arch/i386/kernel/ptrace.c

   1 /* ptrace.c */
   2 /* By Ross Biro 1/23/92 */
   3 /*
   4  * Pentium III FXSR, SSE support
   5  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   6  */
   7
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/sched.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/smp.h>
  12 #include <linux/smp_lock.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/ptrace.h>
  15 #include <linux/user.h>
  16 #include <linux/security.h>
  17 #include <linux/audit.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 /* determines which flags the user has access to. */
  34 /* 1 = access 0 = no access */
  35 #define FLAG_MASK 0x00044dd5
  36
  37 /* set's the trap flag. */
  38 #define TRAP_FLAG 0x100
  39
  40 /*
  41  * Offset of eflags on child stack..
  42  */
  43 #define EFL_OFFSET ((EFL-2)*4-sizeof(struct pt_regs))
  44
  45 /*
  46  * this routine will get a word off of the processes privileged stack.
  47  * the offset is how far from the base addr as stored in the TSS.
  48  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
  49  * data space.
  50  */
  51 static inline int get_stack_long(struct task_struct *task, int offset)
  52 {
  53         unsigned char *stack;
  54
  55         stack = (unsigned char *)task->thread.esp0;
  56         stack += offset;
  57         return (*((int *)stack));
  58 }
  59
  60 /*
  61  * this routine will put a word on the processes privileged stack.
  62  * the offset is how far from the base addr as stored in the TSS.
  63  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
  64  * data space.
  65  */
  66 static inline int put_stack_long(struct task_struct *task, int offset,
  67         unsigned long data)
  68 {
  69         unsigned char * stack;
  70
  71         stack = (unsigned char *) task->thread.esp0;
  72         stack += offset;
  73         *(unsigned long *) stack = data;
  74         return 0;
  75 }
  76
  77 static int putreg(struct task_struct *child,
  78         unsigned long regno, unsigned long value)
  79 {
  80         switch (regno >> 2) {
  81                 case FS:
  82                         if (value && (value & 3) != 3)
  83                                 return -EIO;
  84                         child->thread.fs = value;
  85                         return 0;
  86                 case GS:
  87                         if (value && (value & 3) != 3)
  88                                 return -EIO;
  89                         child->thread.gs = value;
  90                         return 0;
  91                 case DS:
  92                 case ES:
  93                         if (value && (value & 3) != 3)
  94                                 return -EIO;
  95                         value &= 0xffff;
  96                         break;
  97                 case SS:
  98                 case CS:
  99                         if ((value & 3) != 3)
 100                                 return -EIO;
 101                         value &= 0xffff;
 102                         break;
 103                 case EFL:
 104                         value &= FLAG_MASK;
 105                         value |= get_stack_long(child, EFL_OFFSET) & ~FLAG_MASK;
 106                         break;
 107         }
 108         if (regno > GS*4)
 109                 regno -= 2*4;
 110         put_stack_long(child, regno - sizeof(struct pt_regs), value);
 111         return 0;
 112 }
 113
 114 static unsigned long getreg(struct task_struct *child,
 115         unsigned long regno)
 116 {
 117         unsigned long retval = ~0UL;
 118
 119         switch (regno >> 2) {
 120                 case FS:
 121                         retval = child->thread.fs;
 122                         break;
 123                 case GS:
 124                         retval = child->thread.gs;
 125                         break;
 126                 case DS:
 127                 case ES:
 128                 case SS:
 129                 case CS:
 130                         retval = 0xffff;
 131                         /* fall through */
 132                 default:
 133                         if (regno > GS*4)
 134                                 regno -= 2*4;
 135                         regno = regno - sizeof(struct pt_regs);
 136                         retval &= get_stack_long(child, regno);
 137         }
 138         return retval;
 139 }
 140
 141 static void set_singlestep(struct task_struct *child)
 142 {
 143         long eflags;
 144
 145         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
 146         eflags = get_stack_long(child, EFL_OFFSET);
 147         put_stack_long(child, EFL_OFFSET, eflags | TRAP_FLAG);
 148         child->ptrace |= PT_DTRACE;
 149 }
 150
 151 static void clear_singlestep(struct task_struct *child)
 152 {
 153         if (child->ptrace & PT_DTRACE) {
 154                 long eflags;
 155
 156                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
 157                 eflags = get_stack_long(child, EFL_OFFSET);
 158                 put_stack_long(child, EFL_OFFSET, eflags & ~TRAP_FLAG);
 159                 child->ptrace &= ~PT_DTRACE;
 160         }
 161 }
 162
 163 /*
 164  * Called by kernel/ptrace.c when detaching..
