kernel/trace/trace_probe.h

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Common header file for probe-based Dynamic events.
   4  *
   5  * This code was copied from kernel/trace/trace_kprobe.h written by
   6  * Masami Hiramatsu <masami.hiramatsu.pt@hitachi.com>
   7  *
   8  * Updates to make this generic:
   9  * Copyright (C) IBM Corporation, 2010-2011
  10  * Author:     Srikar Dronamraju
  11  */
  12
  13 #include <linux/seq_file.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/smp.h>
  16 #include <linux/tracefs.h>
  17 #include <linux/types.h>
  18 #include <linux/string.h>
  19 #include <linux/ptrace.h>
  20 #include <linux/perf_event.h>
  21 #include <linux/kprobes.h>
  22 #include <linux/stringify.h>
  23 #include <linux/limits.h>
  24 #include <linux/uaccess.h>
  25 #include <linux/bitops.h>
  26 #include <asm/bitsperlong.h>
  27
  28 #include "trace.h"
  29 #include "trace_output.h"
  30
  31 #define MAX_TRACE_ARGS          128
  32 #define MAX_ARGSTR_LEN          63
  33 #define MAX_ARRAY_LEN           64
  34 #define MAX_ARG_NAME_LEN        32
  35 #define MAX_STRING_SIZE         PATH_MAX
  36
  37 /* Reserved field names */
  38 #define FIELD_STRING_IP         "__probe_ip"
  39 #define FIELD_STRING_RETIP      "__probe_ret_ip"
  40 #define FIELD_STRING_FUNC       "__probe_func"
  41
  42 #undef DEFINE_FIELD
  43 #define DEFINE_FIELD(type, item, name, is_signed)                       \
  44         do {                                                            \
  45                 ret = trace_define_field(event_call, #type, name,       \
  46                                          offsetof(typeof(field), item), \
  47                                          sizeof(field.item), is_signed, \
  48                                          FILTER_OTHER);                 \
  49                 if (ret)                                                \
  50                         return ret;                                     \
  51         } while (0)
  52
  53
  54 /* Flags for trace_probe */
  55 #define TP_FLAG_TRACE           1
  56 #define TP_FLAG_PROFILE         2
  57
  58 /* data_loc: data location, compatible with u32 */
  59 #define make_data_loc(len, offs)        \
  60         (((u32)(len) << 16) | ((u32)(offs) & 0xffff))
  61 #define get_loc_len(dl)         ((u32)(dl) >> 16)
  62 #define get_loc_offs(dl)        ((u32)(dl) & 0xffff)
  63
  64 static nokprobe_inline void *get_loc_data(u32 *dl, void *ent)
  65 {
  66         return (u8 *)ent + get_loc_offs(*dl);
  67 }
  68
  69 static nokprobe_inline u32 update_data_loc(u32 loc, int consumed)
  70 {
  71         u32 maxlen = get_loc_len(loc);
  72         u32 offset = get_loc_offs(loc);
  73
  74         return make_data_loc(maxlen - consumed, offset + consumed);
  75 }
  76
  77 /* Printing function type */
  78 typedef int (*print_type_func_t)(struct trace_seq *, void *, void *);
  79
  80 enum fetch_op {
  81         FETCH_OP_NOP = 0,
  82         // Stage 1 (load) ops
  83         FETCH_OP_REG,           /* Register : .param = offset */
  84         FETCH_OP_STACK,         /* Stack : .param = index */
  85         FETCH_OP_STACKP,        /* Stack pointer */
  86         FETCH_OP_RETVAL,        /* Return value */
  87         FETCH_OP_IMM,           /* Immediate : .immediate */
  88         FETCH_OP_COMM,          /* Current comm */
  89         FETCH_OP_ARG,           /* Function argument : .param */
  90         FETCH_OP_FOFFS,         /* File offset: .immediate */
  91         FETCH_OP_DATA,          /* Allocated data: .data */
  92         // Stage 2 (dereference) op
  93         FETCH_OP_DEREF,         /* Dereference: .offset */
