uprobes: Change __copy_insn() to use copy_from_page()
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / events / uprobes.c
1 /*
2  * User-space Probes (UProbes)
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, 2008-2012
19  * Authors:
20  *      Srikar Dronamraju
21  *      Jim Keniston
22  * Copyright (C) 2011-2012 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
23  */
24
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/highmem.h>
27 #include <linux/pagemap.h>      /* read_mapping_page */
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/export.h>
31 #include <linux/rmap.h>         /* anon_vma_prepare */
32 #include <linux/mmu_notifier.h> /* set_pte_at_notify */
33 #include <linux/swap.h>         /* try_to_free_swap */
34 #include <linux/ptrace.h>       /* user_enable_single_step */
35 #include <linux/kdebug.h>       /* notifier mechanism */
36 #include "../../mm/internal.h"  /* munlock_vma_page */
37 #include <linux/percpu-rwsem.h>
38
39 #include <linux/uprobes.h>
40
41 #define UINSNS_PER_PAGE                 (PAGE_SIZE/UPROBE_XOL_SLOT_BYTES)
42 #define MAX_UPROBE_XOL_SLOTS            UINSNS_PER_PAGE
43
44 static struct rb_root uprobes_tree = RB_ROOT;
45 /*
46  * allows us to skip the uprobe_mmap if there are no uprobe events active
47  * at this time.  Probably a fine grained per inode count is better?
48  */
49 #define no_uprobe_events()      RB_EMPTY_ROOT(&uprobes_tree)
50
51 static DEFINE_SPINLOCK(uprobes_treelock);       /* serialize rbtree access */
52
53 #define UPROBES_HASH_SZ 13
54 /* serialize uprobe->pending_list */
55 static struct mutex uprobes_mmap_mutex[UPROBES_HASH_SZ];
56 #define uprobes_mmap_hash(v)    (&uprobes_mmap_mutex[((unsigned long)(v)) % UPROBES_HASH_SZ])
57
58 static struct percpu_rw_semaphore dup_mmap_sem;
59
60 /* Have a copy of original instruction */
61 #define UPROBE_COPY_INSN        0
62 /* Can skip singlestep */
63 #define UPROBE_SKIP_SSTEP       1
64
65 struct uprobe {
66         struct rb_node          rb_node;        /* node in the rb tree */
67         atomic_t                ref;
68         struct rw_semaphore     register_rwsem;
69         struct rw_semaphore     consumer_rwsem;
70         struct list_head        pending_list;
71         struct uprobe_consumer  *consumers;
72         struct inode            *inode;         /* Also hold a ref to inode */
73         loff_t                  offset;
74         unsigned long           flags;
75         struct arch_uprobe      arch;
76 };
77
78 /*
79  * valid_vma: Verify if the specified vma is an executable vma
80  * Relax restrictions while unregistering: vm_flags might have
81  * changed after breakpoint was inserted.
82  *      - is_register: indicates if we are in register context.
83  *      - Return 1 if the specified virtual address is in an
84  *        executable vma.
85  */
86 static bool valid_vma(struct vm_area_struct *vma, bool is_register)
87 {
88         vm_flags_t flags = VM_HUGETLB | VM_MAYEXEC | VM_SHARED;
89
90         if (is_register)
91                 flags |= VM_WRITE;
92
93         return vma->vm_file && (vma->vm_flags & flags) == VM_MAYEXEC;
94 }
95
96 static unsigned long offset_to_vaddr(struct vm_area_struct *vma, loff_t offset)
97 {
98         return vma->vm_start + offset - ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT);
99 }
100
101 static loff_t vaddr_to_offset(struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr)
102 {
103         return ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT) + (vaddr - vma->vm_start);
104 }
105
106 /**
107  * __replace_page - replace page in vma by new page.
108  * based on replace_page in mm/ksm.c
109  *
110  * @vma:      vma that holds the pte pointing to page
111  * @addr:     address the old @page is mapped at
112  * @page:     the cowed page we are replacing by kpage
113  * @kpage:    the modified page we replace page by
114  *
115  * Returns 0 on success, -EFAULT on failure.
116  */
117 static int __replace_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
118                                 struct page *page, struct page *kpage)
119 {
120         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
121         spinlock_t *ptl;
122         pte_t *ptep;
123         int err;
124         /* For mmu_notifiers */
125         const unsigned long mmun_start = addr;
126         const unsigned long mmun_end   = addr + PAGE_SIZE;
127
128         /* For try_to_free_swap() and munlock_vma_page() below */
129         lock_page(page);
130
131         mmu_notifier_invalidate_range_start(mm, mmun_start, mmun_end);
132         err = -EAGAIN;
133         ptep = page_check_address(page, mm, addr, &ptl, 0);
134         if (!ptep)
135                 goto unlock;
136
137         get_page(kpage);
138         page_add_new_anon_rmap(kpage, vma, addr);
139
140         if (!PageAnon(page)) {
141                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
142                 inc_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
143         }
144
145         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(*ptep));
146         ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
147         set_pte_at_notify(mm, addr, ptep, mk_pte(kpage, vma->vm_page_prot));
148
149         page_remove_rmap(page);
150         if (!page_mapped(page))
151                 try_to_free_swap(page);
152         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
153
154         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
155                 munlock_vma_page(page);
156         put_page(page);
157
158         err = 0;
159  unlock:
160         mmu_notifier_invalidate_range_end(mm, mmun_start, mmun_end);
161         unlock_page(page);
162         return err;
163 }
164
165 /**
166  * is_swbp_insn - check if instruction is breakpoint instruction.
167  * @insn: instruction to be checked.
168  * Default implementation of is_swbp_insn
169  * Returns true if @insn is a breakpoint instruction.
170  */
171 bool __weak is_swbp_insn(uprobe_opcode_t *insn)
172 {
173         return *insn == UPROBE_SWBP_INSN;
174 }
175
176 /**
177  * is_trap_insn - check if instruction is breakpoint instruction.
178  * @insn: instruction to be checked.
179  * Default implementation of is_trap_insn
180  * Returns true if @insn is a breakpoint instruction.
181  *
182  * This function is needed for the case where an architecture has multiple
183  * trap instructions (like powerpc).
184  */
185 bool __weak is_trap_insn(uprobe_opcode_t *insn)
186 {
187         return is_swbp_insn(insn);
188 }
189
190 static void copy_from_page(struct page *page, unsigned long vaddr, void *dst, int len)
191 {
192         void *kaddr = kmap_atomic(page);
193         memcpy(dst, kaddr + (vaddr & ~PAGE_MASK), len);
194         kunmap_atomic(kaddr);
195 }
196
197 static int verify_opcode(struct page *page, unsigned long vaddr, uprobe_opcode_t *new_opcode)
198 {
199         uprobe_opcode_t old_opcode;
200         bool is_swbp;
201
202         /*
203          * Note: We only check if the old_opcode is UPROBE_SWBP_INSN here.
204          * We do not check if it is any other 'trap variant' which could
205          * be conditional trap instruction such as the one powerpc supports.
206          *
207          * The logic is that we do not care if the underlying instruction
208          * is a trap variant; uprobes always wins over any other (gdb)
209          * breakpoint.
