err.no Git - linux-2.6/blob - arch/x86/kernel/ptrace_32.c

   1 /* By Ross Biro 1/23/92 */
   2 /*
   3  * Pentium III FXSR, SSE support
   4  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   5  */
   6
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/sched.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/smp.h>
  11 #include <linux/errno.h>
  12 #include <linux/ptrace.h>
  13 #include <linux/user.h>
  14 #include <linux/security.h>
  15 #include <linux/audit.h>
  16 #include <linux/seccomp.h>
  17 #include <linux/signal.h>
  18
  19 #include <asm/uaccess.h>
  20 #include <asm/pgtable.h>
  21 #include <asm/system.h>
  22 #include <asm/processor.h>
  23 #include <asm/i387.h>
  24 #include <asm/debugreg.h>
  25 #include <asm/ldt.h>
  26 #include <asm/desc.h>
  27
  28 /*
  29  * does not yet catch signals sent when the child dies.
  30  * in exit.c or in signal.c.
  31  */
  32
  33 /*
  34  * Determines which flags the user has access to [1 = access, 0 = no access].
  35  * Prohibits changing ID(21), VIP(20), VIF(19), VM(17), NT(14), IOPL(12-13), IF(9).
  36  * Also masks reserved bits (31-22, 15, 5, 3, 1).
  37  */
  38 #define FLAG_MASK 0x00050dd5
  39
  40 /*
  41  * Offset of eflags on child stack..
  42  */
  43 #define EFL_OFFSET offsetof(struct pt_regs, eflags)
  44
  45 static inline struct pt_regs *get_child_regs(struct task_struct *task)
  46 {
  47         void *stack_top = (void *)task->thread.esp0;
  48         return stack_top - sizeof(struct pt_regs);
  49 }
  50
  51 /*
  52  * This routine will get a word off of the processes privileged stack.
  53  * the offset is bytes into the pt_regs structure on the stack.
  54  * This routine assumes that all the privileged stacks are in our
  55  * data space.
  56  */
  57 static inline int get_stack_long(struct task_struct *task, int offset)
  58 {
  59         unsigned char *stack;
  60
  61         stack = (unsigned char *)task->thread.esp0 - sizeof(struct pt_regs);
  62         stack += offset;
  63         return (*((int *)stack));
  64 }
  65
  66 /*
  67  * This routine will put a word on the processes privileged stack.
  68  * the offset is bytes into the pt_regs structure on the stack.
  69  * This routine assumes that all the privileged stacks are in our
  70  * data space.
  71  */
  72 static inline int put_stack_long(struct task_struct *task, int offset,
  73         unsigned long data)
  74 {
  75         unsigned char * stack;
  76
  77         stack = (unsigned char *)task->thread.esp0 - sizeof(struct pt_regs);
  78         stack += offset;
  79         *(unsigned long *) stack = data;
  80         return 0;
  81 }
  82
  83 static int putreg(struct task_struct *child,
  84         unsigned long regno, unsigned long value)
  85 {
  86         switch (regno >> 2) {
  87                 case GS:
  88                         if (value && (value & 3) != 3)
  89                                 return -EIO;
  90                         child->thread.gs = value;
  91                         return 0;
  92                 case DS:
  93                 case ES:
  94                 case FS:
  95                         if (value && (value & 3) != 3)
  96                                 return -EIO;
  97                         value &= 0xffff;
  98                         break;
  99                 case SS:
 100                 case CS:
 101                         if ((value & 3) != 3)
 102                                 return -EIO;
 103                         value &= 0xffff;
 104                         break;
 105                 case EFL:
 106                         value &= FLAG_MASK;
 107                         value |= get_stack_long(child, EFL_OFFSET) & ~FLAG_MASK;
 108                         break;
 109         }
 110         if (regno > FS*4)
 111                 regno -= 1*4;
 112         put_stack_long(child, regno, value);
 113         return 0;
 114 }
 115
 116 static unsigned long getreg(struct task_struct *child,
 117         unsigned long regno)
 118 {
 119         unsigned long retval = ~0UL;
 120
 121         switch (regno >> 2) {
 122                 case GS:
