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  * Prohibits changing ID(21), VIP(20), VIF(19), VM(17), NT(14), IOPL(12-13), IF(9).
  36  * Also masks reserved bits (31-22, 15, 5, 3, 1).
  37  */
  38 #define FLAG_MASK 0x00050dd5
  39
  40 static long *pt_regs_access(struct pt_regs *regs, unsigned long regno)
  41 {
  42         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct pt_regs, bx) != 0);
  43         if (regno > FS)
  44                 --regno;
  45         return &regs->bx + regno;
  46 }
  47
  48 static int putreg(struct task_struct *child,
  49         unsigned long regno, unsigned long value)
  50 {
  51         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(child);
  52         regno >>= 2;
  53         switch (regno) {
  54         case GS:
  55                 if (value && (value & 3) != 3)
  56                         return -EIO;
  57                 child->thread.gs = value;
  58                 if (child == current)
  59                         /*
  60                          * The user-mode %gs is not affected by
  61                          * kernel entry, so we must update the CPU.
  62                          */
  63                         loadsegment(gs, value);
  64                 return 0;
  65         case DS:
  66         case ES:
  67         case FS:
  68                 if (value && (value & 3) != 3)
  69                         return -EIO;
  70                 value &= 0xffff;
  71                 break;
  72         case SS:
  73         case CS:
  74                 if ((value & 3) != 3)
  75                         return -EIO;
  76                 value &= 0xffff;
  77                 break;
  78         case EFL:
  79                 value &= FLAG_MASK;
  80                 /*
  81                  * If the user value contains TF, mark that
  82                  * it was not "us" (the debugger) that set it.
  83                  * If not, make sure it stays set if we had.
  84                  */
  85                 if (value & X86_EFLAGS_TF)
  86                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF);
  87                 else if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF))
  88                         value |= X86_EFLAGS_TF;
  89                 value |= regs->flags & ~FLAG_MASK;
  90                 break;
  91         }
  92         *pt_regs_access(regs, regno) = value;
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 static unsigned long getreg(struct task_struct *child, unsigned long regno)
  97 {
  98         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(child);
  99         unsigned long retval = ~0UL;
 100
 101         regno >>= 2;
 102         switch (regno) {
 103         case EFL:
 104                 /*
 105                  * If the debugger set TF, hide it from the readout.
 106                  */
 107                 retval = regs->flags;
 108                 if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF))
 109                         retval &= ~X86_EFLAGS_TF;
 110                 break;
 111         case GS:
 112                 retval = child->thread.gs;
 113                 if (child == current)
 114                         savesegment(gs, retval);
 115                 break;
 116         case DS:
 117         case ES:
 118         case FS:
 119         case SS:
 120         case CS:
 121                 retval = 0xffff;
 122                 /* fall through */
 123         default:
 124                 retval &= *pt_regs_access(regs, regno);
 125         }
 126         return retval;
 127 }
 128
 129 /*
 130  * This function is trivial and will be inlined by the compiler.
 131  * Having it separates the implementation details of debug
 132  * registers from the interface details of ptrace.
 133  */
 134 static unsigned long ptrace_get_debugreg(struct task_struct *child, int n)
 135 {
 136         switch (n) {
 137         case 0:         return child->thread.debugreg0;
 138         case 1:         return child->thread.debugreg1;
 139         case 2:         return child->thread.debugreg2;
 140         case 3:         return child->thread.debugreg3;
 141         case 6:         return child->thread.debugreg6;
 142         case 7:         return child->thread.debugreg7;
 143         }
 144         return 0;
 145 }
 146
 147 static int ptrace_set_debugreg(struct task_struct *child,
 148                                int n, unsigned long data)
 149 {
 150         int i;
 151
 152         if (unlikely(n == 4 || n == 5))
 153                 return -EIO;
 154
 155         if (n < 4 && unlikely(data >= TASK_SIZE - 3))
 156                 return -EIO;
 157
 158         switch (n) {
 159         case 0:         child->thread.debugreg0 = data; break;
 160         case 1:         child->thread.debugreg1 = data; break;
 161         case 2:         child->thread.debugreg2 = data; break;
 162         case 3:         child->thread.debugreg3 = data; break;
 163
 164         case 6:
 165                 child->thread.debugreg6 = data;
 166                 break;
 167
 168         case 7:
 169                 /*
 170                  * Sanity-check data. Take one half-byte at once with
 171                  * check = (val >> (16 + 4*i)) & 0xf. It contains the
 172                  * R/Wi and LENi bits; bits 0 and 1 are R/Wi, and bits
 173                  * 2 and 3 are LENi. Given a list of invalid values,
 174                  * we do mask |= 1 << invalid_value, so that
 175                  * (mask >> check) & 1 is a correct test for invalid
 176                  * values.
