kernel/arch/x86/kernel/alternative.c

   1 #define pr_fmt(fmt) "SMP alternatives: " fmt
   2
   3 #include <linux/module.h>
   4 #include <linux/sched.h>
   5 #include <linux/mutex.h>
   6 #include <linux/list.h>
   7 #include <linux/stringify.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/vmalloc.h>
  10 #include <linux/memory.h>
  11 #include <linux/stop_machine.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/kdebug.h>
  14 #include <asm/alternative.h>
  15 #include <asm/sections.h>
  16 #include <asm/pgtable.h>
  17 #include <asm/mce.h>
  18 #include <asm/nmi.h>
  19 #include <asm/cacheflush.h>
  20 #include <asm/tlbflush.h>
  21 #include <asm/io.h>
  22 #include <asm/fixmap.h>
  23
  24 #define MAX_PATCH_LEN (255-1)
  25
  26 static int __initdata_or_module debug_alternative;
  27
  28 static int __init debug_alt(char *str)
  29 {
  30         debug_alternative = 1;
  31         return 1;
  32 }
  33 __setup("debug-alternative", debug_alt);
  34
  35 static int noreplace_smp;
  36
  37 static int __init setup_noreplace_smp(char *str)
  38 {
  39         noreplace_smp = 1;
  40         return 1;
  41 }
  42 __setup("noreplace-smp", setup_noreplace_smp);
  43
  44 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
  45 static int __initdata_or_module noreplace_paravirt = 0;
  46
  47 static int __init setup_noreplace_paravirt(char *str)
  48 {
  49         noreplace_paravirt = 1;
  50         return 1;
  51 }
  52 __setup("noreplace-paravirt", setup_noreplace_paravirt);
  53 #endif
  54
  55 #define DPRINTK(fmt, args...)                                           \
  56 do {                                                                    \
  57         if (debug_alternative)                                          \
  58                 printk(KERN_DEBUG "%s: " fmt "\n", __func__, ##args);   \
  59 } while (0)
  60
  61 #define DUMP_BYTES(buf, len, fmt, args...)                              \
  62 do {                                                                    \
  63         if (unlikely(debug_alternative)) {                              \
  64                 int j;                                                  \
  65                                                                         \
  66                 if (!(len))                                             \
  67                         break;                                          \
  68                                                                         \
  69                 printk(KERN_DEBUG fmt, ##args);                         \
  70                 for (j = 0; j < (len) - 1; j++)                         \
  71                         printk(KERN_CONT "%02hhx ", buf[j]);            \
  72                 printk(KERN_CONT "%02hhx\n", buf[j]);                   \
  73         }                                                               \
  74 } while (0)
  75
  76 /*
  77  * Each GENERIC_NOPX is of X bytes, and defined as an array of bytes
  78  * that correspond to that nop. Getting from one nop to the next, we
  79  * add to the array the offset that is equal to the sum of all sizes of
  80  * nops preceding the one we are after.
  81  *
  82  * Note: The GENERIC_NOP5_ATOMIC is at the end, as it breaks the
  83  * nice symmetry of sizes of the previous nops.
