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/hardirq.h>
  48 #include <linux/preempt.h>
  49 #include <linux/module.h>
  50 #include <linux/kdebug.h>
  51 #include <linux/kallsyms.h>
  52 #include <linux/ftrace.h>
  53
  54 #include <asm/cacheflush.h>
  55 #include <asm/desc.h>
  56 #include <asm/pgtable.h>
  57 #include <asm/uaccess.h>
  58 #include <asm/alternative.h>
  59 #include <asm/insn.h>
  60 #include <asm/debugreg.h>
  61
  62 void jprobe_return_end(void);
  63
  64 DEFINE_PER_CPU(struct kprobe *, current_kprobe) = NULL;
  65 DEFINE_PER_CPU(struct kprobe_ctlblk, kprobe_ctlblk);
  66
  67 #define stack_addr(regs) ((unsigned long *)kernel_stack_pointer(regs))
  68
  69 #define W(row, b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, ba, bb, bc, bd, be, bf)\
  70         (((b0##UL << 0x0)|(b1##UL << 0x1)|(b2##UL << 0x2)|(b3##UL << 0x3) |   \
  71           (b4##UL << 0x4)|(b5##UL << 0x5)|(b6##UL << 0x6)|(b7##UL << 0x7) |   \
  72           (b8##UL << 0x8)|(b9##UL << 0x9)|(ba##UL << 0xa)|(bb##UL << 0xb) |   \
  73           (bc##UL << 0xc)|(bd##UL << 0xd)|(be##UL << 0xe)|(bf##UL << 0xf))    \
  74          << (row % 32))
  75         /*
  76          * Undefined/reserved opcodes, conditional jump, Opcode Extension
  77          * Groups, and some special opcodes can not boost.
  78          */
  79 static const u32 twobyte_is_boostable[256 / 32] = {
  80         /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f          */
  81         /*      ----------------------------------------------          */
  82         W(0x00, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* 00 */
  83         W(0x10, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 10 */
  84         W(0x20, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* 20 */
  85         W(0x30, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 30 */
  86         W(0x40, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* 40 */
  87         W(0x50, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) , /* 50 */
  88         W(0x60, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1) | /* 60 */
  89         W(0x70, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1) , /* 70 */
  90         W(0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) | /* 80 */
  91         W(0x90, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) , /* 90 */
  92         W(0xa0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1) | /* a0 */
  93         W(0xb0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1) , /* b0 */
  94         W(0xc0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) | /* c0 */
  95         W(0xd0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1) , /* d0 */
  96         W(0xe0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1) | /* e0 */
  97         W(0xf0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0)   /* f0 */
  98         /*      -----------------------------------------------         */
  99         /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f          */
 100 };
 101 #undef W
 102
 103 struct kretprobe_blackpoint kretprobe_blacklist[] = {
 104         {"__switch_to", }, /* This function switches only current task, but
 105                               doesn't switch kernel stack.*/
 106         {NULL, NULL}    /* Terminator */
 107 };
 108 const int kretprobe_blacklist_size = ARRAY_SIZE(kretprobe_blacklist);
 109
 110 static void __kprobes __synthesize_relative_insn(void *from, void *to, u8 op)
 111 {
 112         struct __arch_relative_insn {
 113                 u8 op;
 114                 s32 raddr;
 115         } __attribute__((packed)) *insn;
 116
 117         insn = (struct __arch_relative_insn *)from;
 118         insn->raddr = (s32)((long)(to) - ((long)(from) + 5));
 119         insn->op = op;
 120 }
 121
 122 /* Insert a jump instruction at address 'from', which jumps to address 'to'.*/
 123 static void __kprobes synthesize_reljump(void *from, void *to)
 124 {
 125         __synthesize_relative_insn(from, to, RELATIVEJUMP_OPCODE);
 126 }
 127
 128 /*
 129  * Check for the REX prefix which can only exist on X86_64
 130  * X86_32 always returns 0
 131  */
 132 static int __kprobes is_REX_prefix(kprobe_opcode_t *insn)
 133 {
 134 #ifdef CONFIG_X86_64
 135         if ((*insn & 0xf0) == 0x40)
 136                 return 1;
 137 #endif
 138         return 0;
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Returns non-zero if opcode is boostable.
 143  * RIP relative instructions are adjusted at copying time in 64 bits mode
 144  */
 145 static int __kprobes can_boost(kprobe_opcode_t *opcodes)
 146 {
 147         kprobe_opcode_t opcode;
 148         kprobe_opcode_t *orig_opcodes = opcodes;
 149
 150         if (search_exception_tables((unsigned long)opcodes))
 151                 return 0;       /* Page fault may occur on this address. */
 152
 153 retry:
 154         if (opcodes - orig_opcodes > MAX_INSN_SIZE - 1)
 155                 return 0;
 156         opcode = *(opcodes++);
 157
 158         /* 2nd-byte opcode */
 159         if (opcode == 0x0f) {
 160                 if (opcodes - orig_opcodes > MAX_INSN_SIZE - 1)
 161                         return 0;
 162                 return test_bit(*opcodes,
 163                                 (unsigned long *)twobyte_is_boostable);
 164         }
 165
 166         switch (opcode & 0xf0) {
 167 #ifdef CONFIG_X86_64
 168         case 0x40:
 169                 goto retry; /* REX prefix is boostable */
 170 #endif
 171         case 0x60:
 172                 if (0x63 < opcode && opcode < 0x67)
 173                         goto retry; /* prefixes */
 174                 /* can't boost Address-size override and bound */
 175                 return (opcode != 0x62 && opcode != 0x67);
 176         case 0x70:
 177                 return 0; /* can't boost conditional jump */
 178         case 0xc0:
 179                 /* can't boost software-interruptions */
 180                 return (0xc1 < opcode && opcode < 0xcc) || opcode == 0xcf;
 181         case 0xd0:
 182                 /* can boost AA* and XLAT */
 183                 return (opcode == 0xd4 || opcode == 0xd5 || opcode == 0xd7);
 184         case 0xe0:
 185                 /* can boost in/out and absolute jmps */
 186                 return ((opcode & 0x04) || opcode == 0xea);
 187         case 0xf0:
 188                 if ((opcode & 0x0c) == 0 && opcode != 0xf1)
 189                         goto retry; /* lock/rep(ne) prefix */
 190                 /* clear and set flags are boostable */
 191                 return (opcode == 0xf5 || (0xf7 < opcode && opcode < 0xfe));
 192         default:
 193                 /* segment override prefixes are boostable */
 194                 if (opcode == 0x26 || opcode == 0x36 || opcode == 0x3e)
 195                         goto retry; /* prefixes */
 196                 /* CS override prefix and call are not boostable */
 197                 return (opcode != 0x2e && opcode != 0x9a);
 198         }
 199 }
 200
 201 /* Recover the probed instruction at addr for further analysis. */
 202 static int recover_probed_instruction(kprobe_opcode_t *buf, unsigned long addr)
 203 {
 204         struct kprobe *kp;
 205         kp = get_kprobe((void *)addr);
 206         if (!kp)
 207                 return -EINVAL;
 208
 209         /*
 210          *  Basically, kp->ainsn.insn has an original instruction.