 177                  *
 178                  * R/Wi contains the type of the breakpoint /
 179                  * watchpoint, LENi contains the length of the watched
 180                  * data in the watchpoint case.
 181                  *
 182                  * The invalid values are:
 183                  * - LENi == 0x10 (undefined), so mask |= 0x0f00.
 184                  * - R/Wi == 0x10 (break on I/O reads or writes), so
 185                  *   mask |= 0x4444.
 186                  * - R/Wi == 0x00 && LENi != 0x00, so we have mask |=
 187                  *   0x1110.
 188                  *
 189                  * Finally, mask = 0x0f00 | 0x4444 | 0x1110 == 0x5f54.
 190                  *
 191                  * See the Intel Manual "System Programming Guide",
 192                  * 15.2.4
 193                  *
 194                  * Note that LENi == 0x10 is defined on x86_64 in long
 195                  * mode (i.e. even for 32-bit userspace software, but
 196                  * 64-bit kernel), so the x86_64 mask value is 0x5454.
 197                  * See the AMD manual no. 24593 (AMD64 System Programming)
 198                  */
 199                 data &= ~DR_CONTROL_RESERVED;
 200                 for (i = 0; i < 4; i++)
 201                         if ((0x5f54 >> ((data >> (16 + 4*i)) & 0xf)) & 1)
 202                                 return -EIO;
 203                 child->thread.debugreg7 = data;
 204                 if (data)
 205                         set_tsk_thread_flag(child, TIF_DEBUG);
 206                 else
 207                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_DEBUG);
 208                 break;
 209         }
 210
 211         return 0;
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Called by kernel/ptrace.c when detaching..
 216  *
 217  * Make sure the single step bit is not set.
 218  */
 219 void ptrace_disable(struct task_struct *child)
 220 {
 221         user_disable_single_step(child);
 222         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_EMU);
 223 }
 224
 225 long arch_ptrace(struct task_struct *child, long request, long addr, long data)
 226 {
 227         struct user * dummy = NULL;
 228         int i, ret;
 229         unsigned long __user *datap = (unsigned long __user *)data;
 230
 231         switch (request) {
 232         /* when I and D space are separate, these will need to be fixed. */
 233         case PTRACE_PEEKTEXT: /* read word at location addr. */
 234         case PTRACE_PEEKDATA:
 235                 ret = generic_ptrace_peekdata(child, addr, data);
 236                 break;
 237
 238         /* read the word at location addr in the USER area. */
 239         case PTRACE_PEEKUSR: {
 240                 unsigned long tmp;
 241
 242                 ret = -EIO;
 243                 if ((addr & 3) || addr < 0 ||
 244                     addr > sizeof(struct user) - 3)
 245                         break;
 246
 247                 tmp = 0;  /* Default return condition */
 248                 if(addr < FRAME_SIZE*sizeof(long))
 249                         tmp = getreg(child, addr);
 250                 if(addr >= (long) &dummy->u_debugreg[0] &&
 251                    addr <= (long) &dummy->u_debugreg[7]){
 252                         addr -= (long) &dummy->u_debugreg[0];
 253                         addr = addr >> 2;
 254                         tmp = ptrace_get_debugreg(child, addr);
 255                 }
 256                 ret = put_user(tmp, datap);
 257                 break;
 258         }
 259
 260         /* when I and D space are separate, this will have to be fixed. */
 261         case PTRACE_POKETEXT: /* write the word at location addr. */
 262         case PTRACE_POKEDATA:
 263                 ret = generic_ptrace_pokedata(child, addr, data);
 264                 break;
 265
 266         case PTRACE_POKEUSR: /* write the word at location addr in the USER area */
 267                 ret = -EIO;
 268                 if ((addr & 3) || addr < 0 ||
 269                     addr > sizeof(struct user) - 3)
 270                         break;
 271
 272                 if (addr < FRAME_SIZE*sizeof(long)) {
 273                         ret = putreg(child, addr, data);
 274                         break;
 275                 }
 276                 /* We need to be very careful here.  We implicitly
 277                    want to modify a portion of the task_struct, and we
