uprobes: Add trap variant helper
[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_opcode(struct page *page, unsigned long vaddr, uprobe_opcode_t *opcode)
191 {
192         void *kaddr = kmap_atomic(page);
193         memcpy(opcode, kaddr + (vaddr & ~PAGE_MASK), UPROBE_SWBP_INSN_SIZE);
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_opcode(page, vaddr, &old_opcode);
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         void *vaddr;
504         unsigned long off;
505         pgoff_t idx;
506
507         if (!filp)
508                 return -EINVAL;
509
510         if (!mapping->a_ops->readpage)
511                 return -EIO;
512
513         idx = offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
514         off = offset & ~PAGE_MASK;
515
516         /*
517          * Ensure that the page that has the original instruction is
518          * populated and in page-cache.
519          */
520         page = read_mapping_page(mapping, idx, filp);
521         if (IS_ERR(page))
522                 return PTR_ERR(page);
523
524         vaddr = kmap_atomic(page);
525         memcpy(insn, vaddr + off, nbytes);
526         kunmap_atomic(vaddr);
527         page_cache_release(page);
528
529         return 0;
530 }
531
532 static int copy_insn(struct uprobe *uprobe, struct file *filp)
533 {
534         struct address_space *mapping;
535         unsigned long nbytes;
536         int bytes;
537
538         nbytes = PAGE_SIZE - (uprobe->offset & ~PAGE_MASK);
539         mapping = uprobe->inode->i_mapping;
540
541         /* Instruction at end of binary; copy only available bytes */
542         if (uprobe->offset + MAX_UINSN_BYTES > uprobe->inode->i_size)
543                 bytes = uprobe->inode->i_size - uprobe->offset;
544         else
545                 bytes = MAX_UINSN_BYTES;
546
547         /* Instruction at the page-boundary; copy bytes in second page */
548         if (nbytes < bytes) {
549                 int err = __copy_insn(mapping, filp, uprobe->arch.insn + nbytes,
550                                 bytes - nbytes, uprobe->offset + nbytes);
551                 if (err)
552                         return err;
553                 bytes = nbytes;
554         }
555         return __copy_insn(mapping, filp, uprobe->arch.insn, bytes, uprobe->offset);
556 }
557
558 static int prepare_uprobe(struct uprobe *uprobe, struct file *file,
559                                 struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr)
560 {
561         int ret = 0;
562
563         if (test_bit(UPROBE_COPY_INSN, &uprobe->flags))
564                 return ret;
565
566         /* TODO: move this into _register, until then we abuse this sem. */
567         down_write(&uprobe->consumer_rwsem);
568         if (test_bit(UPROBE_COPY_INSN, &uprobe->flags))
569                 goto out;
570
571         ret = copy_insn(uprobe, file);
572         if (ret)
573                 goto out;
574
575         ret = -ENOTSUPP;
576         if (is_trap_insn((uprobe_opcode_t *)uprobe->arch.insn))
577                 goto out;
578
579         ret = arch_uprobe_analyze_insn(&uprobe->arch, mm, vaddr);
580         if (ret)
581                 goto out;
582
583         /* write_opcode() assumes we don't cross page boundary */
584         BUG_ON((uprobe->offset & ~PAGE_MASK) +
585                         UPROBE_SWBP_INSN_SIZE > PAGE_SIZE);
586
587         smp_wmb(); /* pairs with rmb() in find_active_uprobe() */
588         set_bit(UPROBE_COPY_INSN, &uprobe->flags);
589
590  out:
591         up_write(&uprobe->consumer_rwsem);
592
593         return ret;
594 }
595
596 static inline bool consumer_filter(struct uprobe_consumer *uc,
597                                    enum uprobe_filter_ctx ctx, struct mm_struct *mm)
598 {
599         return !uc->filter || uc->filter(uc, ctx, mm);
600 }
601
602 static bool filter_chain(struct uprobe *uprobe,
603                          enum uprobe_filter_ctx ctx, struct mm_struct *mm)
604 {
605         struct uprobe_consumer *uc;
606         bool ret = false;
607
608         down_read(&uprobe->consumer_rwsem);
609         for (uc = uprobe->consumers; uc; uc = uc->next) {
610                 ret = consumer_filter(uc, ctx, mm);
611                 if (ret)
612                         break;
613         }
614         up_read(&uprobe->consumer_rwsem);
615
616         return ret;
617 }
618
619 static int
620 install_breakpoint(struct uprobe *uprobe, struct mm_struct *mm,
621                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr)
622 {
623         bool first_uprobe;
624         int ret;
625
626         ret = prepare_uprobe(uprobe, vma->vm_file, mm, vaddr);
627         if (ret)
628                 return ret;
629
630         /*
631          * set MMF_HAS_UPROBES in advance for uprobe_pre_sstep_notifier(),
632          * the task can hit this breakpoint right after __replace_page().