 165  *
 166  * Make sure the single step bit is not set.
 167  */
 168 void ptrace_disable(struct task_struct *child)
 169 {
 170         clear_singlestep(child);
 171 }
 172
 173 /*
 174  * Perform get_thread_area on behalf of the traced child.
 175  */
 176 static int
 177 ptrace_get_thread_area(struct task_struct *child,
 178                        int idx, struct user_desc __user *user_desc)
 179 {
 180         struct user_desc info;
 181         struct desc_struct *desc;
 182
 183 /*
 184  * Get the current Thread-Local Storage area:
 185  */
 186
 187 #define GET_BASE(desc) ( \
 188         (((desc)->a >> 16) & 0x0000ffff) | \
 189         (((desc)->b << 16) & 0x00ff0000) | \
 190         ( (desc)->b        & 0xff000000)   )
 191
 192 #define GET_LIMIT(desc) ( \
 193         ((desc)->a & 0x0ffff) | \
 194          ((desc)->b & 0xf0000) )
 195
 196 #define GET_32BIT(desc)         (((desc)->b >> 22) & 1)
 197 #define GET_CONTENTS(desc)      (((desc)->b >> 10) & 3)
 198 #define GET_WRITABLE(desc)      (((desc)->b >>  9) & 1)
 199 #define GET_LIMIT_PAGES(desc)   (((desc)->b >> 23) & 1)
 200 #define GET_PRESENT(desc)       (((desc)->b >> 15) & 1)
 201 #define GET_USEABLE(desc)       (((desc)->b >> 20) & 1)
 202
 203         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 204                 return -EINVAL;
 205
 206         desc = child->thread.tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 207
 208         info.entry_number = idx;
 209         info.base_addr = GET_BASE(desc);
 210         info.limit = GET_LIMIT(desc);
 211         info.seg_32bit = GET_32BIT(desc);
 212         info.contents = GET_CONTENTS(desc);
 213         info.read_exec_only = !GET_WRITABLE(desc);
 214         info.limit_in_pages = GET_LIMIT_PAGES(desc);
 215         info.seg_not_present = !GET_PRESENT(desc);
 216         info.useable = GET_USEABLE(desc);
 217
 218         if (copy_to_user(user_desc, &info, sizeof(info)))
 219                 return -EFAULT;
 220
 221         return 0;
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Perform set_thread_area on behalf of the traced child.
 226  */
 227 static int
 228 ptrace_set_thread_area(struct task_struct *child,
 229                        int idx, struct user_desc __user *user_desc)
 230 {
 231         struct user_desc info;
 232         struct desc_struct *desc;
 233
 234         if (copy_from_user(&info, user_desc, sizeof(info)))
 235                 return -EFAULT;
 236
 237         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 238                 return -EINVAL;
 239
 240         desc = child->thread.tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 241         if (LDT_empty(&info)) {
 242                 desc->a = 0;
 243                 desc->b = 0;
 244         } else {
 245                 desc->a = LDT_entry_a(&info);
 246                 desc->b = LDT_entry_b(&info);
 247         }
 248
 249         return 0;
 250 }
 251
 252 asmlinkage int sys_ptrace(long request, long pid, long addr, long data)
 253 {
 254         struct task_struct *child;
 255         struct user * dummy = NULL;
 256         int i, ret;
 257         unsigned long __user *datap = (unsigned long __user *)data;
 258
 259         lock_kernel();
 260         ret = -EPERM;
 261         if (request == PTRACE_TRACEME) {
 262                 /* are we already being traced? */
 263                 if (current->ptrace & PT_PTRACED)
 264                         goto out;
 265                 ret = security_ptrace(current->parent, current);
 266                 if (ret)
 267                         goto out;
 268                 /* set the ptrace bit in the process flags. */
 269                 current->ptrace |= PT_PTRACED;
 270                 ret = 0;
 271                 goto out;
 272         }
 273         ret = -ESRCH;
 274         read_lock(&tasklist_lock);
 275         child = find_task_by_pid(pid);
 276         if (child)
 277                 get_task_struct(child);
 278         read_unlock(&tasklist_lock);
 279         if (!child)
 280                 goto out;
 281         if (!vx_check(vx_task_xid(child), VX_WATCH|VX_IDENT))
