vserver 2.0 rc7
[linux-2.6.git] / arch / x86_64 / 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  * x86-64 port 2000-2002 Andi Kleen
8  */
9
10 #include <linux/kernel.h>
11 #include <linux/sched.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/smp.h>
14 #include <linux/smp_lock.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <linux/ptrace.h>
17 #include <linux/user.h>
18 #include <linux/security.h>
19 #include <linux/audit.h>
20 #include <linux/seccomp.h>
21 #include <linux/signal.h>
22
23 #include <asm/uaccess.h>
24 #include <asm/pgtable.h>
25 #include <asm/system.h>
26 #include <asm/processor.h>
27 #include <asm/i387.h>
28 #include <asm/debugreg.h>
29 #include <asm/ldt.h>
30 #include <asm/desc.h>
31 #include <asm/proto.h>
32 #include <asm/ia32.h>
33
34 /*
35  * does not yet catch signals sent when the child dies.
36  * in exit.c or in signal.c.
37  */
38
39 /* determines which flags the user has access to. */
40 /* 1 = access 0 = no access */
41 #define FLAG_MASK 0x44dd5UL
42
43 /* set's the trap flag. */
44 #define TRAP_FLAG 0x100UL
45
46 /*
47  * eflags and offset of eflags on child stack..
48  */
49 #define EFLAGS offsetof(struct pt_regs, eflags)
50 #define EFL_OFFSET ((int)(EFLAGS-sizeof(struct pt_regs)))
51
52 /*
53  * this routine will get a word off of the processes privileged stack. 
54  * the offset is how far from the base addr as stored in the TSS.  
55  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
56  * data space.
57  */   
58 static inline unsigned long get_stack_long(struct task_struct *task, int offset)
59 {
60         unsigned char *stack;
61
62         stack = (unsigned char *)task->thread.rsp0;
63         stack += offset;
64         return (*((unsigned long *)stack));
65 }
66
67 static inline struct pt_regs *get_child_regs(struct task_struct *task)
68 {
69         struct pt_regs *regs = (void *)task->thread.rsp0;
70         return regs - 1;
71 }
72
73 /*
74  * this routine will put a word on the processes privileged stack. 
75  * the offset is how far from the base addr as stored in the TSS.  
76  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
77  * data space.
78  */
79 static inline long put_stack_long(struct task_struct *task, int offset,
80         unsigned long data)
81 {
82         unsigned char * stack;
83
84         stack = (unsigned char *) task->thread.rsp0;
85         stack += offset;
86         *(unsigned long *) stack = data;
87         return 0;
88 }
89
90 #define LDT_SEGMENT 4
91
92 unsigned long convert_rip_to_linear(struct task_struct *child, struct pt_regs *regs)
93 {
94         unsigned long addr, seg;
95
96         addr = regs->rip;
97         seg = regs->cs & 0xffff;
98
99         /*
100          * We'll assume that the code segments in the GDT
101          * are all zero-based. That is largely true: the
102          * TLS segments are used for data, and the PNPBIOS
103          * and APM bios ones we just ignore here.
104          */
105         if (seg & LDT_SEGMENT) {
106                 u32 *desc;
107                 unsigned long base;
108
109                 down(&child->mm->context.sem);
110                 desc = child->mm->context.ldt + (seg & ~7);
111                 base = (desc[0] >> 16) | ((desc[1] & 0xff) << 16) | (desc[1] & 0xff000000);
112
113                 /* 16-bit code segment? */
114                 if (!((desc[1] >> 22) & 1))
115                         addr &= 0xffff;
116                 addr += base;
117                 up(&child->mm->context.sem);
118         }
119         return addr;
120 }
121
122 static int is_at_popf(struct task_struct *child, struct pt_regs *regs)
123 {
124         int i, copied;
125         unsigned char opcode[16];
126         unsigned long addr = convert_rip_to_linear(child, regs);
127
128         copied = access_process_vm(child, addr, opcode, sizeof(opcode), 0);
129         for (i = 0; i < copied; i++) {
130                 switch (opcode[i]) {
131                 /* popf */
132                 case 0x9d:
133                         return 1;
134
135                         /* CHECKME: 64 65 */
136
137                 /* opcode and address size prefixes */
138                 case 0x66: case 0x67:
139                         continue;
140                 /* irrelevant prefixes (segment overrides and repeats) */
141                 case 0x26: case 0x2e:
142                 case 0x36: case 0x3e:
143                 case 0x64: case 0x65:
144                 case 0xf0: case 0xf2: case 0xf3:
145                         continue;
146
147                 /* REX prefixes */
148                 case 0x40 ... 0x4f:
149                         continue;
150
151                         /* CHECKME: f0, f2, f3 */
152
153                 /*
154                  * pushf: NOTE! We should probably not let
155                  * the user see the TF bit being set. But
156                  * it's more pain than it's worth to avoid
157                  * it, and a debugger could emulate this
158                  * all in user space if it _really_ cares.