 123                         retval = child->thread.gs;
 124                         break;
 125                 case DS:
 126                 case ES:
 127                 case FS:
 128                 case SS:
 129                 case CS:
 130                         retval = 0xffff;
 131                         /* fall through */
 132                 default:
 133                         if (regno > FS*4)
 134                                 regno -= 1*4;
 135                         retval &= get_stack_long(child, regno);
 136         }
 137         return retval;
 138 }
 139
 140 #define LDT_SEGMENT 4
 141
 142 static unsigned long convert_eip_to_linear(struct task_struct *child, struct pt_regs *regs)
 143 {
 144         unsigned long addr, seg;
 145
 146         addr = regs->eip;
 147         seg = regs->xcs & 0xffff;
 148         if (regs->eflags & VM_MASK) {
 149                 addr = (addr & 0xffff) + (seg << 4);
 150                 return addr;
 151         }
 152
 153         /*
 154          * We'll assume that the code segments in the GDT
 155          * are all zero-based. That is largely true: the
 156          * TLS segments are used for data, and the PNPBIOS
 157          * and APM bios ones we just ignore here.
 158          */
 159         if (seg & LDT_SEGMENT) {
 160                 u32 *desc;
 161                 unsigned long base;
 162
 163                 seg &= ~7UL;
 164
 165                 mutex_lock(&child->mm->context.lock);
 166                 if (unlikely((seg >> 3) >= child->mm->context.size))
 167                         addr = -1L; /* bogus selector, access would fault */
 168                 else {
 169                         desc = child->mm->context.ldt + seg;
 170                         base = ((desc[0] >> 16) |
 171                                 ((desc[1] & 0xff) << 16) |
 172                                 (desc[1] & 0xff000000));
 173
 174                         /* 16-bit code segment? */
 175                         if (!((desc[1] >> 22) & 1))
 176                                 addr &= 0xffff;
 177                         addr += base;
 178                 }
 179                 mutex_unlock(&child->mm->context.lock);
 180         }
 181         return addr;
 182 }
 183
 184 static inline int is_setting_trap_flag(struct task_struct *child, struct pt_regs *regs)
 185 {
 186         int i, copied;
 187         unsigned char opcode[15];
 188         unsigned long addr = convert_eip_to_linear(child, regs);
 189
 190         copied = access_process_vm(child, addr, opcode, sizeof(opcode), 0);
 191         for (i = 0; i < copied; i++) {
 192                 switch (opcode[i]) {
 193                 /* popf and iret */
 194                 case 0x9d: case 0xcf:
 195                         return 1;
 196                 /* opcode and address size prefixes */
 197                 case 0x66: case 0x67:
 198                         continue;
 199                 /* irrelevant prefixes (segment overrides and repeats) */
 200                 case 0x26: case 0x2e:
 201                 case 0x36: case 0x3e:
 202                 case 0x64: case 0x65:
 203                 case 0xf0: case 0xf2: case 0xf3:
 204                         continue;
 205
 206                 /*
 207                  * pushf: NOTE! We should probably not let
 208                  * the user see the TF bit being set. But
 209                  * it's more pain than it's worth to avoid
 210                  * it, and a debugger could emulate this
 211                  * all in user space if it _really_ cares.
 212                  */
 213                 case 0x9c:
 214                 default:
 215                         return 0;
 216                 }
 217         }
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 static void set_singlestep(struct task_struct *child)
 222 {
 223         struct pt_regs *regs = get_child_regs(child);
 224
 225         /*
 226          * Always set TIF_SINGLESTEP - this guarantees that
 227          * we single-step system calls etc..  This will also
 228          * cause us to set TF when returning to user mode.