210          */
211         copy_from_page(page, vaddr, &old_opcode, UPROBE_SWBP_INSN_SIZE);
212         is_swbp = is_swbp_insn(&old_opcode);
213
214         if (is_swbp_insn(new_opcode)) {
215                 if (is_swbp)            /* register: already installed? */
216                         return 0;
217         } else {
218                 if (!is_swbp)           /* unregister: was it changed by us? */
219                         return 0;
220         }
221
222         return 1;
223 }
224
225 /*
226  * NOTE:
227  * Expect the breakpoint instruction to be the smallest size instruction for
228  * the architecture. If an arch has variable length instruction and the
229  * breakpoint instruction is not of the smallest length instruction
230  * supported by that architecture then we need to modify is_trap_at_addr and
231  * write_opcode accordingly. This would never be a problem for archs that
232  * have fixed length instructions.
233  */
234
235 /*
236  * write_opcode - write the opcode at a given virtual address.
237  * @mm: the probed process address space.
238  * @vaddr: the virtual address to store the opcode.
239  * @opcode: opcode to be written at @vaddr.
240  *
241  * Called with mm->mmap_sem held (for read and with a reference to
242  * mm).
243  *
244  * For mm @mm, write the opcode at @vaddr.
245  * Return 0 (success) or a negative errno.
246  */
247 static int write_opcode(struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr,
248                         uprobe_opcode_t opcode)
249 {
250         struct page *old_page, *new_page;
251         void *vaddr_old, *vaddr_new;
252         struct vm_area_struct *vma;
253         int ret;
254
255 retry:
256         /* Read the page with vaddr into memory */
257         ret = get_user_pages(NULL, mm, vaddr, 1, 0, 1, &old_page, &vma);
258         if (ret <= 0)
259                 return ret;
260
261         ret = verify_opcode(old_page, vaddr, &opcode);
262         if (ret <= 0)
263                 goto put_old;
264
265         ret = -ENOMEM;
266         new_page = alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, vaddr);
267         if (!new_page)
268                 goto put_old;
269
270         __SetPageUptodate(new_page);
271
272         /* copy the page now that we've got it stable */
273         vaddr_old = kmap_atomic(old_page);
274         vaddr_new = kmap_atomic(new_page);
275
276         memcpy(vaddr_new, vaddr_old, PAGE_SIZE);
277         memcpy(vaddr_new + (vaddr & ~PAGE_MASK), &opcode, UPROBE_SWBP_INSN_SIZE);
278
279         kunmap_atomic(vaddr_new);
280         kunmap_atomic(vaddr_old);
281
282         ret = anon_vma_prepare(vma);
283         if (ret)
284                 goto put_new;
285
286         ret = __replace_page(vma, vaddr, old_page, new_page);
287
288 put_new:
289         page_cache_release(new_page);
290 put_old:
291         put_page(old_page);
292
293         if (unlikely(ret == -EAGAIN))
294                 goto retry;
295         return ret;
296 }
297
298 /**
299  * set_swbp - store breakpoint at a given address.
300  * @auprobe: arch specific probepoint information.
301  * @mm: the probed process address space.
302  * @vaddr: the virtual address to insert the opcode.
303  *
304  * For mm @mm, store the breakpoint instruction at @vaddr.
305  * Return 0 (success) or a negative errno.
306  */
307 int __weak set_swbp(struct arch_uprobe *auprobe, struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr)
308 {
309         return write_opcode(mm, vaddr, UPROBE_SWBP_INSN);
310 }
311
312 /**
313  * set_orig_insn - Restore the original instruction.
314  * @mm: the probed process address space.
315  * @auprobe: arch specific probepoint information.
316  * @vaddr: the virtual address to insert the opcode.
317  *
318  * For mm @mm, restore the original opcode (opcode) at @vaddr.
319  * Return 0 (success) or a negative errno.
320  */
321 int __weak
322 set_orig_insn(struct arch_uprobe *auprobe, struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr)
323 {
324         return write_opcode(mm, vaddr, *(uprobe_opcode_t *)auprobe->insn);
325 }
326
327 static int match_uprobe(struct uprobe *l, struct uprobe *r)
328 {
329         if (l->inode < r->inode)
330                 return -1;
331
332         if (l->inode > r->inode)
333                 return 1;
334
335         if (l->offset < r->offset)
336                 return -1;
337
338         if (l->offset > r->offset)
339                 return 1;
340
341         return 0;
342 }
343
344 static struct uprobe *__find_uprobe(struct inode *inode, loff_t offset)
345 {
346         struct uprobe u = { .inode = inode, .offset = offset };
347         struct rb_node *n = uprobes_tree.rb_node;
348         struct uprobe *uprobe;
349         int match;
350
351         while (n) {
352                 uprobe = rb_entry(n, struct uprobe, rb_node);
353                 match = match_uprobe(&u, uprobe);
354                 if (!match) {
355                         atomic_inc(&uprobe->ref);
356                         return uprobe;
357                 }
358
359                 if (match < 0)
360                         n = n->rb_left;
361                 else
362                         n = n->rb_right;
363         }
364         return NULL;
365 }
366
367 /*
368  * Find a uprobe corresponding to a given inode:offset
369  * Acquires uprobes_treelock
370  */
371 static struct uprobe *find_uprobe(struct inode *inode, loff_t offset)
372 {
373         struct uprobe *uprobe;
374
375         spin_lock(&uprobes_treelock);
376         uprobe = __find_uprobe(inode, offset);
377         spin_unlock(&uprobes_treelock);
378
379         return uprobe;
380 }
381
382 static struct uprobe *__insert_uprobe(struct uprobe *uprobe)
383 {
384         struct rb_node **p = &uprobes_tree.rb_node;
385         struct rb_node *parent = NULL;
386         struct uprobe *u;
387         int match;
388
389         while (*p) {
390                 parent = *p;
391                 u = rb_entry(parent, struct uprobe, rb_node);
392                 match = match_uprobe(uprobe, u);
393                 if (!match) {
394                         atomic_inc(&u->ref);
395                         return u;
396                 }
397
398                 if (match < 0)
399                         p = &parent->rb_left;
400                 else
401                         p = &parent->rb_right;
402
403         }
404
405         u = NULL;
406         rb_link_node(&uprobe->rb_node, parent, p);
407         rb_insert_color(&uprobe->rb_node, &uprobes_tree);
408         /* get access + creation ref */
409         atomic_set(&uprobe->ref, 2);
410
411         return u;
412 }
413
414 /*
415  * Acquire uprobes_treelock.
416  * Matching uprobe already exists in rbtree;
417  *      increment (access refcount) and return the matching uprobe.
418  *
419  * No matching uprobe; insert the uprobe in rb_tree;
420  *      get a double refcount (access + creation) and return NULL.
