arch/x86/kernel/alternative.c

   1 #include <linux/module.h>
   2 #include <linux/sched.h>
   3 #include <linux/mutex.h>
   4 #include <linux/list.h>
   5 #include <linux/stringify.h>
   6 #include <linux/kprobes.h>
   7 #include <linux/mm.h>
   8 #include <linux/vmalloc.h>
   9 #include <linux/memory.h>
  10 #include <linux/stop_machine.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <asm/alternative.h>
  13 #include <asm/sections.h>
  14 #include <asm/pgtable.h>
  15 #include <asm/mce.h>
  16 #include <asm/nmi.h>
  17 #include <asm/cacheflush.h>
  18 #include <asm/tlbflush.h>
  19 #include <asm/io.h>
  20 #include <asm/fixmap.h>
  21
  22 #define MAX_PATCH_LEN (255-1)
  23
  24 static int __initdata_or_module debug_alternative;
  25
  26 static int __init debug_alt(char *str)
  27 {
  28         debug_alternative = 1;
  29         return 1;
  30 }
  31 __setup("debug-alternative", debug_alt);
  32
  33 static int noreplace_smp;
  34
  35 static int __init setup_noreplace_smp(char *str)
  36 {
  37         noreplace_smp = 1;
  38         return 1;
  39 }
  40 __setup("noreplace-smp", setup_noreplace_smp);
  41
  42 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
  43 static int __initdata_or_module noreplace_paravirt = 0;
  44
  45 static int __init setup_noreplace_paravirt(char *str)
  46 {
  47         noreplace_paravirt = 1;
  48         return 1;
  49 }
  50 __setup("noreplace-paravirt", setup_noreplace_paravirt);
  51 #endif
  52
  53 #define DPRINTK(fmt, args...)                                           \
  54 do {                                                                    \
  55         if (debug_alternative)                                          \
  56                 printk(KERN_DEBUG "%s: " fmt "\n", __func__, ##args);   \
  57 } while (0)
  58
  59 #define DUMP_BYTES(buf, len, fmt, args...)                              \
  60 do {                                                                    \
  61         if (unlikely(debug_alternative)) {                              \
  62                 int j;                                                  \
  63                                                                         \
  64                 if (!(len))                                             \
  65                         break;                                          \
  66                                                                         \
  67                 printk(KERN_DEBUG fmt, ##args);                         \
  68                 for (j = 0; j < (len) - 1; j++)                         \
  69                         printk(KERN_CONT "%02hhx ", buf[j]);            \
  70                 printk(KERN_CONT "%02hhx\n", buf[j]);                   \
  71         }                                                               \
  72 } while (0)
  73
  74 /*
  75  * Each GENERIC_NOPX is of X bytes, and defined as an array of bytes
  76  * that correspond to that nop. Getting from one nop to the next, we
  77  * add to the array the offset that is equal to the sum of all sizes of
  78  * nops preceding the one we are after.
  79  *
  80  * Note: The GENERIC_NOP5_ATOMIC is at the end, as it breaks the
  81  * nice symmetry of sizes of the previous nops.
