kprobe/dbi_kprobes.h

   1 #ifndef _DBI_KPROBES_H
   2 #define _DBI_KPROBES_H
   3
   4 /*
   5  *  Kernel Probes (KProbes)
   6  *  include/linux/kprobes.h
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  21  *
  22  * Copyright (C) IBM Corporation, 2002, 2004
  23  */
  24
  25 /*
  26  *  Dynamic Binary Instrumentation Module based on KProbes
  27  *  modules/kprobe/dbi_kprobes.h
  28  *
  29  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  30  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  31  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  32  * (at your option) any later version.
  33  *
  34  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  35  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  36  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  37  * GNU General Public License for more details.
  38  *
  39  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  40  * along with this program; if not, write to the Free Software
  41  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
  42  *
  43  * Copyright (C) Samsung Electronics, 2006-2010
  44  *
  45  * 2006-2007    Ekaterina Gorelkina <e.gorelkina@samsung.com>: initial implementation for ARM and MIPS
  46  * 2008-2009    Alexey Gerenkov <a.gerenkov@samsung.com> User-Space
  47  *              Probes initial implementation; Support x86/ARM/MIPS for both user and kernel spaces.
  48  * 2010         Ekaterina Gorelkina <e.gorelkina@samsung.com>: redesign module for separating core and arch parts
  49  *
  50  */
  51
  52
  53 #include <linux/version.h>      // LINUX_VERSION_CODE, KERNEL_VERSION()
  54 #include <linux/notifier.h>
  55 #include <linux/percpu.h>
  56 #include <linux/spinlock.h>
  57 #include <linux/rcupdate.h>
  58 #include <linux/sched.h>
  59 #include <linux/pagemap.h>
  60
  61 #include "arch/asm/dbi_kprobes.h"
  62
  63 /* kprobe_status settings */
  64 #define KPROBE_HIT_ACTIVE       0x00000001
  65 #define KPROBE_HIT_SS           0x00000002
  66 #define KPROBE_REENTER          0x00000004
  67 #define KPROBE_HIT_SSDONE       0x00000008
  68
  69 #define HIWORD(x)               (((x) & 0xFFFF0000) >> 16)
  70 #define LOWORD(x)               ((x) & 0x0000FFFF)
  71
  72 #define INVALID_VALUE           0xFFFFFFFF
  73 #define INVALID_POINTER         (void*)INVALID_VALUE
  74
  75 #define JPROBE_ENTRY(pentry)    (kprobe_opcode_t *)pentry
  76
  77 #define RETPROBE_STACK_DEPTH 64
  78
  79 struct kprobe;
  80 struct pt_regs;
  81 struct kretprobe;
  82 struct kretprobe_instance;
  83 typedef int (*kprobe_pre_handler_t) (struct kprobe *, struct pt_regs *);
  84 typedef int (*kprobe_break_handler_t) (struct kprobe *, struct pt_regs *);
  85 typedef void (*kprobe_post_handler_t) (struct kprobe *, struct pt_regs *, unsigned long flags);
  86 typedef int (*kprobe_fault_handler_t) (struct kprobe *, struct pt_regs *, int trapnr);
  87 typedef int (*kretprobe_handler_t) (struct kretprobe_instance *, struct pt_regs *, void *);
  88
  89 struct kprobe
  90 {
  91         struct hlist_node                               hlist;
  92         /*list of probes to search by instruction slot*/
  93 #ifdef CONFIG_ARM
  94         struct hlist_node                               is_hlist_arm;
  95         struct hlist_node                               is_hlist_thumb;
  96 #else /* CONFIG_ARM */
  97         struct hlist_node                               is_hlist;
  98 #endif /* CONFIG_ARM */
  99         /* list of kprobes for multi-handler support */
 100         struct list_head                                list;
 101         /* Indicates that the corresponding module has been ref counted */
 102         unsigned int                                    mod_refcounted;
 103         /*count the number of times this probe was temporarily disarmed */
 104         unsigned long                                   nmissed;
 105         /* location of the probe point */
 106         kprobe_opcode_t                                 *addr;
 107         /* Allow user to indicate symbol name of the probe point */
 108         char                                            *symbol_name;
 109         /* Offset into the symbol */
 110         unsigned int                                    offset;
 111         /* Called before addr is executed. */
 112         kprobe_pre_handler_t                            pre_handler;
 113         /* Called after addr is executed, unless... */
 114         kprobe_post_handler_t                           post_handler;
 115         /* ... called if executing addr causes a fault (eg. page fault).