421  */
422 static struct uprobe *insert_uprobe(struct uprobe *uprobe)
423 {
424         struct uprobe *u;
425
426         spin_lock(&uprobes_treelock);
427         u = __insert_uprobe(uprobe);
428         spin_unlock(&uprobes_treelock);
429
430         return u;
431 }
432
433 static void put_uprobe(struct uprobe *uprobe)
434 {
435         if (atomic_dec_and_test(&uprobe->ref))
436                 kfree(uprobe);
437 }
438
439 static struct uprobe *alloc_uprobe(struct inode *inode, loff_t offset)
440 {
441         struct uprobe *uprobe, *cur_uprobe;
442
443         uprobe = kzalloc(sizeof(struct uprobe), GFP_KERNEL);
444         if (!uprobe)
445                 return NULL;
446
447         uprobe->inode = igrab(inode);
448         uprobe->offset = offset;
449         init_rwsem(&uprobe->register_rwsem);
450         init_rwsem(&uprobe->consumer_rwsem);
451         /* For now assume that the instruction need not be single-stepped */
452         __set_bit(UPROBE_SKIP_SSTEP, &uprobe->flags);
453
454         /* add to uprobes_tree, sorted on inode:offset */
455         cur_uprobe = insert_uprobe(uprobe);
456
457         /* a uprobe exists for this inode:offset combination */
458         if (cur_uprobe) {
459                 kfree(uprobe);
460                 uprobe = cur_uprobe;
461                 iput(inode);
462         }
463
464         return uprobe;
465 }
466
467 static void consumer_add(struct uprobe *uprobe, struct uprobe_consumer *uc)
468 {
469         down_write(&uprobe->consumer_rwsem);
470         uc->next = uprobe->consumers;
471         uprobe->consumers = uc;
472         up_write(&uprobe->consumer_rwsem);
473 }
474
475 /*
476  * For uprobe @uprobe, delete the consumer @uc.
477  * Return true if the @uc is deleted successfully
478  * or return false.
479  */
480 static bool consumer_del(struct uprobe *uprobe, struct uprobe_consumer *uc)
481 {
482         struct uprobe_consumer **con;
483         bool ret = false;
484
485         down_write(&uprobe->consumer_rwsem);
486         for (con = &uprobe->consumers; *con; con = &(*con)->next) {
487                 if (*con == uc) {
488                         *con = uc->next;
489                         ret = true;
490                         break;
491                 }
492         }
493         up_write(&uprobe->consumer_rwsem);
494
495         return ret;
496 }
497
498 static int
499 __copy_insn(struct address_space *mapping, struct file *filp, char *insn,
500                         unsigned long nbytes, loff_t offset)
501 {
502         struct page *page;
503
504         if (!filp)
505                 return -EINVAL;
506
507         if (!mapping->a_ops->readpage)
508                 return -EIO;
509         /*
510          * Ensure that the page that has the original instruction is
511          * populated and in page-cache.
512          */
513         page = read_mapping_page(mapping, offset >> PAGE_CACHE_SHIFT, filp);
514         if (IS_ERR(page))
515                 return PTR_ERR(page);
516
517         copy_from_page(page, offset, insn, nbytes);
518         page_cache_release(page);
519
520         return 0;
521 }
522
523 static int copy_insn(struct uprobe *uprobe, struct file *filp)
524 {
525         struct address_space *mapping;
526         unsigned long nbytes;
527         int bytes;
528
529         nbytes = PAGE_SIZE - (uprobe->offset & ~PAGE_MASK);
530         mapping = uprobe->inode->i_mapping;
531
532         /* Instruction at end of binary; copy only available bytes */
533         if (uprobe->offset + MAX_UINSN_BYTES > uprobe->inode->i_size)
534                 bytes = uprobe->inode->i_size - uprobe->offset;
535         else
536                 bytes = MAX_UINSN_BYTES;
537
538         /* Instruction at the page-boundary; copy bytes in second page */
539         if (nbytes < bytes) {
540                 int err = __copy_insn(mapping, filp, uprobe->arch.insn + nbytes,
541                                 bytes - nbytes, uprobe->offset + nbytes);
542                 if (err)
543                         return err;
544                 bytes = nbytes;
545         }
546         return __copy_insn(mapping, filp, uprobe->arch.insn, bytes, uprobe->offset);
547 }
548
549 static int prepare_uprobe(struct uprobe *uprobe, struct file *file,
550                                 struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr)
551 {
552         int ret = 0;
553
554         if (test_bit(UPROBE_COPY_INSN, &uprobe->flags))
555                 return ret;
556
557         /* TODO: move this into _register, until then we abuse this sem. */
558         down_write(&uprobe->consumer_rwsem);
559         if (test_bit(UPROBE_COPY_INSN, &uprobe->flags))
560                 goto out;
561
562         ret = copy_insn(uprobe, file);
563         if (ret)
564                 goto out;
565
566         ret = -ENOTSUPP;
567         if (is_trap_insn((uprobe_opcode_t *)uprobe->arch.insn))
568                 goto out;
569
570         ret = arch_uprobe_analyze_insn(&uprobe->arch, mm, vaddr);
571         if (ret)
572                 goto out;
573
574         /* write_opcode() assumes we don't cross page boundary */
575         BUG_ON((uprobe->offset & ~PAGE_MASK) +
576                         UPROBE_SWBP_INSN_SIZE > PAGE_SIZE);
577
578         smp_wmb(); /* pairs with rmb() in find_active_uprobe() */
579         set_bit(UPROBE_COPY_INSN, &uprobe->flags);
580
581  out:
582         up_write(&uprobe->consumer_rwsem);
583
584         return ret;
585 }
586
587 static inline bool consumer_filter(struct uprobe_consumer *uc,
588                                    enum uprobe_filter_ctx ctx, struct mm_struct *mm)
589 {
590         return !uc->filter || uc->filter(uc, ctx, mm);
591 }
592
593 static bool filter_chain(struct uprobe *uprobe,
594                          enum uprobe_filter_ctx ctx, struct mm_struct *mm)
595 {
596         struct uprobe_consumer *uc;
597         bool ret = false;
598
599         down_read(&uprobe->consumer_rwsem);
600         for (uc = uprobe->consumers; uc; uc = uc->next) {
601                 ret = consumer_filter(uc, ctx, mm);
602                 if (ret)
603                         break;
604         }
605         up_read(&uprobe->consumer_rwsem);
606
607         return ret;
608 }
609
610 static int
611 install_breakpoint(struct uprobe *uprobe, struct mm_struct *mm,
612                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr)
613 {
614         bool first_uprobe;
615         int ret;
616
617         ret = prepare_uprobe(uprobe, vma->vm_file, mm, vaddr);
618         if (ret)
619                 return ret;
620
621         /*
622          * set MMF_HAS_UPROBES in advance for uprobe_pre_sstep_notifier(),
623          * the task can hit this breakpoint right after __replace_page().
624          */
625         first_uprobe = !test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags);
626         if (first_uprobe)
627                 set_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags);
628
629         ret = set_swbp(&uprobe->arch, mm, vaddr);
630         if (!ret)
631                 clear_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &mm->flags);
632         else if (first_uprobe)
633                 clear_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags);
634
635         return ret;
636 }
637
638 static int
639 remove_breakpoint(struct uprobe *uprobe, struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr)
640 {
641         set_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &mm->flags);
642         return set_orig_insn(&uprobe->arch, mm, vaddr);
643 }
644
645 static inline bool uprobe_is_active(struct uprobe *uprobe)
646 {
647         return !RB_EMPTY_NODE(&uprobe->rb_node);
648 }
649 /*
650  * There could be threads that have already hit the breakpoint. They
651  * will recheck the current insn and restart if find_uprobe() fails.