159                  */
160                 case 0x9c:
161                 default:
162                         return 0;
163                 }
164         }
165         return 0;
166 }
167
168 static void set_singlestep(struct task_struct *child)
169 {
170         struct pt_regs *regs = get_child_regs(child);
171
172         /*
173          * Always set TIF_SINGLESTEP - this guarantees that
174          * we single-step system calls etc..  This will also
175          * cause us to set TF when returning to user mode.
176          */
177         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
178
179         /*
180          * If TF was already set, don't do anything else
181          */
182         if (regs->eflags & TRAP_FLAG)
183                 return;
184
185         /* Set TF on the kernel stack.. */
186         regs->eflags |= TRAP_FLAG;
187
188         /*
189          * ..but if TF is changed by the instruction we will trace,
190          * don't mark it as being "us" that set it, so that we
191          * won't clear it by hand later.
192          *
193          * AK: this is not enough, LAHF and IRET can change TF in user space too.
194          */
195         if (is_at_popf(child, regs))
196                 return;
197
198         child->ptrace |= PT_DTRACE;
199 }
200
201 static void clear_singlestep(struct task_struct *child)
202 {
203         /* Always clear TIF_SINGLESTEP... */
204         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
205
206         /* But touch TF only if it was set by us.. */
207         if (child->ptrace & PT_DTRACE) {
208                 struct pt_regs *regs = get_child_regs(child);
209                 regs->eflags &= ~TRAP_FLAG;
210                 child->ptrace &= ~PT_DTRACE;
211         }
212 }
213
214 /*
215  * Called by kernel/ptrace.c when detaching..
216  *
217  * Make sure the single step bit is not set.
218  */
219 void ptrace_disable(struct task_struct *child)
220
221         clear_singlestep(child);
222 }
223
224 static int putreg(struct task_struct *child,
225         unsigned long regno, unsigned long value)
226 {
227         unsigned long tmp; 
228         
229         /* Some code in the 64bit emulation may not be 64bit clean.
230            Don't take any chances. */
231         if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_IA32))
232                 value &= 0xffffffff;
233         switch (regno) {
234                 case offsetof(struct user_regs_struct,fs):
235                         if (value && (value & 3) != 3)
236                                 return -EIO;
237                         child->thread.fsindex = value & 0xffff; 
238                         return 0;
239                 case offsetof(struct user_regs_struct,gs):
240                         if (value && (value & 3) != 3)
241                                 return -EIO;
242                         child->thread.gsindex = value & 0xffff;
243                         return 0;
244                 case offsetof(struct user_regs_struct,ds):
245                         if (value && (value & 3) != 3)
246                                 return -EIO;
247                         child->thread.ds = value & 0xffff;
248                         return 0;
249                 case offsetof(struct user_regs_struct,es): 
250                         if (value && (value & 3) != 3)
251                                 return -EIO;
252                         child->thread.es = value & 0xffff;
253                         return 0;
254                 case offsetof(struct user_regs_struct,ss):
255                         if ((value & 3) != 3)
256                                 return -EIO;
257                         value &= 0xffff;
258                         return 0;
259                 case offsetof(struct user_regs_struct,fs_base):
260                         if (value >= TASK_SIZE)
261                                 return -EIO;
262                         child->thread.fs = value;
263                         return 0;
264                 case offsetof(struct user_regs_struct,gs_base):
265                         if (value >= TASK_SIZE)
266                                 return -EIO;
267                         child->thread.gs = value;
268                         return 0;
269                 case offsetof(struct user_regs_struct, eflags):
270                         value &= FLAG_MASK;
271                         tmp = get_stack_long(child, EFL_OFFSET); 
272                         tmp &= ~FLAG_MASK; 
273                         value |= tmp;
274                         break;
275                 case offsetof(struct user_regs_struct,cs): 
276                         if ((value & 3) != 3)
277                                 return -EIO;
278                         value &= 0xffff;
279                         break;
280                 case offsetof(struct user_regs_struct, rip):
281                         /* Check if the new RIP address is canonical */
282                         if (value >= TASK_SIZE)
283                                 return -EIO;
284                         break;
285         }
286         put_stack_long(child, regno - sizeof(struct pt_regs), value);
287         return 0;
288 }
289