 116          * Return 1 if it handled fault, otherwise kernel will see it. */
 117         kprobe_fault_handler_t                          fault_handler;
 118         /* ... called if breakpoint trap occurs in probe handler.
 119          * Return 1 if it handled break, otherwise kernel will see it. */
 120         kprobe_break_handler_t                          break_handler;
 121         /* Saved opcode (which has been replaced with breakpoint) */
 122         kprobe_opcode_t                                 opcode;
 123         /* copy of the original instruction */
 124         struct arch_specific_insn                       ainsn;
 125         // TGID to which probe belongs
 126         pid_t                                           tgid;
 127         // override single-step target address,
 128         // may be used to redirect control-flow to arbitrary address after probe point
 129         // without invocation of original instruction;
 130         // useful for functions replacement
 131         // if jprobe.entry should return address of function or NULL
 132         // if original function should be called
 133         // not supported for X86, not tested for MIPS
 134         kprobe_opcode_t                                 *ss_addr;
 135         // safe/unsafe to use probe
 136 #ifdef CONFIG_ARM
 137         unsigned                                        safe_arm:1;
 138         unsigned                                        safe_thumb:1;
 139 #endif
 140 };
 141
 142 typedef unsigned long (*kprobe_pre_entry_handler_t) (void *priv_arg, struct pt_regs * regs);
 143
 144 /*
 145  * Special probe type that uses setjmp-longjmp type tricks to resume
 146  * execution at a specified entry with a matching prototype corresponding
 147  * to the probed function - a trick to enable arguments to become
 148  * accessible seamlessly by probe handling logic.
 149  * Note:
 150  * Because of the way compilers allocate stack space for local variables
 151  * etc upfront, regardless of sub-scopes within a function, this mirroring
 152  * principle currently works only for probes placed on function entry points.
 153  */
 154 struct jprobe
 155 {
 156         struct kprobe kp;
 157         // probe handling code to jump to
 158         kprobe_opcode_t *entry;
 159         // handler whichw willb bec called before 'entry'
 160         kprobe_pre_entry_handler_t pre_entry;
 161         void *priv_arg;
 162 };
 163
 164 struct jprobe_instance
 165 {
 166         // either on free list or used list
 167         struct hlist_node uflist;
 168         struct hlist_node hlist;
 169         struct jprobe *jp;
 170         struct task_struct *task;
 171 };
 172
 173
 174
 175
 176
 177 /*
 178  * Function-return probe -
 179  * Note:
 180  * User needs to provide a handler function, and initialize maxactive.
 181  * maxactive - The maximum number of instances of the probed function that
 182  * can be active concurrently.
 183  * nmissed - tracks the number of times the probed function's return was
 184  * ignored, due to maxactive being too low.