633          */
634         first_uprobe = !test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags);
635         if (first_uprobe)
636                 set_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags);
637
638         ret = set_swbp(&uprobe->arch, mm, vaddr);
639         if (!ret)
640                 clear_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &mm->flags);
641         else if (first_uprobe)
642                 clear_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags);
643
644         return ret;
645 }
646
647 static int
648 remove_breakpoint(struct uprobe *uprobe, struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr)
649 {
650         set_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &mm->flags);
651         return set_orig_insn(&uprobe->arch, mm, vaddr);
652 }
653
654 static inline bool uprobe_is_active(struct uprobe *uprobe)
655 {
656         return !RB_EMPTY_NODE(&uprobe->rb_node);
657 }
658 /*
659  * There could be threads that have already hit the breakpoint. They
660  * will recheck the current insn and restart if find_uprobe() fails.
661  * See find_active_uprobe().
662  */
663 static void delete_uprobe(struct uprobe *uprobe)
664 {
665         if (WARN_ON(!uprobe_is_active(uprobe)))
666                 return;
667
668         spin_lock(&uprobes_treelock);
669         rb_erase(&uprobe->rb_node, &uprobes_tree);
670         spin_unlock(&uprobes_treelock);
671         RB_CLEAR_NODE(&uprobe->rb_node); /* for uprobe_is_active() */
672         iput(uprobe->inode);
673         put_uprobe(uprobe);
674 }
675
676 struct map_info {
677         struct map_info *next;
678         struct mm_struct *mm;
679         unsigned long vaddr;
680 };
681
682 static inline struct map_info *free_map_info(struct map_info *info)
683 {
684         struct map_info *next = info->next;
685         kfree(info);
686         return next;
687 }
688
689 static struct map_info *
690 build_map_info(struct address_space *mapping, loff_t offset, bool is_register)
691 {
692         unsigned long pgoff = offset >> PAGE_SHIFT;
693         struct vm_area_struct *vma;
694         struct map_info *curr = NULL;
695         struct map_info *prev = NULL;
696         struct map_info *info;
697         int more = 0;
698
699  again:
700         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
701         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
702                 if (!valid_vma(vma, is_register))
703                         continue;
704
705                 if (!prev && !more) {
706                         /*
707                          * Needs GFP_NOWAIT to avoid i_mmap_mutex recursion through
708                          * reclaim. This is optimistic, no harm done if it fails.
709                          */
710                         prev = kmalloc(sizeof(struct map_info),
711                                         GFP_NOWAIT | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
712                         if (prev)
713                                 prev->next = NULL;
714                 }
715                 if (!prev) {
716                         more++;
717                         continue;
718                 }
719
720                 if (!atomic_inc_not_zero(&vma->vm_mm->mm_users))
721                         continue;
722
723                 info = prev;
724                 prev = prev->next;
725                 info->next = curr;
726                 curr = info;
727
728                 info->mm = vma->vm_mm;
729                 info->vaddr = offset_to_vaddr(vma, offset);
730         }
731         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
732
733         if (!more)
734                 goto out;
735
736         prev = curr;
737         while (curr) {
738                 mmput(curr->mm);
739                 curr = curr->next;
740         }
741
742         do {
743                 info = kmalloc(sizeof(struct map_info), GFP_KERNEL);
744                 if (!info) {
745                         curr = ERR_PTR(-ENOMEM);
746                         goto out;
747                 }
748                 info->next = prev;
749                 prev = info;
750         } while (--more);
751
752         goto again;
753  out:
754         while (prev)
755                 prev = free_map_info(prev);
756         return curr;
757 }
758
759 static int
760 register_for_each_vma(struct uprobe *uprobe, struct uprobe_consumer *new)
761 {
762         bool is_register = !!new;
763         struct map_info *info;
764         int err = 0;
765
766         percpu_down_write(&dup_mmap_sem);
767         info = build_map_info(uprobe->inode->i_mapping,
768                                         uprobe->offset, is_register);
769         if (IS_ERR(info)) {
770                 err = PTR_ERR(info);
771                 goto out;
772         }
773
774         while (info) {
775                 struct mm_struct *mm = info->mm;
776                 struct vm_area_struct *vma;
777
778                 if (err && is_register)
779                         goto free;
780
781                 down_write(&mm->mmap_sem);
782                 vma = find_vma(mm, info->vaddr);
783                 if (!vma || !valid_vma(vma, is_register) ||
784                     file_inode(vma->vm_file) != uprobe->inode)
785                         goto unlock;
786
787                 if (vma->vm_start > info->vaddr ||
788                     vaddr_to_offset(vma, info->vaddr) != uprobe->offset)
789                         goto unlock;
790
791                 if (is_register) {
792                         /* consult only the "caller", new consumer. */
793                         if (consumer_filter(new,
794                                         UPROBE_FILTER_REGISTER, mm))
795                                 err = install_breakpoint(uprobe, mm, vma, info->vaddr);
796                 } else if (test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags)) {
797                         if (!filter_chain(uprobe,
798                                         UPROBE_FILTER_UNREGISTER, mm))
799                                 err |= remove_breakpoint(uprobe, mm, info->vaddr);
800                 }
801
802  unlock:
803                 up_write(&mm->mmap_sem);
804  free:
805                 mmput(mm);
806                 info = free_map_info(info);
807         }
808  out:
809         percpu_up_write(&dup_mmap_sem);
810         return err;
811 }
812
813 static int __uprobe_register(struct uprobe *uprobe, struct uprobe_consumer *uc)
814 {
815         consumer_add(uprobe, uc);
816         return register_for_each_vma(uprobe, uc);
817 }
818
819 static void __uprobe_unregister(struct uprobe *uprobe, struct uprobe_consumer *uc)
820 {
821         int err;
822
823         if (!consumer_del(uprobe, uc))  /* WARN? */
824                 return;
825
826         err = register_for_each_vma(uprobe, NULL);
827         /* TODO : cant unregister? schedule a worker thread */
828         if (!uprobe->consumers && !err)
829                 delete_uprobe(uprobe);
830 }
831
832 /*
833  * uprobe_register - register a probe
834  * @inode: the file in which the probe has to be placed.
