kprobe/arch/asm-x86/dbi_kprobes.c

   1 /*
   2  *  Kernel Probes (KProbes)
   3  *  arch/x86/kernel/kprobes.c
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  18  *
  19  * Copyright (C) IBM Corporation, 2002, 2004
  20  */
  21
  22 /*
  23  *  Dynamic Binary Instrumentation Module based on KProbes
  24  *  modules/kprobe/arch/asm-x86/dbi_kprobes.c
  25  *
  26  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  27  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  28  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  29  * (at your option) any later version.
  30  *
  31  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  32  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  33  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  34  * GNU General Public License for more details.
  35  *
  36  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  37  * along with this program; if not, write to the Free Software
  38  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  39  *
  40  * Copyright (C) Samsung Electronics, 2006-2010
  41  *
  42  * 2008-2009    Alexey Gerenkov <a.gerenkov@samsung.com> User-Space
  43  *              Probes initial implementation; Support x86/ARM/MIPS for both user and kernel spaces.
  44  * 2010         Ekaterina Gorelkina <e.gorelkina@samsung.com>: redesign module for separating core and arch parts
  45  * 2012         Stanislav Andreev <s.andreev@samsung.com>: added time debug profiling support; BUG() message fix
  46  */
  47
  48 #include<linux/module.h>
  49 #include <linux/kdebug.h>
  50
  51 #include "dbi_kprobes.h"
  52 #include "../dbi_kprobes.h"
  53 #include "../../dbi_kprobes.h"
  54
  55 #include "../../dbi_kdebug.h"
  56 #include "../../dbi_insn_slots.h"
  57 #include "../../dbi_kprobes_deps.h"
  58 #define SUPRESS_BUG_MESSAGES
  59
  60 extern struct kprobe * per_cpu__current_kprobe;
  61 extern struct kprobe * per_cpu__current_kprobe;
  62 extern struct kprobe * current_kprobe;
  63
  64 DECLARE_MOD_FUNC_DEP(module_alloc, void *, unsigned long size);
  65 DECLARE_MOD_FUNC_DEP(module_free, void, struct module *mod, void *module_region);
  66 DECLARE_MOD_FUNC_DEP(fixup_exception, int, struct pt_regs * regs);
  67
  68 DECLARE_MOD_FUNC_DEP(freeze_processes, int, void);
  69 DECLARE_MOD_FUNC_DEP(thaw_processes, void, void);
  70
  71 #if (LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2, 6, 26))
  72 DECLARE_MOD_FUNC_DEP(text_poke, void, void *addr, unsigned char *opcode, int len);
  73 #else
  74 DECLARE_MOD_FUNC_DEP(text_poke, void *, void *addr, const void *opcode, size_t len);
  75 #endif
  76 DECLARE_MOD_FUNC_DEP(show_registers, void, struct pt_regs * regs);
  77
  78 DECLARE_MOD_DEP_WRAPPER (module_alloc, void *, unsigned long size)
  79 IMP_MOD_DEP_WRAPPER (module_alloc, size)
  80
  81 DECLARE_MOD_DEP_WRAPPER (module_free, void, struct module *mod, void *module_region)
  82 IMP_MOD_DEP_WRAPPER (module_free, mod, module_region)
  83
  84 DECLARE_MOD_DEP_WRAPPER (fixup_exception, int, struct pt_regs * regs)
  85 IMP_MOD_DEP_WRAPPER (fixup_exception, regs)
  86
  87 #if (LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2, 6, 26))
  88 DECLARE_MOD_DEP_WRAPPER(text_poke, \
  89                         void, void *addr, unsigned char *opcode, int len)
  90 #else
  91 DECLARE_MOD_DEP_WRAPPER(text_poke, \
  92                         void *, void *addr, const void *opcode, size_t len)
  93 #endif
  94 IMP_MOD_DEP_WRAPPER(text_poke, addr, opcode, len)
  95
  96 DECLARE_MOD_DEP_WRAPPER(show_registers, void, struct pt_regs * regs)
  97 IMP_MOD_DEP_WRAPPER(show_registers, regs)
  98
  99 /*
 100  * Function return probe trampoline:
 101  *      - init_kprobes() establishes a probepoint here
 102  *      - When the probed function returns, this probe
 103  *        causes the handlers to fire
 104  */
 105 static __used void kretprobe_trampoline_holder(void)
 106 {
 107         asm volatile(".global kretprobe_trampoline\n"
 108                         "kretprobe_trampoline:\n"
 109                         "       pushf\n"
 110                         /* skip cs, ip, orig_ax and gs. */
 111                         "       subl $16, %esp\n"
 112                         "       pushl %fs\n"
 113                         "       pushl %es\n"
 114                         "       pushl %ds\n"
 115                         "       pushl %eax\n"
 116                         "       pushl %ebp\n"
 117                         "       pushl %edi\n"
 118                         "       pushl %esi\n"
 119                         "       pushl %edx\n"
 120                         "       pushl %ecx\n"
 121                         "       pushl %ebx\n"
 122                         "       movl %esp, %eax\n"
 123                         "       call trampoline_probe_handler_x86\n"
 124                         /* move eflags to cs */
 125                         "       movl 56(%esp), %edx\n"
 126                         "       movl %edx, 52(%esp)\n"
 127                         /* replace saved flags with true return address. */
 128                         "       movl %eax, 56(%esp)\n"
 129                         "       popl %ebx\n" ""
 130                         "       popl %ecx\n"
 131                         "       popl %edx\n"
 132                         "       popl %esi\n"
 133                         "       popl %edi\n"
 134                         "       popl %ebp\n"
 135                         "       popl %eax\n"
 136                         /* skip ds, es, fs, gs, orig_ax, and ip. Note: don't pop cs here*/
 137                         "       addl $24, %esp\n"
 138                         "       popf\n"
 139                         "       ret\n");
