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         /* XXX */
 426 }
 427
 428 static void __kprobes restore_btf(void)
 429 {
 430         /* XXX */
 431 }
 432
 433 void __kprobes arch_prepare_kretprobe(struct kretprobe_instance *ri,
 434                                       struct pt_regs *regs)
 435 {
 436         unsigned long *sara = stack_addr(regs);
 437
 438         ri->ret_addr = (kprobe_opcode_t *) *sara;
 439
 440         /* Replace the return addr with trampoline addr */
 441         *sara = (unsigned long) &kretprobe_trampoline;
 442 }
 443
 444 #ifdef CONFIG_OPTPROBES
 445 static int  __kprobes setup_detour_execution(struct kprobe *p,
 446                                              struct pt_regs *regs,
 447                                              int reenter);
 448 #else
 449 #define setup_detour_execution(p, regs, reenter) (0)
 450 #endif
 451
 452 static void __kprobes setup_singlestep(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
 453                                        struct kprobe_ctlblk *kcb, int reenter)
 454 {
 455         if (setup_detour_execution(p, regs, reenter))
 456                 return;
 457
 458 #if !defined(CONFIG_PREEMPT)
 459         if (p->ainsn.boostable == 1 && !p->post_handler) {
 460                 /* Boost up -- we can execute copied instructions directly */
 461                 if (!reenter)
 462                         reset_current_kprobe();
 463                 /*
 464                  * Reentering boosted probe doesn't reset current_kprobe,
 465                  * nor set current_kprobe, because it doesn't use single
 466                  * stepping.
 467                  */
 468                 regs->ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 469                 preempt_enable_no_resched();
 470                 return;
 471         }
 472 #endif
 473         if (reenter) {
 474                 save_previous_kprobe(kcb);
 475                 set_current_kprobe(p, regs, kcb);
 476                 kcb->kprobe_status = KPROBE_REENTER;
 477         } else
 478                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SS;
 479         /* Prepare real single stepping */
 480         clear_btf();
 481         regs->flags |= X86_EFLAGS_TF;
 482         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_IF;
 483         /* single step inline if the instruction is an int3 */
 484         if (p->opcode == BREAKPOINT_INSTRUCTION)
 485                 regs->ip = (unsigned long)p->addr;
 486         else
 487                 regs->ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 488 }
 489
 490 /*
 491  * We have reentered the kprobe_handler(), since another probe was hit while
 492  * within the handler. We save the original kprobes variables and just single
 493  * step on the instruction of the new probe without calling any user handlers.
 494  */
 495 static int __kprobes reenter_kprobe(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs,
 496                                     struct kprobe_ctlblk *kcb)
 497 {
 498         switch (kcb->kprobe_status) {
 499         case KPROBE_HIT_SSDONE:
 500         case KPROBE_HIT_ACTIVE:
 501                 kprobes_inc_nmissed_count(p);
 502                 setup_singlestep(p, regs, kcb, 1);
 503                 break;
 504         case KPROBE_HIT_SS:
 505                 /* A probe has been hit in the codepath leading up to, or just
 506                  * after, single-stepping of a probed instruction. This entire
 507                  * codepath should strictly reside in .kprobes.text section.
 508                  * Raise a BUG or we'll continue in an endless reentering loop
 509                  * and eventually a stack overflow.
 510                  */
 511                 printk(KERN_WARNING "Unrecoverable kprobe detected at %p.\n",
 512                        p->addr);
 513                 dump_kprobe(p);
 514                 BUG();
 515         default:
 516                 /* impossible cases */
 517                 WARN_ON(1);
 518                 return 0;
 519         }
 520
 521         return 1;
 522 }
 523
 524 /*
 525  * Interrupts are disabled on entry as trap3 is an interrupt gate and they
 526  * remain disabled throughout this function.
 527  */
 528 static int __kprobes kprobe_handler(struct pt_regs *regs)
 529 {
 530         kprobe_opcode_t *addr;
 531         struct kprobe *p;
 532         struct kprobe_ctlblk *kcb;
 533
 534         addr = (kprobe_opcode_t *)(regs->ip - sizeof(kprobe_opcode_t));
 535         if (*addr != BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 536                 /*
 537                  * The breakpoint instruction was removed right
 538                  * after we hit it.  Another cpu has removed
 539                  * either a probepoint or a debugger breakpoint
 540                  * at this address.  In either case, no further
 541                  * handling of this interrupt is appropriate.
 542                  * Back up over the (now missing) int3 and run
 543                  * the original instruction.
 544                  */
 545                 regs->ip = (unsigned long)addr;
 546                 return 1;
 547         }
 548
 549         /*
 550          * We don't want to be preempted for the entire
 551          * duration of kprobe processing. We conditionally
 552          * re-enable preemption at the end of this function,
 553          * and also in reenter_kprobe() and setup_singlestep().
