arch/x86/kernel/ptrace.c

   1 /* By Ross Biro 1/23/92 */
   2 /*
   3  * Pentium III FXSR, SSE support
   4  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   5  */
   6
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/sched.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/smp.h>
  11 #include <linux/errno.h>
  12 #include <linux/ptrace.h>
  13 #include <linux/user.h>
  14 #include <linux/security.h>
  15 #include <linux/audit.h>
  16 #include <linux/seccomp.h>
  17 #include <linux/signal.h>
  18
  19 #include <asm/uaccess.h>
  20 #include <asm/pgtable.h>
  21 #include <asm/system.h>
  22 #include <asm/processor.h>
  23 #include <asm/i387.h>
  24 #include <asm/debugreg.h>
  25 #include <asm/ldt.h>
  26 #include <asm/desc.h>
  27
  28 /*
  29  * does not yet catch signals sent when the child dies.
  30  * in exit.c or in signal.c.
  31  */
  32
  33 /*
  34  * Determines which flags the user has access to [1 = access, 0 = no access].
  35  */
  36 #define FLAG_MASK_32            ((unsigned long)                        \
  37                                  (X86_EFLAGS_CF | X86_EFLAGS_PF |       \
  38                                   X86_EFLAGS_AF | X86_EFLAGS_ZF |       \
  39                                   X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_TF |       \
  40                                   X86_EFLAGS_DF | X86_EFLAGS_OF |       \
  41                                   X86_EFLAGS_RF | X86_EFLAGS_AC))
  42
  43 #define FLAG_MASK               FLAG_MASK_32
  44
  45 static long *pt_regs_access(struct pt_regs *regs, unsigned long regno)
  46 {
  47         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct pt_regs, bx) != 0);
  48         if (regno > FS)
  49                 --regno;
  50         return &regs->bx + regno;
  51 }
  52
  53 static int putreg(struct task_struct *child,
  54         unsigned long regno, unsigned long value)
  55 {
  56         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(child);
  57         regno >>= 2;
  58         switch (regno) {
  59         case GS:
  60                 if (value && (value & 3) != 3)
  61                         return -EIO;
  62                 child->thread.gs = value;
  63                 if (child == current)
  64                         /*
  65                          * The user-mode %gs is not affected by
  66                          * kernel entry, so we must update the CPU.
  67                          */
  68                         loadsegment(gs, value);
  69                 return 0;
  70         case DS:
  71         case ES:
  72         case FS:
  73                 if (value && (value & 3) != 3)
  74                         return -EIO;
  75                 value &= 0xffff;
  76                 break;
  77         case SS:
  78         case CS:
  79                 if ((value & 3) != 3)
  80                         return -EIO;
  81                 value &= 0xffff;
  82                 break;
  83         case EFL:
  84                 value &= FLAG_MASK;
  85                 /*
  86                  * If the user value contains TF, mark that
  87                  * it was not "us" (the debugger) that set it.
  88                  * If not, make sure it stays set if we had.
  89                  */
  90                 if (value & X86_EFLAGS_TF)
  91                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF);
  92                 else if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF))
  93                         value |= X86_EFLAGS_TF;
  94                 value |= regs->flags & ~FLAG_MASK;
  95                 break;
  96         }
  97         *pt_regs_access(regs, regno) = value;
  98         return 0;
  99 }
 100
 101 static unsigned long getreg(struct task_struct *child, unsigned long regno)
 102 {
 103         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(child);
 104         unsigned long retval = ~0UL;
 105
 106         regno >>= 2;
 107         switch (regno) {
 108         case EFL:
 109                 /*
 110                  * If the debugger set TF, hide it from the readout.
 111                  */
 112                 retval = regs->flags;
 113                 if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF))
 114                         retval &= ~X86_EFLAGS_TF;
 115                 break;
 116         case GS:
 117                 retval = child->thread.gs;
 118                 if (child == current)
 119                         savesegment(gs, retval);
 120                 break;
 121         case DS:
 122         case ES:
 123         case FS:
 124         case SS:
 125         case CS:
 126                 retval = 0xffff;
 127                 /* fall through */
 128         default:
 129                 retval &= *pt_regs_access(regs, regno);
 130         }
 131         return retval;
 132 }
 133
 134 /*
 135  * This function is trivial and will be inlined by the compiler.
 136  * Having it separates the implementation details of debug
 137  * registers from the interface details of ptrace.