 211          *  However, RIP-relative instruction can not do single-stepping
 212          *  at different place, __copy_instruction() tweaks the displacement of
 213          *  that instruction. In that case, we can't recover the instruction
 214          *  from the kp->ainsn.insn.
 215          *
 216          *  On the other hand, kp->opcode has a copy of the first byte of
 217          *  the probed instruction, which is overwritten by int3. And
 218          *  the instruction at kp->addr is not modified by kprobes except
 219          *  for the first byte, we can recover the original instruction
 220          *  from it and kp->opcode.
 221          */
 222         memcpy(buf, kp->addr, MAX_INSN_SIZE * sizeof(kprobe_opcode_t));
 223         buf[0] = kp->opcode;
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 /* Dummy buffers for kallsyms_lookup */
 228 static char __dummy_buf[KSYM_NAME_LEN];
 229
 230 /* Check if paddr is at an instruction boundary */
 231 static int __kprobes can_probe(unsigned long paddr)
 232 {
 233         int ret;
 234         unsigned long addr, offset = 0;
 235         struct insn insn;
 236         kprobe_opcode_t buf[MAX_INSN_SIZE];
 237
 238         if (!kallsyms_lookup(paddr, NULL, &offset, NULL, __dummy_buf))
 239                 return 0;
 240
 241         /* Decode instructions */
 242         addr = paddr - offset;
 243         while (addr < paddr) {
 244                 kernel_insn_init(&insn, (void *)addr);
 245                 insn_get_opcode(&insn);
 246
 247                 /*
 248                  * Check if the instruction has been modified by another
 249                  * kprobe, in which case we replace the breakpoint by the
 250                  * original instruction in our buffer.
 251                  */
 252                 if (insn.opcode.bytes[0] == BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 253                         ret = recover_probed_instruction(buf, addr);
 254                         if (ret)
 255                                 /*
 256                                  * Another debugging subsystem might insert
 257                                  * this breakpoint. In that case, we can't
 258                                  * recover it.
 259                                  */
 260                                 return 0;
 261                         kernel_insn_init(&insn, buf);
 262                 }
 263                 insn_get_length(&insn);
 264                 addr += insn.length;
 265         }
 266
 267         return (addr == paddr);
 268 }
 269
 270 /*
 271  * Returns non-zero if opcode modifies the interrupt flag.
 272  */
 273 static int __kprobes is_IF_modifier(kprobe_opcode_t *insn)
 274 {
 275         switch (*insn) {
 276         case 0xfa:              /* cli */
 277         case 0xfb:              /* sti */
 278         case 0xcf:              /* iret/iretd */
 279         case 0x9d:              /* popf/popfd */
 280                 return 1;
 281         }
 282
 283         /*
 284          * on X86_64, 0x40-0x4f are REX prefixes so we need to look
 285          * at the next byte instead.. but of course not recurse infinitely
 286          */
 287         if (is_REX_prefix(insn))
 288                 return is_IF_modifier(++insn);
 289
 290         return 0;
 291 }
 292
 293 /*
 294  * Copy an instruction and adjust the displacement if the instruction
 295  * uses the %rip-relative addressing mode.
 296  * If it does, Return the address of the 32-bit displacement word.
 297  * If not, return null.
 298  * Only applicable to 64-bit x86.
 299  */
 300 static int __kprobes __copy_instruction(u8 *dest, u8 *src, int recover)
 301 {
 302         struct insn insn;
 303         int ret;
 304         kprobe_opcode_t buf[MAX_INSN_SIZE];
 305
 306         kernel_insn_init(&insn, src);
 307         if (recover) {
 308                 insn_get_opcode(&insn);
 309                 if (insn.opcode.bytes[0] == BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 310                         ret = recover_probed_instruction(buf,
 311                                                          (unsigned long)src);
 312                         if (ret)
 313                                 return 0;
 314                         kernel_insn_init(&insn, buf);
 315                 }
 316         }
 317         insn_get_length(&insn);
 318         memcpy(dest, insn.kaddr, insn.length);
 319
 320 #ifdef CONFIG_X86_64
 321         if (insn_rip_relative(&insn)) {
 322                 s64 newdisp;
 323                 u8 *disp;
 324                 kernel_insn_init(&insn, dest);
 325                 insn_get_displacement(&insn);
 326                 /*
 327                  * The copied instruction uses the %rip-relative addressing
 328                  * mode.  Adjust the displacement for the difference between
 329                  * the original location of this instruction and the location
 330                  * of the copy that will actually be run.  The tricky bit here
 331                  * is making sure that the sign extension happens correctly in
 332                  * this calculation, since we need a signed 32-bit result to
 333                  * be sign-extended to 64 bits when it's added to the %rip
 334                  * value and yield the same 64-bit result that the sign-
 335                  * extension of the original signed 32-bit displacement would
 336                  * have given.
 337                  */
 338                 newdisp = (u8 *) src + (s64) insn.displacement.value -
 339                           (u8 *) dest;
 340                 BUG_ON((s64) (s32) newdisp != newdisp); /* Sanity check.  */
 341                 disp = (u8 *) dest + insn_offset_displacement(&insn);
 342                 *(s32 *) disp = (s32) newdisp;
 343         }
 344 #endif
 345         return insn.length;
 346 }
 347
 348 static void __kprobes arch_copy_kprobe(struct kprobe *p)
 349 {
 350         /*
 351          * Copy an instruction without recovering int3, because it will be
 352          * put by another subsystem.
