arch/x86/kernel/kprobes_64.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 <kenistoj@us.ibm.com> and Prasanna S Panchamukhi
  26  *              <prasanna@in.ibm.com> adapted for x86_64
  27  * 2005-Mar     Roland McGrath <roland@redhat.com>
  28  *              Fixed to handle %rip-relative addressing mode correctly.
  29  * 2005-May     Rusty Lynch <rusty.lynch@intel.com>
  30  *              Added function return probes functionality
  31  */
  32
  33 #include <linux/kprobes.h>
  34 #include <linux/ptrace.h>
  35 #include <linux/string.h>
  36 #include <linux/slab.h>
  37 #include <linux/preempt.h>
  38 #include <linux/module.h>
  39 #include <linux/kdebug.h>
  40
  41 #include <asm/pgtable.h>
  42 #include <asm/uaccess.h>
  43 #include <asm/alternative.h>
  44
  45 void jprobe_return_end(void);
  46 static void __kprobes arch_copy_kprobe(struct kprobe *p);
  47
  48 DEFINE_PER_CPU(struct kprobe *, current_kprobe) = NULL;
  49 DEFINE_PER_CPU(struct kprobe_ctlblk, kprobe_ctlblk);
  50
  51 struct kretprobe_blackpoint kretprobe_blacklist[] = {
  52         {"__switch_to", }, /* This function switches only current task, but
  53                               doesn't switch kernel stack.*/
  54         {NULL, NULL}    /* Terminator */
  55 };
  56 const int kretprobe_blacklist_size = ARRAY_SIZE(kretprobe_blacklist);
  57
  58 /* Insert a jump instruction at address 'from', which jumps to address 'to'.*/
  59 static __always_inline void set_jmp_op(void *from, void *to)
  60 {
  61         struct __arch_jmp_op {
  62                 char op;
  63                 s32 raddr;
  64         } __attribute__((packed)) * jop;
  65         jop = (struct __arch_jmp_op *)from;
  66         jop->raddr = (s32)((long)(to) - ((long)(from) + 5));
  67         jop->op = RELATIVEJUMP_INSTRUCTION;
  68 }
  69
  70 /*
  71  * returns non-zero if opcode is boostable
  72  * RIP relative instructions are adjusted at copying time
  73  */
  74 static __always_inline int can_boost(kprobe_opcode_t *opcodes)
  75 {
  76 #define W(row, b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, ba, bb, bc, bd, be, bf)\
  77         (((b0##UL << 0x0)|(b1##UL << 0x1)|(b2##UL << 0x2)|(b3##UL << 0x3) |   \
  78           (b4##UL << 0x4)|(b5##UL << 0x5)|(b6##UL << 0x6)|(b7##UL << 0x7) |   \
  79           (b8##UL << 0x8)|(b9##UL << 0x9)|(ba##UL << 0xa)|(bb##UL << 0xb) |   \
  80           (bc##UL << 0xc)|(bd##UL << 0xd)|(be##UL << 0xe)|(bf##UL << 0xf))    \
  81          << (row % 64))
  82         /*
  83          * Undefined/reserved opcodes, conditional jump, Opcode Extension
  84          * Groups, and some special opcodes can not boost.
