_kprobe_ctlblk();
 482
 483         /* Check we're not actually recursing */
 484         if (kprobe_running()) {
 485                 p = get_kprobe(addr);
 486                 if (p) {
 487                         ret = reenter_kprobe(p, regs, kcb);
 488                         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER)
 489                                 return 1;
 490                 } else {
 491                         if (*addr != BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 492                         /* The breakpoint instruction was removed by
 493                          * another cpu right after we hit, no further
 494                          * handling of this interrupt is appropriate
 495                          */
 496                                 regs->ip = (unsigned long)addr;
 497                                 ret = 1;
 498                                 goto no_kprobe;
 499                         }
 500                         p = __get_cpu_var(current_kprobe);
 501                         if (p->break_handler && p->break_handler(p, regs))
 502                                 goto ss_probe;
 503                 }
 504                 goto no_kprobe;
 505         }
 506
 507         p = get_kprobe(addr);
 508         if (!p) {
 509                 if (*addr != BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 510                         /*
 511                          * The breakpoint instruction was removed right
 512                          * after we hit it.  Another cpu has removed
 513                          * either a probepoint or a debugger breakpoint
 514                          * at this address.  In either case, no further
 515                          * handling of this interrupt is appropriate.
 516                          * Back up over the (now missing) int3 and run
 517                          * the original instruction.
 518                          */
 519                         regs->ip = (unsigned long)addr;
 520                         ret = 1;
 521                 }
 522                 /* Not one of ours: let kernel handle it */
 523                 goto no_kprobe;
 524         }
 525
 526         set_current_kprobe(p, regs, kcb);
 527         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 528
 529         if (p->pre_handler && p->pre_handler(p, regs))
 530                 /* handler has already set things up, so skip ss setup */
 531                 return 1;
 532
 533 ss_probe:
 534 #if !defined(CONFIG_PREEMPT) || defined(CONFIG_PM)
 535         if (p->ainsn.boostable == 1 && !p->post_handler) {
 536                 /* Boost up -- we can execute copied instructions directly */
 537                 reset_current_kprobe();
 538                 regs->ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 539                 preempt_enable_no_resched();
 540                 return 1;
 541         }
 542 #endif
 543         prepare_singlestep(p, regs);
 544         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SS;
 545         return 1;
 546
 547 no_kprobe:
 548         preempt_enable_no_resched();
 549         return ret;
 550 }
 551
 552 /*
 553  * When a retprobed function returns, this code saves registers and
 554  * calls trampoline_handler() runs, which calls the kretprobe's handler.
 555  */
 556  void __kprobes kretprobe_trampoline_holder(void)
 557  {
 558         asm volatile (
 559                         ".global kretprobe_trampoline\n"
 560                         "kretprobe_trampoline: \n"
 561 #ifdef CONFIG_X86_64
 562                         /* We don't bother saving the ss register */
 563                         "       pushq %rsp\n"
 564                         "       pushfq\n"
 565                         /*
 566                          * Skip cs, ip, orig_ax.
 567                          * trampoline_handler() will plug in these values
 568                          */
 569                         "       subq $24, %rsp\n"
 570                         "       pushq %rdi\n"
 571                         "       pushq %rsi\n"
 572                         "       pushq %rdx\n"
 573                         "       pushq %rcx\n"
 574                         "       pushq %rax\n"
 575                         "       pushq %r8\n"
 576                         "       pushq %r9\n"
 577                         "       pushq %r10\n"
 578                         "       pushq %r11\n"
 579                         "       pushq %rbx\n"
 580                         "       pushq %rbp\n"
 581                         "       pushq %r12\n"
 582                         "       pushq %r13\n"
 583                         "       pushq %r14\n"
 584                         "       pushq %r15\n"
 585                         "       movq %rsp, %rdi\n"
 586                         "       call trampoline_handler\n"
 587                         /* Replace saved sp with true return address. */
 588                         "       movq %rax, 152(%rsp)\n"
 589                         "       popq %r15\n"
 590                         "       popq %r14\n"
 591                         "       popq %r13\n"
 592                         "       popq %r12\n"
 593                         "       popq %rbp\n"
 594                         "       popq %rbx\n"
 595                         "       popq %r11\n"
 596                         "       popq %r10\n"
 597                         "       popq %r9\n"
 598                         "       popq %r8\n"
 599                         "       popq %rax\n"
 600                         "       popq %rcx\n"
 601                         "       popq %rdx\n"
 602                         "       popq %rsi\n"
 603                         "       popq %rdi\n"
 604                         /* Skip orig_ax, ip, cs */
 605                         "       addq $24, %rsp\n"
 606                         "       popfq\n"
 607 #else
 608                         "       pushf\n"
 609                         /*
 610                          * Skip cs, ip, orig_ax.