 554          */
 555         preempt_disable();
 556
 557         kcb = get_kprobe_ctlblk();
 558         p = get_kprobe(addr);
 559
 560         if (p) {
 561                 if (kprobe_running()) {
 562                         if (reenter_kprobe(p, regs, kcb))
 563                                 return 1;
 564                 } else {
 565                         set_current_kprobe(p, regs, kcb);
 566                         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 567
 568                         /*
 569                          * If we have no pre-handler or it returned 0, we
 570                          * continue with normal processing.  If we have a
 571                          * pre-handler and it returned non-zero, it prepped
 572                          * for calling the break_handler below on re-entry
 573                          * for jprobe processing, so get out doing nothing
 574                          * more here.
 575                          */
 576                         if (!p->pre_handler || !p->pre_handler(p, regs))
 577                                 setup_singlestep(p, regs, kcb, 0);
 578                         return 1;
 579                 }
 580         } else if (kprobe_running()) {
 581                 p = __get_cpu_var(current_kprobe);
 582                 if (p->break_handler && p->break_handler(p, regs)) {
 583                         setup_singlestep(p, regs, kcb, 0);
 584                         return 1;
 585                 }
 586         } /* else: not a kprobe fault; let the kernel handle it */
 587
 588         preempt_enable_no_resched();
 589         return 0;
 590 }
 591
 592 #ifdef CONFIG_X86_64
 593 #define SAVE_REGS_STRING                \
 594         /* Skip cs, ip, orig_ax. */     \
 595         "       subq $24, %rsp\n"       \
 596         "       pushq %rdi\n"           \
 597         "       pushq %rsi\n"           \
 598         "       pushq %rdx\n"           \
 599         "       pushq %rcx\n"           \
 600         "       pushq %rax\n"           \
 601         "       pushq %r8\n"            \
 602         "       pushq %r9\n"            \
 603         "       pushq %r10\n"           \
 604         "       pushq %r11\n"           \
 605         "       pushq %rbx\n"           \
 606         "       pushq %rbp\n"           \
 607         "       pushq %r12\n"           \
 608         "       pushq %r13\n"           \
 609         "       pushq %r14\n"           \
 610         "       pushq %r15\n"
 611 #define RESTORE_REGS_STRING             \
 612         "       popq %r15\n"            \
 613         "       popq %r14\n"            \
 614         "       popq %r13\n"            \
 615         "       popq %r12\n"            \
 616         "       popq %rbp\n"            \
 617         "       popq %rbx\n"            \
 618         "       popq %r11\n"            \
 619         "       popq %r10\n"            \
 620         "       popq %r9\n"             \
 621         "       popq %r8\n"             \
 622         "       popq %rax\n"            \
 623         "       popq %rcx\n"            \
 624         "       popq %rdx\n"            \
 625         "       popq %rsi\n"            \
 626         "       popq %rdi\n"            \
 627         /* Skip orig_ax, ip, cs */      \
 628         "       addq $24, %rsp\n"
 629 #else
 630 #define SAVE_REGS_STRING                \
 631         /* Skip cs, ip, orig_ax and gs. */      \
 632         "       subl $16, %esp\n"       \
 633         "       pushl %fs\n"            \
 634         "       pushl %ds\n"            \
 635         "       pushl %es\n"            \
 636         "       pushl %eax\n"           \
 637         "       pushl %ebp\n"           \
 638         "       pushl %edi\n"           \
 639         "       pushl %esi\n"           \
 640         "       pushl %edx\n"           \
 641         "       pushl %ecx\n"           \
 642         "       pushl %ebx\n"
 643 #define RESTORE_REGS_STRING             \
 644         "       popl %ebx\n"            \
 645         "       popl %ecx\n"            \
 646         "       popl %edx\n"            \
 647         "       popl %esi\n"            \
 648         "       popl %edi\n"            \
 649         "       popl %ebp\n"            \
 650         "       popl %eax\n"            \
 651         /* Skip ds, es, fs, gs, orig_ax, and ip. Note: don't pop cs here*/\
 652         "       addl $24, %esp\n"
 653 #endif
 654
 655 /*
 656  * When a retprobed function returns, this code saves registers and
 657  * calls trampoline_handler() runs, which calls the kretprobe's handler.