 353          */
 354         __copy_instruction(p->ainsn.insn, p->addr, 0);
 355
 356         if (can_boost(p->addr))
 357                 p->ainsn.boostable = 0;
 358         else
 359                 p->ainsn.boostable = -1;
 360
 361         p->opcode = *p->addr;
 362 }
 363
 364 int __kprobes arch_prepare_kprobe(struct kprobe *p)
 365 {
 366         if (alternatives_text_reserved(p->addr, p->addr))
 367                 return -EINVAL;
 368
 369         if (!can_probe((unsigned long)p->addr))
 370                 return -EILSEQ;
 371         /* insn: must be on special executable page on x86. */
 372         p->ainsn.insn = get_insn_slot();
 373         if (!p->ainsn.insn)
 374                 return -ENOMEM;
 375         arch_copy_kprobe(p);
 376         return 0;
 377 }
 378
 379 void __kprobes arch_arm_kprobe(struct kprobe *p)
 380 {
 381         text_poke(p->addr, ((unsigned char []){BREAKPOINT_INSTRUCTION}), 1);
 382 }
 383
 384 void __kprobes arch_disarm_kprobe(struct kprobe *p)
 385 {
 386         text_poke(p->addr, &p->opcode, 1);
 387 }
 388
 389 void __kprobes arch_remove_kprobe(struct kprobe *p)
 390 {
 391         if (p->ainsn.insn) {
 392                 free_insn_slot(p->ainsn.insn, (p->ainsn.boostable == 1));
 393                 p->ainsn.insn = NULL;
 394         }
 395 }
 396
 397 static void __kprobes save_previous_kprobe(struct kprobe_ctlblk *kcb)
 398 {
 399         kcb->prev_kprobe.kp = kprobe_running();
 400         kcb->prev_kprobe.status = kcb->kprobe_status;
 401         kcb->prev_kprobe.old_flags = kcb->kprobe_old_flags;
 402         kcb->prev_kprobe.saved_flags = kcb->kprobe_saved_flags;
 403 }
 404
 405 static void __kprobes restore_previous_kprobe(struct kprobe_ctlblk *kcb)
 406 {
 407         __get_cpu_var(current_kprobe) = kcb->prev_kprobe.kp;
 408         kcb->kprobe_status = kcb->prev_kprobe.status;
 409         kcb->kprobe_old_flags = kcb->prev_kprobe.old_flags;
 410         kcb->kprobe_saved_flags = kcb->prev_kprobe.saved_flags;
 411 }
 412
 413 static void __kprobes set_current_kprobe(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
 414                                 struct kprobe_ctlblk *kcb)
 415 {
 416         __get_cpu_var(current_kprobe) = p;
 417         kcb->kprobe_saved_flags = kcb->kprobe_old_flags
 418                 = (regs->flags & (X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_IF));
 419         if (is_IF_modifier(p->ainsn.insn))
 420                 kcb->kprobe_saved_flags &= ~X86_EFLAGS_IF;
 421 }
 422
 423 static void __kprobes clear_btf(void)
 424 {
 425         if (test_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP)) {
 426                 unsigned long debugctl = get_debugctlmsr();
 427
 428                 debugctl &= ~DEBUGCTLMSR_BTF;
 429                 update_debugctlmsr(debugctl);
 430         }
 431 }
 432
 433 static void __kprobes restore_btf(void)
 434 {
 435         if (test_thread_flag(TIF_BLOCKSTEP)) {
 436                 unsigned long debugctl = get_debugctlmsr();
 437
 438                 debugctl |= DEBUGCTLMSR_BTF;
 439                 update_debugctlmsr(debugctl);
 440         }
 441 }
 442
 443 void __kprobes arch_prepare_kretprobe(struct kretprobe_instance *ri,
 444                                       struct pt_regs *regs)
 445 {
 446         unsigned long *sara = stack_addr(regs);
 447
 448         ri->ret_addr = (kprobe_opcode_t *) *sara;
 449
 450         /* Replace the return addr with trampoline addr */
 451         *sara = (unsigned long) &kretprobe_trampoline;
 452 }
 453
 454 #ifdef CONFIG_OPTPROBES
 455 static int  __kprobes setup_detour_execution(struct kprobe *p,
 456                                              struct pt_regs *regs,
 457                                              int reenter);
 458 #else
 459 #define setup_detour_execution(p, regs, reenter) (0)
 460 #endif
 461
 462 static void __kprobes setup_singlestep(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
 463                                        struct kprobe_ctlblk *kcb, int reenter)
 464 {
 465         if (setup_detour_execution(p, regs, reenter))
 466                 return;
 467
 468 #if !defined(CONFIG_PREEMPT)
 469         if (p->ainsn.boostable == 1 && !p->post_handler) {
 470                 /* Boost up -- we can execute copied instructions directly */
 471                 if (!reenter)
 472                         reset_current_kprobe();
 473                 /*
 474                  * Reentering boosted probe doesn't reset current_kprobe,
 475                  * nor set current_kprobe, because it doesn't use single
 476                  * stepping.
 477                  */
 478                 regs->ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 479                 preempt_enable_no_resched();
 480                 return;
 481         }
 482 #endif
 483         if (reenter) {
 484                 save_previous_kprobe(kcb);
 485                 set_current_kprobe(p, regs, kcb);
 486                 kcb->kprobe_status = KPROBE_REENTER;
 487         } else
 488                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SS;
 489         /* Prepare real single stepping */
 490         clear_btf();
 491         regs->flags |= X86_EFLAGS_TF;
 492         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_IF;
 493         /* single step inline if the instruction is an int3 */
 494         if (p->opcode == BREAKPOINT_INSTRUCTION)
 495                 regs->ip = (unsigned long)p->addr;
 496         else
 497                 regs->ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 498 }
 499
 500 /*
 501  * We have reentered the kprobe_handler(), since another probe was hit while
 502  * within the handler. We save the original kprobes variables and just single
 503  * step on the instruction of the new probe without calling any user handlers.
 504  */
 505 static int __kprobes reenter_kprobe(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
 506                                     struct kprobe_ctlblk *kcb)
 507 {
 508         switch (kcb->kprobe_status) {
 509         case KPROBE_HIT_SSDONE:
 510         case KPROBE_HIT_ACTIVE:
 511                 kprobes_inc_nmissed_count(p);
 512                 setup_singlestep(p, regs, kcb, 1);
 513                 break;
 514         case KPROBE_HIT_SS:
 515                 /* A probe has been hit in the codepath leading up to, or just
 516                  * after, single-stepping of a probed instruction. This entire
 517                  * codepath should strictly reside in .kprobes.text section.
 518                  * Raise a BUG or we'll continue in an endless reentering loop
 519                  * and eventually a stack overflow.
 520                  */
 521                 printk(KERN_WARNING "Unrecoverable kprobe detected at %p.\n",
 522                        p->addr);
 523                 dump_kprobe(p);
 524                 BUG();
 525         default:
 526                 /* impossible cases */
 527                 WARN_ON(1);
 528                 return 0;
 529         }
 530
 531         return 1;
 532 }
 533
 534 /*
 535  * Interrupts are disabled on entry as trap3 is an interrupt gate and they
 536  * remain disabled throughout this function.
 537  */
 538 static int __kprobes kprobe_handler(struct pt_regs *regs)
 539 {
 540         kprobe_opcode_t *addr;
 541         struct kprobe *p;
 542         struct kprobe_ctlblk *kcb;
 543
 544         addr = (kprobe_opcode_t *)(regs->ip - sizeof(kprobe_opcode_t));
 545         /*
 546          * We don't want to be preempted for the entire
 547          * duration of kprobe processing. We conditionally
 548          * re-enable preemption at the end of this function,
 549          * and also in reenter_kprobe() and setup_singlestep().