290 static unsigned long getreg(struct task_struct *child, unsigned long regno)
291 {
292         unsigned long val;
293         switch (regno) {
294                 case offsetof(struct user_regs_struct, fs):
295                         return child->thread.fsindex;
296                 case offsetof(struct user_regs_struct, gs):
297                         return child->thread.gsindex;
298                 case offsetof(struct user_regs_struct, ds):
299                         return child->thread.ds;
300                 case offsetof(struct user_regs_struct, es):
301                         return child->thread.es; 
302                 case offsetof(struct user_regs_struct, fs_base):
303                         return child->thread.fs;
304                 case offsetof(struct user_regs_struct, gs_base):
305                         return child->thread.gs;
306                 default:
307                         regno = regno - sizeof(struct pt_regs);
308                         val = get_stack_long(child, regno);
309                         if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_IA32))
310                                 val &= 0xffffffff;
311                         return val;
312         }
313
314 }
315
316 asmlinkage long sys_ptrace(long request, long pid, unsigned long addr, long data)
317 {
318         struct task_struct *child;
319         long i, ret;
320         unsigned ui;
321
322         /* This lock_kernel fixes a subtle race with suid exec */
323         lock_kernel();
324         ret = -EPERM;
325         if (request == PTRACE_TRACEME) {
326                 /* are we already being traced? */
327                 if (current->ptrace & PT_PTRACED)
328                         goto out;
329                 ret = security_ptrace(current->parent, current);
330                 if (ret)
331                         goto out;
332                 /* set the ptrace bit in the process flags. */
333                 current->ptrace |= PT_PTRACED;
334                 ret = 0;
335                 goto out;
336         }
337         ret = -ESRCH;
338         read_lock(&tasklist_lock);
339         child = find_task_by_pid(pid);
340         if (child)
341                 get_task_struct(child);
342         read_unlock(&tasklist_lock);
343         if (!child)
344                 goto out;
345         if (!vx_check(vx_task_xid(child), VX_WATCH|VX_IDENT))
346                 goto out_tsk;
347
348         ret = -EPERM;
349         if (pid == 1)           /* you may not mess with init */
350                 goto out_tsk;
351
352         if (request == PTRACE_ATTACH) {
353                 ret = ptrace_attach(child);
354                 goto out_tsk;
355         }
356         ret = ptrace_check_attach(child, request == PTRACE_KILL); 
357         if (ret < 0) 
358                 goto out_tsk;
359
360         switch (request) {
361         /* when I and D space are separate, these will need to be fixed. */
362         case PTRACE_PEEKTEXT: /* read word at location addr. */ 
363         case PTRACE_PEEKDATA: {
364                 unsigned long tmp;
365                 int copied;
366
367                 copied = access_process_vm(child, addr, &tmp, sizeof(tmp), 0);
368                 ret = -EIO;
369                 if (copied != sizeof(tmp))
370                         break;
371                 ret = put_user(tmp,(unsigned long __user *) data);
372                 break;
373         }
374
375         /* read the word at location addr in the USER area. */
376         case PTRACE_PEEKUSR: {
377                 unsigned long tmp;
378
379                 ret = -EIO;
380                 if ((addr & 7) ||
381                     addr > sizeof(struct user) - 7)
382                         break;
383
384                 switch (addr) { 
385                 case 0 ... sizeof(struct user_regs_struct) - sizeof(long):
386                         tmp = getreg(child, addr);
387                         break;
388                 case offsetof(struct user, u_debugreg[0]):
389                         tmp = child->thread.debugreg0;
390                         break;
391                 case offsetof(struct user, u_debugreg[1]):
392                         tmp = child->thread.debugreg1;
393                         break;
394                 case offsetof(struct user, u_debugreg[2]):
395                         tmp = child->thread.debugreg2;
396                         break;
397                 case offsetof(struct user, u_debugreg[3]):
398                         tmp = child->thread.debugreg3;
399                         break;
400                 case offsetof(struct user, u_debugreg[6]):
401                         tmp = child->thread.debugreg6;
402                         break;
403                 case offsetof(struct user, u_debugreg[7]):
404                         tmp = child->thread.debugreg7;
405                         break;
406                 default:
407                         tmp = 0;
408                         break;
409                 }
410                 ret = put_user(tmp,(unsigned long __user *) data);
411                 break;
412         }
413
414         /* when I and D space are separate, this will have to be fixed. */
415         case PTRACE_POKETEXT: /* write the word at location addr. */