 611                          * trampoline_handler() will plug in these values
 612                          */
 613                         "       subl $12, %esp\n"
 614                         "       pushl %fs\n"
 615                         "       pushl %ds\n"
 616                         "       pushl %es\n"
 617                         "       pushl %eax\n"
 618                         "       pushl %ebp\n"
 619                         "       pushl %edi\n"
 620                         "       pushl %esi\n"
 621                         "       pushl %edx\n"
 622                         "       pushl %ecx\n"
 623                         "       pushl %ebx\n"
 624                         "       movl %esp, %eax\n"
 625                         "       call trampoline_handler\n"
 626                         /* Move flags to cs */
 627                         "       movl 52(%esp), %edx\n"
 628                         "       movl %edx, 48(%esp)\n"
 629                         /* Replace saved flags with true return address. */
 630                         "       movl %eax, 52(%esp)\n"
 631                         "       popl %ebx\n"
 632                         "       popl %ecx\n"
 633                         "       popl %edx\n"
 634                         "       popl %esi\n"
 635                         "       popl %edi\n"
 636                         "       popl %ebp\n"
 637                         "       popl %eax\n"
 638                         /* Skip ip, orig_ax, es, ds, fs */
 639                         "       addl $20, %esp\n"
 640                         "       popf\n"
 641 #endif
 642                         "       ret\n");
 643  }
 644
 645 /*
 646  * Called from kretprobe_trampoline
 647  */
 648 void * __kprobes trampoline_handler(struct pt_regs *regs)
 649 {
 650         struct kretprobe_instance *ri = NULL;
 651         struct hlist_head *head, empty_rp;
 652         struct hlist_node *node, *tmp;
 653         unsigned long flags, orig_ret_address = 0;
 654         unsigned long trampoline_address = (unsigned long)&kretprobe_trampoline;
 655
 656         INIT_HLIST_HEAD(&empty_rp);
 657         spin_lock_irqsave(&kretprobe_lock, flags);
 658         head = kretprobe_inst_table_head(current);
 659         /* fixup registers */
 660 #ifdef CONFIG_X86_64
 661         regs->cs = __KERNEL_CS;
 662 #else
 663         regs->cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 664 #endif
 665         regs->ip = trampoline_address;
 666         regs->orig_ax = ~0UL;
 667
 668         /*
 669          * It is possible to have multiple instances associated with a given
 670          * task either because multiple functions in the call path have
 671          * return probes installed on them, and/or more then one
 672          * return probe was registered for a target function.
 673          *
 674          * We can handle this because:
 675          *     - instances are always pushed into the head of the list
 676          *     - when multiple return probes are registered for the same
 677          *       function, the (chronologically) first instance's ret_addr
 678          *       will be the real return address, and all the rest will
 679          *       point to kretprobe_trampoline.