  85          */
  86         static const unsigned long twobyte_is_boostable[256 / 64] = {
  87                 /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f        */
  88                 /*      ----------------------------------------------        */
  89                 W(0x00, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0)|/* 00 */
  90                 W(0x10, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)|/* 10 */
  91                 W(0x20, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)|/* 20 */
  92                 W(0x30, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0),/* 30 */
  93                 W(0x40, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)|/* 40 */
  94                 W(0x50, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)|/* 50 */
  95                 W(0x60, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1)|/* 60 */
  96                 W(0x70, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1),/* 70 */
  97                 W(0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)|/* 80 */
  98                 W(0x90, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)|/* 90 */
  99                 W(0xa0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1)|/* a0 */
 100                 W(0xb0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1),/* b0 */
 101                 W(0xc0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)|/* c0 */
 102                 W(0xd0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1)|/* d0 */
 103                 W(0xe0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1)|/* e0 */
 104                 W(0xf0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0) /* f0 */
 105                 /*      -----------------------------------------------       */
 106                 /*      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f        */
 107         };
 108 #undef W
 109         kprobe_opcode_t opcode;
 110         kprobe_opcode_t *orig_opcodes = opcodes;
 111
 112 retry:
 113         if (opcodes - orig_opcodes > MAX_INSN_SIZE - 1)
 114                 return 0;
 115         opcode = *(opcodes++);
 116
 117         /* 2nd-byte opcode */
 118         if (opcode == 0x0f) {
 119                 if (opcodes - orig_opcodes > MAX_INSN_SIZE - 1)
 120                         return 0;
 121                 return test_bit(*opcodes, twobyte_is_boostable);
 122         }
 123
 124         switch (opcode & 0xf0) {
 125         case 0x40:
 126                 goto retry; /* REX prefix is boostable */
 127         case 0x60:
 128                 if (0x63 < opcode && opcode < 0x67)
 129                         goto retry; /* prefixes */
 130                 /* can't boost Address-size override and bound */
 131                 return (opcode != 0x62 && opcode != 0x67);
 132         case 0x70:
 133                 return 0; /* can't boost conditional jump */
 134         case 0xc0:
 135                 /* can't boost software-interruptions */
 136                 return (0xc1 < opcode && opcode < 0xcc) || opcode == 0xcf;
 137         case 0xd0:
 138                 /* can boost AA* and XLAT */
 139                 return (opcode == 0xd4 || opcode == 0xd5 || opcode == 0xd7);
 140         case 0xe0:
 141                 /* can boost in/out and absolute jmps */
 142                 return ((opcode & 0x04) || opcode == 0xea);
 143         case 0xf0:
 144                 if ((opcode & 0x0c) == 0 && opcode != 0xf1)
 145                         goto retry; /* lock/rep(ne) prefix */
 146                 /* clear and set flags are boostable */
 147                 return (opcode == 0xf5 || (0xf7 < opcode && opcode < 0xfe));
 148         default:
 149                 /* segment override prefixes are boostable */
 150                 if (opcode == 0x26 || opcode == 0x36 || opcode == 0x3e)
 151                         goto retry; /* prefixes */
 152                 /* CS override prefix and call are not boostable */
 153                 return (opcode != 0x2e && opcode != 0x9a);
 154         }
 155 }
 156
 157 /*
 158  * returns non-zero if opcode modifies the interrupt flag.
 159  */
 160 static int __kprobes is_IF_modifier(kprobe_opcode_t *insn)
 161 {
 162         switch (*insn) {
 163         case 0xfa:              /* cli */
 164         case 0xfb:              /* sti */
 165         case 0xcf:              /* iret/iretd */
 166         case 0x9d:              /* popf/popfd */
 167                 return 1;
 168         }
 169
 170         if (*insn  >= 0x40 && *insn <= 0x4f && *++insn == 0xcf)
 171                 return 1;
 172         return 0;
 173 }
 174
 175 int __kprobes arch_prepare_kprobe(struct kprobe *p)
 176 {
 177         /* insn: must be on special executable page on x86_64. */
 178         p->ainsn.insn = get_insn_slot();
 179         if (!p->ainsn.insn) {
 180                 return -ENOMEM;
 181         }
 182         arch_copy_kprobe(p);
 183         return 0;
 184 }
 185
 186 /*
 187  * Determine if the instruction uses the %rip-relative addressing mode.
 188  * If it does, Return the address of the 32-bit displacement word.
 189  * If not, return null.