652  * See find_active_uprobe().
653  */
654 static void delete_uprobe(struct uprobe *uprobe)
655 {
656         if (WARN_ON(!uprobe_is_active(uprobe)))
657                 return;
658
659         spin_lock(&uprobes_treelock);
660         rb_erase(&uprobe->rb_node, &uprobes_tree);
661         spin_unlock(&uprobes_treelock);
662         RB_CLEAR_NODE(&uprobe->rb_node); /* for uprobe_is_active() */
663         iput(uprobe->inode);
664         put_uprobe(uprobe);
665 }
666
667 struct map_info {
668         struct map_info *next;
669         struct mm_struct *mm;
670         unsigned long vaddr;
671 };
672
673 static inline struct map_info *free_map_info(struct map_info *info)
674 {
675         struct map_info *next = info->next;
676         kfree(info);
677         return next;
678 }
679
680 static struct map_info *
681 build_map_info(struct address_space *mapping, loff_t offset, bool is_register)
682 {
683         unsigned long pgoff = offset >> PAGE_SHIFT;
684         struct vm_area_struct *vma;
685         struct map_info *curr = NULL;
686         struct map_info *prev = NULL;
687         struct map_info *info;
688         int more = 0;
689
690  again:
691         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
692         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
693                 if (!valid_vma(vma, is_register))
694                         continue;
695
696                 if (!prev && !more) {
697                         /*
698                          * Needs GFP_NOWAIT to avoid i_mmap_mutex recursion through
699                          * reclaim. This is optimistic, no harm done if it fails.
700                          */
701                         prev = kmalloc(sizeof(struct map_info),
702                                         GFP_NOWAIT | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
703                         if (prev)
704                                 prev->next = NULL;
705                 }
706                 if (!prev) {
707                         more++;
708                         continue;
709                 }
710
711                 if (!atomic_inc_not_zero(&vma->vm_mm->mm_users))
712                         continue;
713
714                 info = prev;
715                 prev = prev->next;
716                 info->next = curr;
717                 curr = info;
718
719                 info->mm = vma->vm_mm;
720                 info->vaddr = offset_to_vaddr(vma, offset);
721         }
722         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
723
724         if (!more)
725                 goto out;
726
727         prev = curr;
728         while (curr) {
729                 mmput(curr->mm);
730                 curr = curr->next;
731         }
732
733         do {
734                 info = kmalloc(sizeof(struct map_info), GFP_KERNEL);
735                 if (!info) {
736                         curr = ERR_PTR(-ENOMEM);
737                         goto out;
738                 }
739                 info->next = prev;
740                 prev = info;
741         } while (--more);
742
743         goto again;
744  out:
745         while (prev)
746                 prev = free_map_info(prev);
747         return curr;
748 }
749
750 static int
751 register_for_each_vma(struct uprobe *uprobe, struct uprobe_consumer *new)
752 {
753         bool is_register = !!new;
754         struct map_info *info;
755         int err = 0;
756
757         percpu_down_write(&dup_mmap_sem);
758         info = build_map_info(uprobe->inode->i_mapping,
759                                         uprobe->offset, is_register);
760         if (IS_ERR(info)) {
761                 err = PTR_ERR(info);
762                 goto out;
763         }
764
765         while (info) {
766                 struct mm_struct *mm = info->mm;
767                 struct vm_area_struct *vma;
768
769                 if (err && is_register)
770                         goto free;
771
772                 down_write(&mm->mmap_sem);
773                 vma = find_vma(mm, info->vaddr);
774                 if (!vma || !valid_vma(vma, is_register) ||
775                     file_inode(vma->vm_file) != uprobe->inode)
776                         goto unlock;
777
778                 if (vma->vm_start > info->vaddr ||
779                     vaddr_to_offset(vma, info->vaddr) != uprobe->offset)
780                         goto unlock;
781
782                 if (is_register) {
783                         /* consult only the "caller", new consumer. */
784                         if (consumer_filter(new,
785                                         UPROBE_FILTER_REGISTER, mm))
786                                 err = install_breakpoint(uprobe, mm, vma, info->vaddr);
787                 } else if (test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags)) {
788                         if (!filter_chain(uprobe,
789                                         UPROBE_FILTER_UNREGISTER, mm))
790                                 err |= remove_breakpoint(uprobe, mm, info->vaddr);
791                 }
792
793  unlock:
794                 up_write(&mm->mmap_sem);
795  free:
796                 mmput(mm);
797                 info = free_map_info(info);
798         }
799  out:
800         percpu_up_write(&dup_mmap_sem);
801         return err;
802 }
803
804 static int __uprobe_register(struct uprobe *uprobe, struct uprobe_consumer *uc)
805 {
806         consumer_add(uprobe, uc);
807         return register_for_each_vma(uprobe, uc);
808 }
809
810 static void __uprobe_unregister(struct uprobe *uprobe, struct uprobe_consumer *uc)
811 {
812         int err;
813
814         if (!consumer_del(uprobe, uc))  /* WARN? */
815                 return;
816
817         err = register_for_each_vma(uprobe, NULL);
818         /* TODO : cant unregister? schedule a worker thread */
819         if (!uprobe->consumers && !err)
820                 delete_uprobe(uprobe);
821 }
822
823 /*
824  * uprobe_register - register a probe
825  * @inode: the file in which the probe has to be placed.
826  * @offset: offset from the start of the file.
827  * @uc: information on howto handle the probe..
828  *
829  * Apart from the access refcount, uprobe_register() takes a creation
830  * refcount (thro alloc_uprobe) if and only if this @uprobe is getting
831  * inserted into the rbtree (i.e first consumer for a @inode:@offset
832  * tuple).  Creation refcount stops uprobe_unregister from freeing the
833  * @uprobe even before the register operation is complete. Creation
834  * refcount is released when the last @uc for the @uprobe
835  * unregisters.
836  *
837  * Return errno if it cannot successully install probes
838  * else return 0 (success)
839  */
840 int uprobe_register(struct inode *inode, loff_t offset, struct uprobe_consumer *uc)
841 {
842         struct uprobe *uprobe;
843         int ret;
844
845         /* Racy, just to catch the obvious mistakes */
846         if (offset > i_size_read(inode))
847                 return -EINVAL;
848
849  retry:
850         uprobe = alloc_uprobe(inode, offset);
851         if (!uprobe)
852                 return -ENOMEM;
853         /*
854          * We can race with uprobe_unregister()->delete_uprobe().
855          * Check uprobe_is_active() and retry if it is false.
856          */
857         down_write(&uprobe->register_rwsem);
858         ret = -EAGAIN;
859         if (likely(uprobe_is_active(uprobe))) {
860                 ret = __uprobe_register(uprobe, uc);
861                 if (ret)
862                         __uprobe_unregister(uprobe, uc);
863         }
864         up_write(&uprobe->register_rwsem);
865         put_uprobe(uprobe);
866
867         if (unlikely(ret == -EAGAIN))
868                 goto retry;
869         return ret;
870 }
871 EXPORT_SYMBOL_GPL(uprobe_register);
872
873 /*
874  * uprobe_apply - unregister a already registered probe.