 550          */
 551         preempt_disable();
 552
 553         kcb = get_kprobe_ctlblk();
 554         p = get_kprobe(addr);
 555
 556         if (p) {
 557                 if (kprobe_running()) {
 558                         if (reenter_kprobe(p, regs, kcb))
 559                                 return 1;
 560                 } else {
 561                         set_current_kprobe(p, regs, kcb);
 562                         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 563
 564                         /*
 565                          * If we have no pre-handler or it returned 0, we
 566                          * continue with normal processing.  If we have a
 567                          * pre-handler and it returned non-zero, it prepped
 568                          * for calling the break_handler below on re-entry
 569                          * for jprobe processing, so get out doing nothing
 570                          * more here.
 571                          */
 572                         if (!p->pre_handler || !p->pre_handler(p, regs))
 573                                 setup_singlestep(p, regs, kcb, 0);
 574                         return 1;
 575                 }
 576         } else if (*addr != BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 577                 /*
 578                  * The breakpoint instruction was removed right
 579                  * after we hit it.  Another cpu has removed
 580                  * either a probepoint or a debugger breakpoint
 581                  * at this address.  In either case, no further
 582                  * handling of this interrupt is appropriate.
 583                  * Back up over the (now missing) int3 and run
 584                  * the original instruction.
 585                  */
 586                 regs->ip = (unsigned long)addr;
 587                 preempt_enable_no_resched();
 588                 return 1;
 589         } else if (kprobe_running()) {
 590                 p = __get_cpu_var(current_kprobe);
 591                 if (p->break_handler && p->break_handler(p, regs)) {
 592                         setup_singlestep(p, regs, kcb, 0);
 593                         return 1;
 594                 }
 595         } /* else: not a kprobe fault; let the kernel handle it */
 596
 597         preempt_enable_no_resched();
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 #ifdef CONFIG_X86_64
 602 #define SAVE_REGS_STRING                \
 603         /* Skip cs, ip, orig_ax. */     \
 604         "       subq $24, %rsp\n"       \
 605         "       pushq %rdi\n"           \
 606         "       pushq %rsi\n"           \
 607         "       pushq %rdx\n"           \
 608         "       pushq %rcx\n"           \
 609         "       pushq %rax\n"           \
 610         "       pushq %r8\n"            \
 611         "       pushq %r9\n"            \
 612         "       pushq %r10\n"           \
 613         "       pushq %r11\n"           \
 614         "       pushq %rbx\n"           \
 615         "       pushq %rbp\n"           \
 616         "       pushq %r12\n"           \
 617         "       pushq %r13\n"           \
 618         "       pushq %r14\n"           \
 619         "       pushq %r15\n"
 620 #define RESTORE_REGS_STRING             \
 621         "       popq %r15\n"            \
 622         "       popq %r14\n"            \
 623         "       popq %r13\n"            \
 624         "       popq %r12\n"            \
 625         "       popq %rbp\n"            \
 626         "       popq %rbx\n"            \
 627         "       popq %r11\n"            \
 628         "       popq %r10\n"            \
 629         "       popq %r9\n"             \
 630         "       popq %r8\n"             \
 631         "       popq %rax\n"            \
 632         "       popq %rcx\n"            \
 633         "       popq %rdx\n"            \
 634         "       popq %rsi\n"            \
 635         "       popq %rdi\n"            \
 636         /* Skip orig_ax, ip, cs */      \
 637         "       addq $24, %rsp\n"
 638 #else
 639 #define SAVE_REGS_STRING                \
 640         /* Skip cs, ip, orig_ax and gs. */      \
 641         "       subl $16, %esp\n"       \
 642         "       pushl %fs\n"            \
 643         "       pushl %ds\n"            \
 644         "       pushl %es\n"            \
 645         "       pushl %eax\n"           \
 646         "       pushl %ebp\n"           \
 647         "       pushl %edi\n"           \
 648         "       pushl %esi\n"           \
 649         "       pushl %edx\n"           \
 650         "       pushl %ecx\n"           \
 651         "       pushl %ebx\n"
 652 #define RESTORE_REGS_STRING             \
 653         "       popl %ebx\n"            \
 654         "       popl %ecx\n"            \
 655         "       popl %edx\n"            \
 656         "       popl %esi\n"            \
 657         "       popl %edi\n"            \
 658         "       popl %ebp\n"            \
 659         "       popl %eax\n"            \
 660         /* Skip ds, es, fs, gs, orig_ax, and ip. Note: don't pop cs here*/\
 661         "       addl $24, %esp\n"
 662 #endif
 663
 664 /*
 665  * When a retprobed function returns, this code saves registers and
 666  * calls trampoline_handler() runs, which calls the kretprobe's handler.
 667  */
 668 static void __used __kprobes kretprobe_trampoline_holder(void)
 669 {
 670         asm volatile (
 671                         ".global kretprobe_trampoline\n"
 672                         "kretprobe_trampoline: \n"
 673 #ifdef CONFIG_X86_64
 674                         /* We don't bother saving the ss register */
 675                         "       pushq %rsp\n"
 676                         "       pushfq\n"
 677                         SAVE_REGS_STRING
 678                         "       movq %rsp, %rdi\n"
 679                         "       call trampoline_handler\n"
 680                         /* Replace saved sp with true return address. */
 681                         "       movq %rax, 152(%rsp)\n"
 682                         RESTORE_REGS_STRING
 683                         "       popfq\n"
 684 #else
 685                         "       pushf\n"
 686                         SAVE_REGS_STRING
 687                         "       movl %esp, %eax\n"
 688                         "       call trampoline_handler\n"
 689                         /* Move flags to cs */
 690                         "       movl 56(%esp), %edx\n"
 691                         "       movl %edx, 52(%esp)\n"
 692                         /* Replace saved flags with true return address. */
 693                         "       movl %eax, 56(%esp)\n"
 694                         RESTORE_REGS_STRING
 695                         "       popf\n"
 696 #endif
 697                         "       ret\n");
 698 }
 699
 700 /*
 701  * Called from kretprobe_trampoline
 702  */
 703 static __used __kprobes void *trampoline_handler(struct pt_regs *regs)
 704 {
 705         struct kretprobe_instance *ri = NULL;
 706         struct hlist_head *head, empty_rp;
 707         struct hlist_node *node, *tmp;
 708         unsigned long flags, orig_ret_address = 0;
 709         unsigned long trampoline_address = (unsigned long)&kretprobe_trampoline;
 710
 711         INIT_HLIST_HEAD(&empty_rp);
 712         kretprobe_hash_lock(current, &head, &flags);
 713         /* fixup registers */
 714 #ifdef CONFIG_X86_64
 715         regs->cs = __KERNEL_CS;
 716 #else
 717         regs->cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 718         regs->gs = 0;
 719 #endif
 720         regs->ip = trampoline_address;
 721         regs->orig_ax = ~0UL;
 722
 723         /*
 724          * It is possible to have multiple instances associated with a given
 725          * task either because multiple functions in the call path have
 726          * return probes installed on them, and/or more than one
 727          * return probe was registered for a target function.