  84  */
  85 #if defined(GENERIC_NOP1) && !defined(CONFIG_X86_64)
  86 static const unsigned char intelnops[] =
  87 {
  88         GENERIC_NOP1,
  89         GENERIC_NOP2,
  90         GENERIC_NOP3,
  91         GENERIC_NOP4,
  92         GENERIC_NOP5,
  93         GENERIC_NOP6,
  94         GENERIC_NOP7,
  95         GENERIC_NOP8,
  96         GENERIC_NOP5_ATOMIC
  97 };
  98 static const unsigned char * const intel_nops[ASM_NOP_MAX+2] =
  99 {
 100         NULL,
 101         intelnops,
 102         intelnops + 1,
 103         intelnops + 1 + 2,
 104         intelnops + 1 + 2 + 3,
 105         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4,
 106         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
 107         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6,
 108         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7,
 109         intelnops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8,
 110 };
 111 #endif
 112
 113 #ifdef K8_NOP1
 114 static const unsigned char k8nops[] =
 115 {
 116         K8_NOP1,
 117         K8_NOP2,
 118         K8_NOP3,
 119         K8_NOP4,
 120         K8_NOP5,
 121         K8_NOP6,
 122         K8_NOP7,
 123         K8_NOP8,
 124         K8_NOP5_ATOMIC
 125 };
 126 static const unsigned char * const k8_nops[ASM_NOP_MAX+2] =
 127 {
 128         NULL,
 129         k8nops,
 130         k8nops + 1,
 131         k8nops + 1 + 2,
 132         k8nops + 1 + 2 + 3,
 133         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4,
 134         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
 135         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6,
 136         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7,
 137         k8nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8,
 138 };
 139 #endif
 140
 141 #if defined(K7_NOP1) && !defined(CONFIG_X86_64)
 142 static const unsigned char k7nops[] =
 143 {
 144         K7_NOP1,
 145         K7_NOP2,
 146         K7_NOP3,
 147         K7_NOP4,
 148         K7_NOP5,
 149         K7_NOP6,
 150         K7_NOP7,
 151         K7_NOP8,
 152         K7_NOP5_ATOMIC
 153 };
 154 static const unsigned char * const k7_nops[ASM_NOP_MAX+2] =
 155 {
 156         NULL,
 157         k7nops,
 158         k7nops + 1,
 159         k7nops + 1 + 2,
 160         k7nops + 1 + 2 + 3,
 161         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4,
 162         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
 163         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6,
 164         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7,
 165         k7nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8,
 166 };
 167 #endif
 168
 169 #ifdef P6_NOP1
 170 static const unsigned char p6nops[] =
 171 {
 172         P6_NOP1,
 173         P6_NOP2,
 174         P6_NOP3,
 175         P6_NOP4,
 176         P6_NOP5,
 177         P6_NOP6,
 178         P6_NOP7,
 179         P6_NOP8,
 180         P6_NOP5_ATOMIC
 181 };
 182 static const unsigned char * const p6_nops[ASM_NOP_MAX+2] =
 183 {
 184         NULL,
 185         p6nops,
 186         p6nops + 1,
 187         p6nops + 1 + 2,
 188         p6nops + 1 + 2 + 3,
 189         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4,
 190         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
 191         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6,
 192         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7,
 193         p6nops + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8,
 194 };
 195 #endif
 196
 197 /* Initialize these to a safe default */
 198 #ifdef CONFIG_X86_64
 199 const unsigned char * const *ideal_nops = p6_nops;
 200 #else
 201 const unsigned char * const *ideal_nops = intel_nops;
 202 #endif
 203
 204 void __init arch_init_ideal_nops(void)
 205 {
 206         switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
 207         case X86_VENDOR_INTEL:
 208                 /*
 209                  * Due to a decoder implementation quirk, some
 210                  * specific Intel CPUs actually perform better with
 211                  * the "k8_nops" than with the SDM-recommended NOPs.
 212                  */
 213                 if (boot_cpu_data.x86 == 6 &&
 214                     boot_cpu_data.x86_model >= 0x0f &&
 215                     boot_cpu_data.x86_model != 0x1c &&
 216                     boot_cpu_data.x86_model != 0x26 &&
 217                     boot_cpu_data.x86_model != 0x27 &&
 218                     boot_cpu_data.x86_model < 0x30) {
 219                         ideal_nops = k8_nops;
 220                 } else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_NOPL)) {
 221                            ideal_nops = p6_nops;
 222                 } else {
 223 #ifdef CONFIG_X86_64
 224                         ideal_nops = k8_nops;
 225 #else
 226                         ideal_nops = intel_nops;
 227 #endif
 228                 }
 229                 break;
 230         default:
 231 #ifdef CONFIG_X86_64
 232                 ideal_nops = k8_nops;
 233 #else
 234                 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_K8))
 235                         ideal_nops = k8_nops;
 236                 else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_K7))
 237                         ideal_nops = k7_nops;
 238                 else
 239                         ideal_nops = intel_nops;
 240 #endif
 241         }
 242 }
 243
 244 /* Use this to add nops to a buffer, then text_poke the whole buffer. */
 245 static void __init_or_module add_nops(void *insns, unsigned int len)
 246 {
 247         while (len > 0) {
 248                 unsigned int noplen = len;
 249                 if (noplen > ASM_NOP_MAX)
 250                         noplen = ASM_NOP_MAX;
 251                 memcpy(insns, ideal_nops[noplen], noplen);
 252                 insns += noplen;
 253                 len -= noplen;
 254         }
 255 }
 256
 257 extern struct alt_instr __alt_instructions[], __alt_instructions_end[];
 258 extern s32 __smp_locks[], __smp_locks_end[];
 259 void *text_poke_early(void *addr, const void *opcode, size_t len);
 260
 261 /*
 262  * Are we looking at a near JMP with a 1 or 4-byte displacement.