 229          */
 230         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
 231
 232         /*
 233          * If TF was already set, don't do anything else
 234          */
 235         if (regs->eflags & X86_EFLAGS_TF)
 236                 return;
 237
 238         /* Set TF on the kernel stack.. */
 239         regs->eflags |= X86_EFLAGS_TF;
 240
 241         /*
 242          * ..but if TF is changed by the instruction we will trace,
 243          * don't mark it as being "us" that set it, so that we
 244          * won't clear it by hand later.
 245          */
 246         if (is_setting_trap_flag(child, regs))
 247                 return;
 248
 249         child->ptrace |= PT_DTRACE;
 250 }
 251
 252 static void clear_singlestep(struct task_struct *child)
 253 {
 254         /* Always clear TIF_SINGLESTEP... */
 255         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
 256
 257         /* But touch TF only if it was set by us.. */
 258         if (child->ptrace & PT_DTRACE) {
 259                 struct pt_regs *regs = get_child_regs(child);
 260                 regs->eflags &= ~X86_EFLAGS_TF;
 261                 child->ptrace &= ~PT_DTRACE;
 262         }
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Called by kernel/ptrace.c when detaching..
 267  *
 268  * Make sure the single step bit is not set.
 269  */
 270 void ptrace_disable(struct task_struct *child)
 271 {
 272         clear_singlestep(child);
 273         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_EMU);
 274 }
 275
 276 long arch_ptrace(struct task_struct *child, long request, long addr, long data)
 277 {
 278         struct user * dummy = NULL;
 279         int i, ret;
 280         unsigned long __user *datap = (unsigned long __user *)data;
 281
 282         switch (request) {
 283         /* when I and D space are separate, these will need to be fixed. */
 284         case PTRACE_PEEKTEXT: /* read word at location addr. */
 285         case PTRACE_PEEKDATA:
 286                 ret = generic_ptrace_peekdata(child, addr, data);
 287                 break;
 288
 289         /* read the word at location addr in the USER area. */
 290         case PTRACE_PEEKUSR: {
 291                 unsigned long tmp;
 292
 293                 ret = -EIO;
 294                 if ((addr & 3) || addr < 0 ||
 295                     addr > sizeof(struct user) - 3)
 296                         break;
 297
 298                 tmp = 0;  /* Default return condition */
 299                 if(addr < FRAME_SIZE*sizeof(long))
 300                         tmp = getreg(child, addr);
 301                 if(addr >= (long) &dummy->u_debugreg[0] &&
 302                    addr <= (long) &dummy->u_debugreg[7]){
 303                         addr -= (long) &dummy->u_debugreg[0];
 304                         addr = addr >> 2;
 305                         tmp = child->thread.debugreg[addr];
 306                 }
 307                 ret = put_user(tmp, datap);
 308                 break;
 309         }
 310
 311         /* when I and D space are separate, this will have to be fixed. */
 312         case PTRACE_POKETEXT: /* write the word at location addr. */
 313         case PTRACE_POKEDATA:
 314                 ret = generic_ptrace_pokedata(child, addr, data);
 315                 break;
 316
 317         case PTRACE_POKEUSR: /* write the word at location addr in the USER area */
 318                 ret = -EIO;
 319                 if ((addr & 3) || addr < 0 ||
 320                     addr > sizeof(struct user) - 3)
 321                         break;
 322
 323                 if (addr < FRAME_SIZE*sizeof(long)) {
 324                         ret = putreg(child, addr, data);
 325                         break;
 326                 }
 327                 /* We need to be very careful here.  We implicitly
 328                    want to modify a portion of the task_struct, and we
 329                    have to be selective about what portions we allow someone
 330                    to modify. */
 331
 332                   ret = -EIO;
 333                   if(addr >= (long) &dummy->u_debugreg[0] &&
 334                      addr <= (long) &dummy->u_debugreg[7]){
 335
 336                           if(addr == (long) &dummy->u_debugreg[4]) break;
 337                           if(addr == (long) &dummy->u_debugreg[5]) break;
 338                           if(addr < (long) &dummy->u_debugreg[4] &&
 339                              ((unsigned long) data) >= TASK_SIZE-3) break;
 340
 341                           /* Sanity-check data. Take one half-byte at once with
 342                            * check = (val >> (16 + 4*i)) & 0xf. It contains the
 343                            * R/Wi and LENi bits; bits 0 and 1 are R/Wi, and bits
 344                            * 2 and 3 are LENi. Given a list of invalid values,
 345                            * we do mask |= 1 << invalid_value, so that
 346                            * (mask >> check) & 1 is a correct test for invalid
 347                            * values.