  94         FETCH_OP_UDEREF,        /* User-space Dereference: .offset */
  95         // Stage 3 (store) ops
  96         FETCH_OP_ST_RAW,        /* Raw: .size */
  97         FETCH_OP_ST_MEM,        /* Mem: .offset, .size */
  98         FETCH_OP_ST_UMEM,       /* Mem: .offset, .size */
  99         FETCH_OP_ST_STRING,     /* String: .offset, .size */
 100         FETCH_OP_ST_USTRING,    /* User String: .offset, .size */
 101         FETCH_OP_ST_SYMSTR,     /* Kernel Symbol String: .offset, .size */
 102         // Stage 4 (modify) op
 103         FETCH_OP_MOD_BF,        /* Bitfield: .basesize, .lshift, .rshift */
 104         // Stage 5 (loop) op
 105         FETCH_OP_LP_ARRAY,      /* Array: .param = loop count */
 106         FETCH_OP_TP_ARG,        /* Trace Point argument */
 107         FETCH_OP_END,
 108         FETCH_NOP_SYMBOL,       /* Unresolved Symbol holder */
 109 };
 110
 111 struct fetch_insn {
 112         enum fetch_op op;
 113         union {
 114                 unsigned int param;
 115                 struct {
 116                         unsigned int size;
 117                         int offset;
 118                 };
 119                 struct {
 120                         unsigned char basesize;
 121                         unsigned char lshift;
 122                         unsigned char rshift;
 123                 };
 124                 unsigned long immediate;
 125                 void *data;
 126         };
 127 };
 128
 129 /* fetch + deref*N + store + mod + end <= 16, this allows N=12, enough */
 130 #define FETCH_INSN_MAX  16
 131 #define FETCH_TOKEN_COMM        (-ECOMM)
 132
 133 /* Fetch type information table */
 134 struct fetch_type {
 135         const char              *name;          /* Name of type */
 136         size_t                  size;           /* Byte size of type */
 137         bool                    is_signed;      /* Signed flag */
 138         bool                    is_string;      /* String flag */
 139         print_type_func_t       print;          /* Print functions */
 140         const char              *fmt;           /* Format string */
 141         const char              *fmttype;       /* Name in format file */
 142 };
 143
 144 /* For defining macros, define string/string_size types */
 145 typedef u32 string;
 146 typedef u32 string_size;
 147
 148 #define PRINT_TYPE_FUNC_NAME(type)      print_type_##type
 149 #define PRINT_TYPE_FMT_NAME(type)       print_type_format_##type
 150
 151 /* Printing  in basic type function template */
 152 #define DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(type)                             \
 153 int PRINT_TYPE_FUNC_NAME(type)(struct trace_seq *s, void *data, void *ent);\
 154 extern const char PRINT_TYPE_FMT_NAME(type)[]
 155
 156 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(u8);
 157 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(u16);
 158 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(u32);
 159 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(u64);
 160 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(s8);
 161 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(s16);
 162 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(s32);
 163 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(s64);
 164 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(x8);
 165 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(x16);
 166 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(x32);
 167 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(x64);
 168
 169 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(string);
 170 DECLARE_BASIC_PRINT_TYPE_FUNC(symbol);
 171
 172 /* Default (unsigned long) fetch type */