 263  */
 264 static inline bool is_jmp(const u8 opcode)
 265 {
 266         return opcode == 0xeb || opcode == 0xe9;
 267 }
 268
 269 static void __init_or_module
 270 recompute_jump(struct alt_instr *a, u8 *orig_insn, u8 *repl_insn, u8 *insnbuf)
 271 {
 272         u8 *next_rip, *tgt_rip;
 273         s32 n_dspl, o_dspl;
 274         int repl_len;
 275
 276         if (a->replacementlen != 5)
 277                 return;
 278
 279         o_dspl = *(s32 *)(insnbuf + 1);
 280
 281         /* next_rip of the replacement JMP */
 282         next_rip = repl_insn + a->replacementlen;
 283         /* target rip of the replacement JMP */
 284         tgt_rip  = next_rip + o_dspl;
 285         n_dspl = tgt_rip - orig_insn;
 286
 287         DPRINTK("target RIP: %p, new_displ: 0x%x", tgt_rip, n_dspl);
 288
 289         if (tgt_rip - orig_insn >= 0) {
 290                 if (n_dspl - 2 <= 127)
 291                         goto two_byte_jmp;
 292                 else
 293                         goto five_byte_jmp;
 294         /* negative offset */
 295         } else {
 296                 if (((n_dspl - 2) & 0xff) == (n_dspl - 2))
 297                         goto two_byte_jmp;
 298                 else
 299                         goto five_byte_jmp;
 300         }
 301
 302 two_byte_jmp:
 303         n_dspl -= 2;
 304
 305         insnbuf[0] = 0xeb;
 306         insnbuf[1] = (s8)n_dspl;
 307         add_nops(insnbuf + 2, 3);
 308
 309         repl_len = 2;
 310         goto done;
 311
 312 five_byte_jmp:
 313         n_dspl -= 5;
 314
 315         insnbuf[0] = 0xe9;
 316         *(s32 *)&insnbuf[1] = n_dspl;
 317
 318         repl_len = 5;
 319
 320 done:
 321
 322         DPRINTK("final displ: 0x%08x, JMP 0x%lx",
 323                 n_dspl, (unsigned long)orig_insn + n_dspl + repl_len);
 324 }
 325
 326 static void __init_or_module optimize_nops(struct alt_instr *a, u8 *instr)
 327 {
 328         if (instr[0] != 0x90)
 329                 return;
 330
 331         add_nops(instr + (a->instrlen - a->padlen), a->padlen);
 332
 333         DUMP_BYTES(instr, a->instrlen, "%p: [%d:%d) optimized NOPs: ",
 334                    instr, a->instrlen - a->padlen, a->padlen);
 335 }
 336
 337 /*
 338  * Replace instructions with better alternatives for this CPU type. This runs
 339  * before SMP is initialized to avoid SMP problems with self modifying code.
 340  * This implies that asymmetric systems where APs have less capabilities than
 341  * the boot processor are not handled. Tough. Make sure you disable such
 342  * features by hand.
 343  */
 344 void __init_or_module apply_alternatives(struct alt_instr *start,
 345                                          struct alt_instr *end)
 346 {
 347         struct alt_instr *a;
 348         u8 *instr, *replacement;
 349         u8 insnbuf[MAX_PATCH_LEN];
 350
 351         DPRINTK("alt table %p -> %p", start, end);
 352         /*
 353          * The scan order should be from start to end. A later scanned
 354          * alternative code can overwrite previously scanned alternative code.
 355          * Some kernel functions (e.g. memcpy, memset, etc) use this order to
 356          * patch code.
 357          *
 358          * So be careful if you want to change the scan order to any other
 359          * order.