 680          */
 681         hlist_for_each_entry_safe(ri, node, tmp, head, hlist) {
 682                 if (ri->task != current)
 683                         /* another task is sharing our hash bucket */
 684                         continue;
 685
 686                 if (ri->rp && ri->rp->handler) {
 687                         __get_cpu_var(current_kprobe) = &ri->rp->kp;
 688                         get_kprobe_ctlblk()->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 689                         ri->rp->handler(ri, regs);
 690                         __get_cpu_var(current_kprobe) = NULL;
 691                 }
 692
 693                 orig_ret_address = (unsigned long)ri->ret_addr;
 694                 recycle_rp_inst(ri, &empty_rp);
 695
 696                 if (orig_ret_address != trampoline_address)
 697                         /*
 698                          * This is the real return address. Any other
 699                          * instances associated with this task are for
 700                          * other calls deeper on the call stack
 701                          */
 702                         break;
 703         }
 704
 705         kretprobe_assert(ri, orig_ret_address, trampoline_address);
 706
 707         spin_unlock_irqrestore(&kretprobe_lock, flags);
 708
 709         hlist_for_each_entry_safe(ri, node, tmp, &empty_rp, hlist) {
 710                 hlist_del(&ri->hlist);
 711                 kfree(ri);
 712         }
 713         return (void *)orig_ret_address;
 714 }
 715
 716 /*
 717  * Called after single-stepping.  p->addr is the address of the
 718  * instruction whose first byte has been replaced by the "int 3"
 719  * instruction.  To avoid the SMP problems that can occur when we
 720  * temporarily put back the original opcode to single-step, we
 721  * single-stepped a copy of the instruction.  The address of this
 722  * copy is p->ainsn.insn.
 723  *
 724  * This function prepares to return from the post-single-step
 725  * interrupt.  We have to fix up the stack as follows:
 726  *
 727  * 0) Except in the case of absolute or indirect jump or call instructions,
 728  * the new ip is relative to the copied instruction.  We need to make
 729  * it relative to the original instruction.
 730  *
 731  * 1) If the single-stepped instruction was pushfl, then the TF and IF
 732  * flags are set in the just-pushed flags, and may need to be cleared.
 733  *
 734  * 2) If the single-stepped instruction was a call, the return address
 735  * that is atop the stack is the address following the copied instruction.
 736  * We need to make it the address following the original instruction.
 737  *
 738  * If this is the first time we've single-stepped the instruction at
 739  * this probepoint, and the instruction is boostable, boost it: add a
 740  * jump instruction after the copied instruction, that jumps to the next
 741  * instruction after the probepoint.
 742  */
 743 static void __kprobes resume_execution(struct kprobe *p,
 744                 struct pt_regs *regs, struct kprobe_ctlblk *kcb)
 745 {
 746         unsigned long *tos = stack_addr(regs);
 747         unsigned long copy_ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 748         unsigned long orig_ip = (unsigned long)p->addr;
 749         kprobe_opcode_t *insn = p->ainsn.insn;
 750
 751 #ifdef CONFIG_X86_64
 752         /*skip the REX prefix*/
 753         if (*insn >= 0x40 && *insn <= 0x4f)
 754                 insn++;
 755 #endif
 756
 757         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 758         switch (*insn) {
 759         case 0x9c:      /* pushfl */
 760                 *tos &= ~(X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_IF);
 761                 *tos |= kcb->kprobe_old_flags;
 762                 break;
 763         case 0xc2:      /* iret/ret/lret */
 764         case 0xc3:
 765         case 0xca:
 766         case 0xcb:
 767         case 0xcf:
 768         case 0xea:      /* jmp absolute -- ip is correct */
 769                 /* ip is already adjusted, no more changes required */
 770                 p->ainsn.boostable = 1;
 771                 goto no_change;
 772         case 0xe8:      /* call relative - Fix return addr */
 773                 *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 774                 break;
 775 #ifdef CONFIG_X86_32
 776         case 0x9a:      /* call absolute -- same as call absolute, indirect */
 777                 *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 778                 goto no_change;
 779 #endif
 780         case 0xff:
 781                 if ((insn[1] & 0x30) == 0x10) {
 782                         /*
 783                          * call absolute, indirect
 784                          * Fix return addr; ip is correct.
 785                          * But this is not boostable
 786                          */
 787                         *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 788                         goto no_change;
 789                 } else if (((insn[1] & 0x31) == 0x20) ||
 790                            ((insn[1] & 0x31) == 0x21)) {
 791                         /*
 792                          * jmp near and far, absolute indirect
 793                          * ip is correct. And this is boostable
 794                          */
 795                         p->ainsn.boostable = 1;
 796                         goto no_change;
 797                 }
 798         default:
 799                 break;
 800         }
 801
 802         if (p->ainsn.boostable == 0) {
 803                 if ((regs->ip > copy_ip) &&
 804                     (regs->ip - copy_ip) + 5 < MAX_INSN_SIZE) {
 805                         /*
 806                          * These instructions can be executed directly if it
 807                          * jumps back to correct address.