835  * @offset: offset from the start of the file.
836  * @uc: information on howto handle the probe..
837  *
838  * Apart from the access refcount, uprobe_register() takes a creation
839  * refcount (thro alloc_uprobe) if and only if this @uprobe is getting
840  * inserted into the rbtree (i.e first consumer for a @inode:@offset
841  * tuple).  Creation refcount stops uprobe_unregister from freeing the
842  * @uprobe even before the register operation is complete. Creation
843  * refcount is released when the last @uc for the @uprobe
844  * unregisters.
845  *
846  * Return errno if it cannot successully install probes
847  * else return 0 (success)
848  */
849 int uprobe_register(struct inode *inode, loff_t offset, struct uprobe_consumer *uc)
850 {
851         struct uprobe *uprobe;
852         int ret;
853
854         /* Racy, just to catch the obvious mistakes */
855         if (offset > i_size_read(inode))
856                 return -EINVAL;
857
858  retry:
859         uprobe = alloc_uprobe(inode, offset);
860         if (!uprobe)
861                 return -ENOMEM;
862         /*
863          * We can race with uprobe_unregister()->delete_uprobe().
864          * Check uprobe_is_active() and retry if it is false.
865          */
866         down_write(&uprobe->register_rwsem);
867         ret = -EAGAIN;
868         if (likely(uprobe_is_active(uprobe))) {
869                 ret = __uprobe_register(uprobe, uc);
870                 if (ret)
871                         __uprobe_unregister(uprobe, uc);
872         }
873         up_write(&uprobe->register_rwsem);
874         put_uprobe(uprobe);
875
876         if (unlikely(ret == -EAGAIN))
877                 goto retry;
878         return ret;
879 }
880 EXPORT_SYMBOL_GPL(uprobe_register);
881
882 /*
883  * uprobe_apply - unregister a already registered probe.
884  * @inode: the file in which the probe has to be removed.
885  * @offset: offset from the start of the file.
886  * @uc: consumer which wants to add more or remove some breakpoints
887  * @add: add or remove the breakpoints
888  */
889 int uprobe_apply(struct inode *inode, loff_t offset,
890                         struct uprobe_consumer *uc, bool add)
891 {
892         struct uprobe *uprobe;
893         struct uprobe_consumer *con;
894         int ret = -ENOENT;
895
896         uprobe = find_uprobe(inode, offset);
897         if (!uprobe)
898                 return ret;
899
900         down_write(&uprobe->register_rwsem);
901         for (con = uprobe->consumers; con && con != uc ; con = con->next)
902                 ;
903         if (con)
904                 ret = register_for_each_vma(uprobe, add ? uc : NULL);
905         up_write(&uprobe->register_rwsem);
906         put_uprobe(uprobe);
907
908         return ret;
909 }
910
911 /*
912  * uprobe_unregister - unregister a already registered probe.
913  * @inode: the file in which the probe has to be removed.
914  * @offset: offset from the start of the file.
915  * @uc: identify which probe if multiple probes are colocated.
916  */
917 void uprobe_unregister(struct inode *inode, loff_t offset, struct uprobe_consumer *uc)
918 {
919         struct uprobe *uprobe;
920
921         uprobe = find_uprobe(inode, offset);
922         if (!uprobe)
923                 return;
924
925         down_write(&uprobe->register_rwsem);
926         __uprobe_unregister(uprobe, uc);
927         up_write(&uprobe->register_rwsem);
928         put_uprobe(uprobe);
929 }
930 EXPORT_SYMBOL_GPL(uprobe_unregister);
931
932 static int unapply_uprobe(struct uprobe *uprobe, struct mm_struct *mm)
933 {
934         struct vm_area_struct *vma;
935         int err = 0;
936
937         down_read(&mm->mmap_sem);
938         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
939                 unsigned long vaddr;
940                 loff_t offset;
941
942                 if (!valid_vma(vma, false) ||
943                     file_inode(vma->vm_file) != uprobe->inode)
944                         continue;
945
946                 offset = (loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
947                 if (uprobe->offset <  offset ||
948                     uprobe->offset >= offset + vma->vm_end - vma->vm_start)
949                         continue;
950
951                 vaddr = offset_to_vaddr(vma, uprobe->offset);
952                 err |= remove_breakpoint(uprobe, mm, vaddr);
953         }
954         up_read(&mm->mmap_sem);
955
956         return err;
957 }
958
959 static struct rb_node *
960 find_node_in_range(struct inode *inode, loff_t min, loff_t max)
961 {
962         struct rb_node *n = uprobes_tree.rb_node;
963
964         while (n) {
965                 struct uprobe *u = rb_entry(n, struct uprobe, rb_node);
966
967                 if (inode < u->inode) {
968                         n = n->rb_left;
969                 } else if (inode > u->inode) {
970                         n = n->rb_right;
971                 } else {
972                         if (max < u->offset)
973                                 n = n->rb_left;
974                         else if (min > u->offset)
975                                 n = n->rb_right;
976                         else
977                                 break;
978                 }
979         }
980
981         return n;
982 }
983
984 /*
985  * For a given range in vma, build a list of probes that need to be inserted.