875  * @inode: the file in which the probe has to be removed.
876  * @offset: offset from the start of the file.
877  * @uc: consumer which wants to add more or remove some breakpoints
878  * @add: add or remove the breakpoints
879  */
880 int uprobe_apply(struct inode *inode, loff_t offset,
881                         struct uprobe_consumer *uc, bool add)
882 {
883         struct uprobe *uprobe;
884         struct uprobe_consumer *con;
885         int ret = -ENOENT;
886
887         uprobe = find_uprobe(inode, offset);
888         if (!uprobe)
889                 return ret;
890
891         down_write(&uprobe->register_rwsem);
892         for (con = uprobe->consumers; con && con != uc ; con = con->next)
893                 ;
894         if (con)
895                 ret = register_for_each_vma(uprobe, add ? uc : NULL);
896         up_write(&uprobe->register_rwsem);
897         put_uprobe(uprobe);
898
899         return ret;
900 }
901
902 /*
903  * uprobe_unregister - unregister a already registered probe.
904  * @inode: the file in which the probe has to be removed.
905  * @offset: offset from the start of the file.
906  * @uc: identify which probe if multiple probes are colocated.
907  */
908 void uprobe_unregister(struct inode *inode, loff_t offset, struct uprobe_consumer *uc)
909 {
910         struct uprobe *uprobe;
911
912         uprobe = find_uprobe(inode, offset);
913         if (!uprobe)
914                 return;
915
916         down_write(&uprobe->register_rwsem);
917         __uprobe_unregister(uprobe, uc);
918         up_write(&uprobe->register_rwsem);
919         put_uprobe(uprobe);
920 }
921 EXPORT_SYMBOL_GPL(uprobe_unregister);
922
923 static int unapply_uprobe(struct uprobe *uprobe, struct mm_struct *mm)
924 {
925         struct vm_area_struct *vma;
926         int err = 0;
927
928         down_read(&mm->mmap_sem);
929         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
930                 unsigned long vaddr;
931                 loff_t offset;
932
933                 if (!valid_vma(vma, false) ||
934                     file_inode(vma->vm_file) != uprobe->inode)
935                         continue;
936
937                 offset = (loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
938                 if (uprobe->offset <  offset ||
939                     uprobe->offset >= offset + vma->vm_end - vma->vm_start)
940                         continue;
941
942                 vaddr = offset_to_vaddr(vma, uprobe->offset);
943                 err |= remove_breakpoint(uprobe, mm, vaddr);
944         }
945         up_read(&mm->mmap_sem);
946
947         return err;
948 }
949
950 static struct rb_node *
951 find_node_in_range(struct inode *inode, loff_t min, loff_t max)
952 {
953         struct rb_node *n = uprobes_tree.rb_node;
954
955         while (n) {
956                 struct uprobe *u = rb_entry(n, struct uprobe, rb_node);
957
958                 if (inode < u->inode) {
959                         n = n->rb_left;
960                 } else if (inode > u->inode) {
961                         n = n->rb_right;
962                 } else {
963                         if (max < u->offset)
964                                 n = n->rb_left;
965                         else if (min > u->offset)
966                                 n = n->rb_right;
967                         else
968                                 break;
969                 }
970         }
971
972         return n;
973 }
974
975 /*
976  * For a given range in vma, build a list of probes that need to be inserted.
977  */
978 static void build_probe_list(struct inode *inode,
979                                 struct vm_area_struct *vma,
980                                 unsigned long start, unsigned long end,
981                                 struct list_head *head)
982 {
983         loff_t min, max;
984         struct rb_node *n, *t;
985         struct uprobe *u;
986
987         INIT_LIST_HEAD(head);
988         min = vaddr_to_offset(vma, start);
989         max = min + (end - start) - 1;
990
991         spin_lock(&uprobes_treelock);
992         n = find_node_in_range(inode, min, max);
993         if (n) {
994                 for (t = n; t; t = rb_prev(t)) {
995                         u = rb_entry(t, struct uprobe, rb_node);
996                         if (u->inode != inode || u->offset < min)
997                                 break;
998                         list_add(&u->pending_list, head);
999                         atomic_inc(&u->ref);
1000                 }
1001                 for (t = n; (t = rb_next(t)); ) {
1002                         u = rb_entry(t, struct uprobe, rb_node);
1003                         if (u->inode != inode || u->offset > max)
1004                                 break;
1005                         list_add(&u->pending_list, head);
1006                         atomic_inc(&u->ref);
1007                 }
1008         }
1009         spin_unlock(&uprobes_treelock);
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Called from mmap_region/vma_adjust with mm->mmap_sem acquired.
1014  *
1015  * Currently we ignore all errors and always return 0, the callers
1016  * can't handle the failure anyway.
1017  */
1018 int uprobe_mmap(struct vm_area_struct *vma)
1019 {
1020         struct list_head tmp_list;
1021         struct uprobe *uprobe, *u;
1022         struct inode *inode;
1023
1024         if (no_uprobe_events() || !valid_vma(vma, true))
1025                 return 0;
1026
1027         inode = file_inode(vma->vm_file);
1028         if (!inode)
1029                 return 0;
1030
1031         mutex_lock(uprobes_mmap_hash(inode));
1032         build_probe_list(inode, vma, vma->vm_start, vma->vm_end, &tmp_list);
1033         /*
1034          * We can race with uprobe_unregister(), this uprobe can be already
1035          * removed. But in this case filter_chain() must return false, all
1036          * consumers have gone away.
1037          */
1038         list_for_each_entry_safe(uprobe, u, &tmp_list, pending_list) {
1039                 if (!fatal_signal_pending(current) &&
1040                     filter_chain(uprobe, UPROBE_FILTER_MMAP, vma->vm_mm)) {
1041                         unsigned long vaddr = offset_to_vaddr(vma, uprobe->offset);
1042                         install_breakpoint(uprobe, vma->vm_mm, vma, vaddr);
1043                 }
1044                 put_uprobe(uprobe);
1045         }
1046         mutex_unlock(uprobes_mmap_hash(inode));
1047
1048         return 0;
1049 }
1050
1051 static bool
1052 vma_has_uprobes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
1053 {
1054         loff_t min, max;
1055         struct inode *inode;
1056         struct rb_node *n;
1057
1058         inode = file_inode(vma->vm_file);
1059
1060         min = vaddr_to_offset(vma, start);
1061         max = min + (end - start) - 1;
1062
1063         spin_lock(&uprobes_treelock);
1064         n = find_node_in_range(inode, min, max);
1065         spin_unlock(&uprobes_treelock);
1066
1067         return !!n;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Called in context of a munmap of a vma.