 140 }
 141
 142 void kretprobe_trampoline(void);
 143
 144 /* insert a jmp code */
 145 static __always_inline void set_jmp_op (void *from, void *to)
 146 {
 147         struct __arch_jmp_op
 148         {
 149                 char op;
 150                 long raddr;
 151         } __attribute__ ((packed)) * jop;
 152         jop = (struct __arch_jmp_op *) from;
 153         jop->raddr = (long) (to) - ((long) (from) + 5);
 154         jop->op = RELATIVEJUMP_INSTRUCTION;
 155 }
 156
 157 /*
 158  * returns non-zero if opcodes can be boosted.
 159  */
 160 int can_boost(kprobe_opcode_t *opcodes)
 161 {
 162 #define W(row,b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9,ba,bb,bc,bd,be,bf)                \
 163         (((b0##UL << 0x0)|(b1##UL << 0x1)|(b2##UL << 0x2)|(b3##UL << 0x3) |   \
 164           (b4##UL << 0x4)|(b5##UL << 0x5)|(b6##UL << 0x6)|(b7##UL << 0x7) |   \
 165           (b8##UL << 0x8)|(b9##UL << 0x9)|(ba##UL << 0xa)|(bb##UL << 0xb) |   \
 166           (bc##UL << 0xc)|(bd##UL << 0xd)|(be##UL << 0xe)|(bf##UL << 0xf))    \
 167          << (row % 32))
 168         /*
 169          * Undefined/reserved opcodes, conditional jump, Opcode Extension
 170          * Groups, and some special opcodes can not be boost.
 171          */
 172         static const unsigned long twobyte_is_boostable[256 / 32] = {
 173                 /*      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f         */
 174                 /*      -------------------------------         */
 175                 W (0x00, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0) |      /* 00 */
 176                         W (0x10, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0),       /* 10 */
 177                 W (0x20, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) |      /* 20 */
 178                         W (0x30, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0),       /* 30 */
 179                 W (0x40, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) |      /* 40 */
 180                         W (0x50, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0),       /* 50 */
 181                 W (0x60, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1) |      /* 60 */
 182                         W (0x70, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1),       /* 70 */
 183                 W (0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) |      /* 80 */
 184                         W (0x90, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1),       /* 90 */
 185                 W (0xa0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1) |      /* a0 */
 186                         W (0xb0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1),       /* b0 */
 187                 W (0xc0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1) |      /* c0 */
 188                         W (0xd0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1),       /* d0 */
 189                 W (0xe0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1) |      /* e0 */
 190                         W (0xf0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0)        /* f0 */
 191                         /*      -------------------------------         */
 192                         /*      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f         */
 193         };
 194 #undef W
 195         kprobe_opcode_t opcode;
 196         kprobe_opcode_t *orig_opcodes = opcodes;
 197 retry:
 198         if (opcodes - orig_opcodes > MAX_INSN_SIZE - 1)
 199                 return 0;
 200         opcode = *(opcodes++);
 201
 202         /* 2nd-byte opcode */
 203         if (opcode == 0x0f)
 204         {
 205                 if (opcodes - orig_opcodes > MAX_INSN_SIZE - 1)
 206                         return 0;
 207                 return test_bit (*opcodes, twobyte_is_boostable);
 208         }
 209
 210         switch (opcode & 0xf0)
 211         {
 212                 case 0x60:
 213                         if (0x63 < opcode && opcode < 0x67)
 214                                 goto retry;     /* prefixes */
 215                         /* can't boost Address-size override and bound */
 216                         return (opcode != 0x62 && opcode != 0x67);
 217                 case 0x70:
 218                         return 0;       /* can't boost conditional jump */
 219                 case 0xc0:
 220                         /* can't boost software-interruptions */
 221                         return (0xc1 < opcode && opcode < 0xcc) || opcode == 0xcf;
 222                 case 0xd0:
 223                         /* can boost AA* and XLAT */
 224                         return (opcode == 0xd4 || opcode == 0xd5 || opcode == 0xd7);
 225                 case 0xe0:
 226                         /* can boost in/out and absolute jmps */
 227                         return ((opcode & 0x04) || opcode == 0xea);
 228                 case 0xf0:
 229                         if ((opcode & 0x0c) == 0 && opcode != 0xf1)
 230                                 goto retry;     /* lock/rep(ne) prefix */
 231                         /* clear and set flags can be boost */
 232                         return (opcode == 0xf5 || (0xf7 < opcode && opcode < 0xfe));
 233                 default:
 234                         if (opcode == 0x26 || opcode == 0x36 || opcode == 0x3e)
 235                                 goto retry;     /* prefixes */
 236                         /* can't boost CS override and call */
 237                         return (opcode != 0x2e && opcode != 0x9a);
 238         }
 239 }
 240 EXPORT_SYMBOL_GPL(can_boost);
 241
 242 /*
 243  * returns non-zero if opcode modifies the interrupt flag.