 190  */
 191 static s32 __kprobes *is_riprel(u8 *insn)
 192 {
 193 #define W(row,b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,ba,bb,bc,bd,be,bf)                \
 194         (((b0##UL << 0x0)|(b1##UL << 0x1)|(b2##UL << 0x2)|(b3##UL << 0x3) |   \
 195           (b4##UL << 0x4)|(b5##UL << 0x5)|(b6##UL << 0x6)|(b7##UL << 0x7) |   \
 196           (b8##UL << 0x8)|(b9##UL << 0x9)|(ba##UL << 0xa)|(bb##UL << 0xb) |   \
 197           (bc##UL << 0xc)|(bd##UL << 0xd)|(be##UL << 0xe)|(bf##UL << 0xf))    \
 198          << (row % 64))
 199         static const u64 onebyte_has_modrm[256 / 64] = {
 200                 /*      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f         */
 201                 /*      -------------------------------         */
 202                 W(0x00, 1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0)| /* 00 */
 203                 W(0x10, 1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0)| /* 10 */
 204                 W(0x20, 1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0)| /* 20 */
 205                 W(0x30, 1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0), /* 30 */
 206                 W(0x40, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)| /* 40 */
 207                 W(0x50, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)| /* 50 */
 208                 W(0x60, 0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0)| /* 60 */
 209                 W(0x70, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0), /* 70 */
 210                 W(0x80, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* 80 */
 211                 W(0x90, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)| /* 90 */
 212                 W(0xa0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)| /* a0 */
 213                 W(0xb0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0), /* b0 */
 214                 W(0xc0, 1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0)| /* c0 */
 215                 W(0xd0, 1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* d0 */
 216                 W(0xe0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)| /* e0 */
 217                 W(0xf0, 0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1)  /* f0 */
 218                 /*      -------------------------------         */
 219                 /*      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f         */
 220         };
 221         static const u64 twobyte_has_modrm[256 / 64] = {
 222                 /*      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f         */
 223                 /*      -------------------------------         */
 224                 W(0x00, 1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1)| /* 0f */
 225                 W(0x10, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0)| /* 1f */
 226                 W(0x20, 1,1,1,1,1,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* 2f */
 227                 W(0x30, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0), /* 3f */
 228                 W(0x40, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* 4f */
 229                 W(0x50, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* 5f */
 230                 W(0x60, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* 6f */
 231                 W(0x70, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,1,1,1,1), /* 7f */
 232                 W(0x80, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)| /* 8f */
 233                 W(0x90, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* 9f */
 234                 W(0xa0, 0,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1)| /* af */
 235                 W(0xb0, 1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1), /* bf */
 236                 W(0xc0, 1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0)| /* cf */
 237                 W(0xd0, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* df */
 238                 W(0xe0, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)| /* ef */
 239                 W(0xf0, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0)  /* ff */
 240                 /*      -------------------------------         */
 241                 /*      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f         */
 242         };
 243 #undef  W
 244         int need_modrm;
 245
 246         /* Skip legacy instruction prefixes.  */
 247         while (1) {
 248                 switch (*insn) {
 249                 case 0x66:
 250                 case 0x67:
 251                 case 0x2e:
 252                 case 0x3e:
 253                 case 0x26:
 254                 case 0x64:
 255                 case 0x65:
 256                 case 0x36:
 257                 case 0xf0:
 258                 case 0xf3:
 259                 case 0xf2:
 260                         ++insn;
 261                         continue;
 262                 }
 263                 break;
 264         }
 265
 266         /* Skip REX instruction prefix.  */
 267         if ((*insn & 0xf0) == 0x40)
 268                 ++insn;
 269
 270         if (*insn == 0x0f) {    /* Two-byte opcode.  */
 271                 ++insn;
 272                 need_modrm = test_bit(*insn, twobyte_has_modrm);
 273         } else {                /* One-byte opcode.  */
 274                 need_modrm = test_bit(*insn, onebyte_has_modrm);
 275         }
 276
 277         if (need_modrm) {
 278                 u8 modrm = *++insn;
 279                 if ((modrm & 0xc7) == 0x05) { /* %rip+disp32 addressing mode */
 280                         /* Displacement follows ModRM byte.  */
 281                         return (s32 *) ++insn;
 282                 }
 283         }
 284
 285         /* No %rip-relative addressing mode here.  */
 286         return NULL;
 287 }
 288
 289 static void __kprobes arch_copy_kprobe(struct kprobe *p)
 290 {
 291         s32 *ripdisp;
 292         memcpy(p->ainsn.insn, p->addr, MAX_INSN_SIZE);
 293         ripdisp = is_riprel(p->ainsn.insn);
 294         if (ripdisp) {
 295                 /*
 296                  * The copied instruction uses the %rip-relative
 297                  * addressing mode.  Adjust the displacement for the
 298                  * difference between the original location of this
 299                  * instruction and the location of the copy that will
 300                  * actually be run.  The tricky bit here is making sure
 301                  * that the sign extension happens correctly in this
 302                  * calculation, since we need a signed 32-bit result to
 303                  * be sign-extended to 64 bits when it's added to the
 304                  * %rip value and yield the same 64-bit result that the
 305                  * sign-extension of the original signed 32-bit
 306                  * displacement would have given.
