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