 658  */
 659 static void __used __kprobes kretprobe_trampoline_holder(void)
 660 {
 661         asm volatile (
 662                         ".global kretprobe_trampoline\n"
 663                         "kretprobe_trampoline: \n"
 664 #ifdef CONFIG_X86_64
 665                         /* We don't bother saving the ss register */
 666                         "       pushq %rsp\n"
 667                         "       pushfq\n"
 668                         SAVE_REGS_STRING
 669                         "       movq %rsp, %rdi\n"
 670                         "       call trampoline_handler\n"
 671                         /* Replace saved sp with true return address. */
 672                         "       movq %rax, 152(%rsp)\n"
 673                         RESTORE_REGS_STRING
 674                         "       popfq\n"
 675 #else
 676                         "       pushf\n"
 677                         SAVE_REGS_STRING
 678                         "       movl %esp, %eax\n"
 679                         "       call trampoline_handler\n"
 680                         /* Move flags to cs */
 681                         "       movl 56(%esp), %edx\n"
 682                         "       movl %edx, 52(%esp)\n"
 683                         /* Replace saved flags with true return address. */
 684                         "       movl %eax, 56(%esp)\n"
 685                         RESTORE_REGS_STRING
 686                         "       popf\n"
 687 #endif
 688                         "       ret\n");
 689 }
 690
 691 /*
 692  * Called from kretprobe_trampoline
 693  */
 694 static __used __kprobes void *trampoline_handler(struct pt_regs *regs)
 695 {
 696         struct kretprobe_instance *ri = NULL;
 697         struct hlist_head *head, empty_rp;
 698         struct hlist_node *node, *tmp;
 699         unsigned long flags, orig_ret_address = 0;
 700         unsigned long trampoline_address = (unsigned long)&kretprobe_trampoline;
 701
 702         INIT_HLIST_HEAD(&empty_rp);
 703         kretprobe_hash_lock(current, &head, &flags);
 704         /* fixup registers */
 705 #ifdef CONFIG_X86_64
 706         regs->cs = __KERNEL_CS;
 707 #else
 708         regs->cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 709         regs->gs = 0;
 710 #endif
 711         regs->ip = trampoline_address;
 712         regs->orig_ax = ~0UL;
 713
 714         /*
 715          * It is possible to have multiple instances associated with a given
 716          * task either because multiple functions in the call path have
 717          * return probes installed on them, and/or more than one
 718          * return probe was registered for a target function.
 719          *
 720          * We can handle this because:
 721          *     - instances are always pushed into the head of the list
 722          *     - when multiple return probes are registered for the same
 723          *       function, the (chronologically) first instance's ret_addr
 724          *       will be the real return address, and all the rest will
 725          *       point to kretprobe_trampoline.
 726          */
 727         hlist_for_each_entry_safe(ri, node, tmp, head, hlist) {
 728                 if (ri->task != current)
 729                         /* another task is sharing our hash bucket */
 730                         continue;
 731
 732                 if (ri->rp && ri->rp->handler) {
 733                         __get_cpu_var(current_kprobe) = &ri->rp->kp;
 734                         get_kprobe_ctlblk()->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 735                         ri->rp->handler(ri, regs);
 736                         __get_cpu_var(current_kprobe) = NULL;
 737                 }
 738
 739                 orig_ret_address = (unsigned long)ri->ret_addr;
 740                 recycle_rp_inst(ri, &empty_rp);
 741
 742                 if (orig_ret_address != trampoline_address)
 743                         /*
 744                          * This is the real return address. Any other
 745                          * instances associated with this task are for
 746                          * other calls deeper on the call stack
 747                          */
 748                         break;
 749         }
 750
 751         kretprobe_assert(ri, orig_ret_address, trampoline_address);
 752
 753         kretprobe_hash_unlock(current, &flags);
 754
 755         hlist_for_each_entry_safe(ri, node, tmp, &empty_rp, hlist) {
 756                 hlist_del(&ri->hlist);
 757                 kfree(ri);
 758         }
 759         return (void *)orig_ret_address;
 760 }
 761
 762 /*
 763  * Called after single-stepping.  p->addr is the address of the
 764  * instruction whose first byte has been replaced by the "int 3"
 765  * instruction.  To avoid the SMP problems that can occur when we
 766  * temporarily put back the original opcode to single-step, we
 767  * single-stepped a copy of the instruction.  The address of this
 768  * copy is p->ainsn.insn.
 769  *
 770  * This function prepares to return from the post-single-step
 771  * interrupt.  We have to fix up the stack as follows:
 772  *
 773  * 0) Except in the case of absolute or indirect jump or call instructions,
 774  * the new ip is relative to the copied instruction.  We need to make
 775  * it relative to the original instruction.
 776  *
 777  * 1) If the single-stepped instruction was pushfl, then the TF and IF
 778  * flags are set in the just-pushed flags, and may need to be cleared.
 779  *
 780  * 2) If the single-stepped instruction was a call, the return address
 781  * that is atop the stack is the address following the copied instruction.
 782  * We need to make it the address following the original instruction.
 783  *
 784  * If this is the first time we've single-stepped the instruction at
 785  * this probepoint, and the instruction is boostable, boost it: add a
 786  * jump instruction after the copied instruction, that jumps to the next
 787  * instruction after the probepoint.