 138  */
 139 static unsigned long ptrace_get_debugreg(struct task_struct *child, int n)
 140 {
 141         switch (n) {
 142         case 0:         return child->thread.debugreg0;
 143         case 1:         return child->thread.debugreg1;
 144         case 2:         return child->thread.debugreg2;
 145         case 3:         return child->thread.debugreg3;
 146         case 6:         return child->thread.debugreg6;
 147         case 7:         return child->thread.debugreg7;
 148         }
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 static int ptrace_set_debugreg(struct task_struct *child,
 153                                int n, unsigned long data)
 154 {
 155         int i;
 156
 157         if (unlikely(n == 4 || n == 5))
 158                 return -EIO;
 159
 160         if (n < 4 && unlikely(data >= TASK_SIZE - 3))
 161                 return -EIO;
 162
 163         switch (n) {
 164         case 0:         child->thread.debugreg0 = data; break;
 165         case 1:         child->thread.debugreg1 = data; break;
 166         case 2:         child->thread.debugreg2 = data; break;
 167         case 3:         child->thread.debugreg3 = data; break;
 168
 169         case 6:
 170                 child->thread.debugreg6 = data;
 171                 break;
 172
 173         case 7:
 174                 /*
 175                  * Sanity-check data. Take one half-byte at once with
 176                  * check = (val >> (16 + 4*i)) & 0xf. It contains the
 177                  * R/Wi and LENi bits; bits 0 and 1 are R/Wi, and bits
 178                  * 2 and 3 are LENi. Given a list of invalid values,
 179                  * we do mask |= 1 << invalid_value, so that
 180                  * (mask >> check) & 1 is a correct test for invalid
 181                  * values.
 182                  *
 183                  * R/Wi contains the type of the breakpoint /
 184                  * watchpoint, LENi contains the length of the watched
 185                  * data in the watchpoint case.
 186                  *
 187                  * The invalid values are:
 188                  * - LENi == 0x10 (undefined), so mask |= 0x0f00.
 189                  * - R/Wi == 0x10 (break on I/O reads or writes), so
 190                  *   mask |= 0x4444.
 191                  * - R/Wi == 0x00 && LENi != 0x00, so we have mask |=
 192                  *   0x1110.
 193                  *
 194                  * Finally, mask = 0x0f00 | 0x4444 | 0x1110 == 0x5f54.
 195                  *
 196                  * See the Intel Manual "System Programming Guide",
 197                  * 15.2.4
 198                  *
 199                  * Note that LENi == 0x10 is defined on x86_64 in long
 200                  * mode (i.e. even for 32-bit userspace software, but
 201                  * 64-bit kernel), so the x86_64 mask value is 0x5454.
 202                  * See the AMD manual no. 24593 (AMD64 System Programming)
 203                  */
 204                 data &= ~DR_CONTROL_RESERVED;
 205                 for (i = 0; i < 4; i++)
 206                         if ((0x5f54 >> ((data >> (16 + 4*i)) & 0xf)) & 1)
 207                                 return -EIO;
 208                 child->thread.debugreg7 = data;
 209                 if (data)
 210                         set_tsk_thread_flag(child, TIF_DEBUG);
 211                 else
 212                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_DEBUG);
 213                 break;
 214         }
 215
 216         return 0;
 217 }
 218
 219 /*
 220  * Called by kernel/ptrace.c when detaching..
 221  *
 222  * Make sure the single step bit is not set.