  82  */
  83 #if defined(GENERIC_NOP1) && !defined(CONFIG_X86_64)
  84 static const unsigned char intelnops[] =
  85 {
  86         GENERIC_NOP1,
  87         GENERIC_NOP2,
  88         GENERIC_NOP3,
  89         GENERIC_NOP4,
  90         GENERIC_NOP5,
  91         GENERIC_NOP6,
  92         GENERIC_NOP7,
  93         GENERIC_NOP8,
  94         GENERIC_NOP5_ATOMIC
  95 };
  96 static const unsigned char * const intel_nops[ASM_NOP_MAX+2] =
  97 {
  98         NULL,
  99         intelnops,
 100         intelnops + 1,
 101         intelnops + 1 + 2,
 102         intelnops + 1 + 2 + 3,
 103         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4,
 104         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
 105         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6,
 106         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7,
 107         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8,
 108 };
 109 #endif
 110
 111 #ifdef K8_NOP1
 112 static const unsigned char k8nops[] =
 113 {
 114         K8_NOP1,
 115         K8_NOP2,
 116         K8_NOP3,
 117         K8_NOP4,
 118         K8_NOP5,
 119         K8_NOP6,
 120         K8_NOP7,
 121         K8_NOP8,
 122         K8_NOP5_ATOMIC
 123 };
 124 static const unsigned char * const k8_nops[ASM_NOP_MAX+2] =
 125 {
 126         NULL,
 127         k8nops,
 128         k8nops + 1,
 129         k8nops + 1 + 2,
 130         k8nops + 1 + 2 + 3,
 131         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4,
 132         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
 133         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6,
 134         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7,
 135         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8,
 136 };
 137 #endif
 138
 139 #if defined(K7_NOP1) && !defined(CONFIG_X86_64)
 140 static const unsigned char k7nops[] =
 141 {
 142         K7_NOP1,
 143         K7_NOP2,
 144         K7_NOP3,
 145         K7_NOP4,
 146         K7_NOP5,
 147         K7_NOP6,
 148         K7_NOP7,
 149         K7_NOP8,
 150         K7_NOP5_ATOMIC
 151 };
 152 static const unsigned char * const k7_nops[ASM_NOP_MAX+2] =
 153 {
 154         NULL,
 155         k7nops,
 156         k7nops + 1,
 157         k7nops + 1 + 2,
 158         k7nops + 1 + 2 + 3,
 159         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4,
 160         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
 161         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6,
 162         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7,
 163         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8,
 164 };
 165 #endif
 166
 167 #ifdef P6_NOP1
 168 static const unsigned char p6nops[] =
 169 {
 170         P6_NOP1,
 171         P6_NOP2,
 172         P6_NOP3,
 173         P6_NOP4,
 174         P6_NOP5,
 175         P6_NOP6,
 176         P6_NOP7,
 177         P6_NOP8,
 178         P6_NOP5_ATOMIC
 179 };
 180 static const unsigned char * const p6_nops[ASM_NOP_MAX+2] =
 181 {
 182         NULL,
 183         p6nops,
 184         p6nops + 1,
 185         p6nops + 1 + 2,
 186         p6nops + 1 + 2 + 3,
 187         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4,
 188         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
 189         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6,
 190         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7,
 191         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8,
 192 };
 193 #endif
 194
 195 /* Initialize these to a safe default */
 196 #ifdef CONFIG_X86_64
 197 const unsigned char * const *ideal_nops = p6_nops;
 198 #else
 199 const unsigned char * const *ideal_nops = intel_nops;
 200 #endif
 201
 202 void __init arch_init_ideal_nops(void)
 203 {
 204         switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
 205         case X86_VENDOR_INTEL:
 206                 /*
 207                  * Due to a decoder implementation quirk, some
 208                  * specific Intel CPUs actually perform better with
 209                  * the "k8_nops" than with the SDM-recommended NOPs.
 210                  */
 211                 if (boot_cpu_data.x86 == 6 &&
 212                     boot_cpu_data.x86_model >= 0x0f &&
 213                     boot_cpu_data.x86_model != 0x1c &&
 214                     boot_cpu_data.x86_model != 0x26 &&
 215                     boot_cpu_data.x86_model != 0x27 &&
 216                     boot_cpu_data.x86_model < 0x30) {
 217                         ideal_nops = k8_nops;
 218                 } else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_NOPL)) {
 219                            ideal_nops = p6_nops;
 220                 } else {
 221 #ifdef CONFIG_X86_64
 222                         ideal_nops = k8_nops;
 223 #else
 224                         ideal_nops = intel_nops;
 225 #endif
 226                 }
 227                 break;
 228         default:
 229 #ifdef CONFIG_X86_64
 230                 ideal_nops = k8_nops;
 231 #else
 232                 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_K8))
 233                         ideal_nops = k8_nops;
 234                 else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_K7))
 235                         ideal_nops = k7_nops;
 236                 else
 237                         ideal_nops = intel_nops;
 238 #endif
 239         }
 240 }
 241
 242 /* Use this to add nops to a buffer, then text_poke the whole buffer. */
 243 static void __init_or_module add_nops(void *insns, unsigned int len)
 244 {
 245         while (len > 0) {
 246                 unsigned int noplen = len;
 247                 if (noplen > ASM_NOP_MAX)
 248                         noplen = ASM_NOP_MAX;
 249                 memcpy(insns, ideal_nops[noplen], noplen);
 250                 insns += noplen;
 251                 len -= noplen;
 252         }
 253 }
 254
 255 extern struct alt_instr __alt_instructions[], __alt_instructions_end[];
 256 extern s32 __smp_locks[], __smp_locks_end[];
 257 void *text_poke_early(void *addr, const void *opcode, size_t len);
 258
 259 /*
 260  * Are we looking at a near JMP with a 1 or 4-byte displacement.