 788  */
 789 static void __kprobes resume_execution(struct kprobe *p,
 790                 struct pt_regs *regs, struct kprobe_ctlblk *kcb)
 791 {
 792         unsigned long *tos = stack_addr(regs);
 793         unsigned long copy_ip = (unsigned long)p->ainsn.insn;
 794         unsigned long orig_ip = (unsigned long)p->addr;
 795         kprobe_opcode_t *insn = p->ainsn.insn;
 796
 797         /*skip the REX prefix*/
 798         if (is_REX_prefix(insn))
 799                 insn++;
 800
 801         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 802         switch (*insn) {
 803         case 0x9c:      /* pushfl */
 804                 *tos &= ~(X86_EFLAGS_TF | X86_EFLAGS_IF);
 805                 *tos |= kcb->kprobe_old_flags;
 806                 break;
 807         case 0xc2:      /* iret/ret/lret */
 808         case 0xc3:
 809         case 0xca:
 810         case 0xcb:
 811         case 0xcf:
 812         case 0xea:      /* jmp absolute -- ip is correct */
 813                 /* ip is already adjusted, no more changes required */
 814                 p->ainsn.boostable = 1;
 815                 goto no_change;
 816         case 0xe8:      /* call relative - Fix return addr */
 817                 *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 818                 break;
 819 #ifdef CONFIG_X86_32
 820         case 0x9a:      /* call absolute -- same as call absolute, indirect */
 821                 *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 822                 goto no_change;
 823 #endif
 824         case 0xff:
 825                 if ((insn[1] & 0x30) == 0x10) {
 826                         /*
 827                          * call absolute, indirect
 828                          * Fix return addr; ip is correct.
 829                          * But this is not boostable
 830                          */
 831                         *tos = orig_ip + (*tos - copy_ip);
 832                         goto no_change;
 833                 } else if (((insn[1] & 0x31) == 0x20) ||
 834                            ((insn[1] & 0x31) == 0x21)) {
 835                         /*
 836                          * jmp near and far, absolute indirect
 837                          * ip is correct. And this is boostable
 838                          */
 839                         p->ainsn.boostable = 1;
 840                         goto no_change;
 841                 }
 842         default:
 843                 break;
 844         }
 845
 846         if (p->ainsn.boostable == 0) {
 847                 if ((regs->ip > copy_ip) &&
 848                     (regs->ip - copy_ip) + 5 < MAX_INSN_SIZE) {
 849                         /*
 850                          * These instructions can be executed directly if it
 851                          * jumps back to correct address.
 852                          */
 853                         synthesize_reljump((void *)regs->ip,
 854                                 (void *)orig_ip + (regs->ip - copy_ip));
 855                         p->ainsn.boostable = 1;
 856                 } else {
 857                         p->ainsn.boostable = -1;
 858                 }
 859         }
 860
 861         regs->ip += orig_ip - copy_ip;
 862
 863 no_change:
 864         restore_btf();
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Interrupts are disabled on entry as trap1 is an interrupt gate and they
 869  * remain disabled throughout this function.
 870  */
 871 static int __kprobes post_kprobe_handler(struct pt_regs *regs)
 872 {
 873         struct kprobe *cur = kprobe_running();
 874         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 875
 876         if (!cur)
 877                 return 0;
 878
 879         resume_execution(cur, regs, kcb);
 880         regs->flags |= kcb->kprobe_saved_flags;
 881
 882         if ((kcb->kprobe_status != KPROBE_REENTER) && cur->post_handler) {
 883                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SSDONE;
 884                 cur->post_handler(cur, regs, 0);
 885         }
 886
 887         /* Restore back the original saved kprobes variables and continue. */
 888         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER) {
 889                 restore_previous_kprobe(kcb);
 890                 goto out;
 891         }
 892         reset_current_kprobe();
 893 out:
 894         preempt_enable_no_resched();
 895
 896         /*
 897          * if somebody else is singlestepping across a probe point, flags
 898          * will have TF set, in which case, continue the remaining processing
 899          * of do_debug, as if this is not a probe hit.
 900          */
 901         if (regs->flags & X86_EFLAGS_TF)
 902                 return 0;
 903
 904         return 1;
 905 }
 906
 907 int __kprobes kprobe_fault_handler(struct pt_regs *regs, int trapnr)
 908 {
 909         struct kprobe *cur = kprobe_running();
 910         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
 911
 912         switch (kcb->kprobe_status) {
 913         case KPROBE_HIT_SS:
 914         case KPROBE_REENTER:
 915                 /*
 916                  * We are here because the instruction being single
 917                  * stepped caused a page fault. We reset the current
 918                  * kprobe and the ip points back to the probe address
 919                  * and allow the page fault handler to continue as a
 920                  * normal page fault.
 921                  */
 922                 regs->ip = (unsigned long)cur->addr;
 923                 regs->flags |= kcb->kprobe_old_flags;
 924                 if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER)
 925                         restore_previous_kprobe(kcb);
 926                 else
 927                         reset_current_kprobe();
 928                 preempt_enable_no_resched();
 929                 break;
 930         case KPROBE_HIT_ACTIVE:
 931         case KPROBE_HIT_SSDONE:
 932                 /*
 933                  * We increment the nmissed count for accounting,
 934                  * we can also use npre/npostfault count for accounting
 935                  * these specific fault cases.