 223  */
 224 void ptrace_disable(struct task_struct *child)
 225 {
 226         user_disable_single_step(child);
 227         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_EMU);
 228 }
 229
 230 long arch_ptrace(struct task_struct *child, long request, long addr, long data)
 231 {
 232         struct user * dummy = NULL;
 233         int i, ret;
 234         unsigned long __user *datap = (unsigned long __user *)data;
 235
 236         switch (request) {
 237         /* when I and D space are separate, these will need to be fixed. */
 238         case PTRACE_PEEKTEXT: /* read word at location addr. */
 239         case PTRACE_PEEKDATA:
 240                 ret = generic_ptrace_peekdata(child, addr, data);
 241                 break;
 242
 243         /* read the word at location addr in the USER area. */
 244         case PTRACE_PEEKUSR: {
 245                 unsigned long tmp;
 246
 247                 ret = -EIO;
 248                 if ((addr & 3) || addr < 0 ||
 249                     addr > sizeof(struct user) - 3)
 250                         break;
 251
 252                 tmp = 0;  /* Default return condition */
 253                 if(addr < FRAME_SIZE*sizeof(long))
 254                         tmp = getreg(child, addr);
 255                 if(addr >= (long) &dummy->u_debugreg[0] &&
 256                    addr <= (long) &dummy->u_debugreg[7]){
 257                         addr -= (long) &dummy->u_debugreg[0];
 258                         addr = addr >> 2;
 259                         tmp = ptrace_get_debugreg(child, addr);
 260                 }
 261                 ret = put_user(tmp, datap);
 262                 break;
 263         }
 264
 265         /* when I and D space are separate, this will have to be fixed. */
 266         case PTRACE_POKETEXT: /* write the word at location addr. */
 267         case PTRACE_POKEDATA:
 268                 ret = generic_ptrace_pokedata(child, addr, data);
 269                 break;
 270
 271         case PTRACE_POKEUSR: /* write the word at location addr in the USER area */
 272                 ret = -EIO;
 273                 if ((addr & 3) || addr < 0 ||
 274                     addr > sizeof(struct user) - 3)
 275                         break;
 276
 277                 if (addr < FRAME_SIZE*sizeof(long)) {
 278                         ret = putreg(child, addr, data);
 279                         break;
 280                 }
 281                 /* We need to be very careful here.  We implicitly
 282                    want to modify a portion of the task_struct, and we
 283                    have to be selective about what portions we allow someone
 284                    to modify. */
 285
 286                   ret = -EIO;
 287                   if(addr >= (long) &dummy->u_debugreg[0] &&
 288                      addr <= (long) &dummy->u_debugreg[7]){
 289                           addr -= (long) &dummy->u_debugreg;
 290                           addr = addr >> 2;
 291                           ret = ptrace_set_debugreg(child, addr, data);
 292                   }
 293                   break;
 294
 295         case PTRACE_GETREGS: { /* Get all gp regs from the child. */
 296                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap, FRAME_SIZE*sizeof(long))) {
 297                         ret = -EIO;
 298                         break;
 299                 }
 300                 for ( i = 0; i < FRAME_SIZE*sizeof(long); i += sizeof(long) ) {
 301                         __put_user(getreg(child, i), datap);
 302                         datap++;
 303                 }
 304                 ret = 0;
 305                 break;
 306         }
 307
 308         case PTRACE_SETREGS: { /* Set all gp regs in the child. */
 309                 unsigned long tmp;
 310                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap, FRAME_SIZE*sizeof(long))) {
 311                         ret = -EIO;
 312                         break;
 313                 }
 314                 for ( i = 0; i < FRAME_SIZE*sizeof(long); i += sizeof(long) ) {
 315                         __get_user(tmp, datap);
 316                         putreg(child, i, tmp);
 317                         datap++;
 318                 }
 319                 ret = 0;
 320                 break;
 321         }
 322
 323         case PTRACE_GETFPREGS: { /* Get the child FPU state. */
 324                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap,
 325                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
 326                         ret = -EIO;
 327                         break;
 328                 }
 329                 ret = 0;
 330                 if (!tsk_used_math(child))
 331                         init_fpu(child);
 332                 get_fpregs((struct user_i387_struct __user *)data, child);
 333                 break;
 334         }
 335
 336         case PTRACE_SETFPREGS: { /* Set the child FPU state. */
 337                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap,
 338                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
 339                         ret = -EIO;
 340                         break;
 341                 }
 342                 set_stopped_child_used_math(child);
 343                 set_fpregs(child, (struct user_i387_struct __user *)data);
 344                 ret = 0;
 345                 break;
 346         }
 347
 348         case PTRACE_GETFPXREGS: { /* Get the child extended FPU state. */
 349                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap,
 350                                sizeof(struct user_fxsr_struct))) {
 351                         ret = -EIO;