 360          */
 361         for (a = start; a < end; a++) {
 362                 int insnbuf_sz = 0;
 363
 364                 instr = (u8 *)&a->instr_offset + a->instr_offset;
 365                 replacement = (u8 *)&a->repl_offset + a->repl_offset;
 366                 BUG_ON(a->instrlen > sizeof(insnbuf));
 367                 BUG_ON(a->cpuid >= (NCAPINTS + NBUGINTS) * 32);
 368                 if (!boot_cpu_has(a->cpuid)) {
 369                         if (a->padlen > 1)
 370                                 optimize_nops(a, instr);
 371
 372                         continue;
 373                 }
 374
 375                 DPRINTK("feat: %d*32+%d, old: (%p, len: %d), repl: (%p, len: %d), pad: %d",
 376                         a->cpuid >> 5,
 377                         a->cpuid & 0x1f,
 378                         instr, a->instrlen,
 379                         replacement, a->replacementlen, a->padlen);
 380
 381                 DUMP_BYTES(instr, a->instrlen, "%p: old_insn: ", instr);
 382                 DUMP_BYTES(replacement, a->replacementlen, "%p: rpl_insn: ", replacement);
 383
 384                 memcpy(insnbuf, replacement, a->replacementlen);
 385                 insnbuf_sz = a->replacementlen;
 386
 387                 /* 0xe8 is a relative jump; fix the offset. */
 388                 if (*insnbuf == 0xe8 && a->replacementlen == 5) {
 389                         *(s32 *)(insnbuf + 1) += replacement - instr;
 390                         DPRINTK("Fix CALL offset: 0x%x, CALL 0x%lx",
 391                                 *(s32 *)(insnbuf + 1),
 392                                 (unsigned long)instr + *(s32 *)(insnbuf + 1) + 5);
 393                 }
 394
 395                 if (a->replacementlen && is_jmp(replacement[0]))
 396                         recompute_jump(a, instr, replacement, insnbuf);
 397
 398                 if (a->instrlen > a->replacementlen) {
 399                         add_nops(insnbuf + a->replacementlen,
 400                                  a->instrlen - a->replacementlen);
 401                         insnbuf_sz += a->instrlen - a->replacementlen;
 402                 }
 403                 DUMP_BYTES(insnbuf, insnbuf_sz, "%p: final_insn: ", instr);
 404
 405                 text_poke_early(instr, insnbuf, insnbuf_sz);
 406         }
 407 }
 408
 409 #ifdef CONFIG_SMP
 410 static void alternatives_smp_lock(const s32 *start, const s32 *end,
 411                                   u8 *text, u8 *text_end)
 412 {
 413         const s32 *poff;
 414
 415         mutex_lock(&text_mutex);
 416         for (poff = start; poff < end; poff++) {
 417                 u8 *ptr = (u8 *)poff + *poff;
 418
 419                 if (!*poff || ptr < text || ptr >= text_end)
 420                         continue;
 421                 /* turn DS segment override prefix into lock prefix */
 422                 if (*ptr == 0x3e)
 423                         text_poke(ptr, ((unsigned char []){0xf0}), 1);
 424         }
 425         mutex_unlock(&text_mutex);
 426 }
 427
 428 static void alternatives_smp_unlock(const s32 *start, const s32 *end,
 429                                     u8 *text, u8 *text_end)
 430 {
 431         const s32 *poff;
 432
 433         mutex_lock(&text_mutex);
 434         for (poff = start; poff < end; poff++) {
 435                 u8 *ptr = (u8 *)poff + *poff;
 436
 437                 if (!*poff || ptr < text || ptr >= text_end)
 438                         continue;
 439                 /* turn lock prefix into DS segment override prefix */
 440                 if (*ptr == 0xf0)
 441                         text_poke(ptr, ((unsigned char []){0x3E}), 1);
 442         }
 443         mutex_unlock(&text_mutex);
 444 }
 445
 446 struct smp_alt_module {
 447         /* what is this ??? */
 448         struct module   *mod;
 449         char            *name;
 450
 451         /* ptrs to lock prefixes */
 452         const s32       *locks;
 453         const s32       *locks_end;
 454
 455         /* .text segment, needed to avoid patching init code ;) */
 456         u8              *text;
 457         u8              *text_end;
 458
 459         struct list_head next;
 460 };
 461 static LIST_HEAD(smp_alt_modules);
 462 static DEFINE_MUTEX(smp_alt);
 463 static bool uniproc_patched = false;    /* protected by smp_alt */
 464
 465 void __init_or_module alternatives_smp_module_add(struct module *mod,
 466                                                   char *name,
 467                                                   void *locks, void *locks_end,
 468                                                   void *text,  void *text_end)
 469 {
 470         struct smp_alt_module *smp;