986  */
987 static void build_probe_list(struct inode *inode,
988                                 struct vm_area_struct *vma,
989                                 unsigned long start, unsigned long end,
990                                 struct list_head *head)
991 {
992         loff_t min, max;
993         struct rb_node *n, *t;
994         struct uprobe *u;
995
996         INIT_LIST_HEAD(head);
997         min = vaddr_to_offset(vma, start);
998         max = min + (end - start) - 1;
999
1000         spin_lock(&uprobes_treelock);
1001         n = find_node_in_range(inode, min, max);
1002         if (n) {
1003                 for (t = n; t; t = rb_prev(t)) {
1004                         u = rb_entry(t, struct uprobe, rb_node);
1005                         if (u->inode != inode || u->offset < min)
1006                                 break;
1007                         list_add(&u->pending_list, head);
1008                         atomic_inc(&u->ref);
1009                 }
1010                 for (t = n; (t = rb_next(t)); ) {
1011                         u = rb_entry(t, struct uprobe, rb_node);
1012                         if (u->inode != inode || u->offset > max)
1013                                 break;
1014                         list_add(&u->pending_list, head);
1015                         atomic_inc(&u->ref);
1016                 }
1017         }
1018         spin_unlock(&uprobes_treelock);
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Called from mmap_region/vma_adjust with mm->mmap_sem acquired.
1023  *
1024  * Currently we ignore all errors and always return 0, the callers
1025  * can't handle the failure anyway.
1026  */
1027 int uprobe_mmap(struct vm_area_struct *vma)
1028 {
1029         struct list_head tmp_list;
1030         struct uprobe *uprobe, *u;
1031         struct inode *inode;
1032
1033         if (no_uprobe_events() || !valid_vma(vma, true))
1034                 return 0;
1035
1036         inode = file_inode(vma->vm_file);
1037         if (!inode)
1038                 return 0;
1039
1040         mutex_lock(uprobes_mmap_hash(inode));
1041         build_probe_list(inode, vma, vma->vm_start, vma->vm_end, &tmp_list);
1042         /*
1043          * We can race with uprobe_unregister(), this uprobe can be already
1044          * removed. But in this case filter_chain() must return false, all
1045          * consumers have gone away.
1046          */
1047         list_for_each_entry_safe(uprobe, u, &tmp_list, pending_list) {
1048                 if (!fatal_signal_pending(current) &&
1049                     filter_chain(uprobe, UPROBE_FILTER_MMAP, vma->vm_mm)) {
1050                         unsigned long vaddr = offset_to_vaddr(vma, uprobe->offset);
1051                         install_breakpoint(uprobe, vma->vm_mm, vma, vaddr);
1052                 }
1053                 put_uprobe(uprobe);
1054         }
1055         mutex_unlock(uprobes_mmap_hash(inode));
1056
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 static bool
1061 vma_has_uprobes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
1062 {
1063         loff_t min, max;
1064         struct inode *inode;
1065         struct rb_node *n;
1066
1067         inode = file_inode(vma->vm_file);
1068
1069         min = vaddr_to_offset(vma, start);
1070         max = min + (end - start) - 1;
1071
1072         spin_lock(&uprobes_treelock);
1073         n = find_node_in_range(inode, min, max);
1074         spin_unlock(&uprobes_treelock);
1075
1076         return !!n;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Called in context of a munmap of a vma.
1081  */
1082 void uprobe_munmap(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
1083 {
1084         if (no_uprobe_events() || !valid_vma(vma, false))
1085                 return;
1086
1087         if (!atomic_read(&vma->vm_mm->mm_users)) /* called by mmput() ? */
1088                 return;
1089
1090         if (!test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &vma->vm_mm->flags) ||
1091              test_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &vma->vm_mm->flags))
1092                 return;
1093
1094         if (vma_has_uprobes(vma, start, end))
1095                 set_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &vma->vm_mm->flags);
1096 }
1097
1098 /* Slot allocation for XOL */
1099 static int xol_add_vma(struct xol_area *area)
1100 {
1101         struct mm_struct *mm = current->mm;
1102         int ret = -EALREADY;
1103
1104         down_write(&mm->mmap_sem);
1105         if (mm->uprobes_state.xol_area)
1106                 goto fail;
1107
1108         ret = -ENOMEM;
1109         /* Try to map as high as possible, this is only a hint. */
1110         area->vaddr = get_unmapped_area(NULL, TASK_SIZE - PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, 0, 0);
1111         if (area->vaddr & ~PAGE_MASK) {
1112                 ret = area->vaddr;
1113                 goto fail;
1114         }
1115
1116         ret = install_special_mapping(mm, area->vaddr, PAGE_SIZE,
1117                                 VM_EXEC|VM_MAYEXEC|VM_DONTCOPY|VM_IO, &area->page);
1118         if (ret)
1119                 goto fail;
1120
1121         smp_wmb();      /* pairs with get_xol_area() */
1122         mm->uprobes_state.xol_area = area;
1123         ret = 0;
1124  fail:
1125         up_write(&mm->mmap_sem);
1126
1127         return ret;
1128 }
1129
1130 /*
1131  * get_xol_area - Allocate process's xol_area if necessary.