 936                  */
 937                 kprobes_inc_nmissed_count(cur);
 938
 939                 /*
 940                  * We come here because instructions in the pre/post
 941                  * handler caused the page_fault, this could happen
 942                  * if handler tries to access user space by
 943                  * copy_from_user(), get_user() etc. Let the
 944                  * user-specified handler try to fix it first.
 945                  */
 946                 if (cur->fault_handler && cur->fault_handler(cur, regs, trapnr))
 947                         return 1;
 948
 949                 /*
 950                  * In case the user-specified fault handler returned
 951                  * zero, try to fix up.
 952                  */
 953                 if (fixup_exception(regs))
 954                         return 1;
 955
 956                 /*
 957                  * fixup routine could not handle it,
 958                  * Let do_page_fault() fix it.
 959                  */
 960                 break;
 961         default:
 962                 break;
 963         }
 964         return 0;
 965 }
 966
 967 /*
 968  * Wrapper routine for handling exceptions.
 969  */
 970 int __kprobes kprobe_exceptions_notify(struct notifier_block *self,
 971                                        unsigned long val, void *data)
 972 {
 973         struct die_args *args = data;
 974         int ret = NOTIFY_DONE;
 975
 976         if (args->regs && user_mode_vm(args->regs))
 977                 return ret;
 978
 979         switch (val) {
 980         case DIE_INT3:
 981                 if (kprobe_handler(args->regs))
 982                         ret = NOTIFY_STOP;
 983                 break;
 984         case DIE_DEBUG:
 985                 if (post_kprobe_handler(args->regs)) {
 986                         /*
 987                          * Reset the BS bit in dr6 (pointed by args->err) to
 988                          * denote completion of processing
 989                          */
 990                         (*(unsigned long *)ERR_PTR(args->err)) &= ~DR_STEP;
 991                         ret = NOTIFY_STOP;
 992                 }
 993                 break;
 994         case DIE_GPF:
 995                 /*
 996                  * To be potentially processing a kprobe fault and to
 997                  * trust the result from kprobe_running(), we have
 998                  * be non-preemptible.
 999                  */
1000                 if (!preemptible() && kprobe_running() &&
1001                     kprobe_fault_handler(args->regs, args->trapnr))
1002                         ret = NOTIFY_STOP;
1003                 break;
1004         default:
1005                 break;
1006         }
1007         return ret;
1008 }
1009
1010 int __kprobes setjmp_pre_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
1011 {
1012         struct jprobe *jp = container_of(p, struct jprobe, kp);
1013         unsigned long addr;
1014         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1015
1016         kcb->jprobe_saved_regs = *regs;
1017         kcb->jprobe_saved_sp = stack_addr(regs);
1018         addr = (unsigned long)(kcb->jprobe_saved_sp);
1019
1020         /*
1021          * As Linus pointed out, gcc assumes that the callee
1022          * owns the argument space and could overwrite it, e.g.
1023          * tailcall optimization. So, to be absolutely safe
1024          * we also save and restore enough stack bytes to cover
1025          * the argument area.
1026          */
1027         memcpy(kcb->jprobes_stack, (kprobe_opcode_t *)addr,
1028                MIN_STACK_SIZE(addr));
1029         regs->flags &= ~X86_EFLAGS_IF;
1030         trace_hardirqs_off();
1031         regs->ip = (unsigned long)(jp->entry);
1032         return 1;
1033 }
1034
1035 void __kprobes jprobe_return(void)
1036 {
1037         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1038
1039         asm volatile (
1040 #ifdef CONFIG_X86_64
1041                         "       xchg   %%rbx,%%rsp      \n"
1042 #else
1043                         "       xchgl   %%ebx,%%esp     \n"
1044 #endif
1045                         "       int3                    \n"
1046                         "       .globl jprobe_return_end\n"
1047                         "       jprobe_return_end:      \n"
1048                         "       nop                     \n"::"b"
1049                         (kcb->jprobe_saved_sp):"memory");
1050 }
1051
1052 int __kprobes longjmp_break_handler(struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
1053 {
1054         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1055         u8 *addr = (u8 *) (regs->ip - 1);
1056         struct jprobe *jp = container_of(p, struct jprobe, kp);
1057
1058         if ((addr > (u8 *) jprobe_return) &&
1059             (addr < (u8 *) jprobe_return_end)) {
1060                 if (stack_addr(regs) != kcb->jprobe_saved_sp) {
1061                         struct pt_regs *saved_regs = &kcb->jprobe_saved_regs;
1062                         printk(KERN_ERR
1063                                "current sp %p does not match saved sp %p\n",
1064                                stack_addr(regs), kcb->jprobe_saved_sp);
1065                         printk(KERN_ERR "Saved registers for jprobe %p\n", jp);
1066                         show_registers(saved_regs);
1067                         printk(KERN_ERR "Current registers\n");
1068                         show_registers(regs);