 307                  */
 308                 s64 disp = (u8 *) p->addr + *ripdisp - (u8 *) p->ainsn.insn;
 309                 BUG_ON((s64) (s32) disp != disp); /* Sanity check.  */
 310                 *ripdisp = disp;
 311         }
 312         if (can_boost(p->addr)) {
 313                 p->ainsn.boostable = 0;
 314         } else {
 315                 p->ainsn.boostable = -1;
 316         }
 317         p->opcode = *p->addr;
 318 }
 319
 320 void __kprobes arch_arm_kprobe(struct kprobe *p)
 321 {
 322         text_poke(p->addr, ((unsigned char []){BREAKPOINT_INSTRUCTION}), 1);
 323 }
 324
 325 void __kprobes arch_disarm_kprobe(struct kprobe *p)
 326 {
 327         text_poke(p->addr, &p->opcode, 1);
 328 }
 329
 330 void __kprobes arch_remove_kprobe(struct kprobe *p)
 331 {
 332         mutex_lock(&kprobe_mutex);
 333         free_insn_slot(p->ainsn.insn, (p->ainsn.boostable == 1));
 334         mutex_unlock(&kprobe_mutex);
 335 }
 336
 337 static void __kprobes save_previous_kprobe(struct kprobe_ctlblk *kcb)
 338 {
 339         kcb->prev_kprobe.kp = kprobe_running();
 340         kcb->prev_kprobe.status = kcb->kprobe_status;
 341         kcb->prev_kprobe.old_rflags = kcb->kprobe_old_rflags;
 342         kcb->prev_kprobe.saved_rflags = kcb->kprobe_saved_rflags;
 343 }
 344
 345 static void __kprobes restore_previous_kprobe(struct kprobe_ctlblk *kcb)
 346 {
 347         __get_cpu_var(current_kprobe) = kcb->prev_kprobe.kp;
 348         kcb->kprobe_status = kcb->prev_kprobe.status;
 349         kcb->kprobe_old_rflags = kcb->prev_kprobe.old_rflags;
 350         kcb->kprobe_saved_rflags = kcb->prev_kprobe.saved_rflags;
 351 }
 352
 353 static void __kprobes set_current_kprobe(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
 354                                 struct kprobe_ctlblk *kcb)
 355 {
 356         __get_cpu_var(current_kprobe) = p;
 357         kcb->kprobe_saved_rflags = kcb->kprobe_old_rflags
 358                 = (regs->flags & (TF_MASK | IF_MASK));
 359         if (is_IF_modifier(p->ainsn.insn))
 360                 kcb->kprobe_saved_rflags &= ~IF_MASK;
 361 }
 362
 363 static __always_inline void clear_btf(void)
 364 {
 365         if (test_thread_flag(TIF_DEBUGCTLMSR))
 366                 wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, 0);
 367 }
 368
 369 static __always_inline void restore_btf(void)
 370 {
 371         if (test_thread_flag(TIF_DEBUGCTLMSR))
 372                 wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, current->thread.debugctlmsr);
 373 }
 374
 375 static void __kprobes prepare_singlestep(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 376 {
 377         clear_btf();
 378         regs->flags |= TF_MASK;
 379         regs->flags &= ~IF_MASK;
 380         /*single step inline if the instruction is an int3*/
 381         if (p->opcode == BREAKPOINT_INSTRUCTION)
 382                 regs->ip = (unsigned long)p->addr;
 383         else
 384                 regs->ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 385 }
 386
 387 /* Called with kretprobe_lock held */
 388 void __kprobes arch_prepare_kretprobe(struct kretprobe_instance *ri,
 389                                       struct pt_regs *regs)
 390 {
 391         unsigned long *sara = (unsigned long *)regs->sp;
 392
 393         ri->ret_addr = (kprobe_opcode_t *) *sara;
 394         /* Replace the return addr with trampoline addr */
 395         *sara = (unsigned long) &kretprobe_trampoline;
 396 }
 397
 398 int __kprobes kprobe_handler(struct pt_regs *regs)
 399 {
 400         struct kprobe *p;
 401         int ret = 0;
 402         kprobe_opcode_t *addr = (kprobe_opcode_t *)(regs->ip - sizeof(kprobe_opcode_t));
 403         struct kprobe_ctlblk *kcb;
 404
 405         /*
 406          * We don't want to be preempted for the entire
 407          * duration of kprobe processing
 408          */
 409         preempt_disable();
 410         kcb = get_kprobe_ctlblk();
 411
 412         /* Check we're not actually recursing */
 413         if (kprobe_running()) {
 414                 p = get_kprobe(addr);
 415                 if (p) {
 416                         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_HIT_SS &&
 417                                 *p->ainsn.insn == BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 418                                 regs->flags &= ~TF_MASK;
 419                                 regs->flags |= kcb->kprobe_saved_rflags;
 420                                 goto no_kprobe;
 421                         } else if (kcb->kprobe_status == KPROBE_HIT_SSDONE) {
 422                                 /* TODO: Provide re-entrancy from
 423                                  * post_kprobes_handler() and avoid exception
 424                                  * stack corruption while single-stepping on
 425                                  * the instruction of the new probe.