 471
 472         mutex_lock(&smp_alt);
 473         if (!uniproc_patched)
 474                 goto unlock;
 475
 476         if (num_possible_cpus() == 1)
 477                 /* Don't bother remembering, we'll never have to undo it. */
 478                 goto smp_unlock;
 479
 480         smp = kzalloc(sizeof(*smp), GFP_KERNEL);
 481         if (NULL == smp)
 482                 /* we'll run the (safe but slow) SMP code then ... */
 483                 goto unlock;
 484
 485         smp->mod        = mod;
 486         smp->name       = name;
 487         smp->locks      = locks;
 488         smp->locks_end  = locks_end;
 489         smp->text       = text;
 490         smp->text_end   = text_end;
 491         DPRINTK("locks %p -> %p, text %p -> %p, name %s\n",
 492                 smp->locks, smp->locks_end,
 493                 smp->text, smp->text_end, smp->name);
 494
 495         list_add_tail(&smp->next, &smp_alt_modules);
 496 smp_unlock:
 497         alternatives_smp_unlock(locks, locks_end, text, text_end);
 498 unlock:
 499         mutex_unlock(&smp_alt);
 500 }
 501
 502 void __init_or_module alternatives_smp_module_del(struct module *mod)
 503 {
 504         struct smp_alt_module *item;
 505
 506         mutex_lock(&smp_alt);
 507         list_for_each_entry(item, &smp_alt_modules, next) {
 508                 if (mod != item->mod)
 509                         continue;
 510                 list_del(&item->next);
 511                 kfree(item);
 512                 break;
 513         }
 514         mutex_unlock(&smp_alt);
 515 }
 516
 517 void alternatives_enable_smp(void)
 518 {
 519         struct smp_alt_module *mod;
 520
 521         /* Why bother if there are no other CPUs? */
 522         BUG_ON(num_possible_cpus() == 1);
 523
 524         mutex_lock(&smp_alt);
 525
 526         if (uniproc_patched) {
 527                 pr_info("switching to SMP code\n");
 528                 BUG_ON(num_online_cpus() != 1);
 529                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_UP);
 530                 clear_cpu_cap(&cpu_data(0), X86_FEATURE_UP);
 531                 list_for_each_entry(mod, &smp_alt_modules, next)
 532                         alternatives_smp_lock(mod->locks, mod->locks_end,
 533                                               mod->text, mod->text_end);
 534                 uniproc_patched = false;
 535         }
 536         mutex_unlock(&smp_alt);
 537 }
 538
 539 /* Return 1 if the address range is reserved for smp-alternatives */
 540 int alternatives_text_reserved(void *start, void *end)
 541 {
 542         struct smp_alt_module *mod;
 543         const s32 *poff;
 544         u8 *text_start = start;
 545         u8 *text_end = end;
 546
 547         list_for_each_entry(mod, &smp_alt_modules, next) {
 548                 if (mod->text > text_end || mod->text_end < text_start)
 549                         continue;
 550                 for (poff = mod->locks; poff < mod->locks_end; poff++) {
 551                         const u8 *ptr = (const u8 *)poff + *poff;
 552
 553                         if (text_start <= ptr && text_end > ptr)
 554                                 return 1;
 555                 }
 556         }
 557
 558         return 0;
 559 }
 560 #endif /* CONFIG_SMP */
 561
 562 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 563 void __init_or_module apply_paravirt(struct paravirt_patch_site *start,
 564                                      struct paravirt_patch_site *end)
 565 {
 566         struct paravirt_patch_site *p;
 567         char insnbuf[MAX_PATCH_LEN];
 568
 569         if (noreplace_paravirt)
 570                 return;
 571
 572         for (p = start; p < end; p++) {
 573                 unsigned int used;
 574
 575                 BUG_ON(p->len > MAX_PATCH_LEN);
 576                 /* prep the buffer with the original instructions */
 577                 memcpy(insnbuf, p->instr, p->len);
 578                 used = pv_init_ops.patch(p->instrtype, p->clobbers, insnbuf,
 579                                          (unsigned long)p->instr, p->len);
 580
 581                 BUG_ON(used > p->len);
 582
 583                 /* Pad the rest with nops */
 584                 add_nops(insnbuf + used, p->len - used);
 585                 text_poke_early(p->instr, insnbuf, p->len);
 586         }
 587 }
 588 extern struct paravirt_patch_site __start_parainstructions[],
 589         __stop_parainstructions[];
 590 #endif  /* CONFIG_PARAVIRT */
 591
 592 void __init alternative_instructions(void)
 593 {
 594         /* The patching is not fully atomic, so try to avoid local interruptions
 595            that might execute the to be patched code.