1132  * This area will be used for storing instructions for execution out of line.
1133  *
1134  * Returns the allocated area or NULL.
1135  */
1136 static struct xol_area *get_xol_area(void)
1137 {
1138         struct mm_struct *mm = current->mm;
1139         struct xol_area *area;
1140
1141         area = mm->uprobes_state.xol_area;
1142         if (area)
1143                 goto ret;
1144
1145         area = kzalloc(sizeof(*area), GFP_KERNEL);
1146         if (unlikely(!area))
1147                 goto out;
1148
1149         area->bitmap = kzalloc(BITS_TO_LONGS(UINSNS_PER_PAGE) * sizeof(long), GFP_KERNEL);
1150         if (!area->bitmap)
1151                 goto free_area;
1152
1153         area->page = alloc_page(GFP_HIGHUSER);
1154         if (!area->page)
1155                 goto free_bitmap;
1156
1157         init_waitqueue_head(&area->wq);
1158         if (!xol_add_vma(area))
1159                 return area;
1160
1161         __free_page(area->page);
1162  free_bitmap:
1163         kfree(area->bitmap);
1164  free_area:
1165         kfree(area);
1166  out:
1167         area = mm->uprobes_state.xol_area;
1168  ret:
1169         smp_read_barrier_depends();     /* pairs with wmb in xol_add_vma() */
1170         return area;
1171 }
1172
1173 /*
1174  * uprobe_clear_state - Free the area allocated for slots.
1175  */
1176 void uprobe_clear_state(struct mm_struct *mm)
1177 {
1178         struct xol_area *area = mm->uprobes_state.xol_area;
1179
1180         if (!area)
1181                 return;
1182
1183         put_page(area->page);
1184         kfree(area->bitmap);
1185         kfree(area);
1186 }
1187
1188 void uprobe_start_dup_mmap(void)
1189 {
1190         percpu_down_read(&dup_mmap_sem);
1191 }
1192
1193 void uprobe_end_dup_mmap(void)
1194 {
1195         percpu_up_read(&dup_mmap_sem);
1196 }
1197
1198 void uprobe_dup_mmap(struct mm_struct *oldmm, struct mm_struct *newmm)
1199 {
1200         newmm->uprobes_state.xol_area = NULL;
1201
1202         if (test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &oldmm->flags)) {
1203                 set_bit(MMF_HAS_UPROBES, &newmm->flags);
1204                 /* unconditionally, dup_mmap() skips VM_DONTCOPY vmas */
1205                 set_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &newmm->flags);
1206         }
1207 }
1208
1209 /*
1210  *  - search for a free slot.
1211  */
1212 static unsigned long xol_take_insn_slot(struct xol_area *area)
1213 {
1214         unsigned long slot_addr;
1215         int slot_nr;
1216
1217         do {
1218                 slot_nr = find_first_zero_bit(area->bitmap, UINSNS_PER_PAGE);
1219                 if (slot_nr < UINSNS_PER_PAGE) {
1220                         if (!test_and_set_bit(slot_nr, area->bitmap))
1221                                 break;
1222
1223                         slot_nr = UINSNS_PER_PAGE;
1224                         continue;
1225                 }
1226                 wait_event(area->wq, (atomic_read(&area->slot_count) < UINSNS_PER_PAGE));
1227         } while (slot_nr >= UINSNS_PER_PAGE);
1228
1229         slot_addr = area->vaddr + (slot_nr * UPROBE_XOL_SLOT_BYTES);
1230         atomic_inc(&area->slot_count);
1231
1232         return slot_addr;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * xol_get_insn_slot - allocate a slot for xol.
1237  * Returns the allocated slot address or 0.
1238  */
1239 static unsigned long xol_get_insn_slot(struct uprobe *uprobe)
1240 {
1241         struct xol_area *area;
1242         unsigned long offset;
1243         unsigned long xol_vaddr;
1244         void *vaddr;
1245
1246         area = get_xol_area();
1247         if (!area)
1248                 return 0;
1249
1250         xol_vaddr = xol_take_insn_slot(area);
1251         if (unlikely(!xol_vaddr))
1252                 return 0;
1253
1254         /* Initialize the slot */
1255         offset = xol_vaddr & ~PAGE_MASK;
1256         vaddr = kmap_atomic(area->page);
1257         memcpy(vaddr + offset, uprobe->arch.insn, MAX_UINSN_BYTES);
1258         kunmap_atomic(vaddr);
1259         /*
1260          * We probably need flush_icache_user_range() but it needs vma.
1261          * This should work on supported architectures too.
1262          */
1263         flush_dcache_page(area->page);
1264
1265         return xol_vaddr;
1266 }
1267
1268 /*
1269  * xol_free_insn_slot - If slot was earlier allocated by
1270  * @xol_get_insn_slot(), make the slot available for
1271  * subsequent requests.