 352                         break;
 353                 }
 354                 if (!tsk_used_math(child))
 355                         init_fpu(child);
 356                 ret = get_fpxregs((struct user_fxsr_struct __user *)data, child);
 357                 break;
 358         }
 359
 360         case PTRACE_SETFPXREGS: { /* Set the child extended FPU state. */
 361                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap,
 362                                sizeof(struct user_fxsr_struct))) {
 363                         ret = -EIO;
 364                         break;
 365                 }
 366                 set_stopped_child_used_math(child);
 367                 ret = set_fpxregs(child, (struct user_fxsr_struct __user *)data);
 368                 break;
 369         }
 370
 371         case PTRACE_GET_THREAD_AREA:
 372                 if (addr < 0)
 373                         return -EIO;
 374                 ret = do_get_thread_area(child, addr,
 375                                          (struct user_desc __user *) data);
 376                 break;
 377
 378         case PTRACE_SET_THREAD_AREA:
 379                 if (addr < 0)
 380                         return -EIO;
 381                 ret = do_set_thread_area(child, addr,
 382                                          (struct user_desc __user *) data, 0);
 383                 break;
 384
 385         default:
 386                 ret = ptrace_request(child, request, addr, data);
 387                 break;
 388         }
 389
 390         return ret;
 391 }
 392
 393 void send_sigtrap(struct task_struct *tsk, struct pt_regs *regs, int error_code)
 394 {
 395         struct siginfo info;
 396
 397         tsk->thread.trap_no = 1;
 398         tsk->thread.error_code = error_code;
 399
 400         memset(&info, 0, sizeof(info));
 401         info.si_signo = SIGTRAP;
 402         info.si_code = TRAP_BRKPT;
 403
 404         /* User-mode ip? */
 405         info.si_addr = user_mode_vm(regs) ? (void __user *) regs->ip : NULL;
 406
 407         /* Send us the fake SIGTRAP */
 408         force_sig_info(SIGTRAP, &info, tsk);
 409 }
 410
 411 /* notification of system call entry/exit
 412  * - triggered by current->work.syscall_trace
 413  */
 414 __attribute__((regparm(3)))
 415 int do_syscall_trace(struct pt_regs *regs, int entryexit)
 416 {
 417         int is_sysemu = test_thread_flag(TIF_SYSCALL_EMU);
 418         /*
 419          * With TIF_SYSCALL_EMU set we want to ignore TIF_SINGLESTEP for syscall
 420          * interception
 421          */
 422         int is_singlestep = !is_sysemu && test_thread_flag(TIF_SINGLESTEP);
 423         int ret = 0;
 424
 425         /* do the secure computing check first */
 426         if (!entryexit)
 427                 secure_computing(regs->orig_ax);
 428
 429         if (unlikely(current->audit_context)) {
 430                 if (entryexit)
 431                         audit_syscall_exit(AUDITSC_RESULT(regs->ax),
 432                                                 regs->ax);
 433                 /* Debug traps, when using PTRACE_SINGLESTEP, must be sent only
 434                  * on the syscall exit path. Normally, when TIF_SYSCALL_AUDIT is
 435                  * not used, entry.S will call us only on syscall exit, not
 436                  * entry; so when TIF_SYSCALL_AUDIT is used we must avoid
 437                  * calling send_sigtrap() on syscall entry.
 438                  *
 439                  * Note that when PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP is used,
 440                  * is_singlestep is false, despite his name, so we will still do
 441                  * the correct thing.
 442                  */
 443                 else if (is_singlestep)
 444                         goto out;
 445         }
 446
 447         if (!(current->ptrace & PT_PTRACED))
 448                 goto out;
 449
 450         /* If a process stops on the 1st tracepoint with SYSCALL_TRACE
 451          * and then is resumed with SYSEMU_SINGLESTEP, it will come in
 452          * here. We have to check this and return */
 453         if (is_sysemu && entryexit)
 454                 return 0;
 455
 456         /* Fake a debug trap */
 457         if (is_singlestep)
 458                 send_sigtrap(current, regs, 0);
 459
 460         if (!test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE) && !is_sysemu)
 461                 goto out;
 462
 463         /* the 0x80 provides a way for the tracing parent to distinguish
 464            between a syscall stop and SIGTRAP delivery */
 465         /* Note that the debugger could change the result of test_thread_flag!*/
 466         ptrace_notify(SIGTRAP | ((current->ptrace & PT_TRACESYSGOOD) ? 0x80:0));
 467
 468         /*
 469          * this isn't the same as continuing with a signal, but it will do
 470          * for normal use.  strace only continues with a signal if the
 471          * stopping signal is not SIGTRAP.  -brl
 472          */
 473         if (current->exit_code) {
 474                 send_sig(current->exit_code, current, 1);
 475                 current->exit_code = 0;
 476         }
 477         ret = is_sysemu;
 478 out:
 479         if (unlikely(current->audit_context) && !entryexit)
 480                 audit_syscall_entry(AUDIT_ARCH_I386, regs->orig_ax,
 481                                     regs->bx, regs->cx, regs->dx, regs->si);
 482         if (ret == 0)
 483                 return 0;
 484
 485         regs->orig_ax = -1; /* force skip of syscall restarting */
 486         if (unlikely(current->audit_context))
 487                 audit_syscall_exit(AUDITSC_RESULT(regs->ax), regs->ax);
 488         return 1;
 489 }