 348                            *
 349                            * R/Wi contains the type of the breakpoint /
 350                            * watchpoint, LENi contains the length of the watched
 351                            * data in the watchpoint case.
 352                            *
 353                            * The invalid values are:
 354                            * - LENi == 0x10 (undefined), so mask |= 0x0f00.
 355                            * - R/Wi == 0x10 (break on I/O reads or writes), so
 356                            *   mask |= 0x4444.
 357                            * - R/Wi == 0x00 && LENi != 0x00, so we have mask |=
 358                            *   0x1110.
 359                            *
 360                            * Finally, mask = 0x0f00 | 0x4444 | 0x1110 == 0x5f54.
 361                            *
 362                            * See the Intel Manual "System Programming Guide",
 363                            * 15.2.4
 364                            *
 365                            * Note that LENi == 0x10 is defined on x86_64 in long
 366                            * mode (i.e. even for 32-bit userspace software, but
 367                            * 64-bit kernel), so the x86_64 mask value is 0x5454.
 368                            * See the AMD manual no. 24593 (AMD64 System
 369                            * Programming)*/
 370
 371                           if(addr == (long) &dummy->u_debugreg[7]) {
 372                                   data &= ~DR_CONTROL_RESERVED;
 373                                   for(i=0; i<4; i++)
 374                                           if ((0x5f54 >> ((data >> (16 + 4*i)) & 0xf)) & 1)
 375                                                   goto out_tsk;
 376                                   if (data)
 377                                           set_tsk_thread_flag(child, TIF_DEBUG);
 378                                   else
 379                                           clear_tsk_thread_flag(child, TIF_DEBUG);
 380                           }
 381                           addr -= (long) &dummy->u_debugreg;
 382                           addr = addr >> 2;
 383                           child->thread.debugreg[addr] = data;
 384                           ret = 0;
 385                   }
 386                   break;
 387
 388         case PTRACE_SYSEMU: /* continue and stop at next syscall, which will not be executed */
 389         case PTRACE_SYSCALL:    /* continue and stop at next (return from) syscall */
 390         case PTRACE_CONT:       /* restart after signal. */
 391                 ret = -EIO;
 392                 if (!valid_signal(data))
 393                         break;
 394                 if (request == PTRACE_SYSEMU) {
 395                         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_EMU);
 396                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 397                 } else if (request == PTRACE_SYSCALL) {
 398                         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 399                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_EMU);
 400                 } else {
 401                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_EMU);
 402                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 403                 }
 404                 child->exit_code = data;
 405                 /* make sure the single step bit is not set. */
 406                 clear_singlestep(child);
 407                 wake_up_process(child);
 408                 ret = 0;
 409                 break;
 410
 411 /*
 412  * make the child exit.  Best I can do is send it a sigkill.
 413  * perhaps it should be put in the status that it wants to
 414  * exit.