 426                                  */
 427                                 arch_disarm_kprobe(p);
 428                                 regs->ip = (unsigned long)p->addr;
 429                                 reset_current_kprobe();
 430                                 ret = 1;
 431                         } else {
 432                                 /* We have reentered the kprobe_handler(), since
 433                                  * another probe was hit while within the
 434                                  * handler. We here save the original kprobe
 435                                  * variables and just single step on instruction
 436                                  * of the new probe without calling any user
 437                                  * handlers.
 438                                  */
 439                                 save_previous_kprobe(kcb);
 440                                 set_current_kprobe(p, regs, kcb);
 441                                 kprobes_inc_nmissed_count(p);
 442                                 prepare_singlestep(p, regs);
 443                                 kcb->kprobe_status = KPROBE_REENTER;
 444                                 return 1;
 445                         }
 446                 } else {
 447                         if (*addr != BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 448                         /* The breakpoint instruction was removed by
 449                          * another cpu right after we hit, no further
 450                          * handling of this interrupt is appropriate
 451                          */
 452                                 regs->ip = (unsigned long)addr;
 453                                 ret = 1;
 454                                 goto no_kprobe;
 455                         }
 456                         p = __get_cpu_var(current_kprobe);
 457                         if (p->break_handler && p->break_handler(p, regs)) {
 458                                 goto ss_probe;
 459                         }
 460                 }
 461                 goto no_kprobe;
 462         }
 463
 464         p = get_kprobe(addr);
 465         if (!p) {
 466                 if (*addr != BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 467                         /*
 468                          * The breakpoint instruction was removed right
 469                          * after we hit it.  Another cpu has removed
 470                          * either a probepoint or a debugger breakpoint
 471                          * at this address.  In either case, no further
 472                          * handling of this interrupt is appropriate.
 473                          * Back up over the (now missing) int3 and run
 474                          * the original instruction.
 475                          */
 476                         regs->ip = (unsigned long)addr;
 477                         ret = 1;
 478                 }
 479                 /* Not one of ours: let kernel handle it */
 480                 goto no_kprobe;
 481         }
 482
 483         set_current_kprobe(p, regs, kcb);
 484         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 485
 486         if (p->pre_handler && p->pre_handler(p, regs))
 487                 /* handler has already set things up, so skip ss setup */
 488                 return 1;
 489
 490 ss_probe:
 491 #if !defined(CONFIG_PREEMPT) || defined(CONFIG_PM)
 492         if (p->ainsn.boostable == 1 && !p->post_handler) {
 493                 /* Boost up -- we can execute copied instructions directly */
 494                 reset_current_kprobe();
 495                 regs->ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 496                 preempt_enable_no_resched();
 497                 return 1;
 498         }
 499 #endif
 500         prepare_singlestep(p, regs);
 501         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SS;
 502         return 1;
 503
 504 no_kprobe:
 505         preempt_enable_no_resched();
 506         return ret;
 507 }
 508
 509 /*
 510  * For function-return probes, init_kprobes() establishes a probepoint
 511  * here. When a retprobed function returns, this probe is hit and
 512  * trampoline_probe_handler() runs, calling the kretprobe's handler.
 513  */
 514  void kretprobe_trampoline_holder(void)
 515  {
 516         asm volatile (  ".global kretprobe_trampoline\n"
 517                         "kretprobe_trampoline: \n"
 518                         "nop\n");
 519  }
 520
 521 /*
 522  * Called when we hit the probe point at kretprobe_trampoline
 523  */
 524 int __kprobes trampoline_probe_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 525 {
 526         struct kretprobe_instance *ri = NULL;
 527         struct hlist_head *head, empty_rp;
 528         struct hlist_node *node, *tmp;
 529         unsigned long flags, orig_ret_address = 0;
 530         unsigned long trampoline_address =(unsigned long)&kretprobe_trampoline;
 531
 532         INIT_HLIST_HEAD(&empty_rp);
 533         spin_lock_irqsave(&kretprobe_lock, flags);
 534         head = kretprobe_inst_table_head(current);
 535
 536         /*
 537          * It is possible to have multiple instances associated with a given
 538          * task either because an multiple functions in the call path
 539          * have a return probe installed on them, and/or more then one return
 540          * return probe was registered for a target function.