1272  */
1273 static void xol_free_insn_slot(struct task_struct *tsk)
1274 {
1275         struct xol_area *area;
1276         unsigned long vma_end;
1277         unsigned long slot_addr;
1278
1279         if (!tsk->mm || !tsk->mm->uprobes_state.xol_area || !tsk->utask)
1280                 return;
1281
1282         slot_addr = tsk->utask->xol_vaddr;
1283         if (unlikely(!slot_addr))
1284                 return;
1285
1286         area = tsk->mm->uprobes_state.xol_area;
1287         vma_end = area->vaddr + PAGE_SIZE;
1288         if (area->vaddr <= slot_addr && slot_addr < vma_end) {
1289                 unsigned long offset;
1290                 int slot_nr;
1291
1292                 offset = slot_addr - area->vaddr;
1293                 slot_nr = offset / UPROBE_XOL_SLOT_BYTES;
1294                 if (slot_nr >= UINSNS_PER_PAGE)
1295                         return;
1296
1297                 clear_bit(slot_nr, area->bitmap);
1298                 atomic_dec(&area->slot_count);
1299                 if (waitqueue_active(&area->wq))
1300                         wake_up(&area->wq);
1301
1302                 tsk->utask->xol_vaddr = 0;
1303         }
1304 }
1305
1306 /**
1307  * uprobe_get_swbp_addr - compute address of swbp given post-swbp regs
1308  * @regs: Reflects the saved state of the task after it has hit a breakpoint
1309  * instruction.
1310  * Return the address of the breakpoint instruction.
1311  */
1312 unsigned long __weak uprobe_get_swbp_addr(struct pt_regs *regs)
1313 {
1314         return instruction_pointer(regs) - UPROBE_SWBP_INSN_SIZE;
1315 }
1316
1317 /*
1318  * Called with no locks held.
1319  * Called in context of a exiting or a exec-ing thread.
1320  */
1321 void uprobe_free_utask(struct task_struct *t)
1322 {
1323         struct uprobe_task *utask = t->utask;
1324
1325         if (!utask)
1326                 return;
1327
1328         if (utask->active_uprobe)
1329                 put_uprobe(utask->active_uprobe);
1330
1331         xol_free_insn_slot(t);
1332         kfree(utask);
1333         t->utask = NULL;
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Called in context of a new clone/fork from copy_process.
1338  */
1339 void uprobe_copy_process(struct task_struct *t)
1340 {
1341         t->utask = NULL;
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Allocate a uprobe_task object for the task if if necessary.
1346  * Called when the thread hits a breakpoint.
1347  *
1348  * Returns:
1349  * - pointer to new uprobe_task on success
1350  * - NULL otherwise
1351  */
1352 static struct uprobe_task *get_utask(void)
1353 {
1354         if (!current->utask)
1355                 current->utask = kzalloc(sizeof(struct uprobe_task), GFP_KERNEL);
1356         return current->utask;
1357 }
1358
1359 /* Prepare to single-step probed instruction out of line. */
1360 static int
1361 pre_ssout(struct uprobe *uprobe, struct pt_regs *regs, unsigned long bp_vaddr)
1362 {
1363         struct uprobe_task *utask;
1364         unsigned long xol_vaddr;
1365         int err;
1366
1367         utask = get_utask();
1368         if (!utask)
1369                 return -ENOMEM;
1370
1371         xol_vaddr = xol_get_insn_slot(uprobe);
1372         if (!xol_vaddr)
1373                 return -ENOMEM;
1374
1375         utask->xol_vaddr = xol_vaddr;
1376         utask->vaddr = bp_vaddr;
1377
1378         err = arch_uprobe_pre_xol(&uprobe->arch, regs);
1379         if (unlikely(err)) {
1380                 xol_free_insn_slot(current);
1381                 return err;
1382         }
1383
1384         utask->active_uprobe = uprobe;
1385         utask->state = UTASK_SSTEP;
1386         return 0;
1387 }
1388
1389 /*
1390  * If we are singlestepping, then ensure this thread is not connected to
1391  * non-fatal signals until completion of singlestep.  When xol insn itself
1392  * triggers the signal,  restart the original insn even if the task is
1393  * already SIGKILL'ed (since coredump should report the correct ip).  This
1394  * is even more important if the task has a handler for SIGSEGV/etc, The
1395  * _same_ instruction should be repeated again after return from the signal
1396  * handler, and SSTEP can never finish in this case.
1397  */
1398 bool uprobe_deny_signal(void)
1399 {
1400         struct task_struct *t = current;
1401         struct uprobe_task *utask = t->utask;
1402
1403         if (likely(!utask || !utask->active_uprobe))
1404                 return false;
1405
1406         WARN_ON_ONCE(utask->state != UTASK_SSTEP);
1407
1408         if (signal_pending(t)) {
1409                 spin_lock_irq(&t->sighand->siglock);
1410                 clear_tsk_thread_flag(t, TIF_SIGPENDING);
1411                 spin_unlock_irq(&t->sighand->siglock);
1412
1413                 if (__fatal_signal_pending(t) || arch_uprobe_xol_was_trapped(t)) {
1414                         utask->state = UTASK_SSTEP_TRAPPED;
1415                         set_tsk_thread_flag(t, TIF_UPROBE);
1416                         set_tsk_thread_flag(t, TIF_NOTIFY_RESUME);
1417                 }
1418         }
1419
1420         return true;
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Avoid singlestepping the original instruction if the original instruction
1425  * is a NOP or can be emulated.
