x86_64: Zero extend all registers after ptrace in 32bit entry path.
[sfrench/cifs-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/errno.h>
15 #include <linux/ptrace.h>
16 #include <linux/user.h>
17 #include <linux/security.h>
18 #include <linux/audit.h>
19 #include <linux/seccomp.h>
20 #include <linux/signal.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 /*
39  * Determines which flags the user has access to [1 = access, 0 = no access].
40  * Prohibits changing ID(21), VIP(20), VIF(19), VM(17), IOPL(12-13), IF(9).
41  * Also masks reserved bits (63-22, 15, 5, 3, 1).
42  */
43 #define FLAG_MASK 0x54dd5UL
44
45 /* set's the trap flag. */
46 #define TRAP_FLAG 0x100UL
47
48 /*
49  * eflags and offset of eflags on child stack..
50  */
51 #define EFLAGS offsetof(struct pt_regs, eflags)
52 #define EFL_OFFSET ((int)(EFLAGS-sizeof(struct pt_regs)))
53
54 /*
55  * this routine will get a word off of the processes privileged stack. 
56  * the offset is how far from the base addr as stored in the TSS.  
57  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
58  * data space.
59  */   
60 static inline unsigned long get_stack_long(struct task_struct *task, int offset)
61 {
62         unsigned char *stack;
63
64         stack = (unsigned char *)task->thread.rsp0;
65         stack += offset;
66         return (*((unsigned long *)stack));
67 }
68
69 /*
70  * this routine will put a word on the processes privileged stack. 
71  * the offset is how far from the base addr as stored in the TSS.  
72  * this routine assumes that all the privileged stacks are in our
73  * data space.
74  */
75 static inline long put_stack_long(struct task_struct *task, int offset,
76         unsigned long data)
77 {
78         unsigned char * stack;
79
80         stack = (unsigned char *) task->thread.rsp0;
81         stack += offset;
82         *(unsigned long *) stack = data;
83         return 0;
84 }
85
86 #define LDT_SEGMENT 4
87
88 unsigned long convert_rip_to_linear(struct task_struct *child, struct pt_regs *regs)
89 {
90         unsigned long addr, seg;
91
92         addr = regs->rip;
93         seg = regs->cs & 0xffff;
94
95         /*
96          * We'll assume that the code segments in the GDT
97          * are all zero-based. That is largely true: the
98          * TLS segments are used for data, and the PNPBIOS
99          * and APM bios ones we just ignore here.
100          */
101         if (seg & LDT_SEGMENT) {
102                 u32 *desc;
103                 unsigned long base;
104
105                 seg &= ~7UL;
106
107                 down(&child->mm->context.sem);
108                 if (unlikely((seg >> 3) >= child->mm->context.size))
109                         addr = -1L; /* bogus selector, access would fault */
110                 else {
111                         desc = child->mm->context.ldt + seg;
112                         base = ((desc[0] >> 16) |
113                                 ((desc[1] & 0xff) << 16) |
114                                 (desc[1] & 0xff000000));
115
116                         /* 16-bit code segment? */
117                         if (!((desc[1] >> 22) & 1))
118                                 addr &= 0xffff;
119                         addr += base;
120                 }
121                 up(&child->mm->context.sem);
122         }
123
124         return addr;
125 }
126
127 static int is_setting_trap_flag(struct task_struct *child, struct pt_regs *regs)
128 {
129         int i, copied;
130         unsigned char opcode[15];
131         unsigned long addr = convert_rip_to_linear(child, regs);
132
133         copied = access_process_vm(child, addr, opcode, sizeof(opcode), 0);
134         for (i = 0; i < copied; i++) {
135                 switch (opcode[i]) {
136                 /* popf and iret */
137                 case 0x9d: case 0xcf:
138                         return 1;
139
140                         /* CHECKME: 64 65 */
141
142                 /* opcode and address size prefixes */
143                 case 0x66: case 0x67:
144                         continue;
145                 /* irrelevant prefixes (segment overrides and repeats) */
146                 case 0x26: case 0x2e:
147                 case 0x36: case 0x3e:
148                 case 0x64: case 0x65:
149                 case 0xf2: case 0xf3:
150                         continue;
151
152                 case 0x40 ... 0x4f:
153                         if (regs->cs != __USER_CS)
154                                 /* 32-bit mode: register increment */
155                                 return 0;
156                         /* 64-bit mode: REX prefix */
157                         continue;
158
159                         /* CHECKME: f2, f3 */
160
161                 /*
162                  * pushf: NOTE! We should probably not let
163                  * the user see the TF bit being set. But
164                  * it's more pain than it's worth to avoid
165                  * it, and a debugger could emulate this
166                  * all in user space if it _really_ cares.