416         case PTRACE_POKEDATA:
417                 ret = 0;
418                 if (access_process_vm(child, addr, &data, sizeof(data), 1) == sizeof(data))
419                         break;
420                 ret = -EIO;
421                 break;
422
423         case PTRACE_POKEUSR: /* write the word at location addr in the USER area */
424                 ret = -EIO;
425                 if ((addr & 7) ||
426                     addr > sizeof(struct user) - 7)
427                         break;
428
429                 switch (addr) { 
430                 case 0 ... sizeof(struct user_regs_struct) - sizeof(long):
431                         ret = putreg(child, addr, data);
432                         break;
433                 /* Disallows to set a breakpoint into the vsyscall */
434                 case offsetof(struct user, u_debugreg[0]):
435                         if (data >= TASK_SIZE-7) break;
436                         child->thread.debugreg0 = data;
437                         ret = 0;
438                         break;
439                 case offsetof(struct user, u_debugreg[1]):
440                         if (data >= TASK_SIZE-7) break;
441                         child->thread.debugreg1 = data;
442                         ret = 0;
443                         break;
444                 case offsetof(struct user, u_debugreg[2]):
445                         if (data >= TASK_SIZE-7) break;
446                         child->thread.debugreg2 = data;
447                         ret = 0;
448                         break;
449                 case offsetof(struct user, u_debugreg[3]):
450                         if (data >= TASK_SIZE-7) break;
451                         child->thread.debugreg3 = data;
452                         ret = 0;
453                         break;
454                 case offsetof(struct user, u_debugreg[6]):
455                                   if (data >> 32)
456                                 break; 
457                         child->thread.debugreg6 = data;
458                         ret = 0;
459                         break;
460                 case offsetof(struct user, u_debugreg[7]):
461                         /* See arch/i386/kernel/ptrace.c for an explanation of
462                          * this awkward check.*/
463                                   data &= ~DR_CONTROL_RESERVED;
464                                   for(i=0; i<4; i++)
465                                           if ((0x5454 >> ((data >> (16 + 4*i)) & 0xf)) & 1)
466                                         break;
467                         if (i == 4) {
468                                 child->thread.debugreg7 = data;
469                           ret = 0;
470                   }
471                   break;
472                 }
473                 break;
474         case PTRACE_SYSCALL: /* continue and stop at next (return from) syscall */
475         case PTRACE_CONT:    /* restart after signal. */
476
477                 ret = -EIO;
478                 if (!valid_signal(data))
479                         break;
480                 if (request == PTRACE_SYSCALL)
481                         set_tsk_thread_flag(child,TIF_SYSCALL_TRACE);
482                 else
483                         clear_tsk_thread_flag(child,TIF_SYSCALL_TRACE);
484                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
485                 child->exit_code = data;
486                 /* make sure the single step bit is not set. */
487                 clear_singlestep(child);
488                 wake_up_process(child);
489                 ret = 0;
490                 break;
491
492 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
493                 /* This makes only sense with 32bit programs. Allow a
494                    64bit debugger to fully examine them too. Better
495                    don't use it against 64bit processes, use
496                    PTRACE_ARCH_PRCTL instead. */
497         case PTRACE_SET_THREAD_AREA: {
498                 struct user_desc __user *p;
499                 int old; 
500                 p = (struct user_desc __user *)data;
501                 get_user(old,  &p->entry_number); 
502                 put_user(addr, &p->entry_number);
503                 ret = do_set_thread_area(&child->thread, p);
504                 put_user(old,  &p->entry_number); 
505                 break;
506         case PTRACE_GET_THREAD_AREA:
507                 p = (struct user_desc __user *)data;
508                 get_user(old,  &p->entry_number); 
509                 put_user(addr, &p->entry_number);
510                 ret = do_get_thread_area(&child->thread, p);
511                 put_user(old,  &p->entry_number); 
512                 break;
513         } 
514 #endif
515                 /* normal 64bit interface to access TLS data. 
516                    Works just like arch_prctl, except that the arguments
517                    are reversed. */
518         case PTRACE_ARCH_PRCTL: 
519                 ret = do_arch_prctl(child, data, addr);
520                 break;
521
522 /*
523  * make the child exit.  Best I can do is send it a sigkill. 
524  * perhaps it should be put in the status that it wants to 
525  * exit.