1426  */
1427 static bool can_skip_sstep(struct uprobe *uprobe, struct pt_regs *regs)
1428 {
1429         if (test_bit(UPROBE_SKIP_SSTEP, &uprobe->flags)) {
1430                 if (arch_uprobe_skip_sstep(&uprobe->arch, regs))
1431                         return true;
1432                 clear_bit(UPROBE_SKIP_SSTEP, &uprobe->flags);
1433         }
1434         return false;
1435 }
1436
1437 static void mmf_recalc_uprobes(struct mm_struct *mm)
1438 {
1439         struct vm_area_struct *vma;
1440
1441         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
1442                 if (!valid_vma(vma, false))
1443                         continue;
1444                 /*
1445                  * This is not strictly accurate, we can race with
1446                  * uprobe_unregister() and see the already removed
1447                  * uprobe if delete_uprobe() was not yet called.
1448                  * Or this uprobe can be filtered out.
1449                  */
1450                 if (vma_has_uprobes(vma, vma->vm_start, vma->vm_end))
1451                         return;
1452         }
1453
1454         clear_bit(MMF_HAS_UPROBES, &mm->flags);
1455 }
1456
1457 static int is_trap_at_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long vaddr)
1458 {
1459         struct page *page;
1460         uprobe_opcode_t opcode;
1461         int result;
1462
1463         pagefault_disable();
1464         result = __copy_from_user_inatomic(&opcode, (void __user*)vaddr,
1465                                                         sizeof(opcode));
1466         pagefault_enable();
1467
1468         if (likely(result == 0))
1469                 goto out;
1470
1471         result = get_user_pages(NULL, mm, vaddr, 1, 0, 1, &page, NULL);
1472         if (result < 0)
1473                 return result;
1474
1475         copy_opcode(page, vaddr, &opcode);
1476         put_page(page);
1477  out:
1478         /* This needs to return true for any variant of the trap insn */
1479         return is_trap_insn(&opcode);
1480 }
1481
1482 static struct uprobe *find_active_uprobe(unsigned long bp_vaddr, int *is_swbp)
1483 {
1484         struct mm_struct *mm = current->mm;
1485         struct uprobe *uprobe = NULL;
1486         struct vm_area_struct *vma;
1487
1488         down_read(&mm->mmap_sem);
1489         vma = find_vma(mm, bp_vaddr);
1490         if (vma && vma->vm_start <= bp_vaddr) {
1491                 if (valid_vma(vma, false)) {
1492                         struct inode *inode = file_inode(vma->vm_file);
1493                         loff_t offset = vaddr_to_offset(vma, bp_vaddr);
1494
1495                         uprobe = find_uprobe(inode, offset);
1496                 }
1497
1498                 if (!uprobe)
1499                         *is_swbp = is_trap_at_addr(mm, bp_vaddr);
1500         } else {
1501                 *is_swbp = -EFAULT;
1502         }
1503
1504         if (!uprobe && test_and_clear_bit(MMF_RECALC_UPROBES, &mm->flags))
1505                 mmf_recalc_uprobes(mm);
1506         up_read(&mm->mmap_sem);
1507
1508         return uprobe;
1509 }
1510
1511 static void handler_chain(struct uprobe *uprobe, struct pt_regs *regs)
1512 {
1513         struct uprobe_consumer *uc;
1514         int remove = UPROBE_HANDLER_REMOVE;
1515
1516         down_read(&uprobe->register_rwsem);
1517         for (uc = uprobe->consumers; uc; uc = uc->next) {
1518                 int rc = uc->handler(uc, regs);
1519
1520                 WARN(rc & ~UPROBE_HANDLER_MASK,
1521                         "bad rc=0x%x from %pf()\n", rc, uc->handler);
1522                 remove &= rc;
1523         }
1524
1525         if (remove && uprobe->consumers) {
1526                 WARN_ON(!uprobe_is_active(uprobe));
1527                 unapply_uprobe(uprobe, current->mm);
1528         }
1529         up_read(&uprobe->register_rwsem);
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Run handler and ask thread to singlestep.
1534  * Ensure all non-fatal signals cannot interrupt thread while it singlesteps.
1535  */
1536 static void handle_swbp(struct pt_regs *regs)
1537 {
1538         struct uprobe *uprobe;
1539         unsigned long bp_vaddr;
1540         int uninitialized_var(is_swbp);
1541
1542         bp_vaddr = uprobe_get_swbp_addr(regs);
1543         uprobe = find_active_uprobe(bp_vaddr, &is_swbp);
1544
1545         if (!uprobe) {
1546                 if (is_swbp > 0) {
1547                         /* No matching uprobe; signal SIGTRAP. */
1548                         send_sig(SIGTRAP, current, 0);
1549                 } else {
1550                         /*
1551                          * Either we raced with uprobe_unregister() or we can't
1552                          * access this memory. The latter is only possible if
1553                          * another thread plays with our ->mm. In both cases
1554                          * we can simply restart. If this vma was unmapped we
1555                          * can pretend this insn was not executed yet and get
1556                          * the (correct) SIGSEGV after restart.