 185  *
 186  */
 187 struct kretprobe
 188 {
 189         struct kprobe kp;
 190         kretprobe_handler_t handler;
 191         void *priv_arg;
 192         int maxactive;
 193         int nmissed;
 194         int disarm;
 195         struct hlist_head free_instances;
 196         struct hlist_head used_instances;
 197
 198 #ifdef CONFIG_ARM
 199         // probe with noreturn (bl,blx)
 200         unsigned                                        arm_noret:1;
 201         unsigned                                        thumb_noret:1;
 202 #endif
 203
 204 };
 205
 206 struct kretprobe_instance
 207 {
 208         // either on free list or used list
 209         struct hlist_node uflist;
 210         struct hlist_node hlist;
 211         struct kretprobe *rp;
 212         unsigned long *ret_addr;
 213         unsigned long *sp;
 214         struct kretprobe *rp2;
 215         struct task_struct *task;
 216 };
 217
 218
 219 extern void show_registers (struct pt_regs *regs);
 220 extern void kprobes_inc_nmissed_count (struct kprobe *p);
 221
 222 //
 223 // Large value for fast but memory consuming implementation
 224 // it is good when a lot of probes are instrumented
 225 //
 226 //#define KPROBE_HASH_BITS 6
 227 #define KPROBE_HASH_BITS 16
 228 #define KPROBE_TABLE_SIZE (1 << KPROBE_HASH_BITS)
 229
 230
 231 /* Get the kprobe at this addr (if any) - called with preemption disabled */
 232 struct kprobe *get_kprobe(kprobe_opcode_t *addr, pid_t tgid);
 233 #ifdef CONFIG_ARM
 234 struct kprobe *get_kprobe_by_insn_slot(kprobe_opcode_t *addr, pid_t tgid, struct pt_regs *regs);
 235 #else /* CONFIG_ARM */
 236 struct kprobe *get_kprobe_by_insn_slot (void *addr, int tgid, struct task_struct *ctask);
 237 #endif /* CONFIG_ARM */
 238 struct hlist_head *kretprobe_inst_table_head (void *hash_key);
 239
 240
 241 int dbi_register_kprobe (struct kprobe *p);
 242 void dbi_unregister_kprobe (struct kprobe *p, struct task_struct *task);
 243
 244 int register_aggr_kprobe (struct kprobe *old_p, struct kprobe *p);
 245 int pre_handler_kretprobe (struct kprobe *p, struct pt_regs *regs);
 246
 247 int setjmp_pre_handler (struct kprobe *, struct pt_regs *);
 248 int longjmp_break_handler (struct kprobe *, struct pt_regs *);
 249
 250 int dbi_register_jprobe (struct jprobe *p);
 251 void dbi_unregister_jprobe (struct jprobe *p);
 252 void dbi_jprobe_return (void);
 253 void dbi_jprobe_return_end (void);
 254
 255 struct kretprobe * clone_kretprobe (struct kretprobe *rp);
 256 struct kretprobe_instance * get_used_rp_inst (struct kretprobe *rp);
 257
 258
 259 int alloc_nodes_kretprobe(struct kretprobe *rp);
 260 int dbi_register_kretprobe (struct kretprobe *rp);
 261 void dbi_unregister_kretprobe_top(struct kretprobe *rp);
 262 void dbi_unregister_kretprobe_bottom(struct kretprobe *rp);
 263
 264 void kretprobe_assert (struct kretprobe_instance *ri,
 265                 unsigned long orig_ret_address, unsigned long trampoline_address);
 266
 267
 268 struct kretprobe_instance *get_free_rp_inst (struct kretprobe *rp);
 269 struct kretprobe_instance *get_free_rp_inst_no_alloc (struct kretprobe *rp);
 270 void free_rp_inst (struct kretprobe *rp);
 271 void add_rp_inst (struct kretprobe_instance *ri);
 272 void recycle_rp_inst (struct kretprobe_instance *ri);
 273 int dbi_disarm_urp_inst_for_task(struct task_struct *parent, struct task_struct *task);
 274
 275 //void kretprobe_trampoline_holder (void);
 276 int trampoline_probe_handler (struct kprobe *p, struct pt_regs *regs);
 277
 278 #ifdef KPROBES_PROFILE
 279 int pre_handler_kretprobe (struct kprobe *p, struct pt_regs *regs, struct vm_area_struct **vma, struct page **page, unsigned long **kaddr);
 280 void set_normalized_timeval (struct timeval *tv, time_t sec, suseconds_t usec);
 281 #endif
 282
 283 extern DEFINE_PER_CPU (struct kprobe *, current_kprobe);
 284 extern spinlock_t kretprobe_lock;
 285 extern struct hlist_head kprobe_table[KPROBE_TABLE_SIZE];
 286 //extern struct hlist_head kretprobe_inst_table[KPROBE_TABLE_SIZE];
 287 extern atomic_t kprobe_count;
 288 extern struct kretprobe *sched_rp;
 289
 290 struct kprobe *kprobe_running (void);
 291 void reset_current_kprobe (void);
 292 struct kprobe_ctlblk *get_kprobe_ctlblk (void);
 293
 294 void *__wrapper_module_alloc(unsigned long size);
 295 void *__wrapper_module_free(void *module_region);
 296
 297 #endif /* _DBI_KPROBES_H */
 298