526  */
527         case PTRACE_KILL:
528                 ret = 0;
529                 if (child->exit_state == EXIT_ZOMBIE)   /* already dead */
530                         break;
531                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
532                 child->exit_code = SIGKILL;
533                 /* make sure the single step bit is not set. */
534                 clear_singlestep(child);
535                 wake_up_process(child);
536                 break;
537
538         case PTRACE_SINGLESTEP:    /* set the trap flag. */
539                 ret = -EIO;
540                 if (!valid_signal(data))
541                         break;
542                 clear_tsk_thread_flag(child,TIF_SYSCALL_TRACE);
543                 set_singlestep(child);
544                 child->exit_code = data;
545                 /* give it a chance to run. */
546                 wake_up_process(child);
547                 ret = 0;
548                 break;
549
550         case PTRACE_DETACH:
551                 /* detach a process that was attached. */
552                 ret = ptrace_detach(child, data);
553                 break;
554
555         case PTRACE_GETREGS: { /* Get all gp regs from the child. */
556                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, (unsigned __user *)data,
557                                sizeof(struct user_regs_struct))) {
558                         ret = -EIO;
559                         break;
560                 }
561                 ret = 0;
562                 for (ui = 0; ui < sizeof(struct user_regs_struct); ui += sizeof(long)) {
563                         ret |= __put_user(getreg(child, ui),(unsigned long __user *) data);
564                         data += sizeof(long);
565                 }
566                 break;
567         }
568
569         case PTRACE_SETREGS: { /* Set all gp regs in the child. */
570                 unsigned long tmp;
571                 if (!access_ok(VERIFY_READ, (unsigned __user *)data,
572                                sizeof(struct user_regs_struct))) {
573                         ret = -EIO;
574                         break;
575                 }
576                 ret = 0;
577                 for (ui = 0; ui < sizeof(struct user_regs_struct); ui += sizeof(long)) {
578                         ret |= __get_user(tmp, (unsigned long __user *) data);
579                         putreg(child, ui, tmp);
580                         data += sizeof(long);
581                 }
582                 break;
583         }
584
585         case PTRACE_GETFPREGS: { /* Get the child extended FPU state. */
586                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, (unsigned __user *)data,
587                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
588                         ret = -EIO;
589                         break;
590                 }
591                 ret = get_fpregs((struct user_i387_struct __user *)data, child);
592                 break;
593         }
594
595         case PTRACE_SETFPREGS: { /* Set the child extended FPU state. */
596                 if (!access_ok(VERIFY_READ, (unsigned __user *)data,
597                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
598                         ret = -EIO;
599                         break;
600                 }
601                 set_stopped_child_used_math(child);
602                 ret = set_fpregs(child, (struct user_i387_struct __user *)data);
603                 break;
604         }
605
606         default:
607                 ret = ptrace_request(child, request, addr, data);
608                 break;
609         }
610 out_tsk:
611         put_task_struct(child);
612 out:
613         unlock_kernel();
614         return ret;
615 }
616
617 static void syscall_trace(struct pt_regs *regs)
618 {
619
620 #if 0
621         printk("trace %s rip %lx rsp %lx rax %d origrax %d caller %lx tiflags %x ptrace %x\n",
622                current->comm,
623                regs->rip, regs->rsp, regs->rax, regs->orig_rax, __builtin_return_address(0),
624                current_thread_info()->flags, current->ptrace); 
625 #endif
626
627         ptrace_notify(SIGTRAP | ((current->ptrace & PT_TRACESYSGOOD)
628                                 ? 0x80 : 0));
629         /*
630          * this isn't the same as continuing with a signal, but it will do
631          * for normal use.  strace only continues with a signal if the
632          * stopping signal is not SIGTRAP.  -brl
633          */
634         if (current->exit_code) {
635                 send_sig(current->exit_code, current, 1);
636                 current->exit_code = 0;
637         }
638 }
639
640 asmlinkage void syscall_trace_enter(struct pt_regs *regs)
641 {
642         /* do the secure computing check first */
643         secure_computing(regs->orig_rax);
644
645         if (test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE)
646             && (current->ptrace & PT_PTRACED))
647                 syscall_trace(regs);
648
649         if (unlikely(current->audit_context)) {
650                 if (test_thread_flag(TIF_IA32)) {
651                         audit_syscall_entry(current, AUDIT_ARCH_I386,
652                                             regs->orig_rax,
653                                             regs->rbx, regs->rcx,
654                                             regs->rdx, regs->rsi);
655                 } else {
656                         audit_syscall_entry(current, AUDIT_ARCH_X86_64,
657                                             regs->orig_rax,
658                                             regs->rdi, regs->rsi,
659                                             regs->rdx, regs->r10);
660                 }
661         }
662 }
663
664 asmlinkage void syscall_trace_leave(struct pt_regs *regs)
665 {
666         if (unlikely(current->audit_context))
667                 audit_syscall_exit(current, AUDITSC_RESULT(regs->rax), regs->rax);
668
669         if ((test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE)
670              || test_thread_flag(TIF_SINGLESTEP))
671             && (current->ptrace & PT_PTRACED))
672                 syscall_trace(regs);
673 }