 261  */
 262 static inline bool is_jmp(const u8 opcode)
 263 {
 264         return opcode == 0xeb || opcode == 0xe9;
 265 }
 266
 267 static void __init_or_module
 268 recompute_jump(struct alt_instr *a, u8 *orig_insn, u8 *repl_insn, u8 *insnbuf)
 269 {
 270         u8 *next_rip, *tgt_rip;
 271         s32 n_dspl, o_dspl;
 272         int repl_len;
 273
 274         if (a->replacementlen != 5)
 275                 return;
 276
 277         o_dspl = *(s32 *)(insnbuf + 1);
 278
 279         /* next_rip of the replacement JMP */
 280         next_rip = repl_insn + a->replacementlen;
 281         /* target rip of the replacement JMP */
 282         tgt_rip  = next_rip + o_dspl;
 283         n_dspl = tgt_rip - orig_insn;
 284
 285         DPRINTK("target RIP: %p, new_displ: 0x%x", tgt_rip, n_dspl);
 286
 287         if (tgt_rip - orig_insn >= 0) {
 288                 if (n_dspl - 2 <= 127)
 289                         goto two_byte_jmp;
 290                 else
 291                         goto five_byte_jmp;
 292         /* negative offset */
 293         } else {
 294                 if (((n_dspl - 2) & 0xff) == (n_dspl - 2))
 295                         goto two_byte_jmp;
 296                 else
 297                         goto five_byte_jmp;
 298         }
 299
 300 two_byte_jmp:
 301         n_dspl -= 2;
 302
 303         insnbuf[0] = 0xeb;
 304         insnbuf[1] = (s8)n_dspl;
 305         add_nops(insnbuf + 2, 3);
 306
 307         repl_len = 2;
 308         goto done;
 309
 310 five_byte_jmp:
 311         n_dspl -= 5;
 312
 313         insnbuf[0] = 0xe9;
 314         *(s32 *)&insnbuf[1] = n_dspl;
 315
 316         repl_len = 5;
 317
 318 done:
 319
 320         DPRINTK("final displ: 0x%08x, JMP 0x%lx",
 321                 n_dspl, (unsigned long)orig_insn + n_dspl + repl_len);
 322 }
 323
 324 static void __init_or_module optimize_nops(struct alt_instr *a, u8 *instr)
 325 {
 326         unsigned long flags;
 327         int i;
 328
 329         for (i = 0; i < a->padlen; i++) {
 330                 if (instr[i] != 0x90)
 331                         return;
 332         }
 333
 334         local_irq_save(flags);
 335         add_nops(instr + (a->instrlen - a->padlen), a->padlen);
 336         sync_core();
 337         local_irq_restore(flags);
 338
 339         DUMP_BYTES(instr, a->instrlen, "%p: [%d:%d) optimized NOPs: ",
 340                    instr, a->instrlen - a->padlen, a->padlen);
 341 }
 342
 343 /*
 344  * Replace instructions with better alternatives for this CPU type. This runs
 345  * before SMP is initialized to avoid SMP problems with self modifying code.
 346  * This implies that asymmetric systems where APs have less capabilities than
 347  * the boot processor are not handled. Tough. Make sure you disable such
 348  * features by hand.
 349  */
 350 void __init_or_module apply_alternatives(struct alt_instr *start,
 351                                          struct alt_instr *end)
 352 {
 353         struct alt_instr *a;
 354         u8 *instr, *replacement;
 355         u8 insnbuf[MAX_PATCH_LEN];
 356
 357         DPRINTK("alt table %p -> %p", start, end);
 358         /*
 359          * The scan order should be from start to end. A later scanned
 360          * alternative code can overwrite previously scanned alternative code.
 361          * Some kernel functions (e.g. memcpy, memset, etc) use this order to
 362          * patch code.
 363          *
 364          * So be careful if you want to change the scan order to any other
 365          * order.