 278                    have to be selective about what portions we allow someone
 279                    to modify. */
 280
 281                   ret = -EIO;
 282                   if(addr >= (long) &dummy->u_debugreg[0] &&
 283                      addr <= (long) &dummy->u_debugreg[7]){
 284                           addr -= (long) &dummy->u_debugreg;
 285                           addr = addr >> 2;
 286                           ret = ptrace_set_debugreg(child, addr, data);
 287                   }
 288                   break;
 289
 290         case PTRACE_GETREGS: { /* Get all gp regs from the child. */
 291                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap, FRAME_SIZE*sizeof(long))) {
 292                         ret = -EIO;
 293                         break;
 294                 }
 295                 for ( i = 0; i < FRAME_SIZE*sizeof(long); i += sizeof(long) ) {
 296                         __put_user(getreg(child, i), datap);
 297                         datap++;
 298                 }
 299                 ret = 0;
 300                 break;
 301         }
 302
 303         case PTRACE_SETREGS: { /* Set all gp regs in the child. */
 304                 unsigned long tmp;
 305                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap, FRAME_SIZE*sizeof(long))) {
 306                         ret = -EIO;
 307                         break;
 308                 }
 309                 for ( i = 0; i < FRAME_SIZE*sizeof(long); i += sizeof(long) ) {
 310                         __get_user(tmp, datap);
 311                         putreg(child, i, tmp);
 312                         datap++;
 313                 }
 314                 ret = 0;
 315                 break;
 316         }
 317
 318         case PTRACE_GETFPREGS: { /* Get the child FPU state. */
 319                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap,
 320                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
 321                         ret = -EIO;
 322                         break;
 323                 }
 324                 ret = 0;
 325                 if (!tsk_used_math(child))
 326                         init_fpu(child);
 327                 get_fpregs((struct user_i387_struct __user *)data, child);
 328                 break;
 329         }
 330
 331         case PTRACE_SETFPREGS: { /* Set the child FPU state. */
 332                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap,
 333                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
 334                         ret = -EIO;
 335                         break;
 336                 }
 337                 set_stopped_child_used_math(child);
 338                 set_fpregs(child, (struct user_i387_struct __user *)data);
 339                 ret = 0;
 340                 break;
 341         }
 342
 343         case PTRACE_GETFPXREGS: { /* Get the child extended FPU state. */
 344                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap,
 345                                sizeof(struct user_fxsr_struct))) {
 346                         ret = -EIO;
 347                         break;
 348                 }
 349                 if (!tsk_used_math(child))
 350                         init_fpu(child);
 351                 ret = get_fpxregs((struct user_fxsr_struct __user *)data, child);
 352                 break;
 353         }
 354
 355         case PTRACE_SETFPXREGS: { /* Set the child extended FPU state. */
 356                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap,
 357                                sizeof(struct user_fxsr_struct))) {
 358                         ret = -EIO;
 359                         break;
 360                 }
 361                 set_stopped_child_used_math(child);
 362                 ret = set_fpxregs(child, (struct user_fxsr_struct __user *)data);
 363                 break;
 364         }
 365
 366         case PTRACE_GET_THREAD_AREA:
 367                 if (addr < 0)
 368                         return -EIO;
 369                 ret = do_get_thread_area(child, addr,
 370                                          (struct user_desc __user *) data);
 371                 break;
 372
 373         case PTRACE_SET_THREAD_AREA:
 374                 if (addr < 0)
 375                         return -EIO;
 376                 ret = do_set_thread_area(child, addr,