 596            Other CPUs are not running. */
 597         stop_nmi();
 598
 599         /*
 600          * Don't stop machine check exceptions while patching.
 601          * MCEs only happen when something got corrupted and in this
 602          * case we must do something about the corruption.
 603          * Ignoring it is worse than a unlikely patching race.
 604          * Also machine checks tend to be broadcast and if one CPU
 605          * goes into machine check the others follow quickly, so we don't
 606          * expect a machine check to cause undue problems during to code
 607          * patching.
 608          */
 609
 610         apply_alternatives(__alt_instructions, __alt_instructions_end);
 611
 612 #ifdef CONFIG_SMP
 613         /* Patch to UP if other cpus not imminent. */
 614         if (!noreplace_smp && (num_present_cpus() == 1 || setup_max_cpus <= 1)) {
 615                 uniproc_patched = true;
 616                 alternatives_smp_module_add(NULL, "core kernel",
 617                                             __smp_locks, __smp_locks_end,
 618                                             _text, _etext);
 619         }
 620
 621         if (!uniproc_patched || num_possible_cpus() == 1)
 622                 free_init_pages("SMP alternatives",
 623                                 (unsigned long)__smp_locks,
 624                                 (unsigned long)__smp_locks_end);
 625 #endif
 626
 627         apply_paravirt(__parainstructions, __parainstructions_end);
 628
 629         restart_nmi();
 630 }
 631
 632 /**
 633  * text_poke_early - Update instructions on a live kernel at boot time
 634  * @addr: address to modify
 635  * @opcode: source of the copy
 636  * @len: length to copy
 637  *
 638  * When you use this code to patch more than one byte of an instruction
 639  * you need to make sure that other CPUs cannot execute this code in parallel.
 640  * Also no thread must be currently preempted in the middle of these
 641  * instructions. And on the local CPU you need to be protected again NMI or MCE
 642  * handlers seeing an inconsistent instruction while you patch.
 643  */
 644 void *__init_or_module text_poke_early(void *addr, const void *opcode,
 645                                               size_t len)
 646 {
 647         unsigned long flags;
 648         local_irq_save(flags);
 649         memcpy(addr, opcode, len);
 650         sync_core();
 651         local_irq_restore(flags);
 652         /* Could also do a CLFLUSH here to speed up CPU recovery; but
 653            that causes hangs on some VIA CPUs. */
 654         return addr;
 655 }
 656
 657 /**
 658  * text_poke - Update instructions on a live kernel
 659  * @addr: address to modify
 660  * @opcode: source of the copy
 661  * @len: length to copy
 662  *
 663  * Only atomic text poke/set should be allowed when not doing early patching.
 664  * It means the size must be writable atomically and the address must be aligned
 665  * in a way that permits an atomic write. It also makes sure we fit on a single
 666  * page.
 667  *
 668  * Note: Must be called under text_mutex.