 244  */
 245 static int is_IF_modifier (kprobe_opcode_t opcode)
 246 {
 247         switch (opcode)
 248         {
 249                 case 0xfa:              /* cli */
 250                 case 0xfb:              /* sti */
 251                 case 0xcf:              /* iret/iretd */
 252                 case 0x9d:              /* popf/popfd */
 253                         return 1;
 254         }
 255         return 0;
 256 }
 257
 258 int arch_prepare_kprobe(struct kprobe *p, struct slot_manager *sm)
 259 {
 260         kprobe_opcode_t insns[KPROBES_TRAMP_LEN];
 261
 262         int ret = 0;
 263
 264         if ((unsigned long) p->addr & 0x01)
 265         {
 266                 DBPRINTF ("Attempt to register kprobe at an unaligned address\n");
 267                 //ret = -EINVAL;
 268         }
 269
 270
 271         if (!ret)
 272         {
 273                 kprobe_opcode_t insn[MAX_INSN_SIZE];
 274                 struct arch_specific_insn ainsn;
 275                 /* insn: must be on special executable page on i386. */
 276                 p->ainsn.insn = alloc_insn_slot(sm);
 277                 if (!p->ainsn.insn)
 278                         return -ENOMEM;
 279                 memcpy (insn, p->addr, MAX_INSN_SIZE * sizeof (kprobe_opcode_t));
 280                 ainsn.insn = insn;
 281                 ret = arch_check_insn (&ainsn);
 282                 if (!ret)
 283                 {
 284                         p->opcode = *p->addr;
 285                 }
 286
 287                 if (can_boost (p->addr))
 288                         p->ainsn.boostable = 0;
 289                 else
 290                         p->ainsn.boostable = -1;
 291                 memcpy (p->ainsn.insn, insn, MAX_INSN_SIZE * sizeof (kprobe_opcode_t));
 292         }
 293         else
 294         {
 295                 free_insn_slot(sm, p->ainsn.insn);
 296         }
 297
 298         return ret;
 299 }
 300
 301 void prepare_singlestep (struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 302 {
 303         if(p->ss_addr)
 304         {
 305                 regs->EREG (ip) = (unsigned long)p->ss_addr;
 306                 p->ss_addr = NULL;
 307         }
 308         else
 309         {
 310                 regs->EREG (flags) |= TF_MASK;
 311                 regs->EREG (flags) &= ~IF_MASK;
 312                 /*single step inline if the instruction is an int3 */
 313                 if (p->opcode == BREAKPOINT_INSTRUCTION){
 314                         regs->EREG (ip) = (unsigned long) p->addr;
 315                         //printk("break_insn!!!\n");
 316                 }
 317                 else
 318                         regs->EREG (ip) = (unsigned long) p->ainsn.insn;
 319         }
 320 }
 321 EXPORT_SYMBOL_GPL(prepare_singlestep);
 322
 323 void save_previous_kprobe (struct kprobe_ctlblk *kcb, struct kprobe *cur_p)
 324 {
 325         if (kcb->prev_kprobe.kp != NULL)
 326         {
 327                 panic("no space to save new probe[]: task = %d/%s, prev %p, current %p, new %p,",
 328                                 current->pid, current->comm, kcb->prev_kprobe.kp->addr,
 329                                 kprobe_running()->addr, cur_p->addr);
 330         }
 331
 332
 333         kcb->prev_kprobe.kp = kprobe_running();
 334         kcb->prev_kprobe.status = kcb->kprobe_status;
 335
 336 }
 337
 338 void restore_previous_kprobe (struct kprobe_ctlblk *kcb)
 339 {
 340         __get_cpu_var (current_kprobe) = kcb->prev_kprobe.kp;
 341         kcb->kprobe_status = kcb->prev_kprobe.status;
 342         kcb->prev_kprobe.kp = NULL;
 343         kcb->prev_kprobe.status = 0;
 344 }
 345
 346 void set_current_kprobe (struct kprobe *p, struct pt_regs *regs, struct kprobe_ctlblk *kcb)
 347 {
 348         __get_cpu_var (current_kprobe) = p;
 349         DBPRINTF ("set_current_kprobe[]: p=%p addr=%p\n", p, p->addr);
 350         kcb->kprobe_saved_eflags = kcb->kprobe_old_eflags = (regs->EREG (flags) & (TF_MASK | IF_MASK));
 351         if (is_IF_modifier (p->opcode))
 352                 kcb->kprobe_saved_eflags &= ~IF_MASK;
 353 }
 354