 541          *
 542          * We can handle this because:
 543          *     - instances are always inserted at the head of the list
 544          *     - when multiple return probes are registered for the same
 545          *       function, the first instance's ret_addr will point to the
 546          *       real return address, and all the rest will point to
 547          *       kretprobe_trampoline
 548          */
 549         hlist_for_each_entry_safe(ri, node, tmp, head, hlist) {
 550                 if (ri->task != current)
 551                         /* another task is sharing our hash bucket */
 552                         continue;
 553
 554                 if (ri->rp && ri->rp->handler)
 555                         ri->rp->handler(ri, regs);
 556
 557                 orig_ret_address = (unsigned long)ri->ret_addr;
 558                 recycle_rp_inst(ri, &empty_rp);
 559
 560                 if (orig_ret_address != trampoline_address)
 561                         /*
 562                          * This is the real return address. Any other
 563                          * instances associated with this task are for
 564                          * other calls deeper on the call stack
 565                          */
 566                         break;
 567         }
 568
 569         kretprobe_assert(ri, orig_ret_address, trampoline_address);
 570         regs->ip = orig_ret_address;
 571
 572         reset_current_kprobe();
 573         spin_unlock_irqrestore(&kretprobe_lock, flags);
 574         preempt_enable_no_resched();
 575
 576         hlist_for_each_entry_safe(ri, node, tmp, &empty_rp, hlist) {
 577                 hlist_del(&ri->hlist);
 578                 kfree(ri);
 579         }
 580         /*
 581          * By returning a non-zero value, we are telling
 582          * kprobe_handler() that we don't want the post_handler
 583          * to run (and have re-enabled preemption)
 584          */
 585         return 1;
 586 }
 587
 588 /*
 589  * Called after single-stepping.  p->addr is the address of the
 590  * instruction whose first byte has been replaced by the "int 3"
 591  * instruction.  To avoid the SMP problems that can occur when we
 592  * temporarily put back the original opcode to single-step, we
 593  * single-stepped a copy of the instruction.  The address of this
 594  * copy is p->ainsn.insn.
 595  *
 596  * This function prepares to return from the post-single-step
 597  * interrupt.  We have to fix up the stack as follows:
 598  *
 599  * 0) Except in the case of absolute or indirect jump or call instructions,
 600  * the new ip is relative to the copied instruction.  We need to make
 601  * it relative to the original instruction.
 602  *
 603  * 1) If the single-stepped instruction was pushfl, then the TF and IF
 604  * flags are set in the just-pushed flags, and may need to be cleared.
 605  *
 606  * 2) If the single-stepped instruction was a call, the return address
 607  * that is atop the stack is the address following the copied instruction.
 608  * We need to make it the address following the original instruction.
 609  *
 610  * If this is the first time we've single-stepped the instruction at
 611  * this probepoint, and the instruction is boostable, boost it: add a
 612  * jump instruction after the copied instruction, that jumps to the next
 613  * instruction after the probepoint.
 614  */
 615 static void __kprobes resume_execution(struct kprobe *p,
 616                 struct pt_regs *regs, struct kprobe_ctlblk *kcb)
 617 {
 618         unsigned long *tos = (unsigned long *)regs->sp;
 619         unsigned long copy_rip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 620         unsigned long orig_rip = (unsigned long)p->addr;
 621         kprobe_opcode_t *insn = p->ainsn.insn;
 622
 623         /*skip the REX prefix*/
 624         if (*insn >= 0x40 && *insn <= 0x4f)
 625                 insn++;
 626
 627         regs->flags &= ~TF_MASK;
 628         switch (*insn) {
 629         case 0x9c:      /* pushfl */
 630                 *tos &= ~(TF_MASK | IF_MASK);
 631                 *tos |= kcb->kprobe_old_rflags;
 632                 break;
 633         case 0xc2:      /* iret/ret/lret */
 634         case 0xc3:
 635         case 0xca:
 636         case 0xcb:
 637         case 0xcf:
 638         case 0xea:      /* jmp absolute -- ip is correct */
 639                 /* ip is already adjusted, no more changes required */
 640                 p->ainsn.boostable = 1;
 641                 goto no_change;
 642         case 0xe8:      /* call relative - Fix return addr */
 643                 *tos = orig_rip + (*tos - copy_rip);
 644                 break;
 645         case 0xff:
 646                 if ((insn[1] & 0x30) == 0x10) {
 647                         /* call absolute, indirect */
 648                         /* Fix return addr; ip is correct. */
 649                         /* not boostable */
 650                         *tos = orig_rip + (*tos - copy_rip);
 651                         goto no_change;
 652                 } else if (((insn[1] & 0x31) == 0x20) ||        /* jmp near, absolute indirect */
 653                            ((insn[1] & 0x31) == 0x21)) {        /* jmp far, absolute indirect */
 654                         /* ip is correct. And this is boostable */
 655                         p->ainsn.boostable = 1;
 656                         goto no_change;
 657                 }
 658         default:
 659                 break;
 660         }
 661
 662         if (p->ainsn.boostable == 0) {
 663                 if ((regs->ip > copy_rip) &&
 664                     (regs->ip - copy_rip) + 5 < MAX_INSN_SIZE) {
 665                         /*
 666                          * These instructions can be executed directly if it
 667                          * jumps back to correct address.