 282                 goto out_tsk;
 283
 284         ret = -EPERM;
 285         if (pid == 1)           /* you may not mess with init */
 286                 goto out_tsk;
 287
 288         if (request == PTRACE_ATTACH) {
 289                 ret = ptrace_attach(child);
 290                 goto out_tsk;
 291         }
 292
 293         ret = ptrace_check_attach(child, request == PTRACE_KILL);
 294         if (ret < 0)
 295                 goto out_tsk;
 296
 297         switch (request) {
 298         /* when I and D space are separate, these will need to be fixed. */
 299         case PTRACE_PEEKTEXT: /* read word at location addr. */
 300         case PTRACE_PEEKDATA: {
 301                 unsigned long tmp;
 302                 int copied;
 303
 304                 copied = access_process_vm(child, addr, &tmp, sizeof(tmp), 0);
 305                 ret = -EIO;
 306                 if (copied != sizeof(tmp))
 307                         break;
 308                 ret = put_user(tmp, datap);
 309                 break;
 310         }
 311
 312         /* read the word at location addr in the USER area. */
 313         case PTRACE_PEEKUSR: {
 314                 unsigned long tmp;
 315
 316                 ret = -EIO;
 317                 if ((addr & 3) || addr < 0 ||
 318                     addr > sizeof(struct user) - 3)
 319                         break;
 320
 321                 tmp = 0;  /* Default return condition */
 322                 if(addr < FRAME_SIZE*sizeof(long))
 323                         tmp = getreg(child, addr);
 324                 if(addr >= (long) &dummy->u_debugreg[0] &&
 325                    addr <= (long) &dummy->u_debugreg[7]){
 326                         addr -= (long) &dummy->u_debugreg[0];
 327                         addr = addr >> 2;
 328                         tmp = child->thread.debugreg[addr];
 329                 }
 330                 ret = put_user(tmp, datap);
 331                 break;
 332         }
 333
 334         /* when I and D space are separate, this will have to be fixed. */
 335         case PTRACE_POKETEXT: /* write the word at location addr. */
 336         case PTRACE_POKEDATA:
 337                 ret = 0;
 338                 if (access_process_vm(child, addr, &data, sizeof(data), 1) == sizeof(data))
 339                         break;
 340                 ret = -EIO;
 341                 break;
 342
 343         case PTRACE_POKEUSR: /* write the word at location addr in the USER area */
 344                 ret = -EIO;
 345                 if ((addr & 3) || addr < 0 ||
 346                     addr > sizeof(struct user) - 3)
 347                         break;
 348
 349                 if (addr < FRAME_SIZE*sizeof(long)) {
 350                         ret = putreg(child, addr, data);
 351                         break;
 352                 }
 353                 /* We need to be very careful here.  We implicitly
 354                    want to modify a portion of the task_struct, and we
 355                    have to be selective about what portions we allow someone
 356                    to modify. */
 357
 358                   ret = -EIO;
 359                   if(addr >= (long) &dummy->u_debugreg[0] &&
 360                      addr <= (long) &dummy->u_debugreg[7]){
 361
 362                           if(addr == (long) &dummy->u_debugreg[4]) break;
 363                           if(addr == (long) &dummy->u_debugreg[5]) break;
 364                           if(addr < (long) &dummy->u_debugreg[4] &&
 365                              ((unsigned long) data) >= TASK_SIZE-3) break;
 366
 367                           /* Sanity-check data. Take one half-byte at once with
 368                            * check = (val >> (16 + 4*i)) & 0xf. It contains the
 369                            * R/Wi and LENi bits; bits 0 and 1 are R/Wi, and bits
 370                            * 2 and 3 are LENi. Given a list of invalid values,
 371                            * we do mask |= 1 << invalid_value, so that
 372                            * (mask >> check) & 1 is a correct test for invalid
 373                            * values.