1072  */
1073 void uprobe_munmap(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
1074 {
1075         if (no_uprobe_events() || !valid_vma(vma, false))
1076                 return;
1077
1078         if (!atomic_read(&vma->vm_mm->mm_users)) /* called by mmput() ? */
1079                 return;
1080
1081         if (!test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &vma->vm_mm->flags) ||
1082              test_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &vma->vm_mm->flags))
1083                 return;
1084
1085         if (vma_has_uprobes(vma, start, end))
1086                 set_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &vma->vm_mm->flags);
1087 }
1088
1089 /* Slot allocation for XOL */
1090 static int xol_add_vma(struct xol_area *area)
1091 {
1092         struct mm_struct *mm = current->mm;
1093         int ret = -EALREADY;
1094
1095         down_write(&mm->mmap_sem);
1096         if (mm->uprobes_state.xol_area)
1097                 goto fail;
1098
1099         ret = -ENOMEM;
1100         /* Try to map as high as possible, this is only a hint. */
1101         area->vaddr = get_unmapped_area(NULL, TASK_SIZE - PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, 0, 0);
1102         if (area->vaddr & ~PAGE_MASK) {
1103                 ret = area->vaddr;
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         ret = install_special_mapping(mm, area->vaddr, PAGE_SIZE,
1108                                 VM_EXEC|VM_MAYEXEC|VM_DONTCOPY|VM_IO, &area->page);
1109         if (ret)
1110                 goto fail;
1111
1112         smp_wmb();      /* pairs with get_xol_area() */
1113         mm->uprobes_state.xol_area = area;
1114         ret = 0;
1115  fail:
1116         up_write(&mm->mmap_sem);
1117
1118         return ret;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * get_xol_area - Allocate process's xol_area if necessary.
1123  * This area will be used for storing instructions for execution out of line.
1124  *
1125  * Returns the allocated area or NULL.
1126  */
1127 static struct xol_area *get_xol_area(void)
1128 {
1129         struct mm_struct *mm = current->mm;
1130         struct xol_area *area;
1131
1132         area = mm->uprobes_state.xol_area;
1133         if (area)
1134                 goto ret;
1135
1136         area = kzalloc(sizeof(*area), GFP_KERNEL);
1137         if (unlikely(!area))
1138                 goto out;
1139
1140         area->bitmap = kzalloc(BITS_TO_LONGS(UINSNS_PER_PAGE) * sizeof(long), GFP_KERNEL);
1141         if (!area->bitmap)
1142                 goto free_area;
1143
1144         area->page = alloc_page(GFP_HIGHUSER);
1145         if (!area->page)
1146                 goto free_bitmap;
1147
1148         init_waitqueue_head(&area->wq);
1149         if (!xol_add_vma(area))
1150                 return area;
1151
1152         __free_page(area->page);
1153  free_bitmap:
1154         kfree(area->bitmap);
1155  free_area:
1156         kfree(area);
1157  out:
1158         area = mm->uprobes_state.xol_area;
1159  ret:
1160         smp_read_barrier_depends();     /* pairs with wmb in xol_add_vma() */
1161         return area;
1162 }
1163
1164 /*
1165  * uprobe_clear_state - Free the area allocated for slots.
1166  */
1167 void uprobe_clear_state(struct mm_struct *mm)
1168 {
1169         struct xol_area *area = mm->uprobes_state.xol_area;
1170
1171         if (!area)
1172                 return;
1173
1174         put_page(area->page);
1175         kfree(area->bitmap);
1176         kfree(area);
1177 }
1178
1179 void uprobe_start_dup_mmap(void)
1180 {
1181         percpu_down_read(&dup_mmap_sem);
1182 }
1183
1184 void uprobe_end_dup_mmap(void)
1185 {
1186         percpu_up_read(&dup_mmap_sem);
1187 }
1188
1189 void uprobe_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *newmm)
1190 {
1191         newmm->uprobes_state.xol_area = NULL;
1192
1193         if (test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &oldmm->flags)) {
1194                 set_bit(MMF_HAS_UPROBES, &newmm->flags);
1195                 /* unconditionally, dup_mmap() skips VM_DONTCOPY vmas */
1196                 set_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &newmm->flags);
1197         }
1198 }
1199
1200 /*
1201  *  - search for a free slot.
1202  */
1203 static unsigned long xol_take_insn_slot(struct xol_area *area)
1204 {
1205         unsigned long slot_addr;
1206         int slot_nr;
1207
1208         do {
1209                 slot_nr = find_first_zero_bit(area->bitmap, UINSNS_PER_PAGE);
1210                 if (slot_nr < UINSNS_PER_PAGE) {
1211                         if (!test_and_set_bit(slot_nr, area->bitmap))
1212                                 break;
1213
1214                         slot_nr = UINSNS_PER_PAGE;
1215                         continue;
1216                 }
1217                 wait_event(area->wq, (atomic_read(&area->slot_count) < UINSNS_PER_PAGE));
1218         } while (slot_nr >= UINSNS_PER_PAGE);
1219
1220         slot_addr = area->vaddr + (slot_nr * UPROBE_XOL_SLOT_BYTES);
1221         atomic_inc(&area->slot_count);
1222
1223         return slot_addr;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * xol_get_insn_slot - allocate a slot for xol.
1228  * Returns the allocated slot address or 0.
1229  */
1230 static unsigned long xol_get_insn_slot(struct uprobe *uprobe)
1231 {
1232         struct xol_area *area;
1233         unsigned long offset;
1234         unsigned long xol_vaddr;
1235         void *vaddr;
1236
1237         area = get_xol_area();
1238         if (!area)
1239                 return 0;
1240
1241         xol_vaddr = xol_take_insn_slot(area);
1242         if (unlikely(!xol_vaddr))
1243                 return 0;
1244
1245         /* Initialize the slot */
1246         offset = xol_vaddr & ~PAGE_MASK;
1247         vaddr = kmap_atomic(area->page);
1248         memcpy(vaddr + offset, uprobe->arch.insn, MAX_UINSN_BYTES);
1249         kunmap_atomic(vaddr);
1250         /*
1251          * We probably need flush_icache_user_range() but it needs vma.
1252          * This should work on supported architectures too.
1253          */
1254         flush_dcache_page(area->page);
1255
1256         return xol_vaddr;
1257 }
1258
1259 /*
1260  * xol_free_insn_slot - If slot was earlier allocated by
1261  * @xol_get_insn_slot(), make the slot available for
1262  * subsequent requests.
1263  */
1264 static void xol_free_insn_slot(struct task_struct *tsk)
1265 {
1266         struct xol_area *area;
1267         unsigned long vma_end;
1268         unsigned long slot_addr;
1269
1270         if (!tsk->mm || !tsk->mm->uprobes_state.xol_area || !tsk->utask)
1271                 return;
1272
1273         slot_addr = tsk->utask->xol_vaddr;
1274         if (unlikely(!slot_addr))
1275                 return;
1276
1277         area = tsk->mm->uprobes_state.xol_area;
1278         vma_end = area->vaddr + PAGE_SIZE;
1279         if (area->vaddr <= slot_addr && slot_addr < vma_end) {
1280                 unsigned long offset;
1281                 int slot_nr;
1282
1283                 offset = slot_addr - area->vaddr;
1284                 slot_nr = offset / UPROBE_XOL_SLOT_BYTES;
1285                 if (slot_nr >= UINSNS_PER_PAGE)
1286                         return;
1287
1288                 clear_bit(slot_nr, area->bitmap);
1289                 atomic_dec(&area->slot_count);
1290                 if (waitqueue_active(&area->wq))
1291                         wake_up(&area->wq);
1292
1293                 tsk->utask->xol_vaddr = 0;
1294         }
1295 }
1296
1297 /**
1298  * uprobe_get_swbp_addr - compute address of swbp given post-swbp regs
1299  * @regs: Reflects the saved state of the task after it has hit a breakpoint
1300  * instruction.