 355 int kprobe_handler (struct pt_regs *regs)
 356 {
 357         struct kprobe *p = 0;
 358         int ret = 0, reenter = 0;
 359         kprobe_opcode_t *addr = NULL;
 360         struct kprobe_ctlblk *kcb;
 361 #ifdef SUPRESS_BUG_MESSAGES
 362         int swap_oops_in_progress;
 363 #endif
 364
 365         /* We're in an interrupt, but this is clear and BUG()-safe. */
 366         addr = (kprobe_opcode_t *) (regs->EREG (ip) - sizeof (kprobe_opcode_t));
 367         DBPRINTF ("KPROBE: regs->eip = 0x%lx addr = 0x%p\n", regs->EREG (ip), addr);
 368 #ifdef SUPRESS_BUG_MESSAGES
 369         // oops_in_progress used to avoid BUG() messages that slow down kprobe_handler() execution
 370         swap_oops_in_progress = oops_in_progress;
 371         oops_in_progress = 1;
 372 #endif
 373         preempt_disable ();
 374
 375         kcb = get_kprobe_ctlblk ();
 376
 377         /* Check we're not actually recursing */
 378         if (kprobe_running()) {
 379                 p = get_kprobe(addr);
 380                 if (p) {
 381                         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_HIT_SS && *p->ainsn.insn == BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 382                                 regs->EREG(flags) &= ~TF_MASK;
 383                                 regs->EREG(flags) |= kcb->kprobe_saved_eflags;
 384                                 goto no_kprobe;
 385                         }
 386
 387
 388                         /* We have reentered the kprobe_handler(), since
 389                          * another probe was hit while within the handler.
 390                          * We here save the original kprobes variables and
 391                          * just single step on the instruction of the new probe
 392                          * without calling any user handlers.
 393                          */
 394                         save_previous_kprobe (kcb, p);
 395                         set_current_kprobe (p, regs, kcb);
 396                         kprobes_inc_nmissed_count (p);
 397                         prepare_singlestep (p, regs);
 398                         kcb->kprobe_status = KPROBE_REENTER;
 399                         // FIXME should we enable preemption here??...
 400                         //preempt_enable_no_resched ();
 401 #ifdef SUPRESS_BUG_MESSAGES
 402                         oops_in_progress = swap_oops_in_progress;
 403 #endif
 404                         return 1;
 405                 } else {
 406                         if (*addr != BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 407                                 /* The breakpoint instruction was removed by
 408                                  * another cpu right after we hit, no further
 409                                  * handling of this interrupt is appropriate
 410                                  */
 411                                 regs->EREG(ip) -= sizeof(kprobe_opcode_t);
 412                                 ret = 1;
 413                                 goto no_kprobe;
 414                         }
 415
 416                         p = __get_cpu_var(current_kprobe);
 417                         if (p->break_handler && p->break_handler(p, regs))
 418                                 goto ss_probe;
 419
 420                         goto no_kprobe;
 421                 }
 422         }
 423
 424         DBPRINTF ("get_kprobe %p", addr);
 425         if (!p)
 426                 p = get_kprobe(addr);
 427
 428         if (!p) {
 429                 if (*addr != BREAKPOINT_INSTRUCTION) {
 430                         /*
 431                          * The breakpoint instruction was removed right
 432                          * after we hit it.  Another cpu has removed
 433                          * either a probepoint or a debugger breakpoint
 434                          * at this address.  In either case, no further
 435                          * handling of this interrupt is appropriate.
 436                          * Back up over the (now missing) int3 and run
 437                          * the original instruction.