 377                                          (struct user_desc __user *) data, 0);
 378                 break;
 379
 380         default:
 381                 ret = ptrace_request(child, request, addr, data);
 382                 break;
 383         }
 384
 385         return ret;
 386 }
 387
 388 void send_sigtrap(struct task_struct *tsk, struct pt_regs *regs, int error_code)
 389 {
 390         struct siginfo info;
 391
 392         tsk->thread.trap_no = 1;
 393         tsk->thread.error_code = error_code;
 394
 395         memset(&info, 0, sizeof(info));
 396         info.si_signo = SIGTRAP;
 397         info.si_code = TRAP_BRKPT;
 398
 399         /* User-mode ip? */
 400         info.si_addr = user_mode_vm(regs) ? (void __user *) regs->ip : NULL;
 401
 402         /* Send us the fake SIGTRAP */
 403         force_sig_info(SIGTRAP, &info, tsk);
 404 }
 405
 406 /* notification of system call entry/exit
 407  * - triggered by current->work.syscall_trace
 408  */
 409 __attribute__((regparm(3)))
 410 int do_syscall_trace(struct pt_regs *regs, int entryexit)
 411 {
 412         int is_sysemu = test_thread_flag(TIF_SYSCALL_EMU);
 413         /*
 414          * With TIF_SYSCALL_EMU set we want to ignore TIF_SINGLESTEP for syscall
 415          * interception
 416          */
 417         int is_singlestep = !is_sysemu && test_thread_flag(TIF_SINGLESTEP);
 418         int ret = 0;
 419
 420         /* do the secure computing check first */
 421         if (!entryexit)
 422                 secure_computing(regs->orig_ax);
 423
 424         if (unlikely(current->audit_context)) {
 425                 if (entryexit)
 426                         audit_syscall_exit(AUDITSC_RESULT(regs->ax),
 427                                                 regs->ax);
 428                 /* Debug traps, when using PTRACE_SINGLESTEP, must be sent only
 429                  * on the syscall exit path. Normally, when TIF_SYSCALL_AUDIT is
 430                  * not used, entry.S will call us only on syscall exit, not
 431                  * entry; so when TIF_SYSCALL_AUDIT is used we must avoid
 432                  * calling send_sigtrap() on syscall entry.
 433                  *
 434                  * Note that when PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP is used,
 435                  * is_singlestep is false, despite his name, so we will still do
 436                  * the correct thing.
 437                  */
 438                 else if (is_singlestep)
 439                         goto out;
 440         }
 441
 442         if (!(current->ptrace & PT_PTRACED))
 443                 goto out;
 444
 445         /* If a process stops on the 1st tracepoint with SYSCALL_TRACE
 446          * and then is resumed with SYSEMU_SINGLESTEP, it will come in
 447          * here. We have to check this and return */
 448         if (is_sysemu && entryexit)
 449                 return 0;
 450
 451         /* Fake a debug trap */
 452         if (is_singlestep)
 453                 send_sigtrap(current, regs, 0);
 454
 455         if (!test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE) && !is_sysemu)
 456                 goto out;
 457
 458         /* the 0x80 provides a way for the tracing parent to distinguish
 459            between a syscall stop and SIGTRAP delivery */
 460         /* Note that the debugger could change the result of test_thread_flag!*/
 461         ptrace_notify(SIGTRAP | ((current->ptrace & PT_TRACESYSGOOD) ? 0x80:0));
 462
 463         /*
 464          * this isn't the same as continuing with a signal, but it will do
 465          * for normal use.  strace only continues with a signal if the
 466          * stopping signal is not SIGTRAP.  -brl
 467          */
 468         if (current->exit_code) {
 469                 send_sig(current->exit_code, current, 1);
 470                 current->exit_code = 0;
 471         }
 472         ret = is_sysemu;
 473 out:
 474         if (unlikely(current->audit_context) && !entryexit)
 475                 audit_syscall_entry(AUDIT_ARCH_I386, regs->orig_ax,
 476                                     regs->bx, regs->cx, regs->dx, regs->si);
 477         if (ret == 0)
 478                 return 0;
 479
 480         regs->orig_ax = -1; /* force skip of syscall restarting */
 481         if (unlikely(current->audit_context))
 482                 audit_syscall_exit(AUDITSC_RESULT(regs->ax), regs->ax);
 483         return 1;
 484 }