167                  */
168                 case 0x9c:
169                 default:
170                         return 0;
171                 }
172         }
173         return 0;
174 }
175
176 static void set_singlestep(struct task_struct *child)
177 {
178         struct pt_regs *regs = task_pt_regs(child);
179
180         /*
181          * Always set TIF_SINGLESTEP - this guarantees that
182          * we single-step system calls etc..  This will also
183          * cause us to set TF when returning to user mode.
184          */
185         set_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
186
187         /*
188          * If TF was already set, don't do anything else
189          */
190         if (regs->eflags & TRAP_FLAG)
191                 return;
192
193         /* Set TF on the kernel stack.. */
194         regs->eflags |= TRAP_FLAG;
195
196         /*
197          * ..but if TF is changed by the instruction we will trace,
198          * don't mark it as being "us" that set it, so that we
199          * won't clear it by hand later.
200          */
201         if (is_setting_trap_flag(child, regs))
202                 return;
203
204         child->ptrace |= PT_DTRACE;
205 }
206
207 static void clear_singlestep(struct task_struct *child)
208 {
209         /* Always clear TIF_SINGLESTEP... */
210         clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
211
212         /* But touch TF only if it was set by us.. */
213         if (child->ptrace & PT_DTRACE) {
214                 struct pt_regs *regs = task_pt_regs(child);
215                 regs->eflags &= ~TRAP_FLAG;
216                 child->ptrace &= ~PT_DTRACE;
217         }
218 }
219
220 /*
221  * Called by kernel/ptrace.c when detaching..
222  *
223  * Make sure the single step bit is not set.
224  */
225 void ptrace_disable(struct task_struct *child)
226
227         clear_singlestep(child);
228 }
229
230 static int putreg(struct task_struct *child,
231         unsigned long regno, unsigned long value)
232 {
233         unsigned long tmp; 
234         
235         switch (regno) {
236                 case offsetof(struct user_regs_struct,fs):
237                         if (value && (value & 3) != 3)
238                                 return -EIO;
239                         child->thread.fsindex = value & 0xffff; 
240                         return 0;
241                 case offsetof(struct user_regs_struct,gs):
242                         if (value && (value & 3) != 3)
243                                 return -EIO;
244                         child->thread.gsindex = value & 0xffff;
245                         return 0;
246                 case offsetof(struct user_regs_struct,ds):
247                         if (value && (value & 3) != 3)
248                                 return -EIO;
249                         child->thread.ds = value & 0xffff;
250                         return 0;
251                 case offsetof(struct user_regs_struct,es): 
252                         if (value && (value & 3) != 3)
253                                 return -EIO;
254                         child->thread.es = value & 0xffff;
255                         return 0;
256                 case offsetof(struct user_regs_struct,ss):
257                         if ((value & 3) != 3)
258                                 return -EIO;
259                         value &= 0xffff;
260                         return 0;
261                 case offsetof(struct user_regs_struct,fs_base):
262                         if (value >= TASK_SIZE_OF(child))
263                                 return -EIO;
264                         child->thread.fs = value;
265                         return 0;
266                 case offsetof(struct user_regs_struct,gs_base):
267                         if (value >= TASK_SIZE_OF(child))
268                                 return -EIO;
269                         child->thread.gs = value;
270                         return 0;
271                 case offsetof(struct user_regs_struct, eflags):
272                         value &= FLAG_MASK;
273                         tmp = get_stack_long(child, EFL_OFFSET); 
274                         tmp &= ~FLAG_MASK; 
275                         value |= tmp;
276                         break;
277                 case offsetof(struct user_regs_struct,cs): 
278                         if ((value & 3) != 3)
279                                 return -EIO;
280                         value &= 0xffff;
281                         break;
282         }