 438                          */
 439                         regs->EREG(ip) -= sizeof(kprobe_opcode_t);
 440                         ret = 1;
 441                 }
 442
 443                 if (!p) {
 444                         /* Not one of ours: let kernel handle it */
 445                         DBPRINTF ("no_kprobe");
 446                         goto no_kprobe;
 447                 }
 448         }
 449
 450         set_current_kprobe (p, regs, kcb);
 451
 452         if(!reenter)
 453                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 454
 455         if (p->pre_handler)
 456                 ret = p->pre_handler(p, regs);
 457
 458         if (ret)
 459         {
 460                 if (ret == 2) { // we have alreadyc called the handler, so just single step the instruction
 461                         DBPRINTF ("p->pre_handler[] 2");
 462                         goto ss_probe;
 463                 }
 464                 DBPRINTF ("p->pre_handler[] 1");
 465                 // FIXME should we enable preemption here??...
 466                 //preempt_enable_no_resched ();
 467 #ifdef SUPRESS_BUG_MESSAGES
 468                 oops_in_progress = swap_oops_in_progress;
 469 #endif
 470                 /* handler has already set things up, so skip ss setup */
 471                 prepare_singlestep(p, regs);
 472                 return 1;
 473         }
 474         DBPRINTF ("p->pre_handler[] 0");
 475
 476 ss_probe:
 477         DBPRINTF ("p = %p\n", p);
 478         DBPRINTF ("p->opcode = 0x%lx *p->addr = 0x%lx p->addr = 0x%p\n", (unsigned long) p->opcode, p->tgid ? 0 : (unsigned long) (*p->addr), p->addr);
 479
 480 #if !defined(CONFIG_PREEMPT) || defined(CONFIG_PM)
 481         if (p->ainsn.boostable == 1 && !p->post_handler)
 482         {
 483                 /* Boost up -- we can execute copied instructions directly */
 484                 reset_current_kprobe ();
 485                 regs->EREG (ip) = (unsigned long) p->ainsn.insn;
 486                 preempt_enable_no_resched ();
 487 #ifdef SUPRESS_BUG_MESSAGES
 488                 oops_in_progress = swap_oops_in_progress;
 489 #endif
 490                 return 1;
 491         }
 492 #endif // !CONFIG_PREEMPT
 493         prepare_singlestep (p, regs);
 494         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SS;
 495         // FIXME should we enable preemption here??...
 496         //preempt_enable_no_resched ();
 497 #ifdef SUPRESS_BUG_MESSAGES
 498         oops_in_progress = swap_oops_in_progress;
 499 #endif
 500         return 1;
 501
 502 no_kprobe:
 503
 504         preempt_enable_no_resched ();
 505 #ifdef SUPRESS_BUG_MESSAGES
 506         oops_in_progress = swap_oops_in_progress;
 507 #endif
 508         return ret;
 509 }
 510
 511 int setjmp_pre_handler (struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 512 {
 513         struct jprobe *jp = container_of (p, struct jprobe, kp);
 514         kprobe_pre_entry_handler_t pre_entry;
 515         entry_point_t entry;
 516
 517         unsigned long addr, args[6];
 518         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk ();
 519
 520         DBPRINTF ("setjmp_pre_handler %p:%d", p->addr, p->tgid);
 521         pre_entry = (kprobe_pre_entry_handler_t) jp->pre_entry;
 522         entry = (entry_point_t) jp->entry;
 523
 524         /* handle __switch_to probe */
 525         if ((p->addr == sched_addr) && sched_rp) {
 526                 /* FIXME: Actually 2nd parameter is not used for x86 */
 527                 patch_suspended_task(sched_rp, (struct task_struct *)regs->dx, regs);
 528         }
 529
 530         kcb->jprobe_saved_regs = *regs;
 531         kcb->jprobe_saved_esp = &regs->EREG(sp);
 532         addr = (unsigned long)(kcb->jprobe_saved_esp);
 533
 534         /* TBD: As Linus pointed out, gcc assumes that the callee
 535          * owns the argument space and could overwrite it, e.g.