 415  */
 416         case PTRACE_KILL:
 417                 ret = 0;
 418                 if (child->exit_state == EXIT_ZOMBIE)   /* already dead */
 419                         break;
 420                 child->exit_code = SIGKILL;
 421                 /* make sure the single step bit is not set. */
 422                 clear_singlestep(child);
 423                 wake_up_process(child);
 424                 break;
 425
 426         case PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP: /* Same as SYSEMU, but singlestep if not syscall */
 427         case PTRACE_SINGLESTEP: /* set the trap flag. */
 428                 ret = -EIO;
 429                 if (!valid_signal(data))
 430                         break;
 431
 432                 if (request == PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP)
 433                         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_EMU);
 434                 else
 435                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_EMU);
 436
 437                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 438                 set_singlestep(child);
 439                 child->exit_code = data;
 440                 /* give it a chance to run. */
 441                 wake_up_process(child);
 442                 ret = 0;
 443                 break;
 444
 445         case PTRACE_GETREGS: { /* Get all gp regs from the child. */
 446                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap, FRAME_SIZE*sizeof(long))) {
 447                         ret = -EIO;
 448                         break;
 449                 }
 450                 for ( i = 0; i < FRAME_SIZE*sizeof(long); i += sizeof(long) ) {
 451                         __put_user(getreg(child, i), datap);
 452                         datap++;
 453                 }
 454                 ret = 0;
 455                 break;
 456         }
 457
 458         case PTRACE_SETREGS: { /* Set all gp regs in the child. */
 459                 unsigned long tmp;
 460                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap, FRAME_SIZE*sizeof(long))) {
 461                         ret = -EIO;
 462                         break;
 463                 }
 464                 for ( i = 0; i < FRAME_SIZE*sizeof(long); i += sizeof(long) ) {
 465                         __get_user(tmp, datap);
 466                         putreg(child, i, tmp);
 467                         datap++;
 468                 }
 469                 ret = 0;
 470                 break;
 471         }
 472
 473         case PTRACE_GETFPREGS: { /* Get the child FPU state. */
 474                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap,
 475                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
 476                         ret = -EIO;
 477                         break;
 478                 }
 479                 ret = 0;
 480                 if (!tsk_used_math(child))
 481                         init_fpu(child);
 482                 get_fpregs((struct user_i387_struct __user *)data, child);
 483                 break;
 484         }
 485
 486         case PTRACE_SETFPREGS: { /* Set the child FPU state. */
 487                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap,
 488                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
 489                         ret = -EIO;
 490                         break;
 491                 }
 492                 set_stopped_child_used_math(child);
 493                 set_fpregs(child, (struct user_i387_struct __user *)data);
 494                 ret = 0;
 495                 break;
 496         }
 497
 498         case PTRACE_GETFPXREGS: { /* Get the child extended FPU state. */
 499                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap,
 500                                sizeof(struct user_fxsr_struct))) {
 501                         ret = -EIO;
 502                         break;
 503                 }
 504                 if (!tsk_used_math(child))
 505                         init_fpu(child);
 506                 ret = get_fpxregs((struct user_fxsr_struct __user *)data, child);
 507                 break;
 508         }
 509
 510         case PTRACE_SETFPXREGS: { /* Set the child extended FPU state. */
 511                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap,
 512                                sizeof(struct user_fxsr_struct))) {
 513                         ret = -EIO;
 514                         break;
 515                 }
 516                 set_stopped_child_used_math(child);
 517                 ret = set_fpxregs(child, (struct user_fxsr_struct __user *)data);
 518                 break;
 519         }
 520
 521         case PTRACE_GET_THREAD_AREA:
 522                 if (addr < 0)