 173 #define __DEFAULT_FETCH_TYPE(t) x##t
 174 #define _DEFAULT_FETCH_TYPE(t) __DEFAULT_FETCH_TYPE(t)
 175 #define DEFAULT_FETCH_TYPE _DEFAULT_FETCH_TYPE(BITS_PER_LONG)
 176 #define DEFAULT_FETCH_TYPE_STR __stringify(DEFAULT_FETCH_TYPE)
 177
 178 #define __ADDR_FETCH_TYPE(t) u##t
 179 #define _ADDR_FETCH_TYPE(t) __ADDR_FETCH_TYPE(t)
 180 #define ADDR_FETCH_TYPE _ADDR_FETCH_TYPE(BITS_PER_LONG)
 181
 182 #define __ASSIGN_FETCH_TYPE(_name, ptype, ftype, _size, sign, str, _fmttype)    \
 183         {.name = _name,                                 \
 184          .size = _size,                                 \
 185          .is_signed = (bool)sign,                       \
 186          .is_string = (bool)str,                        \
 187          .print = PRINT_TYPE_FUNC_NAME(ptype),          \
 188          .fmt = PRINT_TYPE_FMT_NAME(ptype),             \
 189          .fmttype = _fmttype,                           \
 190         }
 191
 192 /* Non string types can use these macros */
 193 #define _ASSIGN_FETCH_TYPE(_name, ptype, ftype, _size, sign, _fmttype)  \
 194         __ASSIGN_FETCH_TYPE(_name, ptype, ftype, _size, sign, 0, #_fmttype)
 195 #define ASSIGN_FETCH_TYPE(ptype, ftype, sign)                   \
 196         _ASSIGN_FETCH_TYPE(#ptype, ptype, ftype, sizeof(ftype), sign, ptype)
 197
 198 /* If ptype is an alias of atype, use this macro (show atype in format) */
 199 #define ASSIGN_FETCH_TYPE_ALIAS(ptype, atype, ftype, sign)              \
 200         _ASSIGN_FETCH_TYPE(#ptype, ptype, ftype, sizeof(ftype), sign, atype)
 201
 202 #define ASSIGN_FETCH_TYPE_END {}
 203 #define MAX_ARRAY_LEN   64
 204
 205 #ifdef CONFIG_KPROBE_EVENTS
 206 bool trace_kprobe_on_func_entry(struct trace_event_call *call);
 207 bool trace_kprobe_error_injectable(struct trace_event_call *call);
 208 #else
 209 static inline bool trace_kprobe_on_func_entry(struct trace_event_call *call)
 210 {
 211         return false;
 212 }
 213
 214 static inline bool trace_kprobe_error_injectable(struct trace_event_call *call)
 215 {
 216         return false;
 217 }
 218 #endif /* CONFIG_KPROBE_EVENTS */
 219
 220 struct probe_arg {
 221         struct fetch_insn       *code;
 222         bool                    dynamic;/* Dynamic array (string) is used */
 223         unsigned int            offset; /* Offset from argument entry */
 224         unsigned int            count;  /* Array count */
 225         const char              *name;  /* Name of this argument */
 226         const char              *comm;  /* Command of this argument */
 227         char                    *fmt;   /* Format string if needed */
 228         const struct fetch_type *type;  /* Type of this argument */
 229 };
 230
 231 struct trace_uprobe_filter {
 232         rwlock_t                rwlock;
 233         int                     nr_systemwide;
 234         struct list_head        perf_events;
 235 };
 236
 237 /* Event call and class holder */
 238 struct trace_probe_event {
 239         unsigned int                    flags;  /* For TP_FLAG_* */
 240         struct trace_event_class        class;
 241         struct trace_event_call         call;
 242         struct list_head                files;
 243         struct list_head                probes;
 244         struct trace_uprobe_filter      filter[];
 245 };
 246
 247 struct trace_probe {
 248         struct list_head                list;
 249         struct trace_probe_event        *event;
 250         ssize_t                         size;   /* trace entry size */
 251         unsigned int                    nr_args;
 252         struct probe_arg                args[];
 253 };
 254
 255 struct event_file_link {
 256         struct trace_event_file         *file;
