cd3b2438a9800b8568b0d79788ef3fdb438aa1ca
[~shefty/rdma-dev.git] / arch / x86 / kernel / step.c
1 /*
2  * x86 single-step support code, common to 32-bit and 64-bit.
3  */
4 #include <linux/sched.h>
5 #include <linux/mm.h>
6 #include <linux/ptrace.h>
7 #include <asm/desc.h>
8
9 unsigned long convert_ip_to_linear(struct task_struct *child, struct pt_regs *regs)
10 {
11         unsigned long addr, seg;
12
13         addr = regs->ip;
14         seg = regs->cs & 0xffff;
15         if (v8086_mode(regs)) {
16                 addr = (addr & 0xffff) + (seg << 4);
17                 return addr;
18         }
19
20         /*
21          * We'll assume that the code segments in the GDT
22          * are all zero-based. That is largely true: the
23          * TLS segments are used for data, and the PNPBIOS
24          * and APM bios ones we just ignore here.
25          */
26         if ((seg & SEGMENT_TI_MASK) == SEGMENT_LDT) {
27                 struct desc_struct *desc;
28                 unsigned long base;
29
30                 seg &= ~7UL;
31
32                 mutex_lock(&child->mm->context.lock);
33                 if (unlikely((seg >> 3) >= child->mm->context.size))
34                         addr = -1L; /* bogus selector, access would fault */
35                 else {
36                         desc = child->mm->context.ldt + seg;
37                         base = get_desc_base(desc);
38
39                         /* 16-bit code segment? */
40                         if (!desc->d)
41                                 addr &= 0xffff;
42                         addr += base;
43                 }
44                 mutex_unlock(&child->mm->context.lock);
45         }
46
47         return addr;
48 }
49
50 static int is_setting_trap_flag(struct task_struct *child, struct pt_regs *regs)
51 {
52         int i, copied;
53         unsigned char opcode[15];
54         unsigned long addr = convert_ip_to_linear(child, regs);
55
56         copied = access_process_vm(child, addr, opcode, sizeof(opcode), 0);
57         for (i = 0; i < copied; i++) {
58                 switch (opcode[i]) {
59                 /* popf and iret */
60                 case 0x9d: case 0xcf:
61                         return 1;
62
63                         /* CHECKME: 64 65 */
64
65                 /* opcode and address size prefixes */
66                 case 0x66: case 0x67:
67                         continue;
68                 /* irrelevant prefixes (segment overrides and repeats) */
69                 case 0x26: case 0x2e:
70                 case 0x36: case 0x3e:
71                 case 0x64: case 0x65:
72                 case 0xf0: case 0xf2: case 0xf3:
73                         continue;
74
75 #ifdef CONFIG_X86_64
76                 case 0x40 ... 0x4f:
77                         if (!user_64bit_mode(regs))
78                                 /* 32-bit mode: register increment */
79                                 return 0;
80                         /* 64-bit mode: REX prefix */
81                         continue;
82 #endif
83
84                         /* CHECKME: f2, f3 */
85
86                 /*
87                  * pushf: NOTE! We should probably not let
88                  * the user see the TF bit being set. But
89                  * it's more pain than it's worth to avoid
90                  * it, and a debugger could emulate this
91                  * all in user space if it _really_ cares.
92                  */
93                 case 0x9c:
94                 default:
95                         return 0;
96                 }
97         }
98         return 0;
99 }
100
101 /*
102  * Enable single-stepping.  Return nonzero if user mode is not using TF itself.
103  */
104 static int enable_single_step(struct task_struct *child)
105 {
106         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(child);
107         unsigned long oflags;
108
109         /*
110          * If we stepped into a sysenter/syscall insn, it trapped in
111          * kernel mode; do_debug() cleared TF and set TIF_SINGLESTEP.
112          * If user-mode had set TF itself, then it's still clear from
113          * do_debug() and we need to set it again to restore the user
114          * state so we don't wrongly set TIF_FORCED_TF below.