 728          *
 729          * We can handle this because:
 730          *     - instances are always pushed into the head of the list
 731          *     - when multiple return probes are registered for the same
 732          *       function, the (chronologically) first instance's ret_addr
 733          *       will be the real return address, and all the rest will
 734          *       point to kretprobe_trampoline.
 735          */
 736         hlist_for_each_entry_safe(ri, node, tmp, head, hlist) {
 737                 if (ri->task != current)
 738                         /* another task is sharing our hash bucket */
 739                         continue;
 740
 741                 if (ri->rp && ri->rp->handler) {
 742                         __get_cpu_var(current_kprobe) = &ri->rp->kp;
 743                         get_kprobe_ctlblk()->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 744                         ri->rp->handler(ri, regs);
 745                         __get_cpu_var(current_kprobe) = NULL;
 746                 }
 747
 748                 orig_ret_address = (unsigned long)ri->ret_addr;
 749                 recycle_rp_inst(ri, &empty_rp);
 750
 751                 if (orig_ret_address != trampoline_address)
 752                         /*
 753                          * This is the real return address. Any other
 754                          * instances associated with this task are for
 755                          * other calls deeper on the call stack
 756                          */
 757                         break;
 758         }
 759
 760         kretprobe_assert(ri, orig_ret_address, trampoline_address);
 761
 762         kretprobe_hash_unlock(current, &flags);
 763
 764         hlist_for_each_entry_safe(ri, node, tmp, &empty_rp, hlist) {
 765                 hlist_del(&ri->hlist);
 766                 kfree(ri);
 767         }
 768         return (void *)orig_ret_address;
 769 }
 770
 771 /*
 772  * Called after single-stepping.  p->addr is the address of the
 773  * instruction whose first byte has been replaced by the "int 3"
 774  * instruction.  To avoid the SMP problems that can occur when we
 775  * temporarily put back the original opcode to single-step, we
 776  * single-stepped a copy of the instruction.  The address of this
 777  * copy is p->ainsn.insn.
 778  *
 779  * This function prepares to return from the post-single-step
 780  * interrupt.  We have to fix up the stack as follows:
 781  *
 782  * 0) Except in the case of absolute or indirect jump or call instructions,
 783  * the new ip is relative to the copied instruction.  We need to make
 784  * it relative to the original instruction.
 785  *
 786  * 1) If the single-stepped instruction was pushfl, then the TF and IF
 787  * flags are set in the just-pushed flags, and may need to be cleared.
 788  *
 789  * 2) If the single-stepped instruction was a call, the return address
 790  * that is atop the stack is the address following the copied instruction.
 791  * We need to make it the address following the original instruction.
 792  *
 793  * If this is the first time we've single-stepped the instruction at
 794  * this probepoint, and the instruction is boostable, boost it: add a
 795  * jump instruction after the copied instruction, that jumps to the next
 796  * instruction after the probepoint.
 797  */
 798 static void __kprobes resume_execution(struct kprobe *p,
 799                 struct pt_regs *regs, struct kprobe_ctlblk *kcb)
 800 {
 801         unsigned long *tos = stack_addr(regs);
 802         unsigned long copy_ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 803         unsigned long orig_ip = (unsigned long)p->addr;
 804         kprobe_opcode_t *insn = p->ainsn.insn;
 805
 806         /*skip the REX prefix*/
 807         if (is_REX_prefix(insn))
 808                 insn++;
 809
 810         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 811         switch (*insn) {
 812         case 0x9c:      /* pushfl */
 813                 *tos &= ~(X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_IF);
 814                 *tos |= kcb->kprobe_old_flags;
 815                 break;
 816         case 0xc2:      /* iret/ret/lret */
 817         case 0xc3:
 818         case 0xca:
 819         case 0xcb:
 820         case 0xcf:
 821         case 0xea:      /* jmp absolute -- ip is correct */
 822                 /* ip is already adjusted, no more changes required */
 823                 p->ainsn.boostable = 1;
 824                 goto no_change;
 825         case 0xe8:      /* call relative - Fix return addr */
 826                 *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 827                 break;
 828 #ifdef CONFIG_X86_32
 829         case 0x9a:      /* call absolute -- same as call absolute, indirect */
 830                 *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 831                 goto no_change;
 832 #endif
 833         case 0xff:
 834                 if ((insn[1] & 0x30) == 0x10) {
 835                         /*
 836                          * call absolute, indirect
 837                          * Fix return addr; ip is correct.
 838                          * But this is not boostable
 839                          */
 840                         *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 841                         goto no_change;
 842                 } else if (((insn[1] & 0x31) == 0x20) ||
 843                            ((insn[1] & 0x31) == 0x21)) {
 844                         /*
 845                          * jmp near and far, absolute indirect
 846                          * ip is correct. And this is boostable
 847                          */
 848                         p->ainsn.boostable = 1;
 849                         goto no_change;
 850                 }
 851         default:
 852                 break;
 853         }
 854
 855         if (p->ainsn.boostable == 0) {
 856                 if ((regs->ip > copy_ip) &&
 857                     (regs->ip - copy_ip) + 5 < MAX_INSN_SIZE) {
 858                         /*
 859                          * These instructions can be executed directly if it
 860                          * jumps back to correct address.
 861                          */
 862                         synthesize_reljump((void *)regs->ip,
 863                                 (void *)orig_ip + (regs->ip - copy_ip));
 864                         p->ainsn.boostable = 1;
 865                 } else {
 866                         p->ainsn.boostable = -1;
 867                 }
 868         }
 869
 870         regs->ip += orig_ip - copy_ip;
 871
 872 no_change:
 873         restore_btf();
 874 }
 875
 876 /*
 877  * Interrupts are disabled on entry as trap1 is an interrupt gate and they
 878  * remain disabled throughout this function.
 879  */
 880 static int __kprobes post_kprobe_handler(struct pt_regs *regs)
 881 {
 882         struct kprobe *cur = kprobe_running();
 883         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 884
 885         if (!cur)
 886                 return 0;
 887
 888         resume_execution(cur, regs, kcb);
 889         regs->flags |= kcb->kprobe_saved_flags;
 890
 891         if ((kcb->kprobe_status != KPROBE_REENTER) && cur->post_handler) {
 892                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SSDONE;
 893                 cur->post_handler(cur, regs, 0);
 894         }
 895
 896         /* Restore back the original saved kprobes variables and continue. */
 897         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER) {
 898                 restore_previous_kprobe(kcb);
 899                 goto out;
 900         }
 901         reset_current_kprobe();
 902 out:
 903         preempt_enable_no_resched();
 904
 905         /*
 906          * if somebody else is singlestepping across a probe point, flags
 907          * will have TF set, in which case, continue the remaining processing
 908          * of do_debug, as if this is not a probe hit.