 374                            *
 375                            * R/Wi contains the type of the breakpoint /
 376                            * watchpoint, LENi contains the length of the watched
 377                            * data in the watchpoint case.
 378                            *
 379                            * The invalid values are:
 380                            * - LENi == 0x10 (undefined), so mask |= 0x0f00.
 381                            * - R/Wi == 0x10 (break on I/O reads or writes), so
 382                            *   mask |= 0x4444.
 383                            * - R/Wi == 0x00 && LENi != 0x00, so we have mask |=
 384                            *   0x1110.
 385                            *
 386                            * Finally, mask = 0x0f00 | 0x4444 | 0x1110 == 0x5f54.
 387                            *
 388                            * See the Intel Manual "System Programming Guide",
 389                            * 15.2.4
 390                            *
 391                            * Note that LENi == 0x10 is defined on x86_64 in long
 392                            * mode (i.e. even for 32-bit userspace software, but
 393                            * 64-bit kernel), so the x86_64 mask value is 0x5454.
 394                            * See the AMD manual no. 24593 (AMD64 System
 395                            * Programming)*/
 396
 397                           if(addr == (long) &dummy->u_debugreg[7]) {
 398                                   data &= ~DR_CONTROL_RESERVED;
 399                                   for(i=0; i<4; i++)
 400                                           if ((0x5f54 >> ((data >> (16 + 4*i)) & 0xf)) & 1)
 401                                                   goto out_tsk;
 402                           }
 403
 404                           addr -= (long) &dummy->u_debugreg;
 405                           addr = addr >> 2;
 406                           child->thread.debugreg[addr] = data;
 407                           ret = 0;
 408                   }
 409                   break;
 410
 411         case PTRACE_SYSCALL:    /* continue and stop at next (return from) syscall */
 412         case PTRACE_CONT:       /* restart after signal. */
 413                 ret = -EIO;
 414                 if ((unsigned long) data > _NSIG)
 415                         break;
 416                 if (request == PTRACE_SYSCALL) {
 417                         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 418                 }
 419                 else {
 420                         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 421                 }
 422                 child->exit_code = data;
 423                 /* make sure the single step bit is not set. */
 424                 clear_singlestep(child);
 425                 wake_up_process(child);
 426                 ret = 0;
 427                 break;
 428
 429 /*
 430  * make the child exit.  Best I can do is send it a sigkill.
 431  * perhaps it should be put in the status that it wants to
 432  * exit.
 433  */
 434         case PTRACE_KILL:
 435                 ret = 0;
 436                 if (child->exit_state == EXIT_ZOMBIE)   /* already dead */
 437                         break;
 438                 child->exit_code = SIGKILL;
 439                 /* make sure the single step bit is not set. */
 440                 clear_singlestep(child);
 441                 wake_up_process(child);
 442                 break;
 443
 444         case PTRACE_SINGLESTEP: /* set the trap flag. */
 445                 ret = -EIO;
 446                 if ((unsigned long) data > _NSIG)
 447                         break;
 448                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SYSCALL_TRACE);
 449                 set_singlestep(child);
 450                 child->exit_code = data;
 451                 /* give it a chance to run. */
 452                 wake_up_process(child);
 453                 ret = 0;
 454                 break;
 455
 456         case PTRACE_DETACH:
 457                 /* detach a process that was attached. */
 458                 ret = ptrace_detach(child, data);
 459                 break;
 460
 461         case PTRACE_GETREGS: { /* Get all gp regs from the child. */
 462                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap, FRAME_SIZE*sizeof(long))) {
 463                         ret = -EIO;
 464                         break;
 465                 }
 466                 for ( i = 0; i < FRAME_SIZE*sizeof(long); i += sizeof(long) ) {
 467                         __put_user(getreg(child, i), datap);
 468                         datap++;
 469                 }
 470                 ret = 0;
 471                 break;
 472         }
 473
 474         case PTRACE_SETREGS: { /* Set all gp regs in the child. */
 475                 unsigned long tmp;