 668                          */
 669                         set_jmp_op((void *)regs->ip,
 670                                    (void *)orig_rip + (regs->ip - copy_rip));
 671                         p->ainsn.boostable = 1;
 672                 } else {
 673                         p->ainsn.boostable = -1;
 674                 }
 675         }
 676
 677         regs->ip = orig_rip + (regs->ip - copy_rip);
 678
 679 no_change:
 680         restore_btf();
 681
 682         return;
 683 }
 684
 685 int __kprobes post_kprobe_handler(struct pt_regs *regs)
 686 {
 687         struct kprobe *cur = kprobe_running();
 688         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 689
 690         if (!cur)
 691                 return 0;
 692
 693         if ((kcb->kprobe_status != KPROBE_REENTER) && cur->post_handler) {
 694                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SSDONE;
 695                 cur->post_handler(cur, regs, 0);
 696         }
 697
 698         resume_execution(cur, regs, kcb);
 699         regs->flags |= kcb->kprobe_saved_rflags;
 700         trace_hardirqs_fixup_flags(regs->flags);
 701
 702         /* Restore the original saved kprobes variables and continue. */
 703         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER) {
 704                 restore_previous_kprobe(kcb);
 705                 goto out;
 706         }
 707         reset_current_kprobe();
 708 out:
 709         preempt_enable_no_resched();
 710
 711         /*
 712          * if somebody else is singlestepping across a probe point, flags
 713          * will have TF set, in which case, continue the remaining processing
 714          * of do_debug, as if this is not a probe hit.
 715          */
 716         if (regs->flags & TF_MASK)
 717                 return 0;
 718
 719         return 1;
 720 }
 721
 722 int __kprobes kprobe_fault_handler(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 723 {
 724         struct kprobe *cur = kprobe_running();
 725         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 726         const struct exception_table_entry *fixup;
 727
 728         switch(kcb->kprobe_status) {
 729         case KPROBE_HIT_SS:
 730         case KPROBE_REENTER:
 731                 /*
 732                  * We are here because the instruction being single
 733                  * stepped caused a page fault. We reset the current
 734                  * kprobe and the ip points back to the probe address
 735                  * and allow the page fault handler to continue as a
 736                  * normal page fault.
 737                  */
 738                 regs->ip = (unsigned long)cur->addr;
 739                 regs->flags |= kcb->kprobe_old_rflags;
 740                 if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER)
 741                         restore_previous_kprobe(kcb);
 742                 else
 743                         reset_current_kprobe();
 744                 preempt_enable_no_resched();
 745                 break;
 746         case KPROBE_HIT_ACTIVE:
 747         case KPROBE_HIT_SSDONE:
 748                 /*
 749                  * We increment the nmissed count for accounting,
 750                  * we can also use npre/npostfault count for accouting
 751                  * these specific fault cases.
 752                  */
 753                 kprobes_inc_nmissed_count(cur);
 754
 755                 /*
 756                  * We come here because instructions in the pre/post
 757                  * handler caused the page_fault, this could happen
 758                  * if handler tries to access user space by
 759                  * copy_from_user(), get_user() etc. Let the
 760                  * user-specified handler try to fix it first.
 761                  */
 762                 if (cur->fault_handler && cur->fault_handler(cur, regs, trapnr))
 763                         return 1;
 764
 765                 /*
 766                  * In case the user-specified fault handler returned
 767                  * zero, try to fix up.
 768                  */
 769                 fixup = search_exception_tables(regs->ip);
 770                 if (fixup) {
 771                         regs->ip = fixup->fixup;
 772                         return 1;
 773                 }
 774
 775                 /*
 776                  * fixup() could not handle it,
 777                  * Let do_page_fault() fix it.