 536          * tailcall optimization. So, to be absolutely safe
 537          * we also save and restore enough stack bytes to cover
 538          * the argument area. */
 539         memcpy(kcb->jprobes_stack, (kprobe_opcode_t *)addr, MIN_STACK_SIZE (addr));
 540         regs->EREG(flags) &= ~IF_MASK;
 541 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2, 6, 18)
 542         trace_hardirqs_off();
 543 #endif
 544         if (pre_entry)
 545                 p->ss_addr = pre_entry(jp->priv_arg, regs);
 546
 547         regs->EREG(ip) = (unsigned long)(jp->entry);
 548
 549         return 1;
 550 }
 551
 552 void dbi_jprobe_return (void)
 553 {
 554         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk ();
 555
 556         asm volatile("       xchgl   %%ebx,%%esp     \n"
 557                         "       int3                    \n"
 558                         "       .globl dbi_jprobe_return_end    \n"
 559                         "       dbi_jprobe_return_end:  \n"
 560                         "       nop                     \n"::"b" (kcb->jprobe_saved_esp):"memory");
 561 }
 562
 563 void arch_ujprobe_return(void)
 564 {
 565 }
 566
 567 /*
 568  * Called after single-stepping.  p->addr is the address of the
 569  * instruction whose first byte has been replaced by the "int 3"
 570  * instruction.  To avoid the SMP problems that can occur when we
 571  * temporarily put back the original opcode to single-step, we
 572  * single-stepped a copy of the instruction.  The address of this
 573  * copy is p->ainsn.insn.
 574  *
 575  * This function prepares to return from the post-single-step
 576  * interrupt.  We have to fix up the stack as follows:
 577  *
 578  * 0) Except in the case of absolute or indirect jump or call instructions,
 579  * the new eip is relative to the copied instruction.  We need to make
 580  * it relative to the original instruction.
 581  *
 582  * 1) If the single-stepped instruction was pushfl, then the TF and IF
 583  * flags are set in the just-pushed eflags, and may need to be cleared.
 584  *
 585  * 2) If the single-stepped instruction was a call, the return address
 586  * that is atop the stack is the address following the copied instruction.
 587  * We need to make it the address following the original instruction.
 588  *
 589  * This function also checks instruction size for preparing direct execution.
 590  */
 591 static void resume_execution (struct kprobe *p, struct pt_regs *regs, struct kprobe_ctlblk *kcb)
 592 {
 593         unsigned long *tos, tos_dword = 0;
 594         unsigned long copy_eip = (unsigned long) p->ainsn.insn;
 595         unsigned long orig_eip = (unsigned long) p->addr;
 596         kprobe_opcode_t insns[2];
 597
 598         regs->EREG (flags) &= ~TF_MASK;
 599
 600         tos = (unsigned long *)&regs->EREG(sp);
 601         insns[0] = p->ainsn.insn[0];
 602         insns[1] = p->ainsn.insn[1];
 603
 604         switch (insns[0])
 605         {
 606                 case 0x9c:              /* pushfl */
 607                         *tos &= ~(TF_MASK | IF_MASK);
 608                         *tos |= kcb->kprobe_old_eflags;
 609                         break;
 610                 case 0xc2:              /* iret/ret/lret */
 611                 case 0xc3:
 612                 case 0xca:
 613                 case 0xcb:
 614                 case 0xcf:
 615                 case 0xea:              /* jmp absolute -- eip is correct */
 616                         /* eip is already adjusted, no more changes required */
 617                         p->ainsn.boostable = 1;
 618                         goto no_change;
 619                 case 0xe8:              /* call relative - Fix return addr */
 620                         *tos = orig_eip + (*tos - copy_eip);
 621                         break;
 622                 case 0x9a:              /* call absolute -- same as call absolute, indirect */
 623                         *tos = orig_eip + (*tos - copy_eip);
 624                         goto no_change;
 625                 case 0xff:
 626                         if ((insns[1] & 0x30) == 0x10)
 627                         {
 628                                 /*
 629                                  * call absolute, indirect
 630                                  * Fix return addr; eip is correct.
 631                                  * But this is not boostable
 632                                  */
 633                                 *tos = orig_eip + (*tos - copy_eip);
 634                                 goto no_change;
 635                         }
 636                         else if (((insns[1] & 0x31) == 0x20) || /* jmp near, absolute indirect */
 637                                         ((insns[1] & 0x31) == 0x21))
 638                         {               /* jmp far, absolute indirect */
 639                                 /* eip is correct. And this is boostable */
 640                                 p->ainsn.boostable = 1;
 641                                 goto no_change;
 642                         }
 643                 default:
 644                         break;
 645         }
 646
 647         if (p->ainsn.boostable == 0)
 648         {
 649                 if ((regs->EREG (ip) > copy_eip) && (regs->EREG (ip) - copy_eip) + 5 < MAX_INSN_SIZE)
 650                 {
 651                         /*
 652                          * These instructions can be executed directly if it
 653                          * jumps back to correct address.
 654                          */
 655                         set_jmp_op((void *)regs->EREG(ip), (void *)orig_eip + (regs->EREG(ip) - copy_eip));
 656                         p->ainsn.boostable = 1;
 657                 }
 658                 else
 659                 {
 660                         p->ainsn.boostable = -1;
 661                 }
 662         }
 663
 664         regs->EREG (ip) = orig_eip + (regs->EREG (ip) - copy_eip);
 665
 666 no_change:
 667         return;
 668 }
 669
 670 /*
 671  * Interrupts are disabled on entry as trap1 is an interrupt gate and they
 672  * remain disabled thoroughout this function.