1301  * Return the address of the breakpoint instruction.
1302  */
1303 unsigned long __weak uprobe_get_swbp_addr(struct pt_regs *regs)
1304 {
1305         return instruction_pointer(regs) - UPROBE_SWBP_INSN_SIZE;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Called with no locks held.
1310  * Called in context of a exiting or a exec-ing thread.
1311  */
1312 void uprobe_free_utask(struct task_struct *t)
1313 {
1314         struct uprobe_task *utask = t->utask;
1315
1316         if (!utask)
1317                 return;
1318
1319         if (utask->active_uprobe)
1320                 put_uprobe(utask->active_uprobe);
1321
1322         xol_free_insn_slot(t);
1323         kfree(utask);
1324         t->utask = NULL;
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Called in context of a new clone/fork from copy_process.
1329  */
1330 void uprobe_copy_process(struct task_struct *t)
1331 {
1332         t->utask = NULL;
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Allocate a uprobe_task object for the task if if necessary.
1337  * Called when the thread hits a breakpoint.
1338  *
1339  * Returns:
1340  * - pointer to new uprobe_task on success
1341  * - NULL otherwise
1342  */
1343 static struct uprobe_task *get_utask(void)
1344 {
1345         if (!current->utask)
1346                 current->utask = kzalloc(sizeof(struct uprobe_task), GFP_KERNEL);
1347         return current->utask;
1348 }
1349
1350 /* Prepare to single-step probed instruction out of line. */
1351 static int
1352 pre_ssout(struct uprobe *uprobe, struct pt_regs *regs, unsigned long bp_vaddr)
1353 {
1354         struct uprobe_task *utask;
1355         unsigned long xol_vaddr;
1356         int err;
1357
1358         utask = get_utask();
1359         if (!utask)
1360                 return -ENOMEM;
1361
1362         xol_vaddr = xol_get_insn_slot(uprobe);
1363         if (!xol_vaddr)
1364                 return -ENOMEM;
1365
1366         utask->xol_vaddr = xol_vaddr;
1367         utask->vaddr = bp_vaddr;
1368
1369         err = arch_uprobe_pre_xol(&uprobe->arch, regs);
1370         if (unlikely(err)) {
1371                 xol_free_insn_slot(current);
1372                 return err;
1373         }
1374
1375         utask->active_uprobe = uprobe;
1376         utask->state = UTASK_SSTEP;
1377         return 0;
1378 }
1379
1380 /*
1381  * If we are singlestepping, then ensure this thread is not connected to
1382  * non-fatal signals until completion of singlestep.  When xol insn itself
1383  * triggers the signal,  restart the original insn even if the task is
1384  * already SIGKILL'ed (since coredump should report the correct ip).  This
1385  * is even more important if the task has a handler for SIGSEGV/etc, The
1386  * _same_ instruction should be repeated again after return from the signal
1387  * handler, and SSTEP can never finish in this case.
1388  */
1389 bool uprobe_deny_signal(void)
1390 {
1391         struct task_struct *t = current;
1392         struct uprobe_task *utask = t->utask;
1393
1394         if (likely(!utask || !utask->active_uprobe))
1395                 return false;
1396
1397         WARN_ON_ONCE(utask->state != UTASK_SSTEP);
1398
1399         if (signal_pending(t)) {
1400                 spin_lock_irq(&t->sighand->siglock);
1401                 clear_tsk_thread_flag(t, TIF_SIGPENDING);
1402                 spin_unlock_irq(&t->sighand->siglock);
1403
1404                 if (__fatal_signal_pending(t) || arch_uprobe_xol_was_trapped(t)) {
1405                         utask->state = UTASK_SSTEP_TRAPPED;
1406                         set_tsk_thread_flag(t, TIF_UPROBE);
1407                         set_tsk_thread_flag(t, TIF_NOTIFY_RESUME);
1408                 }
1409         }
1410
1411         return true;
1412 }
1413
1414 /*
1415  * Avoid singlestepping the original instruction if the original instruction
1416  * is a NOP or can be emulated.
1417  */
1418 static bool can_skip_sstep(struct uprobe *uprobe, struct pt_regs *regs)
1419 {
1420         if (test_bit(UPROBE_SKIP_SSTEP, &uprobe->flags)) {
1421                 if (arch_uprobe_skip_sstep(&uprobe->arch, regs))
1422                         return true;
1423                 clear_bit(UPROBE_SKIP_SSTEP, &uprobe->flags);
1424         }
1425         return false;
1426 }
1427
1428 static void mmf_recalc_uprobes(struct mm_struct *mm)
1429 {
1430         struct vm_area_struct *vma;
1431
1432         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
1433                 if (!valid_vma(vma, false))
1434                         continue;
1435                 /*
1436                  * This is not strictly accurate, we can race with
1437                  * uprobe_unregister() and see the already removed
1438                  * uprobe if delete_uprobe() was not yet called.
1439                  * Or this uprobe can be filtered out.
1440                  */
1441                 if (vma_has_uprobes(vma, vma->vm_start, vma->vm_end))
1442                         return;
1443         }
1444
1445         clear_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags);
1446 }
1447
1448 static int is_trap_at_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr)
1449 {
1450         struct page *page;
1451         uprobe_opcode_t opcode;
1452         int result;
1453
1454         pagefault_disable();
1455         result = __copy_from_user_inatomic(&opcode, (void __user*)vaddr,
1456                                                         sizeof(opcode));
1457         pagefault_enable();
1458
1459         if (likely(result == 0))
1460                 goto out;
1461
1462         result = get_user_pages(NULL, mm, vaddr, 1, 0, 1, &page, NULL);
1463         if (result < 0)
1464                 return result;
1465
1466         copy_from_page(page, vaddr, &opcode, UPROBE_SWBP_INSN_SIZE);
1467         put_page(page);
1468  out:
1469         /* This needs to return true for any variant of the trap insn */
1470         return is_trap_insn(&opcode);
1471 }
1472
1473 static struct uprobe *find_active_uprobe(unsigned long bp_vaddr, int *is_swbp)
1474 {
1475         struct mm_struct *mm = current->mm;
1476         struct uprobe *uprobe = NULL;
1477         struct vm_area_struct *vma;
1478
1479         down_read(&mm->mmap_sem);
1480         vma = find_vma(mm, bp_vaddr);
1481         if (vma && vma->vm_start <= bp_vaddr) {
1482                 if (valid_vma(vma, false)) {
1483                         struct inode *inode = file_inode(vma->vm_file);
1484                         loff_t offset = vaddr_to_offset(vma, bp_vaddr);
1485
1486                         uprobe = find_uprobe(inode, offset);
1487                 }
1488
1489                 if (!uprobe)
1490                         *is_swbp = is_trap_at_addr(mm, bp_vaddr);
1491         } else {
1492                 *is_swbp = -EFAULT;
1493         }
1494
1495         if (!uprobe && test_and_clear_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &mm->flags))
1496                 mmf_recalc_uprobes(mm);
1497         up_read(&mm->mmap_sem);
1498
1499         return uprobe;
1500 }
1501
1502 static void handler_chain(struct uprobe *uprobe, struct pt_regs *regs)
1503 {
1504         struct uprobe_consumer *uc;
1505         int remove = UPROBE_HANDLER_REMOVE;
1506
1507         down_read(&uprobe->register_rwsem);
1508         for (uc = uprobe->consumers; uc; uc = uc->next) {
1509                 int rc = uc->handler(uc, regs);
1510
1511                 WARN(rc & ~UPROBE_HANDLER_MASK,
1512                         "bad rc=0x%x from %pf()\n", rc, uc->handler);
1513                 remove &= rc;
1514         }
1515
1516         if (remove && uprobe->consumers) {
1517                 WARN_ON(!uprobe_is_active(uprobe));
1518                 unapply_uprobe(uprobe, current->mm);
1519         }
1520         up_read(&uprobe->register_rwsem);
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Run handler and ask thread to singlestep.