1069                         BUG();
1070                 }
1071                 *regs = kcb->jprobe_saved_regs;
1072                 memcpy((kprobe_opcode_t *)(kcb->jprobe_saved_sp),
1073                        kcb->jprobes_stack,
1074                        MIN_STACK_SIZE(kcb->jprobe_saved_sp));
1075                 preempt_enable_no_resched();
1076                 return 1;
1077         }
1078         return 0;
1079 }
1080
1081
1082 #ifdef CONFIG_OPTPROBES
1083
1084 /* Insert a call instruction at address 'from', which calls address 'to'.*/
1085 static void __kprobes synthesize_relcall(void *from, void *to)
1086 {
1087         __synthesize_relative_insn(from, to, RELATIVECALL_OPCODE);
1088 }
1089
1090 /* Insert a move instruction which sets a pointer to eax/rdi (1st arg). */
1091 static void __kprobes synthesize_set_arg1(kprobe_opcode_t *addr,
1092                                           unsigned long val)
1093 {
1094 #ifdef CONFIG_X86_64
1095         *addr++ = 0x48;
1096         *addr++ = 0xbf;
1097 #else
1098         *addr++ = 0xb8;
1099 #endif
1100         *(unsigned long *)addr = val;
1101 }
1102
1103 void __kprobes kprobes_optinsn_template_holder(void)
1104 {
1105         asm volatile (
1106                         ".global optprobe_template_entry\n"
1107                         "optprobe_template_entry: \n"
1108 #ifdef CONFIG_X86_64
1109                         /* We don't bother saving the ss register */
1110                         "       pushq %rsp\n"
1111                         "       pushfq\n"
1112                         SAVE_REGS_STRING
1113                         "       movq %rsp, %rsi\n"
1114                         ".global optprobe_template_val\n"
1115                         "optprobe_template_val: \n"
1116                         ASM_NOP5
1117                         ASM_NOP5
1118                         ".global optprobe_template_call\n"
1119                         "optprobe_template_call: \n"
1120                         ASM_NOP5
1121                         /* Move flags to rsp */
1122                         "       movq 144(%rsp), %rdx\n"
1123                         "       movq %rdx, 152(%rsp)\n"
1124                         RESTORE_REGS_STRING
1125                         /* Skip flags entry */
1126                         "       addq $8, %rsp\n"
1127                         "       popfq\n"
1128 #else /* CONFIG_X86_32 */
1129                         "       pushf\n"
1130                         SAVE_REGS_STRING
1131                         "       movl %esp, %edx\n"
1132                         ".global optprobe_template_val\n"
1133                         "optprobe_template_val: \n"
1134                         ASM_NOP5
1135                         ".global optprobe_template_call\n"
1136                         "optprobe_template_call: \n"
1137                         ASM_NOP5
1138                         RESTORE_REGS_STRING
1139                         "       addl $4, %esp\n"        /* skip cs */
1140                         "       popf\n"
1141 #endif
1142                         ".global optprobe_template_end\n"
1143                         "optprobe_template_end: \n");
1144 }
1145
1146 #define TMPL_MOVE_IDX \
1147         ((long)&optprobe_template_val - (long)&optprobe_template_entry)
1148 #define TMPL_CALL_IDX \
1149         ((long)&optprobe_template_call - (long)&optprobe_template_entry)
1150 #define TMPL_END_IDX \
1151         ((long)&optprobe_template_end - (long)&optprobe_template_entry)
1152
1153 #define INT3_SIZE sizeof(kprobe_opcode_t)
1154
1155 /* Optimized kprobe call back function: called from optinsn */
1156 static void __kprobes optimized_callback(struct optimized_kprobe *op,
1157                                          struct pt_regs *regs)
1158 {
1159         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk();
1160
1161         preempt_disable();
1162         if (kprobe_running()) {
1163                 kprobes_inc_nmissed_count(&op->kp);
1164         } else {
1165                 /* Save skipped registers */
1166 #ifdef CONFIG_X86_64
1167                 regs->cs = __KERNEL_CS;
1168 #else
1169                 regs->cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
1170                 regs->gs = 0;
1171 #endif
1172                 regs->ip = (unsigned long)op->kp.addr + INT3_SIZE;
1173                 regs->orig_ax = ~0UL;
1174
1175                 __get_cpu_var(current_kprobe) = &op->kp;
1176                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
1177                 opt_pre_handler(&op->kp, regs);
1178                 __get_cpu_var(current_kprobe) = NULL;
1179         }
1180         preempt_enable_no_resched();
1181 }
1182
1183 static int __kprobes copy_optimized_instructions(u8 *dest, u8 *src)
1184 {
1185         int len = 0, ret;
1186
1187         while (len < RELATIVEJUMP_SIZE) {
1188                 ret = __copy_instruction(dest + len, src + len, 1);
1189                 if (!ret || !can_boost(dest + len))
1190                         return -EINVAL;
1191                 len += ret;
1192         }
1193         /* Check whether the address range is reserved */
1194         if (ftrace_text_reserved(src, src + len - 1) ||
1195             alternatives_text_reserved(src, src + len - 1))
1196                 return -EBUSY;
1197
1198         return len;
1199 }
1200
1201 /* Check whether insn is indirect jump */
1202 static int __kprobes insn_is_indirect_jump(struct insn *insn)
1203 {
1204         return ((insn->opcode.bytes[0] == 0xff &&