283         put_stack_long(child, regno - sizeof(struct pt_regs), value);
284         return 0;
285 }
286
287 static unsigned long getreg(struct task_struct *child, unsigned long regno)
288 {
289         unsigned long val;
290         switch (regno) {
291                 case offsetof(struct user_regs_struct, fs):
292                         return child->thread.fsindex;
293                 case offsetof(struct user_regs_struct, gs):
294                         return child->thread.gsindex;
295                 case offsetof(struct user_regs_struct, ds):
296                         return child->thread.ds;
297                 case offsetof(struct user_regs_struct, es):
298                         return child->thread.es; 
299                 case offsetof(struct user_regs_struct, fs_base):
300                         return child->thread.fs;
301                 case offsetof(struct user_regs_struct, gs_base):
302                         return child->thread.gs;
303                 default:
304                         regno = regno - sizeof(struct pt_regs);
305                         val = get_stack_long(child, regno);
306                         if (test_tsk_thread_flag(child, TIF_IA32))
307                                 val &= 0xffffffff;
308                         return val;
309         }
310
311 }
312
313 long arch_ptrace(struct task_struct *child, long request, long addr, long data)
314 {
315         long i, ret;
316         unsigned ui;
317
318         switch (request) {
319         /* when I and D space are separate, these will need to be fixed. */
320         case PTRACE_PEEKTEXT: /* read word at location addr. */ 
321         case PTRACE_PEEKDATA:
322                 ret = generic_ptrace_peekdata(child, addr, data);
323                 break;
324
325         /* read the word at location addr in the USER area. */
326         case PTRACE_PEEKUSR: {
327                 unsigned long tmp;
328
329                 ret = -EIO;
330                 if ((addr & 7) ||
331                     addr > sizeof(struct user) - 7)
332                         break;
333
334                 switch (addr) { 
335                 case 0 ... sizeof(struct user_regs_struct) - sizeof(long):
336                         tmp = getreg(child, addr);
337                         break;
338                 case offsetof(struct user, u_debugreg[0]):
339                         tmp = child->thread.debugreg0;
340                         break;
341                 case offsetof(struct user, u_debugreg[1]):
342                         tmp = child->thread.debugreg1;
343                         break;
344                 case offsetof(struct user, u_debugreg[2]):
345                         tmp = child->thread.debugreg2;
346                         break;
347                 case offsetof(struct user, u_debugreg[3]):
348                         tmp = child->thread.debugreg3;
349                         break;
350                 case offsetof(struct user, u_debugreg[6]):
351                         tmp = child->thread.debugreg6;
352                         break;
353                 case offsetof(struct user, u_debugreg[7]):
354                         tmp = child->thread.debugreg7;
355                         break;
356                 default:
357                         tmp = 0;
358                         break;
359                 }
360                 ret = put_user(tmp,(unsigned long __user *) data);
361                 break;
362         }
363
364         /* when I and D space are separate, this will have to be fixed. */
365         case PTRACE_POKETEXT: /* write the word at location addr. */
366         case PTRACE_POKEDATA:
367                 ret = generic_ptrace_pokedata(child, addr, data);
368                 break;
369
370         case PTRACE_POKEUSR: /* write the word at location addr in the USER area */
371         {
372                 int dsize = test_tsk_thread_flag(child, TIF_IA32) ? 3 : 7;
373                 ret = -EIO;
374                 if ((addr & 7) ||
375                     addr > sizeof(struct user) - 7)
376                         break;
377
378                 switch (addr) { 
379                 case 0 ... sizeof(struct user_regs_struct) - sizeof(long):
380                         ret = putreg(child, addr, data);
381                         break;
382                 /* Disallows to set a breakpoint into the vsyscall */
383                 case offsetof(struct user, u_debugreg[0]):
384                         if (data >= TASK_SIZE_OF(child) - dsize) break;
385                         child->thread.debugreg0 = data;