 669  */
 670 void *text_poke(void *addr, const void *opcode, size_t len)
 671 {
 672         unsigned long flags;
 673         char *vaddr;
 674         struct page *pages[2];
 675         int i;
 676
 677         if (!core_kernel_text((unsigned long)addr)) {
 678                 pages[0] = vmalloc_to_page(addr);
 679                 pages[1] = vmalloc_to_page(addr + PAGE_SIZE);
 680         } else {
 681                 pages[0] = virt_to_page(addr);
 682                 WARN_ON(!PageReserved(pages[0]));
 683                 pages[1] = virt_to_page(addr + PAGE_SIZE);
 684         }
 685         BUG_ON(!pages[0]);
 686         local_irq_save(flags);
 687         set_fixmap(FIX_TEXT_POKE0, page_to_phys(pages[0]));
 688         if (pages[1])
 689                 set_fixmap(FIX_TEXT_POKE1, page_to_phys(pages[1]));
 690         vaddr = (char *)fix_to_virt(FIX_TEXT_POKE0);
 691         memcpy(&vaddr[(unsigned long)addr & ~PAGE_MASK], opcode, len);
 692         clear_fixmap(FIX_TEXT_POKE0);
 693         if (pages[1])
 694                 clear_fixmap(FIX_TEXT_POKE1);
 695         local_flush_tlb();
 696         sync_core();
 697         /* Could also do a CLFLUSH here to speed up CPU recovery; but
 698            that causes hangs on some VIA CPUs. */
 699         for (i = 0; i < len; i++)
 700                 BUG_ON(((char *)addr)[i] != ((char *)opcode)[i]);
 701         local_irq_restore(flags);
 702         return addr;
 703 }
 704
 705 static void do_sync_core(void *info)
 706 {
 707         sync_core();
 708 }
 709
 710 static bool bp_patching_in_progress;
 711 static void *bp_int3_handler, *bp_int3_addr;
 712
 713 int poke_int3_handler(struct pt_regs *regs)
 714 {
 715         /* bp_patching_in_progress */
 716         smp_rmb();
 717
 718         if (likely(!bp_patching_in_progress))
 719                 return 0;
 720
 721         if (user_mode(regs) || regs->ip != (unsigned long)bp_int3_addr)
 722                 return 0;
 723
 724         /* set up the specified breakpoint handler */
 725         regs->ip = (unsigned long) bp_int3_handler;
 726
 727         return 1;
 728
 729 }
 730
 731 /**
 732  * text_poke_bp() -- update instructions on live kernel on SMP
 733  * @addr:       address to patch
 734  * @opcode:     opcode of new instruction
 735  * @len:        length to copy
 736  * @handler:    address to jump to when the temporary breakpoint is hit
 737  *
 738  * Modify multi-byte instruction by using int3 breakpoint on SMP.
 739  * We completely avoid stop_machine() here, and achieve the
 740  * synchronization using int3 breakpoint.
 741  *
 742  * The way it is done:
 743  *      - add a int3 trap to the address that will be patched
 744  *      - sync cores
 745  *      - update all but the first byte of the patched range
 746  *      - sync cores
 747  *      - replace the first byte (int3) by the first byte of
 748  *        replacing opcode
 749  *      - sync cores
 750  *
 751  * Note: must be called under text_mutex.
 752  */
 753 void *text_poke_bp(void *addr, const void *opcode, size_t len, void *handler)
 754 {
 755         unsigned char int3 = 0xcc;
 756
 757         bp_int3_handler = handler;
 758         bp_int3_addr = (u8 *)addr + sizeof(int3);
 759         bp_patching_in_progress = true;
 760         /*
 761          * Corresponding read barrier in int3 notifier for
 762          * making sure the in_progress flags is correctly ordered wrt.
 763          * patching
 764          */
 765         smp_wmb();
 766
 767         text_poke(addr, &int3, sizeof(int3));
 768
 769         on_each_cpu(do_sync_core, NULL, 1);
 770
 771         if (len - sizeof(int3) > 0) {
 772                 /* patch all but the first byte */
 773                 text_poke((char *)addr + sizeof(int3),
 774                           (const char *) opcode + sizeof(int3),
 775                           len - sizeof(int3));
 776                 /*
 777                  * According to Intel, this core syncing is very likely
 778                  * not necessary and we'd be safe even without it. But
 779                  * better safe than sorry (plus there's not only Intel).
 780                  */
 781                 on_each_cpu(do_sync_core, NULL, 1);
 782         }
 783
 784         /* patch the first byte */
 785         text_poke(addr, opcode, sizeof(int3));
 786
 787         on_each_cpu(do_sync_core, NULL, 1);
 788
 789         bp_patching_in_progress = false;
 790         smp_wmb();
 791
 792         return addr;
 793 }
 794