arch/s390/kernel/ftrace.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Dynamic function tracer architecture backend.
   4  *
   5  * Copyright IBM Corp. 2009,2014
   6  *
   7  *   Author(s): Heiko Carstens <[email protected]>,
   8  *              Martin Schwidefsky <[email protected]>
   9  */
  10
  11 #include <linux/moduleloader.h>
  12 #include <linux/hardirq.h>
  13 #include <linux/uaccess.h>
  14 #include <linux/ftrace.h>
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/types.h>
  17 #include <linux/kprobes.h>
  18 #include <trace/syscall.h>
  19 #include <asm/asm-offsets.h>
  20 #include <asm/cacheflush.h>
  21 #include <asm/set_memory.h>
  22 #include "entry.h"
  23
  24 /*
  25  * The mcount code looks like this:
  26  *      stg     %r14,8(%r15)            # offset 0
  27  *      larl    %r1,<&counter>          # offset 6
  28  *      brasl   %r14,_mcount            # offset 12
  29  *      lg      %r14,8(%r15)            # offset 18
  30  * Total length is 24 bytes. Only the first instruction will be patched
  31  * by ftrace_make_call / ftrace_make_nop.
  32  * The enabled ftrace code block looks like this:
  33  * >    brasl   %r0,ftrace_caller       # offset 0
  34  *      larl    %r1,<&counter>          # offset 6
  35  *      brasl   %r14,_mcount            # offset 12
  36  *      lg      %r14,8(%r15)            # offset 18
  37  * The ftrace function gets called with a non-standard C function call ABI
  38  * where r0 contains the return address. It is also expected that the called
  39  * function only clobbers r0 and r1, but restores r2-r15.
  40  * For module code we can't directly jump to ftrace caller, but need a
  41  * trampoline (ftrace_plt), which clobbers also r1.
  42  * The return point of the ftrace function has offset 24, so execution
  43  * continues behind the mcount block.
  44  * The disabled ftrace code block looks like this:
  45  * >    jg      .+24                    # offset 0
  46  *      larl    %r1,<&counter>          # offset 6
  47  *      brasl   %r14,_mcount            # offset 12
  48  *      lg      %r14,8(%r15)            # offset 18
  49  * The jg instruction branches to offset 24 to skip as many instructions
  50  * as possible.
  51  * In case we use gcc's hotpatch feature the original and also the disabled
  52  * function prologue contains only a single six byte instruction and looks
  53  * like this:
  54  * >    brcl    0,0                     # offset 0
  55  * To enable ftrace the code gets patched like above and afterwards looks
  56  * like this:
  57  * >    brasl   %r0,ftrace_caller       # offset 0
  58  */
  59
  60 unsigned long ftrace_plt;
  61
  62 static inline void ftrace_generate_orig_insn(struct ftrace_insn *insn)
  63 {
  64 #if defined(CC_USING_HOTPATCH) || defined(CC_USING_NOP_MCOUNT)
  65         /* brcl 0,0 */
  66         insn->opc = 0xc004;
  67         insn->disp = 0;
  68 #else
  69         /* stg r14,8(r15) */
  70         insn->opc = 0xe3e0;
  71         insn->disp = 0xf0080024;
  72 #endif
  73 }
  74
  75 int ftrace_modify_call(struct dyn_ftrace *rec, unsigned long old_addr,
  76                        unsigned long addr)
  77 {
  78         return 0;
  79 }
  80
  81 int ftrace_make_nop(struct module *mod, struct dyn_ftrace *rec,
  82                     unsigned long addr)
  83 {
  84         struct ftrace_insn orig, new, old;
  85
  86         if (copy_from_kernel_nofault(&old, (void *) rec->ip, sizeof(old)))
  87                 return -EFAULT;
  88         if (addr == MCOUNT_ADDR) {
  89                 /* Initial code replacement */
  90                 ftrace_generate_orig_insn(&orig);
  91                 ftrace_generate_nop_insn(&new);
  92         } else {
  93                 /* Replace ftrace call with a nop. */
  94                 ftrace_generate_call_insn(&orig, rec->ip);
  95                 ftrace_generate_nop_insn(&new);
  96         }
  97         /* Verify that the to be replaced code matches what we expect. */
  98         if (memcmp(&orig, &old, sizeof(old)))
  99                 return -EINVAL;
 100         s390_kernel_write((void *) rec->ip, &new, sizeof(new));
 101         return 0;
 102 }
 103
 104 int ftrace_make_call(struct dyn_ftrace *rec, unsigned long addr)
 105 {
 106         struct ftrace_insn orig, new, old;
 107
 108         if (copy_from_kernel_nofault(&old, (void *) rec->ip, sizeof(old)))
 109                 return -EFAULT;