 257         struct list_head                list;
 258 };
 259
 260 static inline bool trace_probe_test_flag(struct trace_probe *tp,
 261                                          unsigned int flag)
 262 {
 263         return !!(tp->event->flags & flag);
 264 }
 265
 266 static inline void trace_probe_set_flag(struct trace_probe *tp,
 267                                         unsigned int flag)
 268 {
 269         tp->event->flags |= flag;
 270 }
 271
 272 static inline void trace_probe_clear_flag(struct trace_probe *tp,
 273                                           unsigned int flag)
 274 {
 275         tp->event->flags &= ~flag;
 276 }
 277
 278 static inline bool trace_probe_is_enabled(struct trace_probe *tp)
 279 {
 280         return trace_probe_test_flag(tp, TP_FLAG_TRACE | TP_FLAG_PROFILE);
 281 }
 282
 283 static inline const char *trace_probe_name(struct trace_probe *tp)
 284 {
 285         return trace_event_name(&tp->event->call);
 286 }
 287
 288 static inline const char *trace_probe_group_name(struct trace_probe *tp)
 289 {
 290         return tp->event->call.class->system;
 291 }
 292
 293 static inline struct trace_event_call *
 294         trace_probe_event_call(struct trace_probe *tp)
 295 {
 296         return &tp->event->call;
 297 }
 298
 299 static inline struct trace_probe_event *
 300 trace_probe_event_from_call(struct trace_event_call *event_call)
 301 {
 302         return container_of(event_call, struct trace_probe_event, call);
 303 }
 304
 305 static inline struct trace_probe *
 306 trace_probe_primary_from_call(struct trace_event_call *call)
 307 {
 308         struct trace_probe_event *tpe = trace_probe_event_from_call(call);
 309
 310         return list_first_entry_or_null(&tpe->probes, struct trace_probe, list);
 311 }
 312
 313 static inline struct list_head *trace_probe_probe_list(struct trace_probe *tp)
 314 {
 315         return &tp->event->probes;
 316 }
 317
 318 static inline bool trace_probe_has_sibling(struct trace_probe *tp)
 319 {
 320         struct list_head *list = trace_probe_probe_list(tp);
 321
 322         return !list_empty(list) && !list_is_singular(list);
 323 }
 324
 325 static inline int trace_probe_unregister_event_call(struct trace_probe *tp)
 326 {
 327         /* tp->event is unregistered in trace_remove_event_call() */
 328         return trace_remove_event_call(&tp->event->call);
 329 }
 330
 331 static inline bool trace_probe_has_single_file(struct trace_probe *tp)
 332 {
 333         return !!list_is_singular(&tp->event->files);
 334 }
 335
 336 int trace_probe_init(struct trace_probe *tp, const char *event,
 337                      const char *group, bool alloc_filter);
 338 void trace_probe_cleanup(struct trace_probe *tp);
 339 int trace_probe_append(struct trace_probe *tp, struct trace_probe *to);
 340 void trace_probe_unlink(struct trace_probe *tp);
 341 int trace_probe_register_event_call(struct trace_probe *tp);
 342 int trace_probe_add_file(struct trace_probe *tp, struct trace_event_file *file);
 343 int trace_probe_remove_file(struct trace_probe *tp,
 344                             struct trace_event_file *file);
 345 struct event_file_link *trace_probe_get_file_link(struct trace_probe *tp,
 346                                                 struct trace_event_file *file);
 347 int trace_probe_compare_arg_type(struct trace_probe *a, struct trace_probe *b);
 348 bool trace_probe_match_command_args(struct trace_probe *tp,
 349                                     int argc, const char **argv);
 350 int trace_probe_create(const char *raw_command, int (*createfn)(int, const char **));
 351
 352 #define trace_probe_for_each_link(pos, tp)      \
 353         list_for_each_entry(pos, &(tp)->event->files, list)