 909          */
 910         if (regs->flags & X86_EFLAGS_TF)
 911                 return 0;
 912
 913         return 1;
 914 }
 915
 916 int __kprobes kprobe_fault_handler(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 917 {
 918         struct kprobe *cur = kprobe_running();
 919         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 920
 921         switch (kcb->kprobe_status) {
 922         case KPROBE_HIT_SS:
 923         case KPROBE_REENTER:
 924                 /*
 925                  * We are here because the instruction being single
 926                  * stepped caused a page fault. We reset the current
 927                  * kprobe and the ip points back to the probe address
 928                  * and allow the page fault handler to continue as a
 929                  * normal page fault.
 930                  */
 931                 regs->ip = (unsigned long)cur->addr;
 932                 regs->flags |= kcb->kprobe_old_flags;
 933                 if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER)
 934                         restore_previous_kprobe(kcb);
 935                 else
 936                         reset_current_kprobe();
 937                 preempt_enable_no_resched();
 938                 break;
 939         case KPROBE_HIT_ACTIVE:
 940         case KPROBE_HIT_SSDONE:
 941                 /*
 942                  * We increment the nmissed count for accounting,
 943                  * we can also use npre/npostfault count for accounting
 944                  * these specific fault cases.
 945                  */
 946                 kprobes_inc_nmissed_count(cur);
 947
 948                 /*
 949                  * We come here because instructions in the pre/post
 950                  * handler caused the page_fault, this could happen
 951                  * if handler tries to access user space by
 952                  * copy_from_user(), get_user() etc. Let the
 953                  * user-specified handler try to fix it first.
 954                  */
 955                 if (cur->fault_handler && cur->fault_handler(cur, regs, trapnr))
 956                         return 1;
 957
 958                 /*
 959                  * In case the user-specified fault handler returned
 960                  * zero, try to fix up.
 961                  */
 962                 if (fixup_exception(regs))
 963                         return 1;
 964
 965                 /*
 966                  * fixup routine could not handle it,
 967                  * Let do_page_fault() fix it.
 968                  */
 969                 break;
 970         default:
 971                 break;
 972         }
 973         return 0;
 974 }
 975
 976 /*
 977  * Wrapper routine for handling exceptions.
 978  */
 979 int __kprobes kprobe_exceptions_notify(struct notifier_block *self,
 980                                        unsigned long val, void *data)
 981 {
 982         struct die_args *args = data;
 983         int ret = NOTIFY_DONE;
 984
 985         if (args->regs && user_mode_vm(args->regs))
 986                 return ret;
 987
 988         switch (val) {
 989         case DIE_INT3:
 990                 if (kprobe_handler(args->regs))
 991                         ret = NOTIFY_STOP;
 992                 break;
 993         case DIE_DEBUG:
 994                 if (post_kprobe_handler(args->regs)) {
 995                         /*
 996                          * Reset the BS bit in dr6 (pointed by args->err) to
 997                          * denote completion of processing
 998                          */
 999                         (*(unsigned long *)ERR_PTR(args->err)) &= ~DR_STEP;
1000                         ret = NOTIFY_STOP;
1001                 }
1002                 break;
1003         case DIE_GPF:
1004                 /*
1005                  * To be potentially processing a kprobe fault and to
1006                  * trust the result from kprobe_running(), we have
1007                  * be non-preemptible.
1008                  */
1009                 if (!preemptible() && kprobe_running() &&
1010                     kprobe_fault_handler(args->regs, args->trapnr))
1011                         ret = NOTIFY_STOP;
1012                 break;
1013         default:
1014                 break;
1015         }
1016         return ret;
1017 }
1018
1019 int __kprobes setjmp_pre_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
1020 {
1021         struct jprobe *jp = container_of(p, struct jprobe, kp);
1022         unsigned long addr;
1023         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1024
1025         kcb->jprobe_saved_regs = *regs;
1026         kcb->jprobe_saved_sp = stack_addr(regs);
1027         addr = (unsigned long)(kcb->jprobe_saved_sp);
1028
1029         /*
1030          * As Linus pointed out, gcc assumes that the callee
1031          * owns the argument space and could overwrite it, e.g.
1032          * tailcall optimization. So, to be absolutely safe
1033          * we also save and restore enough stack bytes to cover
1034          * the argument area.
1035          */
1036         memcpy(kcb->jprobes_stack, (kprobe_opcode_t *)addr,
1037                MIN_STACK_SIZE(addr));
1038         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_IF;
1039         trace_hardirqs_off();
1040         regs->ip = (unsigned long)(jp->entry);
1041         return 1;
1042 }
1043
1044 void __kprobes jprobe_return(void)
1045 {
1046         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1047
1048         asm volatile (
1049 #ifdef CONFIG_X86_64
1050                         "       xchg   %%rbx,%%rsp      \n"
1051 #else
1052                         "       xchgl   %%ebx,%%esp     \n"
1053 #endif
1054                         "       int3                    \n"
1055                         "       .globl jprobe_return_end\n"
1056                         "       jprobe_return_end:      \n"
1057                         "       nop                     \n"::"b"
1058                         (kcb->jprobe_saved_sp):"memory");
1059 }
1060
1061 int __kprobes longjmp_break_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
1062 {
1063         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1064         u8 *addr = (u8 *) (regs->ip - 1);
1065         struct jprobe *jp = container_of(p, struct jprobe, kp);
1066
1067         if ((addr > (u8 *) jprobe_return) &&
1068             (addr < (u8 *) jprobe_return_end)) {
1069                 if (stack_addr(regs) != kcb->jprobe_saved_sp) {
1070                         struct pt_regs *saved_regs = &kcb->jprobe_saved_regs;
1071                         printk(KERN_ERR
1072                                "current sp %p does not match saved sp %p\n",
1073                                stack_addr(regs), kcb->jprobe_saved_sp);
1074                         printk(KERN_ERR "Saved registers for jprobe %p\n", jp);
1075                         show_registers(saved_regs);
1076                         printk(KERN_ERR "Current registers\n");
1077                         show_registers(regs);
1078                         BUG();
1079                 }
1080                 *regs = kcb->jprobe_saved_regs;
1081                 memcpy((kprobe_opcode_t *)(kcb->jprobe_saved_sp),
1082                        kcb->jprobes_stack,
1083                        MIN_STACK_SIZE(kcb->jprobe_saved_sp));
1084                 preempt_enable_no_resched();
1085                 return 1;
1086         }
1087         return 0;
