KVM: x86: fix missed hardware breakpoints
authorPaolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Wed, 10 Feb 2016 16:50:23 +0000 (17:50 +0100)
committerGreg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Thu, 3 Mar 2016 23:07:29 +0000 (15:07 -0800)
commitfc90441e728aa461a8ed1cfede08b0b9efef43fb
treec2938bd5b7de8a4fd4f66e625e76db8a9fe16b88
parentd62cca1106558209021273b68118a4b102ac07cf
KVM: x86: fix missed hardware breakpoints

commit 172b2386ed16a9143d9a456aae5ec87275c61489 upstream.

Sometimes when setting a breakpoint a process doesn't stop on it.
This is because the debug registers are not loaded correctly on
VCPU load.

The following simple reproducer from Oleg Nesterov tries using debug
registers in two threads.  To see the bug, run a 2-VCPU guest with
"taskset -c 0" and run "./bp 0 1" inside the guest.

    #include <unistd.h>
    #include <signal.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <stdio.h>
    #include <sys/wait.h>
    #include <sys/ptrace.h>
    #include <sys/user.h>
    #include <asm/debugreg.h>
    #include <assert.h>

    #define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

    unsigned long encode_dr7(int drnum, int enable, unsigned int type, unsigned int len)
    {
        unsigned long dr7;

        dr7 = ((len | type) & 0xf)
            << (DR_CONTROL_SHIFT + drnum * DR_CONTROL_SIZE);
        if (enable)
            dr7 |= (DR_GLOBAL_ENABLE << (drnum * DR_ENABLE_SIZE));

        return dr7;
    }

    int write_dr(int pid, int dr, unsigned long val)
    {
        return ptrace(PTRACE_POKEUSER, pid,
                offsetof (struct user, u_debugreg[dr]),
                val);
    }

    void set_bp(pid_t pid, void *addr)
    {
        unsigned long dr7;
        assert(write_dr(pid, 0, (long)addr) == 0);
        dr7 = encode_dr7(0, 1, DR_RW_EXECUTE, DR_LEN_1);
        assert(write_dr(pid, 7, dr7) == 0);
    }

    void *get_rip(int pid)
    {
        return (void*)ptrace(PTRACE_PEEKUSER, pid,
                offsetof(struct user, regs.rip), 0);
    }

    void test(int nr)
    {
        void *bp_addr = &&label + nr, *bp_hit;
        int pid;

        printf("test bp %d\n", nr);
        assert(nr < 16); // see 16 asm nops below

        pid = fork();
        if (!pid) {
            assert(ptrace(PTRACE_TRACEME, 0,0,0) == 0);
            kill(getpid(), SIGSTOP);
            for (;;) {
                label: asm (
                    "nop; nop; nop; nop;"
                    "nop; nop; nop; nop;"
                    "nop; nop; nop; nop;"
                    "nop; nop; nop; nop;"
                );
            }
        }

        assert(pid == wait(NULL));
        set_bp(pid, bp_addr);

        for (;;) {
            assert(ptrace(PTRACE_CONT, pid, 0, 0) == 0);
            assert(pid == wait(NULL));

            bp_hit = get_rip(pid);
            if (bp_hit != bp_addr)
                fprintf(stderr, "ERR!! hit wrong bp %ld != %d\n",
                    bp_hit - &&label, nr);
        }
    }

    int main(int argc, const char *argv[])
    {
        while (--argc) {
            int nr = atoi(*++argv);
            if (!fork())
                test(nr);
        }

        while (wait(NULL) > 0)
            ;
        return 0;
    }

Suggested-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
Reported-by: Andrey Wagin <avagin@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
arch/x86/kvm/x86.c