 354 #define trace_probe_for_each_link_rcu(pos, tp)  \
 355         list_for_each_entry_rcu(pos, &(tp)->event->files, list)
 356
 357 #define TPARG_FL_RETURN BIT(0)
 358 #define TPARG_FL_KERNEL BIT(1)
 359 #define TPARG_FL_FENTRY BIT(2)
 360 #define TPARG_FL_TPOINT BIT(3)
 361 #define TPARG_FL_MASK   GENMASK(3, 0)
 362
 363 extern int traceprobe_parse_probe_arg(struct trace_probe *tp, int i,
 364                                 const char *argv, unsigned int flags);
 365
 366 extern int traceprobe_update_arg(struct probe_arg *arg);
 367 extern void traceprobe_free_probe_arg(struct probe_arg *arg);
 368
 369 extern int traceprobe_split_symbol_offset(char *symbol, long *offset);
 370 int traceprobe_parse_event_name(const char **pevent, const char **pgroup,
 371                                 char *buf, int offset);
 372
 373 enum probe_print_type {
 374         PROBE_PRINT_NORMAL,
 375         PROBE_PRINT_RETURN,
 376         PROBE_PRINT_EVENT,
 377 };
 378
 379 extern int traceprobe_set_print_fmt(struct trace_probe *tp, enum probe_print_type ptype);
 380
 381 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
 382 extern struct trace_event_call *
 383 create_local_trace_kprobe(char *func, void *addr, unsigned long offs,
 384                           bool is_return);
 385 extern void destroy_local_trace_kprobe(struct trace_event_call *event_call);
 386
 387 extern struct trace_event_call *
 388 create_local_trace_uprobe(char *name, unsigned long offs,
 389                           unsigned long ref_ctr_offset, bool is_return);
 390 extern void destroy_local_trace_uprobe(struct trace_event_call *event_call);
 391 #endif
 392 extern int traceprobe_define_arg_fields(struct trace_event_call *event_call,
 393                                         size_t offset, struct trace_probe *tp);
 394
 395 #undef ERRORS
 396 #define ERRORS  \
 397         C(FILE_NOT_FOUND,       "Failed to find the given file"),       \
 398         C(NO_REGULAR_FILE,      "Not a regular file"),                  \
 399         C(BAD_REFCNT,           "Invalid reference counter offset"),    \
 400         C(REFCNT_OPEN_BRACE,    "Reference counter brace is not closed"), \
 401         C(BAD_REFCNT_SUFFIX,    "Reference counter has wrong suffix"),  \
 402         C(BAD_UPROBE_OFFS,      "Invalid uprobe offset"),               \
 403         C(MAXACT_NO_KPROBE,     "Maxactive is not for kprobe"),         \
 404         C(BAD_MAXACT,           "Invalid maxactive number"),            \
 405         C(MAXACT_TOO_BIG,       "Maxactive is too big"),                \
 406         C(BAD_PROBE_ADDR,       "Invalid probed address or symbol"),    \
 407         C(NON_UNIQ_SYMBOL,      "The symbol is not unique"),            \
 408         C(BAD_RETPROBE,         "Retprobe address must be an function entry"), \
 409         C(BAD_ADDR_SUFFIX,      "Invalid probed address suffix"), \
 410         C(NO_GROUP_NAME,        "Group name is not specified"),         \
 411         C(GROUP_TOO_LONG,       "Group name is too long"),              \
 412         C(BAD_GROUP_NAME,       "Group name must follow the same rules as C identifiers"), \
 413         C(NO_EVENT_NAME,        "Event name is not specified"),         \
 414         C(EVENT_TOO_LONG,       "Event name is too long"),              \
 415         C(BAD_EVENT_NAME,       "Event name must follow the same rules as C identifiers"), \
 416         C(EVENT_EXIST,          "Given group/event name is already used by another event"), \
 417         C(RETVAL_ON_PROBE,      "$retval is not available on probe"),   \
 418         C(BAD_STACK_NUM,        "Invalid stack number"),                \