1088 }
1089
1090
1091 #ifdef CONFIG_OPTPROBES
1092
1093 /* Insert a call instruction at address 'from', which calls address 'to'.*/
1094 static void __kprobes synthesize_relcall(void *from, void *to)
1095 {
1096         __synthesize_relative_insn(from, to, RELATIVECALL_OPCODE);
1097 }
1098
1099 /* Insert a move instruction which sets a pointer to eax/rdi (1st arg). */
1100 static void __kprobes synthesize_set_arg1(kprobe_opcode_t *addr,
1101                                           unsigned long val)
1102 {
1103 #ifdef CONFIG_X86_64
1104         *addr++ = 0x48;
1105         *addr++ = 0xbf;
1106 #else
1107         *addr++ = 0xb8;
1108 #endif
1109         *(unsigned long *)addr = val;
1110 }
1111
1112 void __kprobes kprobes_optinsn_template_holder(void)
1113 {
1114         asm volatile (
1115                         ".global optprobe_template_entry\n"
1116                         "optprobe_template_entry: \n"
1117 #ifdef CONFIG_X86_64
1118                         /* We don't bother saving the ss register */
1119                         "       pushq %rsp\n"
1120                         "       pushfq\n"
1121                         SAVE_REGS_STRING
1122                         "       movq %rsp, %rsi\n"
1123                         ".global optprobe_template_val\n"
1124                         "optprobe_template_val: \n"
1125                         ASM_NOP5
1126                         ASM_NOP5
1127                         ".global optprobe_template_call\n"
1128                         "optprobe_template_call: \n"
1129                         ASM_NOP5
1130                         /* Move flags to rsp */
1131                         "       movq 144(%rsp), %rdx\n"
1132                         "       movq %rdx, 152(%rsp)\n"
1133                         RESTORE_REGS_STRING
1134                         /* Skip flags entry */
1135                         "       addq $8, %rsp\n"
1136                         "       popfq\n"
1137 #else /* CONFIG_X86_32 */
1138                         "       pushf\n"
1139                         SAVE_REGS_STRING
1140                         "       movl %esp, %edx\n"
1141                         ".global optprobe_template_val\n"
1142                         "optprobe_template_val: \n"
1143                         ASM_NOP5
1144                         ".global optprobe_template_call\n"
1145                         "optprobe_template_call: \n"
1146                         ASM_NOP5
1147                         RESTORE_REGS_STRING
1148                         "       addl $4, %esp\n"        /* skip cs */
1149                         "       popf\n"
1150 #endif
1151                         ".global optprobe_template_end\n"
1152                         "optprobe_template_end: \n");
1153 }
1154
1155 #define TMPL_MOVE_IDX \
1156         ((long)&optprobe_template_val - (long)&optprobe_template_entry)
1157 #define TMPL_CALL_IDX \
1158         ((long)&optprobe_template_call - (long)&optprobe_template_entry)
1159 #define TMPL_END_IDX \
1160         ((long)&optprobe_template_end - (long)&optprobe_template_entry)
1161
1162 #define INT3_SIZE sizeof(kprobe_opcode_t)
1163
1164 /* Optimized kprobe call back function: called from optinsn */
1165 static void __kprobes optimized_callback(struct optimized_kprobe *op,
1166                                          struct pt_regs *regs)
1167 {
1168         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1169
1170         preempt_disable();
1171         if (kprobe_running()) {
1172                 kprobes_inc_nmissed_count(&op->kp);
1173         } else {
1174                 /* Save skipped registers */
1175 #ifdef CONFIG_X86_64
1176                 regs->cs = __KERNEL_CS;
1177 #else
1178                 regs->cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
1179                 regs->gs = 0;
1180 #endif
1181                 regs->ip = (unsigned long)op->kp.addr + INT3_SIZE;
1182                 regs->orig_ax = ~0UL;
1183
1184                 __get_cpu_var(current_kprobe) = &op->kp;
1185                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
1186                 opt_pre_handler(&op->kp, regs);
1187                 __get_cpu_var(current_kprobe) = NULL;
1188         }
1189         preempt_enable_no_resched();
1190 }
1191
1192 static int __kprobes copy_optimized_instructions(u8 *dest, u8 *src)
1193 {
1194         int len = 0, ret;
1195
1196         while (len < RELATIVEJUMP_SIZE) {
1197                 ret = __copy_instruction(dest + len, src + len, 1);
1198                 if (!ret || !can_boost(dest + len))
1199                         return -EINVAL;
1200                 len += ret;
1201         }
1202         /* Check whether the address range is reserved */
1203         if (ftrace_text_reserved(src, src + len - 1) ||
1204             alternatives_text_reserved(src, src + len - 1))
1205                 return -EBUSY;
1206
1207         return len;
1208 }
1209
1210 /* Check whether insn is indirect jump */
1211 static int __kprobes insn_is_indirect_jump(struct insn *insn)
1212 {
1213         return ((insn->opcode.bytes[0] == 0xff &&
1214                 (X86_MODRM_REG(insn->modrm.value) & 6) == 4) || /* Jump */
1215                 insn->opcode.bytes[0] == 0xea); /* Segment based jump */
1216 }
1217
1218 /* Check whether insn jumps into specified address range */
1219 static int insn_jump_into_range(struct insn *insn, unsigned long start, int len)
1220 {
1221         unsigned long target = 0;
1222
1223         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
1224         case 0xe0:      /* loopne */
1225         case 0xe1:      /* loope */
1226         case 0xe2:      /* loop */
1227         case 0xe3:      /* jcxz */
1228         case 0xe9:      /* near relative jump */
1229         case 0xeb:      /* short relative jump */
1230                 break;
1231         case 0x0f:
1232                 if ((insn->opcode.bytes[1] & 0xf0) == 0x80) /* jcc near */
1233                         break;
1234                 return 0;
1235         default:
1236                 if ((insn->opcode.bytes[0] & 0xf0) == 0x70) /* jcc short */
1237                         break;
1238                 return 0;
1239         }
1240         target = (unsigned long)insn->next_byte + insn->immediate.value;
1241
1242         return (start <= target && target <= start + len);
1243 }
1244
1245 /* Decode whole function to ensure any instructions don't jump into target */
1246 static int __kprobes can_optimize(unsigned long paddr)
1247 {
1248         int ret;
1249         unsigned long addr, size = 0, offset = 0;
1250         struct insn insn;
1251         kprobe_opcode_t buf[MAX_INSN_SIZE];
1252         /* Dummy buffers for lookup_symbol_attrs */
1253         static char __dummy_buf[KSYM_NAME_LEN];
1254
1255         /* Lookup symbol including addr */
1256         if (!kallsyms_lookup(paddr, &size, &offset, NULL, __dummy_buf))
1257                 return 0;
1258
1259         /* Check there is enough space for a relative jump. */
1260         if (size - offset < RELATIVEJUMP_SIZE)
1261                 return 0;
1262
1263         /* Decode instructions */
1264         addr = paddr - offset;
1265         while (addr < paddr - offset + size) { /* Decode until function end */
1266                 if (search_exception_tables(addr))
1267                         /*
1268                          * Since some fixup code will jumps into this function,
1269                          * we can't optimize kprobe in this function.