115          * If enable_single_step() was used last and that is what
116          * set TIF_SINGLESTEP, then both TF and TIF_FORCED_TF are
117          * already set and our bookkeeping is fine.
118          */
119         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP)))
120                 regs->flags |= X86_EFLAGS_TF;
121
122         /*
123          * Always set TIF_SINGLESTEP - this guarantees that
124          * we single-step system calls etc..  This will also
125          * cause us to set TF when returning to user mode.
126          */
127         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
128
129         oflags = regs->flags;
130
131         /* Set TF on the kernel stack.. */
132         regs->flags |= X86_EFLAGS_TF;
133
134         /*
135          * ..but if TF is changed by the instruction we will trace,
136          * don't mark it as being "us" that set it, so that we
137          * won't clear it by hand later.
138          *
139          * Note that if we don't actually execute the popf because
140          * of a signal arriving right now or suchlike, we will lose
141          * track of the fact that it really was "us" that set it.
142          */
143         if (is_setting_trap_flag(child, regs)) {
144                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF);
145                 return 0;
146         }
147
148         /*
149          * If TF was already set, check whether it was us who set it.
150          * If not, we should never attempt a block step.
151          */
152         if (oflags & X86_EFLAGS_TF)
153                 return test_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF);
154
155         set_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF);
156
157         return 1;
158 }
159
160 void set_task_blockstep(struct task_struct *task, bool on)
161 {
162         unsigned long debugctl;
163
164         /*
165          * Ensure irq/preemption can't change debugctl in between.
166          * Note also that both TIF_BLOCKSTEP and debugctl should
167          * be changed atomically wrt preemption.
168          * FIXME: this means that set/clear TIF_BLOCKSTEP is simply
169          * wrong if task != current, SIGKILL can wakeup the stopped
170          * tracee and set/clear can play with the running task, this
171          * can confuse the next __switch_to_xtra().
172          */
173         local_irq_disable();
174         debugctl = get_debugctlmsr();
175         if (on) {
176                 debugctl |= DEBUGCTLMSR_BTF;
177                 set_tsk_thread_flag(task, TIF_BLOCKSTEP);
178         } else {
179                 debugctl &= ~DEBUGCTLMSR_BTF;
180                 clear_tsk_thread_flag(task, TIF_BLOCKSTEP);
181         }
182         if (task == current)
183                 update_debugctlmsr(debugctl);
184         local_irq_enable();
185 }
186
187 /*
188  * Enable single or block step.
189  */
190 static void enable_step(struct task_struct *child, bool block)
191 {
192         /*
193          * Make sure block stepping (BTF) is not enabled unless it should be.
194          * Note that we don't try to worry about any is_setting_trap_flag()
195          * instructions after the first when using block stepping.
196          * So no one should try to use debugger block stepping in a program
197          * that uses user-mode single stepping itself.
198          */
199         if (enable_single_step(child) && block)
200                 set_task_blockstep(child, true);
201         else if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_BLOCKSTEP))
202                 set_task_blockstep(child, false);
203 }
204
205 void user_enable_single_step(struct task_struct *child)
206 {
207         enable_step(child, 0);
208 }
209
210 void user_enable_block_step(struct task_struct *child)
211 {
212         enable_step(child, 1);
213 }
214
215 void user_disable_single_step(struct task_struct *child)
216 {
217         /*
218          * Make sure block stepping (BTF) is disabled.
219          */
220         if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_BLOCKSTEP))
221                 set_task_blockstep(child, false);
222
223         /* Always clear TIF_SINGLESTEP... */
224         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
225
226         /* But touch TF only if it was set by us.. */
227         if (test_and_clear_tsk_thread_flag(child, TIF_FORCED_TF))
228                 task_pt_regs(child)->flags &= ~X86_EFLAGS_TF;
229 }