 808                          */
 809                         set_jmp_op((void *)regs->ip,
 810                                    (void *)orig_ip + (regs->ip - copy_ip));
 811                         p->ainsn.boostable = 1;
 812                 } else {
 813                         p->ainsn.boostable = -1;
 814                 }
 815         }
 816
 817         regs->ip += orig_ip - copy_ip;
 818
 819 no_change:
 820         restore_btf();
 821 }
 822
 823 /*
 824  * Interrupts are disabled on entry as trap1 is an interrupt gate and they
 825  * remain disabled thoroughout this function.
 826  */
 827 static int __kprobes post_kprobe_handler(struct pt_regs *regs)
 828 {
 829         struct kprobe *cur = kprobe_running();
 830         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 831
 832         if (!cur)
 833                 return 0;
 834
 835         if ((kcb->kprobe_status != KPROBE_REENTER) && cur->post_handler) {
 836                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SSDONE;
 837                 cur->post_handler(cur, regs, 0);
 838         }
 839
 840         resume_execution(cur, regs, kcb);
 841         regs->flags |= kcb->kprobe_saved_flags;
 842         trace_hardirqs_fixup_flags(regs->flags);
 843
 844         /* Restore back the original saved kprobes variables and continue. */
 845         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER) {
 846                 restore_previous_kprobe(kcb);
 847                 goto out;
 848         }
 849         reset_current_kprobe();
 850 out:
 851         preempt_enable_no_resched();
 852
 853         /*
 854          * if somebody else is singlestepping across a probe point, flags
 855          * will have TF set, in which case, continue the remaining processing
 856          * of do_debug, as if this is not a probe hit.
 857          */
 858         if (regs->flags & X86_EFLAGS_TF)
 859                 return 0;
 860
 861         return 1;
 862 }
 863
 864 int __kprobes kprobe_fault_handler(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 865 {
 866         struct kprobe *cur = kprobe_running();
 867         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 868
 869         switch (kcb->kprobe_status) {
 870         case KPROBE_HIT_SS:
 871         case KPROBE_REENTER:
 872                 /*
 873                  * We are here because the instruction being single
 874                  * stepped caused a page fault. We reset the current
 875                  * kprobe and the ip points back to the probe address
 876                  * and allow the page fault handler to continue as a
 877                  * normal page fault.
 878                  */
 879                 regs->ip = (unsigned long)cur->addr;
 880                 regs->flags |= kcb->kprobe_old_flags;
 881                 if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER)
 882                         restore_previous_kprobe(kcb);
 883                 else
 884                         reset_current_kprobe();
 885                 preempt_enable_no_resched();
 886                 break;
 887         case KPROBE_HIT_ACTIVE:
 888         case KPROBE_HIT_SSDONE:
 889                 /*
 890                  * We increment the nmissed count for accounting,
 891                  * we can also use npre/npostfault count for accounting
 892                  * these specific fault cases.
 893                  */
 894                 kprobes_inc_nmissed_count(cur);
 895
 896                 /*
 897                  * We come here because instructions in the pre/post
 898                  * handler caused the page_fault, this could happen
 899                  * if handler tries to access user space by
 900                  * copy_from_user(), get_user() etc. Let the
 901                  * user-specified handler try to fix it first.
 902                  */
 903                 if (cur->fault_handler && cur->fault_handler(cur, regs, trapnr))
 904                         return 1;
 905
 906                 /*
 907                  * In case the user-specified fault handler returned
 908                  * zero, try to fix up.
 909                  */
 910                 if (fixup_exception(regs))
 911                         return 1;
 912
 913                 /*
 914                  * fixup routine could not handle it,
 915                  * Let do_page_fault() fix it.
 916                  */
 917                 break;
 918         default:
 919                 break;
 920         }
 921         return 0;
 922 }
 923
 924 /*
 925  * Wrapper routine for handling exceptions.