 366          */
 367         for (a = start; a < end; a++) {
 368                 int insnbuf_sz = 0;
 369
 370                 instr = (u8 *)&a->instr_offset + a->instr_offset;
 371                 replacement = (u8 *)&a->repl_offset + a->repl_offset;
 372                 BUG_ON(a->instrlen > sizeof(insnbuf));
 373                 BUG_ON(a->cpuid >= (NCAPINTS + NBUGINTS) * 32);
 374                 if (!boot_cpu_has(a->cpuid)) {
 375                         if (a->padlen > 1)
 376                                 optimize_nops(a, instr);
 377
 378                         continue;
 379                 }
 380
 381                 DPRINTK("feat: %d*32+%d, old: (%p, len: %d), repl: (%p, len: %d), pad: %d",
 382                         a->cpuid >> 5,
 383                         a->cpuid & 0x1f,
 384                         instr, a->instrlen,
 385                         replacement, a->replacementlen, a->padlen);
 386
 387                 DUMP_BYTES(instr, a->instrlen, "%p: old_insn: ", instr);
 388                 DUMP_BYTES(replacement, a->replacementlen, "%p: rpl_insn: ", replacement);
 389
 390                 memcpy(insnbuf, replacement, a->replacementlen);
 391                 insnbuf_sz = a->replacementlen;
 392
 393                 /* 0xe8 is a relative jump; fix the offset. */
 394                 if (*insnbuf == 0xe8 && a->replacementlen == 5) {
 395                         *(s32 *)(insnbuf + 1) += replacement - instr;
 396                         DPRINTK("Fix CALL offset: 0x%x, CALL 0x%lx",
 397                                 *(s32 *)(insnbuf + 1),
 398                                 (unsigned long)instr + *(s32 *)(insnbuf + 1) + 5);
 399                 }
 400
 401                 if (a->replacementlen && is_jmp(replacement[0]))
 402                         recompute_jump(a, instr, replacement, insnbuf);
 403
 404                 if (a->instrlen > a->replacementlen) {
 405                         add_nops(insnbuf + a->replacementlen,
 406                                  a->instrlen - a->replacementlen);
 407                         insnbuf_sz += a->instrlen - a->replacementlen;
 408                 }
 409                 DUMP_BYTES(insnbuf, insnbuf_sz, "%p: final_insn: ", instr);
 410
 411                 text_poke_early(instr, insnbuf, insnbuf_sz);
 412         }
 413 }
 414
 415 #ifdef CONFIG_SMP
 416 static void alternatives_smp_lock(const s32 *start, const s32 *end,
 417                                   u8 *text, u8 *text_end)
 418 {
 419         const s32 *poff;
 420
 421         for (poff = start; poff < end; poff++) {
 422                 u8 *ptr = (u8 *)poff + *poff;
 423
 424                 if (!*poff || ptr < text || ptr >= text_end)
 425                         continue;
 426                 /* turn DS segment override prefix into lock prefix */
 427                 if (*ptr == 0x3e)
 428                         text_poke(ptr, ((unsigned char []){0xf0}), 1);
 429         };
 430 }
 431
 432 static void alternatives_smp_unlock(const s32 *start, const s32 *end,
 433                                     u8 *text, u8 *text_end)
 434 {
 435         const s32 *poff;
 436
 437         for (poff = start; poff < end; poff++) {
 438                 u8 *ptr = (u8 *)poff + *poff;
 439
 440                 if (!*poff || ptr < text || ptr >= text_end)
 441                         continue;
 442                 /* turn lock prefix into DS segment override prefix */
 443                 if (*ptr == 0xf0)
 444                         text_poke(ptr, ((unsigned char []){0x3E}), 1);
 445         };
 446 }
 447
 448 struct smp_alt_module {
 449         /* what is this ??? */
 450         struct module   *mod;
 451         char            *name;
 452
 453         /* ptrs to lock prefixes */
 454         const s32       *locks;
 455         const s32       *locks_end;
 456
 457         /* .text segment, needed to avoid patching init code ;) */
 458         u8              *text;
 459         u8              *text_end;
 460
 461         struct list_head next;
 462 };
 463 static LIST_HEAD(smp_alt_modules);
 464 static bool uniproc_patched = false;    /* protected by text_mutex */
 465
 466 void __init_or_module alternatives_smp_module_add(struct module *mod,
 467                                                   char *name,
 468                                                   void *locks, void *locks_end,
 469                                                   void *text,  void *text_end)
 470 {
 471         struct smp_alt_module *smp;
 472
 473         mutex_lock(&text_mutex);
 474         if (!uniproc_patched)
 475                 goto unlock;
 476
 477         if (num_possible_cpus() == 1)
 478                 /* Don't bother remembering, we'll never have to undo it. */
 479                 goto smp_unlock;
 480
 481         smp = kzalloc(sizeof(*smp), GFP_KERNEL);
 482         if (NULL == smp)