1525  * Ensure all non-fatal signals cannot interrupt thread while it singlesteps.
1526  */
1527 static void handle_swbp(struct pt_regs *regs)
1528 {
1529         struct uprobe *uprobe;
1530         unsigned long bp_vaddr;
1531         int uninitialized_var(is_swbp);
1532
1533         bp_vaddr = uprobe_get_swbp_addr(regs);
1534         uprobe = find_active_uprobe(bp_vaddr, &is_swbp);
1535
1536         if (!uprobe) {
1537                 if (is_swbp > 0) {
1538                         /* No matching uprobe; signal SIGTRAP. */
1539                         send_sig(SIGTRAP, current, 0);
1540                 } else {
1541                         /*
1542                          * Either we raced with uprobe_unregister() or we can't
1543                          * access this memory. The latter is only possible if
1544                          * another thread plays with our ->mm. In both cases
1545                          * we can simply restart. If this vma was unmapped we
1546                          * can pretend this insn was not executed yet and get
1547                          * the (correct) SIGSEGV after restart.
1548                          */
1549                         instruction_pointer_set(regs, bp_vaddr);
1550                 }
1551                 return;
1552         }
1553
1554         /* change it in advance for ->handler() and restart */
1555         instruction_pointer_set(regs, bp_vaddr);
1556
1557         /*
1558          * TODO: move copy_insn/etc into _register and remove this hack.
1559          * After we hit the bp, _unregister + _register can install the
1560          * new and not-yet-analyzed uprobe at the same address, restart.
1561          */
1562         smp_rmb(); /* pairs with wmb() in install_breakpoint() */
1563         if (unlikely(!test_bit(UPROBE_COPY_INSN, &uprobe->flags)))
1564                 goto out;
1565
1566         handler_chain(uprobe, regs);
1567         if (can_skip_sstep(uprobe, regs))
1568                 goto out;
1569
1570         if (!pre_ssout(uprobe, regs, bp_vaddr))
1571                 return;
1572
1573         /* can_skip_sstep() succeeded, or restart if can't singlestep */
1574 out:
1575         put_uprobe(uprobe);
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Perform required fix-ups and disable singlestep.
1580  * Allow pending signals to take effect.
1581  */
1582 static void handle_singlestep(struct uprobe_task *utask, struct pt_regs *regs)
1583 {
1584         struct uprobe *uprobe;
1585
1586         uprobe = utask->active_uprobe;
1587         if (utask->state == UTASK_SSTEP_ACK)
1588                 arch_uprobe_post_xol(&uprobe->arch, regs);
1589         else if (utask->state == UTASK_SSTEP_TRAPPED)
1590                 arch_uprobe_abort_xol(&uprobe->arch, regs);
1591         else
1592                 WARN_ON_ONCE(1);
1593
1594         put_uprobe(uprobe);
1595         utask->active_uprobe = NULL;
1596         utask->state = UTASK_RUNNING;
1597         xol_free_insn_slot(current);
1598
1599         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
1600         recalc_sigpending(); /* see uprobe_deny_signal() */
1601         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * On breakpoint hit, breakpoint notifier sets the TIF_UPROBE flag and
1606  * allows the thread to return from interrupt. After that handle_swbp()
1607  * sets utask->active_uprobe.
1608  *
1609  * On singlestep exception, singlestep notifier sets the TIF_UPROBE flag
1610  * and allows the thread to return from interrupt.
1611  *
1612  * While returning to userspace, thread notices the TIF_UPROBE flag and calls
1613  * uprobe_notify_resume().
1614  */
1615 void uprobe_notify_resume(struct pt_regs *regs)
1616 {
1617         struct uprobe_task *utask;
1618
1619         clear_thread_flag(TIF_UPROBE);
1620
1621         utask = current->utask;
1622         if (utask && utask->active_uprobe)
1623                 handle_singlestep(utask, regs);
1624         else
1625                 handle_swbp(regs);
1626 }
1627
1628 /*
1629  * uprobe_pre_sstep_notifier gets called from interrupt context as part of
1630  * notifier mechanism. Set TIF_UPROBE flag and indicate breakpoint hit.
1631  */
1632 int uprobe_pre_sstep_notifier(struct pt_regs *regs)
1633 {
1634         if (!current->mm || !test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &current->mm->flags))
1635                 return 0;
1636
1637         set_thread_flag(TIF_UPROBE);
1638         return 1;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * uprobe_post_sstep_notifier gets called in interrupt context as part of notifier
1643  * mechanism. Set TIF_UPROBE flag and indicate completion of singlestep.
1644  */
1645 int uprobe_post_sstep_notifier(struct pt_regs *regs)
1646 {
1647         struct uprobe_task *utask = current->utask;
1648
1649         if (!current->mm || !utask || !utask->active_uprobe)
1650                 /* task is currently not uprobed */
1651                 return 0;
1652
1653         utask->state = UTASK_SSTEP_ACK;
1654         set_thread_flag(TIF_UPROBE);
1655         return 1;
1656 }
1657
1658 static struct notifier_block uprobe_exception_nb = {
1659         .notifier_call          = arch_uprobe_exception_notify,
1660         .priority               = INT_MAX-1,    /* notified after kprobes, kgdb */
1661 };
1662
1663 static int __init init_uprobes(void)
1664 {
1665         int i;
1666
1667         for (i = 0; i < UPROBES_HASH_SZ; i++)
1668                 mutex_init(&uprobes_mmap_mutex[i]);
1669
1670         if (percpu_init_rwsem(&dup_mmap_sem))
1671                 return -ENOMEM;
1672
1673         return register_die_notifier(&uprobe_exception_nb);
1674 }
1675 module_init(init_uprobes);
1676
1677 static void __exit exit_uprobes(void)
1678 {
1679 }
1680 module_exit(exit_uprobes);