 778                  */
 779                 break;
 780         default:
 781                 break;
 782         }
 783         return 0;
 784 }
 785
 786 /*
 787  * Wrapper routine for handling exceptions.
 788  */
 789 int __kprobes kprobe_exceptions_notify(struct notifier_block *self,
 790                                        unsigned long val, void *data)
 791 {
 792         struct die_args *args = (struct die_args *)data;
 793         int ret = NOTIFY_DONE;
 794
 795         if (args->regs && user_mode(args->regs))
 796                 return ret;
 797
 798         switch (val) {
 799         case DIE_INT3:
 800                 if (kprobe_handler(args->regs))
 801                         ret = NOTIFY_STOP;
 802                 break;
 803         case DIE_DEBUG:
 804                 if (post_kprobe_handler(args->regs))
 805                         ret = NOTIFY_STOP;
 806                 break;
 807         case DIE_GPF:
 808                 /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
 809                 preempt_disable();
 810                 if (kprobe_running() &&
 811                     kprobe_fault_handler(args->regs, args->trapnr))
 812                         ret = NOTIFY_STOP;
 813                 preempt_enable();
 814                 break;
 815         default:
 816                 break;
 817         }
 818         return ret;
 819 }
 820
 821 int __kprobes setjmp_pre_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 822 {
 823         struct jprobe *jp = container_of(p, struct jprobe, kp);
 824         unsigned long addr;
 825         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 826
 827         kcb->jprobe_saved_regs = *regs;
 828         kcb->jprobe_saved_rsp = (long *) regs->sp;
 829         addr = (unsigned long)(kcb->jprobe_saved_rsp);
 830         /*
 831          * As Linus pointed out, gcc assumes that the callee
 832          * owns the argument space and could overwrite it, e.g.
 833          * tailcall optimization. So, to be absolutely safe
 834          * we also save and restore enough stack bytes to cover
 835          * the argument area.
 836          */
 837         memcpy(kcb->jprobes_stack, (kprobe_opcode_t *)addr,
 838                         MIN_STACK_SIZE(addr));
 839         regs->flags &= ~IF_MASK;
 840         trace_hardirqs_off();
 841         regs->ip = (unsigned long)(jp->entry);
 842         return 1;
 843 }
 844
 845 void __kprobes jprobe_return(void)
 846 {
 847         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 848
 849         asm volatile ("       xchg   %%rbx,%%rsp     \n"
 850                       "       int3                      \n"
 851                       "       .globl jprobe_return_end  \n"
 852                       "       jprobe_return_end:        \n"
 853                       "       nop                       \n"::"b"
 854                       (kcb->jprobe_saved_rsp):"memory");
 855 }
 856
 857 int __kprobes longjmp_break_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 858 {
 859         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 860         u8 *addr = (u8 *) (regs->ip - 1);
 861         unsigned long stack_addr = (unsigned long)(kcb->jprobe_saved_rsp);
 862         struct jprobe *jp = container_of(p, struct jprobe, kp);
 863
 864         if ((addr > (u8 *) jprobe_return) && (addr < (u8 *) jprobe_return_end)) {
 865                 if ((unsigned long *)regs->sp != kcb->jprobe_saved_rsp) {
 866                         struct pt_regs *saved_regs = &kcb->jprobe_saved_regs;
 867                         printk("current sp %p does not match saved sp %p\n",
 868                                (long *)regs->sp, kcb->jprobe_saved_rsp);
 869                         printk("Saved registers for jprobe %p\n", jp);
 870                         show_registers(saved_regs);
 871                         printk("Current registers\n");
 872                         show_registers(regs);
 873                         BUG();
 874                 }
 875                 *regs = kcb->jprobe_saved_regs;
 876                 memcpy((kprobe_opcode_t *) stack_addr, kcb->jprobes_stack,
 877                        MIN_STACK_SIZE(stack_addr));
 878                 preempt_enable_no_resched();
 879                 return 1;
 880         }
 881         return 0;
 882 }
 883
 884 static struct kprobe trampoline_p = {
 885         .addr = (kprobe_opcode_t *) &kretprobe_trampoline,
 886         .pre_handler = trampoline_probe_handler
 887 };
 888
 889 int __init arch_init_kprobes(void)
 890 {
 891         return register_kprobe(&trampoline_p);
 892 }
 893
 894 int __kprobes arch_trampoline_kprobe(struct kprobe *p)
 895 {
 896         if (p->addr == (kprobe_opcode_t *)&kretprobe_trampoline)
 897                 return 1;
 898
 899         return 0;
 900 }