386                         ret = 0;
387                         break;
388                 case offsetof(struct user, u_debugreg[1]):
389                         if (data >= TASK_SIZE_OF(child) - dsize) break;
390                         child->thread.debugreg1 = data;
391                         ret = 0;
392                         break;
393                 case offsetof(struct user, u_debugreg[2]):
394                         if (data >= TASK_SIZE_OF(child) - dsize) break;
395                         child->thread.debugreg2 = data;
396                         ret = 0;
397                         break;
398                 case offsetof(struct user, u_debugreg[3]):
399                         if (data >= TASK_SIZE_OF(child) - dsize) break;
400                         child->thread.debugreg3 = data;
401                         ret = 0;
402                         break;
403                 case offsetof(struct user, u_debugreg[6]):
404                                   if (data >> 32)
405                                 break; 
406                         child->thread.debugreg6 = data;
407                         ret = 0;
408                         break;
409                 case offsetof(struct user, u_debugreg[7]):
410                         /* See arch/i386/kernel/ptrace.c for an explanation of
411                          * this awkward check.*/
412                         data &= ~DR_CONTROL_RESERVED;
413                         for(i=0; i<4; i++)
414                                 if ((0x5554 >> ((data >> (16 + 4*i)) & 0xf)) & 1)
415                                         break;
416                         if (i == 4) {
417                           child->thread.debugreg7 = data;
418                           if (data)
419                                 set_tsk_thread_flag(child, TIF_DEBUG);
420                           else
421                                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_DEBUG);
422                           ret = 0;
423                         }
424                   break;
425                 }
426                 break;
427         }
428         case PTRACE_SYSCALL: /* continue and stop at next (return from) syscall */
429         case PTRACE_CONT:    /* restart after signal. */
430
431                 ret = -EIO;
432                 if (!valid_signal(data))
433                         break;
434                 if (request == PTRACE_SYSCALL)
435                         set_tsk_thread_flag(child,TIF_SYSCALL_TRACE);
436                 else
437                         clear_tsk_thread_flag(child,TIF_SYSCALL_TRACE);
438                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
439                 child->exit_code = data;
440                 /* make sure the single step bit is not set. */
441                 clear_singlestep(child);
442                 wake_up_process(child);
443                 ret = 0;
444                 break;
445
446 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
447                 /* This makes only sense with 32bit programs. Allow a
448                    64bit debugger to fully examine them too. Better
449                    don't use it against 64bit processes, use
450                    PTRACE_ARCH_PRCTL instead. */
451         case PTRACE_SET_THREAD_AREA: {
452                 struct user_desc __user *p;
453                 int old; 
454                 p = (struct user_desc __user *)data;
455                 get_user(old,  &p->entry_number); 
456                 put_user(addr, &p->entry_number);
457                 ret = do_set_thread_area(&child->thread, p);
458                 put_user(old,  &p->entry_number); 
459                 break;
460         case PTRACE_GET_THREAD_AREA:
461                 p = (struct user_desc __user *)data;
462                 get_user(old,  &p->entry_number); 
463                 put_user(addr, &p->entry_number);
464                 ret = do_get_thread_area(&child->thread, p);
465                 put_user(old,  &p->entry_number); 
466                 break;
467         } 
468 #endif
469                 /* normal 64bit interface to access TLS data. 
470                    Works just like arch_prctl, except that the arguments
471                    are reversed. */
472         case PTRACE_ARCH_PRCTL: 
473                 ret = do_arch_prctl(child, data, addr);
474                 break;
475
476 /*
477  * make the child exit.  Best I can do is send it a sigkill. 
478  * perhaps it should be put in the status that it wants to 
479  * exit.