 523                         return -EIO;
 524                 ret = do_get_thread_area(child, addr,
 525                                          (struct user_desc __user *) data);
 526                 break;
 527
 528         case PTRACE_SET_THREAD_AREA:
 529                 if (addr < 0)
 530                         return -EIO;
 531                 ret = do_set_thread_area(child, addr,
 532                                          (struct user_desc __user *) data, 0);
 533                 break;
 534
 535         default:
 536                 ret = ptrace_request(child, request, addr, data);
 537                 break;
 538         }
 539  out_tsk:
 540         return ret;
 541 }
 542
 543 void send_sigtrap(struct task_struct *tsk, struct pt_regs *regs, int error_code)
 544 {
 545         struct siginfo info;
 546
 547         tsk->thread.trap_no = 1;
 548         tsk->thread.error_code = error_code;
 549
 550         memset(&info, 0, sizeof(info));
 551         info.si_signo = SIGTRAP;
 552         info.si_code = TRAP_BRKPT;
 553
 554         /* User-mode eip? */
 555         info.si_addr = user_mode_vm(regs) ? (void __user *) regs->eip : NULL;
 556
 557         /* Send us the fake SIGTRAP */
 558         force_sig_info(SIGTRAP, &info, tsk);
 559 }
 560
 561 /* notification of system call entry/exit
 562  * - triggered by current->work.syscall_trace
 563  */
 564 __attribute__((regparm(3)))
 565 int do_syscall_trace(struct pt_regs *regs, int entryexit)
 566 {
 567         int is_sysemu = test_thread_flag(TIF_SYSCALL_EMU);
 568         /*
 569          * With TIF_SYSCALL_EMU set we want to ignore TIF_SINGLESTEP for syscall
 570          * interception
 571          */
 572         int is_singlestep = !is_sysemu && test_thread_flag(TIF_SINGLESTEP);
 573         int ret = 0;
 574
 575         /* do the secure computing check first */
 576         if (!entryexit)
 577                 secure_computing(regs->orig_eax);
 578
 579         if (unlikely(current->audit_context)) {
 580                 if (entryexit)
 581                         audit_syscall_exit(AUDITSC_RESULT(regs->eax),
 582                                                 regs->eax);
 583                 /* Debug traps, when using PTRACE_SINGLESTEP, must be sent only
 584                  * on the syscall exit path. Normally, when TIF_SYSCALL_AUDIT is
 585                  * not used, entry.S will call us only on syscall exit, not
 586                  * entry; so when TIF_SYSCALL_AUDIT is used we must avoid
 587                  * calling send_sigtrap() on syscall entry.
 588                  *
 589                  * Note that when PTRACE_SYSEMU_SINGLESTEP is used,
 590                  * is_singlestep is false, despite his name, so we will still do
 591                  * the correct thing.
 592                  */
 593                 else if (is_singlestep)
 594                         goto out;
 595         }
 596
 597         if (!(current->ptrace & PT_PTRACED))
 598                 goto out;
 599
 600         /* If a process stops on the 1st tracepoint with SYSCALL_TRACE
 601          * and then is resumed with SYSEMU_SINGLESTEP, it will come in
 602          * here. We have to check this and return */
 603         if (is_sysemu && entryexit)
 604                 return 0;
 605
 606         /* Fake a debug trap */
 607         if (is_singlestep)
 608                 send_sigtrap(current, regs, 0);
 609
 610         if (!test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE) && !is_sysemu)
 611                 goto out;
 612
 613         /* the 0x80 provides a way for the tracing parent to distinguish
 614            between a syscall stop and SIGTRAP delivery */
 615         /* Note that the debugger could change the result of test_thread_flag!*/
 616         ptrace_notify(SIGTRAP | ((current->ptrace & PT_TRACESYSGOOD) ? 0x80:0));
 617
 618         /*
 619          * this isn't the same as continuing with a signal, but it will do
 620          * for normal use.  strace only continues with a signal if the
 621          * stopping signal is not SIGTRAP.  -brl
 622          */
 623         if (current->exit_code) {
 624                 send_sig(current->exit_code, current, 1);
 625                 current->exit_code = 0;
 626         }
 627         ret = is_sysemu;
 628 out:
 629         if (unlikely(current->audit_context) && !entryexit)
 630                 audit_syscall_entry(AUDIT_ARCH_I386, regs->orig_eax,
 631                                     regs->ebx, regs->ecx, regs->edx, regs->esi);
 632         if (ret == 0)
 633                 return 0;
 634
 635         regs->orig_eax = -1; /* force skip of syscall restarting */
 636         if (unlikely(current->audit_context))
 637                 audit_syscall_exit(AUDITSC_RESULT(regs->eax), regs->eax);
 638         return 1;
 639 }