 476                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap, FRAME_SIZE*sizeof(long))) {
 477                         ret = -EIO;
 478                         break;
 479                 }
 480                 for ( i = 0; i < FRAME_SIZE*sizeof(long); i += sizeof(long) ) {
 481                         __get_user(tmp, datap);
 482                         putreg(child, i, tmp);
 483                         datap++;
 484                 }
 485                 ret = 0;
 486                 break;
 487         }
 488
 489         case PTRACE_GETFPREGS: { /* Get the child FPU state. */
 490                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap,
 491                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
 492                         ret = -EIO;
 493                         break;
 494                 }
 495                 ret = 0;
 496                 if (!child->used_math)
 497                         init_fpu(child);
 498                 get_fpregs((struct user_i387_struct __user *)data, child);
 499                 break;
 500         }
 501
 502         case PTRACE_SETFPREGS: { /* Set the child FPU state. */
 503                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap,
 504                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
 505                         ret = -EIO;
 506                         break;
 507                 }
 508                 child->used_math = 1;
 509                 set_fpregs(child, (struct user_i387_struct __user *)data);
 510                 ret = 0;
 511                 break;
 512         }
 513
 514         case PTRACE_GETFPXREGS: { /* Get the child extended FPU state. */
 515                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, datap,
 516                                sizeof(struct user_fxsr_struct))) {
 517                         ret = -EIO;
 518                         break;
 519                 }
 520                 if (!child->used_math)
 521                         init_fpu(child);
 522                 ret = get_fpxregs((struct user_fxsr_struct __user *)data, child);
 523                 break;
 524         }
 525
 526         case PTRACE_SETFPXREGS: { /* Set the child extended FPU state. */
 527                 if (!access_ok(VERIFY_READ, datap,
 528                                sizeof(struct user_fxsr_struct))) {
 529                         ret = -EIO;
 530                         break;
 531                 }
 532                 child->used_math = 1;
 533                 ret = set_fpxregs(child, (struct user_fxsr_struct __user *)data);
 534                 break;
 535         }
 536
 537         case PTRACE_GET_THREAD_AREA:
 538                 ret = ptrace_get_thread_area(child, addr,
 539                                         (struct user_desc __user *) data);
 540                 break;
 541
 542         case PTRACE_SET_THREAD_AREA:
 543                 ret = ptrace_set_thread_area(child, addr,
 544                                         (struct user_desc __user *) data);
 545                 break;
 546
 547         default:
 548                 ret = ptrace_request(child, request, addr, data);
 549                 break;
 550         }
 551 out_tsk:
 552         put_task_struct(child);
 553 out:
 554         unlock_kernel();
 555         return ret;
 556 }
 557
 558 /* notification of system call entry/exit
 559  * - triggered by current->work.syscall_trace
 560  */
 561 __attribute__((regparm(3)))
 562 void do_syscall_trace(struct pt_regs *regs, int entryexit)
 563 {
 564         if (unlikely(current->audit_context)) {
 565                 if (!entryexit)
 566                         audit_syscall_entry(current, regs->orig_eax,
 567                                             regs->ebx, regs->ecx,
 568                                             regs->edx, regs->esi);
 569                 else
 570                         audit_syscall_exit(current, regs->eax);
 571         }
 572
 573         if (!test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE) &&
 574             !test_thread_flag(TIF_SINGLESTEP))
 575                 return;
 576         if (!(current->ptrace & PT_PTRACED))
 577                 return;
 578         /* the 0x80 provides a way for the tracing parent to distinguish
 579            between a syscall stop and SIGTRAP delivery */
 580         ptrace_notify(SIGTRAP | ((current->ptrace & PT_TRACESYSGOOD) &&
 581                                  !test_thread_flag(TIF_SINGLESTEP) ? 0x80 : 0));
 582
 583         /*
 584          * this isn't the same as continuing with a signal, but it will do
 585          * for normal use.  strace only continues with a signal if the
 586          * stopping signal is not SIGTRAP.  -brl
 587          */
 588         if (current->exit_code) {
 589                 send_sig(current->exit_code, current, 1);
 590                 current->exit_code = 0;
 591         }
 592 }