 419         C(BAD_ARG_NUM,          "Invalid argument number"),             \
 420         C(BAD_VAR,              "Invalid $-valiable specified"),        \
 421         C(BAD_REG_NAME,         "Invalid register name"),               \
 422         C(BAD_MEM_ADDR,         "Invalid memory address"),              \
 423         C(BAD_IMM,              "Invalid immediate value"),             \
 424         C(IMMSTR_NO_CLOSE,      "String is not closed with '\"'"),      \
 425         C(FILE_ON_KPROBE,       "File offset is not available with kprobe"), \
 426         C(BAD_FILE_OFFS,        "Invalid file offset value"),           \
 427         C(SYM_ON_UPROBE,        "Symbol is not available with uprobe"), \
 428         C(TOO_MANY_OPS,         "Dereference is too much nested"),      \
 429         C(DEREF_NEED_BRACE,     "Dereference needs a brace"),           \
 430         C(BAD_DEREF_OFFS,       "Invalid dereference offset"),          \
 431         C(DEREF_OPEN_BRACE,     "Dereference brace is not closed"),     \
 432         C(COMM_CANT_DEREF,      "$comm can not be dereferenced"),       \
 433         C(BAD_FETCH_ARG,        "Invalid fetch argument"),              \
 434         C(ARRAY_NO_CLOSE,       "Array is not closed"),                 \
 435         C(BAD_ARRAY_SUFFIX,     "Array has wrong suffix"),              \
 436         C(BAD_ARRAY_NUM,        "Invalid array size"),                  \
 437         C(ARRAY_TOO_BIG,        "Array number is too big"),             \
 438         C(BAD_TYPE,             "Unknown type is specified"),           \
 439         C(BAD_STRING,           "String accepts only memory argument"), \
 440         C(BAD_SYMSTRING,        "Symbol String doesn't accept data/userdata"),  \
 441         C(BAD_BITFIELD,         "Invalid bitfield"),                    \
 442         C(ARG_NAME_TOO_LONG,    "Argument name is too long"),           \
 443         C(NO_ARG_NAME,          "Argument name is not specified"),      \
 444         C(BAD_ARG_NAME,         "Argument name must follow the same rules as C identifiers"), \
 445         C(USED_ARG_NAME,        "This argument name is already used"),  \
 446         C(ARG_TOO_LONG,         "Argument expression is too long"),     \
 447         C(NO_ARG_BODY,          "No argument expression"),              \
 448         C(BAD_INSN_BNDRY,       "Probe point is not an instruction boundary"),\
 449         C(FAIL_REG_PROBE,       "Failed to register probe event"),\
 450         C(DIFF_PROBE_TYPE,      "Probe type is different from existing probe"),\
 451         C(DIFF_ARG_TYPE,        "Argument type or name is different from existing probe"),\
 452         C(SAME_PROBE,           "There is already the exact same probe event"),\
 453         C(NO_EVENT_INFO,        "This requires both group and event name to attach"),\
 454         C(BAD_ATTACH_EVENT,     "Attached event does not exist"),\
 455         C(BAD_ATTACH_ARG,       "Attached event does not have this field"),\
 456         C(NO_EP_FILTER,         "No filter rule after 'if'"),
 457
 458 #undef C
 459 #define C(a, b)         TP_ERR_##a
 460
 461 /* Define TP_ERR_ */
 462 enum { ERRORS };
 463
 464 /* Error text is defined in trace_probe.c */
 465
 466 struct trace_probe_log {
 467         const char      *subsystem;
 468         const char      **argv;
 469         int             argc;
 470         int             index;
 471 };
 472
 473 void trace_probe_log_init(const char *subsystem, int argc, const char **argv);
 474 void trace_probe_log_set_index(int index);
 475 void trace_probe_log_clear(void);
 476 void __trace_probe_log_err(int offset, int err);
 477
 478 #define trace_probe_log_err(offs, err)  \
 479         __trace_probe_log_err(offs, TP_ERR_##err)