 110         /* Replace nop with an ftrace call. */
 111         ftrace_generate_nop_insn(&orig);
 112         ftrace_generate_call_insn(&new, rec->ip);
 113
 114         /* Verify that the to be replaced code matches what we expect. */
 115         if (memcmp(&orig, &old, sizeof(old)))
 116                 return -EINVAL;
 117         s390_kernel_write((void *) rec->ip, &new, sizeof(new));
 118         return 0;
 119 }
 120
 121 int ftrace_update_ftrace_func(ftrace_func_t func)
 122 {
 123         return 0;
 124 }
 125
 126 int __init ftrace_dyn_arch_init(void)
 127 {
 128         return 0;
 129 }
 130
 131 #ifdef CONFIG_MODULES
 132
 133 static int __init ftrace_plt_init(void)
 134 {
 135         unsigned int *ip;
 136
 137         ftrace_plt = (unsigned long) module_alloc(PAGE_SIZE);
 138         if (!ftrace_plt)
 139                 panic("cannot allocate ftrace plt\n");
 140         ip = (unsigned int *) ftrace_plt;
 141         ip[0] = 0x0d10e310; /* basr 1,0; lg 1,10(1); br 1 */
 142         ip[1] = 0x100a0004;
 143         ip[2] = 0x07f10000;
 144         ip[3] = FTRACE_ADDR >> 32;
 145         ip[4] = FTRACE_ADDR & 0xffffffff;
 146         set_memory_ro(ftrace_plt, 1);
 147         return 0;
 148 }
 149 device_initcall(ftrace_plt_init);
 150
 151 #endif /* CONFIG_MODULES */
 152
 153 #ifdef CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER
 154 /*
 155  * Hook the return address and push it in the stack of return addresses
 156  * in current thread info.
 157  */
 158 unsigned long prepare_ftrace_return(unsigned long ra, unsigned long sp,
 159                                     unsigned long ip)
 160 {
 161         if (unlikely(ftrace_graph_is_dead()))
 162                 goto out;
 163         if (unlikely(atomic_read(&current->tracing_graph_pause)))
 164                 goto out;
 165         ip -= MCOUNT_INSN_SIZE;
 166         if (!function_graph_enter(ra, ip, 0, (void *) sp))
 167                 ra = (unsigned long) return_to_handler;
 168 out:
 169         return ra;
 170 }
 171 NOKPROBE_SYMBOL(prepare_ftrace_return);
 172
 173 /*
 174  * Patch the kernel code at ftrace_graph_caller location. The instruction
 175  * there is branch relative on condition. To enable the ftrace graph code
 176  * block, we simply patch the mask field of the instruction to zero and
 177  * turn the instruction into a nop.
 178  * To disable the ftrace graph code the mask field will be patched to
 179  * all ones, which turns the instruction into an unconditional branch.
 180  */
 181 int ftrace_enable_ftrace_graph_caller(void)
 182 {
 183         u8 op = 0x04; /* set mask field to zero */
 184
 185         s390_kernel_write(__va(ftrace_graph_caller)+1, &op, sizeof(op));
 186         return 0;
 187 }
 188
 189 int ftrace_disable_ftrace_graph_caller(void)
 190 {
 191         u8 op = 0xf4; /* set mask field to all ones */
 192
 193         s390_kernel_write(__va(ftrace_graph_caller)+1, &op, sizeof(op));
 194         return 0;
 195 }
 196
 197 #endif /* CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER */
 198
 199 #ifdef CONFIG_KPROBES_ON_FTRACE
 200 void kprobe_ftrace_handler(unsigned long ip, unsigned long parent_ip,
 201                 struct ftrace_ops *ops, struct pt_regs *regs)
 202 {
 203         struct kprobe_ctlblk *kcb;
 204         struct kprobe *p = get_kprobe((kprobe_opcode_t *)ip);
 205
 206         if (unlikely(!p) || kprobe_disabled(p))
 207                 return;
 208
 209         if (kprobe_running()) {
 210                 kprobes_inc_nmissed_count(p);
 211                 return;
 212         }
 213
 214         __this_cpu_write(current_kprobe, p);
 215
 216         kcb = get_kprobe_ctlblk();
 217         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_ACTIVE;
 218
 219         instruction_pointer_set(regs, ip);
 220
 221         if (!p->pre_handler || !p->pre_handler(p, regs)) {
 222
 223                 instruction_pointer_set(regs, ip + MCOUNT_INSN_SIZE);
 224
 225                 if (unlikely(p->post_handler)) {
 226                         kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SSDONE;
 227                         p->post_handler(p, regs, 0);
 228                 }
 229         }
 230         __this_cpu_write(current_kprobe, NULL);
 231 }
 232 NOKPROBE_SYMBOL(kprobe_ftrace_handler);
 233
 234 int arch_prepare_kprobe_ftrace(struct kprobe *p)
 235 {
 236         p->ainsn.insn = NULL;
 237         return 0;
 238 }
 239 #endif