1205                 (X86_MODRM_REG(insn->modrm.value) & 6) == 4) || /* Jump */
1206                 insn->opcode.bytes[0] == 0xea); /* Segment based jump */
1207 }
1208
1209 /* Check whether insn jumps into specified address range */
1210 static int insn_jump_into_range(struct insn *insn, unsigned long start, int len)
1211 {
1212         unsigned long target = 0;
1213
1214         switch (insn->opcode.bytes[0]) {
1215         case 0xe0:      /* loopne */
1216         case 0xe1:      /* loope */
1217         case 0xe2:      /* loop */
1218         case 0xe3:      /* jcxz */
1219         case 0xe9:      /* near relative jump */
1220         case 0xeb:      /* short relative jump */
1221                 break;
1222         case 0x0f:
1223                 if ((insn->opcode.bytes[1] & 0xf0) == 0x80) /* jcc near */
1224                         break;
1225                 return 0;
1226         default:
1227                 if ((insn->opcode.bytes[0] & 0xf0) == 0x70) /* jcc short */
1228                         break;
1229                 return 0;
1230         }
1231         target = (unsigned long)insn->next_byte + insn->immediate.value;
1232
1233         return (start <= target && target <= start + len);
1234 }
1235
1236 /* Decode whole function to ensure any instructions don't jump into target */
1237 static int __kprobes can_optimize(unsigned long paddr)
1238 {
1239         int ret;
1240         unsigned long addr, size = 0, offset = 0;
1241         struct insn insn;
1242         kprobe_opcode_t buf[MAX_INSN_SIZE];
1243         /* Dummy buffers for lookup_symbol_attrs */
1244         static char __dummy_buf[KSYM_NAME_LEN];
1245
1246         /* Lookup symbol including addr */
1247         if (!kallsyms_lookup(paddr, &size, &offset, NULL, __dummy_buf))
1248                 return 0;
1249
1250         /* Check there is enough space for a relative jump. */
1251         if (size - offset < RELATIVEJUMP_SIZE)
1252                 return 0;
1253
1254         /* Decode instructions */
1255         addr = paddr - offset;
1256         while (addr < paddr - offset + size) { /* Decode until function end */
1257                 if (search_exception_tables(addr))
1258                         /*
1259                          * Since some fixup code will jumps into this function,
1260                          * we can't optimize kprobe in this function.
1261                          */
1262                         return 0;
1263                 kernel_insn_init(&insn, (void *)addr);
1264                 insn_get_opcode(&insn);
1265                 if (insn.opcode.bytes[0] == BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
1266                         ret = recover_probed_instruction(buf, addr);
1267                         if (ret)
1268                                 return 0;
1269                         kernel_insn_init(&insn, buf);
1270                 }
1271                 insn_get_length(&insn);
1272                 /* Recover address */
1273                 insn.kaddr = (void *)addr;
1274                 insn.next_byte = (void *)(addr + insn.length);
1275                 /* Check any instructions don't jump into target */
1276                 if (insn_is_indirect_jump(&insn) ||
1277                     insn_jump_into_range(&insn, paddr + INT3_SIZE,
1278                                          RELATIVE_ADDR_SIZE))
1279                         return 0;
1280                 addr += insn.length;
1281         }
1282
1283         return 1;
1284 }
1285
1286 /* Check optimized_kprobe can actually be optimized. */
1287 int __kprobes arch_check_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1288 {
1289         int i;
1290         struct kprobe *p;
1291
1292         for (i = 1; i < op->optinsn.size; i++) {
1293                 p = get_kprobe(op->kp.addr + i);
1294                 if (p && !kprobe_disabled(p))
1295                         return -EEXIST;
1296         }
1297
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 /* Check the addr is within the optimized instructions. */
1302 int __kprobes arch_within_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op,
1303                                            unsigned long addr)
1304 {
1305         return ((unsigned long)op->kp.addr <= addr &&
1306                 (unsigned long)op->kp.addr + op->optinsn.size > addr);
1307 }
1308
1309 /* Free optimized instruction slot */
1310 static __kprobes
1311 void __arch_remove_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op, int dirty)
1312 {
1313         if (op->optinsn.insn) {
1314                 free_optinsn_slot(op->optinsn.insn, dirty);
1315                 op->optinsn.insn = NULL;
1316                 op->optinsn.size = 0;
1317         }
1318 }
1319
1320 void __kprobes arch_remove_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1321 {
1322         __arch_remove_optimized_kprobe(op, 1);
1323 }
1324
1325 /*
1326  * Copy replacing target instructions
1327  * Target instructions MUST be relocatable (checked inside)
1328  */
1329 int __kprobes arch_prepare_optimized_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1330 {
1331         u8 *buf;
1332         int ret;
1333         long rel;
1334
1335         if (!can_optimize((unsigned long)op->kp.addr))
1336                 return -EILSEQ;
1337
1338         op->optinsn.insn = get_optinsn_slot();
1339         if (!op->optinsn.insn)
1340                 return -ENOMEM;
1341
1342         /*
1343          * Verify if the address gap is in 2GB range, because this uses
1344          * a relative jump.