 483                 /* we'll run the (safe but slow) SMP code then ... */
 484                 goto unlock;
 485
 486         smp->mod        = mod;
 487         smp->name       = name;
 488         smp->locks      = locks;
 489         smp->locks_end  = locks_end;
 490         smp->text       = text;
 491         smp->text_end   = text_end;
 492         DPRINTK("locks %p -> %p, text %p -> %p, name %s\n",
 493                 smp->locks, smp->locks_end,
 494                 smp->text, smp->text_end, smp->name);
 495
 496         list_add_tail(&smp->next, &smp_alt_modules);
 497 smp_unlock:
 498         alternatives_smp_unlock(locks, locks_end, text, text_end);
 499 unlock:
 500         mutex_unlock(&text_mutex);
 501 }
 502
 503 void __init_or_module alternatives_smp_module_del(struct module *mod)
 504 {
 505         struct smp_alt_module *item;
 506
 507         mutex_lock(&text_mutex);
 508         list_for_each_entry(item, &smp_alt_modules, next) {
 509                 if (mod != item->mod)
 510                         continue;
 511                 list_del(&item->next);
 512                 kfree(item);
 513                 break;
 514         }
 515         mutex_unlock(&text_mutex);
 516 }
 517
 518 void alternatives_enable_smp(void)
 519 {
 520         struct smp_alt_module *mod;
 521
 522 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
 523         /*
 524          * Older binutils section handling bug prevented
 525          * alternatives-replacement from working reliably.
 526          *
 527          * If this still occurs then you should see a hang
 528          * or crash shortly after this line:
 529          */
 530         printk("lockdep: fixing up alternatives.\n");
 531 #endif
 532
 533         /* Why bother if there are no other CPUs? */
 534         BUG_ON(num_possible_cpus() == 1);
 535
 536         mutex_lock(&text_mutex);
 537
 538         if (uniproc_patched) {
 539                 printk(KERN_INFO "SMP alternatives: switching to SMP code\n");
 540                 BUG_ON(num_online_cpus() != 1);
 541                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_UP);
 542                 clear_cpu_cap(&cpu_data(0), X86_FEATURE_UP);
 543                 list_for_each_entry(mod, &smp_alt_modules, next)
 544                         alternatives_smp_lock(mod->locks, mod->locks_end,
 545                                               mod->text, mod->text_end);
 546                 uniproc_patched = false;
 547         }
 548         mutex_unlock(&text_mutex);
 549 }
 550
 551 /*
 552  * Return 1 if the address range is reserved for SMP-alternatives.
 553  * Must hold text_mutex.
 554  */
 555 int alternatives_text_reserved(void *start, void *end)
 556 {
 557         struct smp_alt_module *mod;
 558         const s32 *poff;
 559         u8 *text_start = start;
 560         u8 *text_end = end;
 561
 562         lockdep_assert_held(&text_mutex);
 563
 564         list_for_each_entry(mod, &smp_alt_modules, next) {
 565                 if (mod->text > text_end || mod->text_end < text_start)
 566                         continue;
 567                 for (poff = mod->locks; poff < mod->locks_end; poff++) {
 568                         const u8 *ptr = (const u8 *)poff + *poff;
 569
 570                         if (text_start <= ptr && text_end > ptr)
 571                                 return 1;
 572                 }
 573         }
 574
 575         return 0;
 576 }
 577 #endif /* CONFIG_SMP */
 578
 579 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 580 void __init_or_module apply_paravirt(struct paravirt_patch_site *start,
 581                                      struct paravirt_patch_site *end)
 582 {
 583         struct paravirt_patch_site *p;
 584         char insnbuf[MAX_PATCH_LEN];
 585
 586         if (noreplace_paravirt)
 587                 return;
 588
 589         for (p = start; p < end; p++) {
 590                 unsigned int used;
 591
 592                 BUG_ON(p->len > MAX_PATCH_LEN);
 593                 /* prep the buffer with the original instructions */
 594                 memcpy(insnbuf, p->instr, p->len);
 595                 used = pv_init_ops.patch(p->instrtype, p->clobbers, insnbuf,
 596                                          (unsigned long)p->instr, p->len);
 597
 598                 BUG_ON(used > p->len);
 599
 600                 /* Pad the rest with nops */
 601                 add_nops(insnbuf + used, p->len - used);
 602                 text_poke_early(p->instr, insnbuf, p->len);
 603         }
 604 }
 605 extern struct paravirt_patch_site __start_parainstructions[],
 606         __stop_parainstructions[];
 607 #endif  /* CONFIG_PARAVIRT */
 608
 609 void __init alternative_instructions(void)
 610 {
 611         /* The patching is not fully atomic, so try to avoid local interruptions
 612            that might execute the to be patched code.