1270                          */
1271                         return 0;
1272                 kernel_insn_init(&insn, (void *)addr);
1273                 insn_get_opcode(&insn);
1274                 if (insn.opcode.bytes[0] == BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
1275                         ret = recover_probed_instruction(buf, addr);
1276                         if (ret)
1277                                 return 0;
1278                         kernel_insn_init(&insn, buf);
1279                 }
1280                 insn_get_length(&insn);
1281                 /* Recover address */
1282                 insn.kaddr = (void *)addr;
1283                 insn.next_byte = (void *)(addr + insn.length);
1284                 /* Check any instructions don't jump into target */
1285                 if (insn_is_indirect_jump(&insn) ||
1286                     insn_jump_into_range(&insn, paddr + INT3_SIZE,
1287                                          RELATIVE_ADDR_SIZE))
1288                         return 0;
1289                 addr += insn.length;
1290         }
1291
1292         return 1;
1293 }
1294
1295 /* Check optimized_kprobe can actually be optimized. */
1296 int __kprobes arch_check_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1297 {
1298         int i;
1299         struct kprobe *p;
1300
1301         for (i = 1; i < op->optinsn.size; i++) {
1302                 p = get_kprobe(op->kp.addr + i);
1303                 if (p && !kprobe_disabled(p))
1304                         return -EEXIST;
1305         }
1306
1307         return 0;
1308 }
1309
1310 /* Check the addr is within the optimized instructions. */
1311 int __kprobes arch_within_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op,
1312                                            unsigned long addr)
1313 {
1314         return ((unsigned long)op->kp.addr <= addr &&
1315                 (unsigned long)op->kp.addr + op->optinsn.size > addr);
1316 }
1317
1318 /* Free optimized instruction slot */
1319 static __kprobes
1320 void __arch_remove_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op, int dirty)
1321 {
1322         if (op->optinsn.insn) {
1323                 free_optinsn_slot(op->optinsn.insn, dirty);
1324                 op->optinsn.insn = NULL;
1325                 op->optinsn.size = 0;
1326         }
1327 }
1328
1329 void __kprobes arch_remove_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1330 {
1331         __arch_remove_optimized_kprobe(op, 1);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Copy replacing target instructions
1336  * Target instructions MUST be relocatable (checked inside)
1337  */
1338 int __kprobes arch_prepare_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1339 {
1340         u8 *buf;
1341         int ret;
1342         long rel;
1343
1344         if (!can_optimize((unsigned long)op->kp.addr))
1345                 return -EILSEQ;
1346
1347         op->optinsn.insn = get_optinsn_slot();
1348         if (!op->optinsn.insn)
1349                 return -ENOMEM;
1350
1351         /*
1352          * Verify if the address gap is in 2GB range, because this uses
1353          * a relative jump.
1354          */
1355         rel = (long)op->optinsn.insn - (long)op->kp.addr + RELATIVEJUMP_SIZE;
1356         if (abs(rel) > 0x7fffffff)
1357                 return -ERANGE;
1358
1359         buf = (u8 *)op->optinsn.insn;
1360
1361         /* Copy instructions into the out-of-line buffer */
1362         ret = copy_optimized_instructions(buf + TMPL_END_IDX, op->kp.addr);
1363         if (ret < 0) {
1364                 __arch_remove_optimized_kprobe(op, 0);
1365                 return ret;
1366         }
1367         op->optinsn.size = ret;
1368
1369         /* Copy arch-dep-instance from template */
1370         memcpy(buf, &optprobe_template_entry, TMPL_END_IDX);
1371
1372         /* Set probe information */
1373         synthesize_set_arg1(buf + TMPL_MOVE_IDX, (unsigned long)op);
1374
1375         /* Set probe function call */
1376         synthesize_relcall(buf + TMPL_CALL_IDX, optimized_callback);
1377
1378         /* Set returning jmp instruction at the tail of out-of-line buffer */
1379         synthesize_reljump(buf + TMPL_END_IDX + op->optinsn.size,
1380                            (u8 *)op->kp.addr + op->optinsn.size);
1381
1382         flush_icache_range((unsigned long) buf,
1383                            (unsigned long) buf + TMPL_END_IDX +
1384                            op->optinsn.size + RELATIVEJUMP_SIZE);
1385         return 0;
1386 }
1387
1388 /* Replace a breakpoint (int3) with a relative jump.  */
1389 int __kprobes arch_optimize_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1390 {
1391         unsigned char jmp_code[RELATIVEJUMP_SIZE];
1392         s32 rel = (s32)((long)op->optinsn.insn -
1393                         ((long)op->kp.addr + RELATIVEJUMP_SIZE));
1394
1395         /* Backup instructions which will be replaced by jump address */
1396         memcpy(op->optinsn.copied_insn, op->kp.addr + INT3_SIZE,
1397                RELATIVE_ADDR_SIZE);
1398
1399         jmp_code[0] = RELATIVEJUMP_OPCODE;
1400         *(s32 *)(&jmp_code[1]) = rel;
1401
1402         /*
1403          * text_poke_smp doesn't support NMI/MCE code modifying.
1404          * However, since kprobes itself also doesn't support NMI/MCE
1405          * code probing, it's not a problem.
1406          */
1407         text_poke_smp(op->kp.addr, jmp_code, RELATIVEJUMP_SIZE);
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 /* Replace a relative jump with a breakpoint (int3).  */
1412 void __kprobes arch_unoptimize_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1413 {
1414         u8 buf[RELATIVEJUMP_SIZE];
1415
1416         /* Set int3 to first byte for kprobes */
1417         buf[0] = BREAKPOINT_INSTRUCTION;
1418         memcpy(buf + 1, op->optinsn.copied_insn, RELATIVE_ADDR_SIZE);
1419         text_poke_smp(op->kp.addr, buf, RELATIVEJUMP_SIZE);
1420 }
1421
1422 static int  __kprobes setup_detour_execution(struct kprobe *p,
1423                                              struct pt_regs *regs,
1424                                              int reenter)
1425 {
1426         struct optimized_kprobe *op;
1427
1428         if (p->flags & KPROBE_FLAG_OPTIMIZED) {
1429                 /* This kprobe is really able to run optimized path. */
1430                 op = container_of(p, struct optimized_kprobe, kp);
1431                 /* Detour through copied instructions */
1432                 regs->ip = (unsigned long)op->optinsn.insn + TMPL_END_IDX;
1433                 if (!reenter)
1434                         reset_current_kprobe();
1435                 preempt_enable_no_resched();
1436                 return 1;
1437         }
1438         return 0;
1439 }
1440 #endif
1441
1442 int __init arch_init_kprobes(void)
1443 {
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 int __kprobes arch_trampoline_kprobe(struct kprobe *p)
1448 {
1449         return 0;
1450 }