1345          */
1346         rel = (long)op->optinsn.insn - (long)op->kp.addr + RELATIVEJUMP_SIZE;
1347         if (abs(rel) > 0x7fffffff)
1348                 return -ERANGE;
1349
1350         buf = (u8 *)op->optinsn.insn;
1351
1352         /* Copy instructions into the out-of-line buffer */
1353         ret = copy_optimized_instructions(buf + TMPL_END_IDX, op->kp.addr);
1354         if (ret < 0) {
1355                 __arch_remove_optimized_kprobe(op, 0);
1356                 return ret;
1357         }
1358         op->optinsn.size = ret;
1359
1360         /* Copy arch-dep-instance from template */
1361         memcpy(buf, &optprobe_template_entry, TMPL_END_IDX);
1362
1363         /* Set probe information */
1364         synthesize_set_arg1(buf + TMPL_MOVE_IDX, (unsigned long)op);
1365
1366         /* Set probe function call */
1367         synthesize_relcall(buf + TMPL_CALL_IDX, optimized_callback);
1368
1369         /* Set returning jmp instruction at the tail of out-of-line buffer */
1370         synthesize_reljump(buf + TMPL_END_IDX + op->optinsn.size,
1371                            (u8 *)op->kp.addr + op->optinsn.size);
1372
1373         flush_icache_range((unsigned long) buf,
1374                            (unsigned long) buf + TMPL_END_IDX +
1375                            op->optinsn.size + RELATIVEJUMP_SIZE);
1376         return 0;
1377 }
1378
1379 /* Replace a breakpoint (int3) with a relative jump.  */
1380 int __kprobes arch_optimize_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1381 {
1382         unsigned char jmp_code[RELATIVEJUMP_SIZE];
1383         s32 rel = (s32)((long)op->optinsn.insn -
1384                         ((long)op->kp.addr + RELATIVEJUMP_SIZE));
1385
1386         /* Backup instructions which will be replaced by jump address */
1387         memcpy(op->optinsn.copied_insn, op->kp.addr + INT3_SIZE,
1388                RELATIVE_ADDR_SIZE);
1389
1390         jmp_code[0] = RELATIVEJUMP_OPCODE;
1391         *(s32 *)(&jmp_code[1]) = rel;
1392
1393         /*
1394          * text_poke_smp doesn't support NMI/MCE code modifying.
1395          * However, since kprobes itself also doesn't support NMI/MCE
1396          * code probing, it's not a problem.
1397          */
1398         text_poke_smp(op->kp.addr, jmp_code, RELATIVEJUMP_SIZE);
1399         return 0;
1400 }
1401
1402 /* Replace a relative jump with a breakpoint (int3).  */
1403 void __kprobes arch_unoptimize_kprobe(struct optimized_kprobe *op)
1404 {
1405         u8 buf[RELATIVEJUMP_SIZE];
1406
1407         /* Set int3 to first byte for kprobes */
1408         buf[0] = BREAKPOINT_INSTRUCTION;
1409         memcpy(buf + 1, op->optinsn.copied_insn, RELATIVE_ADDR_SIZE);
1410         text_poke_smp(op->kp.addr, buf, RELATIVEJUMP_SIZE);
1411 }
1412
1413 static int  __kprobes setup_detour_execution(struct kprobe *p,
1414                                              struct pt_regs *regs,
1415                                              int reenter)
1416 {
1417         struct optimized_kprobe *op;
1418
1419         if (p->flags & KPROBE_FLAG_OPTIMIZED) {
1420                 /* This kprobe is really able to run optimized path. */
1421                 op = container_of(p, struct optimized_kprobe, kp);
1422                 /* Detour through copied instructions */
1423                 regs->ip = (unsigned long)op->optinsn.insn + TMPL_END_IDX;
1424                 if (!reenter)
1425                         reset_current_kprobe();
1426                 preempt_enable_no_resched();
1427                 return 1;
1428         }
1429         return 0;
1430 }
1431 #endif
1432
1433 int __init arch_init_kprobes(void)
1434 {
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 int __kprobes arch_trampoline_kprobe(struct kprobe *p)
1439 {
1440         return 0;
1441 }