1557                          */
1558                         instruction_pointer_set(regs, bp_vaddr);
1559                 }
1560                 return;
1561         }
1562
1563         /* change it in advance for ->handler() and restart */
1564         instruction_pointer_set(regs, bp_vaddr);
1565
1566         /*
1567          * TODO: move copy_insn/etc into _register and remove this hack.
1568          * After we hit the bp, _unregister + _register can install the
1569          * new and not-yet-analyzed uprobe at the same address, restart.
1570          */
1571         smp_rmb(); /* pairs with wmb() in install_breakpoint() */
1572         if (unlikely(!test_bit(UPROBE_COPY_INSN, &uprobe->flags)))
1573                 goto out;
1574
1575         handler_chain(uprobe, regs);
1576         if (can_skip_sstep(uprobe, regs))
1577                 goto out;
1578
1579         if (!pre_ssout(uprobe, regs, bp_vaddr))
1580                 return;
1581
1582         /* can_skip_sstep() succeeded, or restart if can't singlestep */
1583 out:
1584         put_uprobe(uprobe);
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Perform required fix-ups and disable singlestep.
1589  * Allow pending signals to take effect.
1590  */
1591 static void handle_singlestep(struct uprobe_task *utask, struct pt_regs *regs)
1592 {
1593         struct uprobe *uprobe;
1594
1595         uprobe = utask->active_uprobe;
1596         if (utask->state == UTASK_SSTEP_ACK)
1597                 arch_uprobe_post_xol(&uprobe->arch, regs);
1598         else if (utask->state == UTASK_SSTEP_TRAPPED)
1599                 arch_uprobe_abort_xol(&uprobe->arch, regs);
1600         else
1601                 WARN_ON_ONCE(1);
1602
1603         put_uprobe(uprobe);
1604         utask->active_uprobe = NULL;
1605         utask->state = UTASK_RUNNING;
1606         xol_free_insn_slot(current);
1607
1608         spin_lock_irq(&current->sighand->siglock);
1609         recalc_sigpending(); /* see uprobe_deny_signal() */
1610         spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
1611 }
1612
1613 /*
1614  * On breakpoint hit, breakpoint notifier sets the TIF_UPROBE flag and
1615  * allows the thread to return from interrupt. After that handle_swbp()
1616  * sets utask->active_uprobe.
1617  *
1618  * On singlestep exception, singlestep notifier sets the TIF_UPROBE flag
1619  * and allows the thread to return from interrupt.
1620  *
1621  * While returning to userspace, thread notices the TIF_UPROBE flag and calls
1622  * uprobe_notify_resume().
1623  */
1624 void uprobe_notify_resume(struct pt_regs *regs)
1625 {
1626         struct uprobe_task *utask;
1627
1628         clear_thread_flag(TIF_UPROBE);
1629
1630         utask = current->utask;
1631         if (utask && utask->active_uprobe)
1632                 handle_singlestep(utask, regs);
1633         else
1634                 handle_swbp(regs);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * uprobe_pre_sstep_notifier gets called from interrupt context as part of
1639  * notifier mechanism. Set TIF_UPROBE flag and indicate breakpoint hit.
1640  */
1641 int uprobe_pre_sstep_notifier(struct pt_regs *regs)
1642 {
1643         if (!current->mm || !test_bit(MMF_HAS_UPROBES, &current->mm->flags))
1644                 return 0;
1645
1646         set_thread_flag(TIF_UPROBE);
1647         return 1;
1648 }
1649
1650 /*
1651  * uprobe_post_sstep_notifier gets called in interrupt context as part of notifier
1652  * mechanism. Set TIF_UPROBE flag and indicate completion of singlestep.
1653  */
1654 int uprobe_post_sstep_notifier(struct pt_regs *regs)
1655 {
1656         struct uprobe_task *utask = current->utask;
1657
1658         if (!current->mm || !utask || !utask->active_uprobe)
1659                 /* task is currently not uprobed */
1660                 return 0;
1661
1662         utask->state = UTASK_SSTEP_ACK;
1663         set_thread_flag(TIF_UPROBE);
1664         return 1;
1665 }
1666
1667 static struct notifier_block uprobe_exception_nb = {
1668         .notifier_call          = arch_uprobe_exception_notify,
1669         .priority               = INT_MAX-1,    /* notified after kprobes, kgdb */
1670 };
1671
1672 static int __init init_uprobes(void)
1673 {
1674         int i;
1675
1676         for (i = 0; i < UPROBES_HASH_SZ; i++)
1677                 mutex_init(&uprobes_mmap_mutex[i]);
1678
1679         if (percpu_init_rwsem(&dup_mmap_sem))
1680                 return -ENOMEM;
1681
1682         return register_die_notifier(&uprobe_exception_nb);
1683 }
1684 module_init(init_uprobes);
1685
1686 static void __exit exit_uprobes(void)
1687 {
1688 }
1689 module_exit(exit_uprobes);