 673  */
 674 static int post_kprobe_handler (struct pt_regs *regs)
 675 {
 676         struct kprobe *cur = kprobe_running ();
 677         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk ();
 678
 679         if (!cur)
 680                 return 0;
 681         if ((kcb->kprobe_status != KPROBE_REENTER) && cur->post_handler)
 682         {
 683                 kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SSDONE;
 684                 cur->post_handler (cur, regs, 0);
 685         }
 686
 687         resume_execution (cur, regs, kcb);
 688         regs->EREG (flags) |= kcb->kprobe_saved_eflags;
 689 #ifndef CONFIG_X86
 690         trace_hardirqs_fixup_flags (regs->EREG (flags));
 691 #endif // CONFIG_X86
 692         /*Restore back the original saved kprobes variables and continue. */
 693         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER)
 694         {
 695                 restore_previous_kprobe (kcb);
 696                 goto out;
 697         }
 698         reset_current_kprobe ();
 699 out:
 700         preempt_enable_no_resched ();
 701
 702         /*
 703          * if somebody else is singlestepping across a probe point, eflags
 704          * will have TF set, in which case, continue the remaining processing
 705          * of do_debug, as if this is not a probe hit.
 706          */
 707         if (regs->EREG (flags) & TF_MASK)
 708                 return 0;
 709
 710         return 1;
 711 }
 712
 713 int kprobe_fault_handler (struct pt_regs *regs, int trapnr)
 714 {
 715         struct kprobe *cur = kprobe_running ();
 716         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk ();
 717
 718         switch (kcb->kprobe_status)
 719         {
 720                 case KPROBE_HIT_SS:
 721                 case KPROBE_REENTER:
 722                         /*
 723                          * We are here because the instruction being single
 724                          * stepped caused a page fault. We reset the current
 725                          * kprobe and the eip points back to the probe address
 726                          * and allow the page fault handler to continue as a
 727                          * normal page fault.
 728                          */
 729                         regs->EREG (ip) = (unsigned long) cur->addr;
 730                         regs->EREG (flags) |= kcb->kprobe_old_eflags;
 731                         if (kcb->kprobe_status == KPROBE_REENTER)
 732                                 restore_previous_kprobe (kcb);
 733                         else
 734                                 reset_current_kprobe ();
 735                         preempt_enable_no_resched ();
 736                         break;
 737                 case KPROBE_HIT_ACTIVE:
 738                 case KPROBE_HIT_SSDONE:
 739                         /*
 740                          * We increment the nmissed count for accounting,
 741                          * we can also use npre/npostfault count for accouting
 742                          * these specific fault cases.
 743                          */
 744                         kprobes_inc_nmissed_count (cur);
 745
 746                         /*
 747                          * We come here because instructions in the pre/post
 748                          * handler caused the page_fault, this could happen
 749                          * if handler tries to access user space by
 750                          * copy_from_user(), get_user() etc. Let the
 751                          * user-specified handler try to fix it first.
 752                          */
 753                         if (cur->fault_handler && cur->fault_handler (cur, regs, trapnr))
 754                                 return 1;
 755
 756                         /*
 757                          * In case the user-specified fault handler returned
 758                          * zero, try to fix up.
 759                          */
 760                         if (fixup_exception (regs))
 761                                 return 1;
 762
 763                         /*
 764                          * fixup_exception() could not handle it,
 765                          * Let do_page_fault() fix it.