 613            Other CPUs are not running. */
 614         stop_nmi();
 615
 616         /*
 617          * Don't stop machine check exceptions while patching.
 618          * MCEs only happen when something got corrupted and in this
 619          * case we must do something about the corruption.
 620          * Ignoring it is worse than a unlikely patching race.
 621          * Also machine checks tend to be broadcast and if one CPU
 622          * goes into machine check the others follow quickly, so we don't
 623          * expect a machine check to cause undue problems during to code
 624          * patching.
 625          */
 626
 627         apply_alternatives(__alt_instructions, __alt_instructions_end);
 628
 629 #ifdef CONFIG_SMP
 630         /* Patch to UP if other cpus not imminent. */
 631         if (!noreplace_smp && (num_present_cpus() == 1 || setup_max_cpus <= 1)) {
 632                 uniproc_patched = true;
 633                 alternatives_smp_module_add(NULL, "core kernel",
 634                                             __smp_locks, __smp_locks_end,
 635                                             _text, _etext);
 636         }
 637
 638         if (!uniproc_patched || num_possible_cpus() == 1)
 639                 free_init_pages("SMP alternatives",
 640                                 (unsigned long)__smp_locks,
 641                                 (unsigned long)__smp_locks_end);
 642 #endif
 643
 644         apply_paravirt(__parainstructions, __parainstructions_end);
 645
 646         restart_nmi();
 647 }
 648
 649 /**
 650  * text_poke_early - Update instructions on a live kernel at boot time
 651  * @addr: address to modify
 652  * @opcode: source of the copy
 653  * @len: length to copy
 654  *
 655  * When you use this code to patch more than one byte of an instruction
 656  * you need to make sure that other CPUs cannot execute this code in parallel.
 657  * Also no thread must be currently preempted in the middle of these
 658  * instructions. And on the local CPU you need to be protected again NMI or MCE
 659  * handlers seeing an inconsistent instruction while you patch.
 660  */
 661 void *__init_or_module text_poke_early(void *addr, const void *opcode,
 662                                               size_t len)
 663 {
 664         unsigned long flags;
 665         local_irq_save(flags);
 666         memcpy(addr, opcode, len);
 667         sync_core();
 668         local_irq_restore(flags);
 669         /* Could also do a CLFLUSH here to speed up CPU recovery; but
 670            that causes hangs on some VIA CPUs. */
 671         return addr;
 672 }
 673
 674 /**
 675  * text_poke - Update instructions on a live kernel
 676  * @addr: address to modify
 677  * @opcode: source of the copy
 678  * @len: length to copy
 679  *
 680  * Only atomic text poke/set should be allowed when not doing early patching.
 681  * It means the size must be writable atomically and the address must be aligned
 682  * in a way that permits an atomic write. It also makes sure we fit on a single
 683  * page.
 684  *
 685  * Note: Must be called under text_mutex.
 686  */
 687 void *__kprobes text_poke(void *addr, const void *opcode, size_t len)
 688 {
 689         unsigned long flags;
 690         char *vaddr;
 691         struct page *pages[2];
 692         int i;
 693
 694         if (!core_kernel_text((unsigned long)addr)) {
 695                 pages[0] = vmalloc_to_page(addr);
 696                 pages[1] = vmalloc_to_page(addr + PAGE_SIZE);
 697         } else {
 698                 pages[0] = virt_to_page(addr);
 699                 WARN_ON(!PageReserved(pages[0]));
 700                 pages[1] = virt_to_page(addr + PAGE_SIZE);
 701         }
 702         BUG_ON(!pages[0]);
 703         local_irq_save(flags);
 704         set_fixmap(FIX_TEXT_POKE0, page_to_phys(pages[0]));
 705         if (pages[1])
 706                 set_fixmap(FIX_TEXT_POKE1, page_to_phys(pages[1]));
 707         vaddr = (char *)fix_to_virt(FIX_TEXT_POKE0);
 708         memcpy(&vaddr[(unsigned long)addr & ~PAGE_MASK], opcode, len);
 709         clear_fixmap(FIX_TEXT_POKE0);
 710         if (pages[1])
 711                 clear_fixmap(FIX_TEXT_POKE1);
 712         local_flush_tlb();
 713         sync_core();
 714         /* Could also do a CLFLUSH here to speed up CPU recovery; but
 715            that causes hangs on some VIA CPUs. */
 716         for (i = 0; i < len; i++)
 717                 BUG_ON(((char *)addr)[i] != ((char *)opcode)[i]);
 718         local_irq_restore(flags);
 719         return addr;
 720 }
 721
 722 /*
 723  * Cross-modifying kernel text with stop_machine().