 926  */
 927 int __kprobes kprobe_exceptions_notify(struct notifier_block *self,
 928                                        unsigned long val, void *data)
 929 {
 930         struct die_args *args = (struct die_args *)data;
 931         int ret = NOTIFY_DONE;
 932
 933         if (args->regs && user_mode_vm(args->regs))
 934                 return ret;
 935
 936         switch (val) {
 937         case DIE_INT3:
 938                 if (kprobe_handler(args->regs))
 939                         ret = NOTIFY_STOP;
 940                 break;
 941         case DIE_DEBUG:
 942                 if (post_kprobe_handler(args->regs))
 943                         ret = NOTIFY_STOP;
 944                 break;
 945         case DIE_GPF:
 946                 /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
 947                 preempt_disable();
 948                 if (kprobe_running() &&
 949                     kprobe_fault_handler(args->regs, args->trapnr))
 950                         ret = NOTIFY_STOP;
 951                 preempt_enable();
 952                 break;
 953         default:
 954                 break;
 955         }
 956         return ret;
 957 }
 958
 959 int __kprobes setjmp_pre_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 960 {
 961         struct jprobe *jp = container_of(p, struct jprobe, kp);
 962         unsigned long addr;
 963         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 964
 965         kcb->jprobe_saved_regs = *regs;
 966         kcb->jprobe_saved_sp = stack_addr(regs);
 967         addr = (unsigned long)(kcb->jprobe_saved_sp);
 968
 969         /*
 970          * As Linus pointed out, gcc assumes that the callee
 971          * owns the argument space and could overwrite it, e.g.
 972          * tailcall optimization. So, to be absolutely safe
 973          * we also save and restore enough stack bytes to cover
 974          * the argument area.
 975          */
 976         memcpy(kcb->jprobes_stack, (kprobe_opcode_t *)addr,
 977                MIN_STACK_SIZE(addr));
 978         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_IF;
 979         trace_hardirqs_off();
 980         regs->ip = (unsigned long)(jp->entry);
 981         return 1;
 982 }
 983
 984 void __kprobes jprobe_return(void)
 985 {
 986         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 987
 988         asm volatile (
 989 #ifdef CONFIG_X86_64
 990                         "       xchg   %%rbx,%%rsp      \n"
 991 #else
 992                         "       xchgl   %%ebx,%%esp     \n"
 993 #endif
 994                         "       int3                    \n"
 995                         "       .globl jprobe_return_end\n"
 996                         "       jprobe_return_end:      \n"
 997                         "       nop                     \n"::"b"
 998                         (kcb->jprobe_saved_sp):"memory");
 999 }
1000
1001 int __kprobes longjmp_break_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
1002 {
1003         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1004         u8 *addr = (u8 *) (regs->ip - 1);
1005         struct jprobe *jp = container_of(p, struct jprobe, kp);
1006
1007         if ((addr > (u8 *) jprobe_return) &&
1008             (addr < (u8 *) jprobe_return_end)) {
1009                 if (stack_addr(regs) != kcb->jprobe_saved_sp) {
1010                         struct pt_regs *saved_regs = &kcb->jprobe_saved_regs;
1011                         printk(KERN_ERR
1012                                "current sp %p does not match saved sp %p\n",
1013                                stack_addr(regs), kcb->jprobe_saved_sp);
1014                         printk(KERN_ERR "Saved registers for jprobe %p\n", jp);
1015                         show_registers(saved_regs);
1016                         printk(KERN_ERR "Current registers\n");
1017                         show_registers(regs);
1018                         BUG();
1019                 }
1020                 *regs = kcb->jprobe_saved_regs;
1021                 memcpy((kprobe_opcode_t *)(kcb->jprobe_saved_sp),
1022                        kcb->jprobes_stack,
1023                        MIN_STACK_SIZE(kcb->jprobe_saved_sp));
1024                 preempt_enable_no_resched();
1025                 return 1;
1026         }
1027         return 0;
1028 }
1029
1030 int __init arch_init_kprobes(void)
1031 {
1032         return 0;
1033 }
1034
1035 int __kprobes arch_trampoline_kprobe(struct kprobe *p)
1036 {
1037         return 0;
1038 }