 766                          */
 767                         break;
 768                 default:
 769                         break;
 770         }
 771         return 0;
 772 }
 773
 774 int kprobe_exceptions_notify (struct notifier_block *self, unsigned long val, void *data)
 775 {
 776         struct die_args *args = (struct die_args *) data;
 777         int ret = NOTIFY_DONE;
 778
 779         DBPRINTF ("val = %ld, data = 0x%X", val, (unsigned int) data);
 780
 781         if (args->regs && user_mode_vm(args->regs))
 782                 return ret;
 783
 784         DBPRINTF ("switch (val) %lu %d %d", val, DIE_INT3, DIE_TRAP);
 785         switch (val)
 786         {
 787 #ifdef CONFIG_KPROBES
 788                 case DIE_INT3:
 789 #else
 790                 case DIE_TRAP:
 791 #endif
 792                         DBPRINTF ("before kprobe_handler ret=%d %p", ret, args->regs);
 793                         if (kprobe_handler (args->regs))
 794                                 ret = NOTIFY_STOP;
 795                         DBPRINTF ("after kprobe_handler ret=%d %p", ret, args->regs);
 796                         break;
 797                 case DIE_DEBUG:
 798                         if (post_kprobe_handler (args->regs))
 799                                 ret = NOTIFY_STOP;
 800                         break;
 801                 case DIE_GPF:
 802                         // kprobe_running() needs smp_processor_id()
 803                         preempt_disable ();
 804                         if (kprobe_running () && kprobe_fault_handler (args->regs, args->trapnr))
 805                                 ret = NOTIFY_STOP;
 806                         preempt_enable ();
 807                         break;
 808                 default:
 809                         break;
 810         }
 811         DBPRINTF ("ret=%d", ret);
 812         /* if(ret == NOTIFY_STOP) */
 813         /*      handled_exceptions++; */
 814
 815         return ret;
 816 }
 817
 818 static struct notifier_block kprobe_exceptions_nb = {
 819         .notifier_call = kprobe_exceptions_notify,
 820         .priority = INT_MAX
 821 };
 822
 823 int longjmp_break_handler (struct kprobe *p, struct pt_regs *regs)
 824 {
 825         struct kprobe_ctlblk *kcb = get_kprobe_ctlblk ();
 826         u8 *addr = (u8 *) (regs->EREG (ip) - 1);
 827         unsigned long stack_addr = (unsigned long) (kcb->jprobe_saved_esp);
 828         struct jprobe *jp = container_of (p, struct jprobe, kp);
 829
 830         DBPRINTF ("p = %p\n", p);
 831
 832         if ((addr > (u8 *) dbi_jprobe_return) && (addr < (u8 *) dbi_jprobe_return_end))
 833         {
 834                 if ((unsigned long *)(&regs->EREG(sp)) != kcb->jprobe_saved_esp)
 835                 {
 836                         struct pt_regs *saved_regs = &kcb->jprobe_saved_regs;
 837                         printk ("current esp %p does not match saved esp %p\n", &regs->EREG (sp), kcb->jprobe_saved_esp);
 838                         printk ("Saved registers for jprobe %p\n", jp);
 839                         show_registers (saved_regs);
 840                         printk ("Current registers\n");
 841                         show_registers (regs);
 842                         panic("BUG");
 843                         //BUG ();
 844                 }
 845                 *regs = kcb->jprobe_saved_regs;
 846                 memcpy ((kprobe_opcode_t *) stack_addr, kcb->jprobes_stack, MIN_STACK_SIZE (stack_addr));
 847                 preempt_enable_no_resched ();
 848                 return 1;
 849         }
 850 }
 851
 852 void arch_arm_kprobe (struct kprobe *p)
 853 {
 854         text_poke (p->addr, ((unsigned char[])
 855                                 {BREAKPOINT_INSTRUCTION}), 1);
 856 }
 857
 858 void arch_disarm_kprobe (struct kprobe *p)
 859 {
 860         text_poke (p->addr, &p->opcode, 1);
 861 }
 862
 863 static __used void *trampoline_probe_handler_x86(struct pt_regs *regs)
 864 {
 865         return (void *)trampoline_probe_handler(NULL, regs);
 866 }
 867
 868 void arch_prepare_kretprobe(struct kretprobe_instance *ri, struct pt_regs *regs)
 869 {
 870         unsigned long *sara = (unsigned long *)&regs->EREG(sp);
 871         ri->ret_addr = (kprobe_opcode_t *)*sara;
 872         ri->sp = &regs->EREG(sp);
 873
 874         /* Replace the return addr with trampoline addr */
 875         *sara = (unsigned long)&kretprobe_trampoline;
 876 }
 877
 878 int arch_init_module_deps()
 879 {
 880         INIT_MOD_DEP_VAR(module_alloc, module_alloc);
 881         INIT_MOD_DEP_VAR(module_free, module_free);
 882         INIT_MOD_DEP_VAR(fixup_exception, fixup_exception);
 883 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2, 6, 23)
 884 # error this kernel version has no text_poke function which is necessaryf for x86 ach!!!
 885 #else
 886         INIT_MOD_DEP_VAR(text_poke, text_poke);
 887 #endif
 888         INIT_MOD_DEP_VAR(show_registers, show_registers);
 889 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && defined(CONFIG_PM)
 890         INIT_MOD_DEP_VAR(freeze_processes, freeze_processes);
 891         INIT_MOD_DEP_VAR(thaw_processes, thaw_processes);
 892 #endif
 893
 894         return 0;
 895 }
 896
 897 int arch_init_kprobes(void)
 898 {
 899         return register_die_notifier (&kprobe_exceptions_nb);
 900 }
 901
 902 void arch_exit_kprobes(void)
 903 {
 904         unregister_die_notifier (&kprobe_exceptions_nb);
 905 }