480  */
481         case PTRACE_KILL:
482                 ret = 0;
483                 if (child->exit_state == EXIT_ZOMBIE)   /* already dead */
484                         break;
485                 clear_tsk_thread_flag(child, TIF_SINGLESTEP);
486                 child->exit_code = SIGKILL;
487                 /* make sure the single step bit is not set. */
488                 clear_singlestep(child);
489                 wake_up_process(child);
490                 break;
491
492         case PTRACE_SINGLESTEP:    /* set the trap flag. */
493                 ret = -EIO;
494                 if (!valid_signal(data))
495                         break;
496                 clear_tsk_thread_flag(child,TIF_SYSCALL_TRACE);
497                 set_singlestep(child);
498                 child->exit_code = data;
499                 /* give it a chance to run. */
500                 wake_up_process(child);
501                 ret = 0;
502                 break;
503
504         case PTRACE_DETACH:
505                 /* detach a process that was attached. */
506                 ret = ptrace_detach(child, data);
507                 break;
508
509         case PTRACE_GETREGS: { /* Get all gp regs from the child. */
510                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, (unsigned __user *)data,
511                                sizeof(struct user_regs_struct))) {
512                         ret = -EIO;
513                         break;
514                 }
515                 ret = 0;
516                 for (ui = 0; ui < sizeof(struct user_regs_struct); ui += sizeof(long)) {
517                         ret |= __put_user(getreg(child, ui),(unsigned long __user *) data);
518                         data += sizeof(long);
519                 }
520                 break;
521         }
522
523         case PTRACE_SETREGS: { /* Set all gp regs in the child. */
524                 unsigned long tmp;
525                 if (!access_ok(VERIFY_READ, (unsigned __user *)data,
526                                sizeof(struct user_regs_struct))) {
527                         ret = -EIO;
528                         break;
529                 }
530                 ret = 0;
531                 for (ui = 0; ui < sizeof(struct user_regs_struct); ui += sizeof(long)) {
532                         ret = __get_user(tmp, (unsigned long __user *) data);
533                         if (ret)
534                                 break;
535                         ret = putreg(child, ui, tmp);
536                         if (ret)
537                                 break;
538                         data += sizeof(long);
539                 }
540                 break;
541         }
542
543         case PTRACE_GETFPREGS: { /* Get the child extended FPU state. */
544                 if (!access_ok(VERIFY_WRITE, (unsigned __user *)data,
545                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
546                         ret = -EIO;
547                         break;
548                 }
549                 ret = get_fpregs((struct user_i387_struct __user *)data, child);
550                 break;
551         }
552
553         case PTRACE_SETFPREGS: { /* Set the child extended FPU state. */
554                 if (!access_ok(VERIFY_READ, (unsigned __user *)data,
555                                sizeof(struct user_i387_struct))) {
556                         ret = -EIO;
557                         break;
558                 }
559                 set_stopped_child_used_math(child);
560                 ret = set_fpregs(child, (struct user_i387_struct __user *)data);
561                 break;
562         }
563
564         default:
565                 ret = ptrace_request(child, request, addr, data);
566                 break;
567         }
568         return ret;
569 }
570
571 static void syscall_trace(struct pt_regs *regs)
572 {
573
574 #if 0
575         printk("trace %s rip %lx rsp %lx rax %d origrax %d caller %lx tiflags %x ptrace %x\n",
576                current->comm,
577                regs->rip, regs->rsp, regs->rax, regs->orig_rax, __builtin_return_address(0),
578                current_thread_info()->flags, current->ptrace); 
579 #endif
580
581         ptrace_notify(SIGTRAP | ((current->ptrace & PT_TRACESYSGOOD)
582                                 ? 0x80 : 0));
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 }
593
594 asmlinkage void syscall_trace_enter(struct pt_regs *regs)
595 {
596         /* do the secure computing check first */
597         secure_computing(regs->orig_rax);
598
599         if (test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE)
600             && (current->ptrace & PT_PTRACED))
601                 syscall_trace(regs);
602
603         if (unlikely(current->audit_context)) {
604                 if (test_thread_flag(TIF_IA32)) {
605                         audit_syscall_entry(AUDIT_ARCH_I386,
606                                             regs->orig_rax,
607                                             regs->rbx, regs->rcx,
608                                             regs->rdx, regs->rsi);
609                 } else {
610                         audit_syscall_entry(AUDIT_ARCH_X86_64,
611                                             regs->orig_rax,
612                                             regs->rdi, regs->rsi,
613                                             regs->rdx, regs->r10);
614                 }
615         }
616 }
617
618 asmlinkage void syscall_trace_leave(struct pt_regs *regs)
619 {
620         if (unlikely(current->audit_context))
621                 audit_syscall_exit(AUDITSC_RESULT(regs->rax), regs->rax);
622
623         if ((test_thread_flag(TIF_SYSCALL_TRACE)
624              || test_thread_flag(TIF_SINGLESTEP))
625             && (current->ptrace & PT_PTRACED))
626                 syscall_trace(regs);
627 }