 724  * This code originally comes from immediate value.
 725  */
 726 static atomic_t stop_machine_first;
 727 static int wrote_text;
 728
 729 struct text_poke_params {
 730         struct text_poke_param *params;
 731         int nparams;
 732 };
 733
 734 static int __kprobes stop_machine_text_poke(void *data)
 735 {
 736         struct text_poke_params *tpp = data;
 737         struct text_poke_param *p;
 738         int i;
 739
 740         if (atomic_dec_and_test(&stop_machine_first)) {
 741                 for (i = 0; i < tpp->nparams; i++) {
 742                         p = &tpp->params[i];
 743                         text_poke(p->addr, p->opcode, p->len);
 744                 }
 745                 smp_wmb();      /* Make sure other cpus see that this has run */
 746                 wrote_text = 1;
 747         } else {
 748                 while (!wrote_text)
 749                         cpu_relax();
 750                 smp_mb();       /* Load wrote_text before following execution */
 751         }
 752
 753         for (i = 0; i < tpp->nparams; i++) {
 754                 p = &tpp->params[i];
 755                 flush_icache_range((unsigned long)p->addr,
 756                                    (unsigned long)p->addr + p->len);
 757         }
 758         /*
 759          * Intel Archiecture Software Developer's Manual section 7.1.3 specifies
 760          * that a core serializing instruction such as "cpuid" should be
 761          * executed on _each_ core before the new instruction is made visible.
 762          */
 763         sync_core();
 764         return 0;
 765 }
 766
 767 /**
 768  * text_poke_smp - Update instructions on a live kernel on SMP
 769  * @addr: address to modify
 770  * @opcode: source of the copy
 771  * @len: length to copy
 772  *
 773  * Modify multi-byte instruction by using stop_machine() on SMP. This allows
 774  * user to poke/set multi-byte text on SMP. Only non-NMI/MCE code modifying
 775  * should be allowed, since stop_machine() does _not_ protect code against
 776  * NMI and MCE.
 777  *
 778  * Note: Must be called under get_online_cpus() and text_mutex.
 779  */
 780 void *__kprobes text_poke_smp(void *addr, const void *opcode, size_t len)
 781 {
 782         struct text_poke_params tpp;
 783         struct text_poke_param p;
 784
 785         p.addr = addr;
 786         p.opcode = opcode;
 787         p.len = len;
 788         tpp.params = &p;
 789         tpp.nparams = 1;
 790         atomic_set(&stop_machine_first, 1);
 791         wrote_text = 0;
 792         /* Use __stop_machine() because the caller already got online_cpus. */
 793         __stop_machine(stop_machine_text_poke, (void *)&tpp, cpu_online_mask);
 794         return addr;
 795 }
 796
 797 /**
 798  * text_poke_smp_batch - Update instructions on a live kernel on SMP
 799  * @params: an array of text_poke parameters
 800  * @n: the number of elements in params.
 801  *
 802  * Modify multi-byte instruction by using stop_machine() on SMP. Since the
 803  * stop_machine() is heavy task, it is better to aggregate text_poke requests
 804  * and do it once if possible.
 805  *
 806  * Note: Must be called under get_online_cpus() and text_mutex.
 807  */
 808 void __kprobes text_poke_smp_batch(struct text_poke_param *params, int n)
 809 {
 810         struct text_poke_params tpp = {.params = params, .nparams = n};
 811
 812         atomic_set(&stop_machine_first, 1);
 813         wrote_text = 0;
 814         __stop_machine(stop_machine_text_poke, (void *)&tpp, cpu_online_mask);
 815 }