objtool: Implement stack validation 2.0
This is a major rewrite of objtool. Instead of only tracking frame pointer changes, it now tracks all stack-related operations, including all register saves/restores. In addition to making stack validation more robust, this also paves the way for undwarf generation. Signed-off-by: Josh Poimboeuf <jpoimboe@redhat.com> Cc: Andy Lutomirski <luto@kernel.org> Cc: Jiri Slaby <jslaby@suse.cz> Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org> Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org> Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de> Cc: live-patching@vger.kernel.org Link: http://lkml.kernel.org/r/678bd94c0566c6129bcc376cddb259c4c5633004.1498659915.git.jpoimboe@redhat.com Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
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Ingo Molnar

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c207aee480
commit
baa41469a7
@@ -27,6 +27,17 @@
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||||
#include "../../arch.h"
|
||||
#include "../../warn.h"
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||||
|
||||
static unsigned char op_to_cfi_reg[][2] = {
|
||||
{CFI_AX, CFI_R8},
|
||||
{CFI_CX, CFI_R9},
|
||||
{CFI_DX, CFI_R10},
|
||||
{CFI_BX, CFI_R11},
|
||||
{CFI_SP, CFI_R12},
|
||||
{CFI_BP, CFI_R13},
|
||||
{CFI_SI, CFI_R14},
|
||||
{CFI_DI, CFI_R15},
|
||||
};
|
||||
|
||||
static int is_x86_64(struct elf *elf)
|
||||
{
|
||||
switch (elf->ehdr.e_machine) {
|
||||
@@ -40,24 +51,50 @@ static int is_x86_64(struct elf *elf)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool arch_callee_saved_reg(unsigned char reg)
|
||||
{
|
||||
switch (reg) {
|
||||
case CFI_BP:
|
||||
case CFI_BX:
|
||||
case CFI_R12:
|
||||
case CFI_R13:
|
||||
case CFI_R14:
|
||||
case CFI_R15:
|
||||
return true;
|
||||
|
||||
case CFI_AX:
|
||||
case CFI_CX:
|
||||
case CFI_DX:
|
||||
case CFI_SI:
|
||||
case CFI_DI:
|
||||
case CFI_SP:
|
||||
case CFI_R8:
|
||||
case CFI_R9:
|
||||
case CFI_R10:
|
||||
case CFI_R11:
|
||||
case CFI_RA:
|
||||
default:
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
int arch_decode_instruction(struct elf *elf, struct section *sec,
|
||||
unsigned long offset, unsigned int maxlen,
|
||||
unsigned int *len, unsigned char *type,
|
||||
unsigned long *immediate)
|
||||
unsigned long *immediate, struct stack_op *op)
|
||||
{
|
||||
struct insn insn;
|
||||
int x86_64;
|
||||
unsigned char op1, op2, ext;
|
||||
int x86_64, sign;
|
||||
unsigned char op1, op2, rex = 0, rex_b = 0, rex_r = 0, rex_w = 0,
|
||||
modrm = 0, modrm_mod = 0, modrm_rm = 0, modrm_reg = 0,
|
||||
sib = 0;
|
||||
|
||||
x86_64 = is_x86_64(elf);
|
||||
if (x86_64 == -1)
|
||||
return -1;
|
||||
|
||||
insn_init(&insn, (void *)(sec->data + offset), maxlen, x86_64);
|
||||
insn_init(&insn, sec->data->d_buf + offset, maxlen, x86_64);
|
||||
insn_get_length(&insn);
|
||||
insn_get_opcode(&insn);
|
||||
insn_get_modrm(&insn);
|
||||
insn_get_immediate(&insn);
|
||||
|
||||
if (!insn_complete(&insn)) {
|
||||
WARN_FUNC("can't decode instruction", sec, offset);
|
||||
@@ -73,67 +110,323 @@ int arch_decode_instruction(struct elf *elf, struct section *sec,
|
||||
op1 = insn.opcode.bytes[0];
|
||||
op2 = insn.opcode.bytes[1];
|
||||
|
||||
if (insn.rex_prefix.nbytes) {
|
||||
rex = insn.rex_prefix.bytes[0];
|
||||
rex_w = X86_REX_W(rex) >> 3;
|
||||
rex_r = X86_REX_R(rex) >> 2;
|
||||
rex_b = X86_REX_B(rex);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (insn.modrm.nbytes) {
|
||||
modrm = insn.modrm.bytes[0];
|
||||
modrm_mod = X86_MODRM_MOD(modrm);
|
||||
modrm_reg = X86_MODRM_REG(modrm);
|
||||
modrm_rm = X86_MODRM_RM(modrm);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (insn.sib.nbytes)
|
||||
sib = insn.sib.bytes[0];
|
||||
|
||||
switch (op1) {
|
||||
case 0x55:
|
||||
if (!insn.rex_prefix.nbytes)
|
||||
/* push rbp */
|
||||
*type = INSN_FP_SAVE;
|
||||
|
||||
case 0x1:
|
||||
case 0x29:
|
||||
if (rex_w && !rex_b && modrm_mod == 3 && modrm_rm == 4) {
|
||||
|
||||
/* add/sub reg, %rsp */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_ADD;
|
||||
op->src.reg = op_to_cfi_reg[modrm_reg][rex_r];
|
||||
op->dest.type = OP_SRC_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_SP;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x5d:
|
||||
if (!insn.rex_prefix.nbytes)
|
||||
/* pop rbp */
|
||||
*type = INSN_FP_RESTORE;
|
||||
case 0x50 ... 0x57:
|
||||
|
||||
/* push reg */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_REG;
|
||||
op->src.reg = op_to_cfi_reg[op1 & 0x7][rex_b];
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_PUSH;
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x58 ... 0x5f:
|
||||
|
||||
/* pop reg */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_POP;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = op_to_cfi_reg[op1 & 0x7][rex_b];
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x68:
|
||||
case 0x6a:
|
||||
/* push immediate */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_CONST;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_PUSH;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x70 ... 0x7f:
|
||||
*type = INSN_JUMP_CONDITIONAL;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x81:
|
||||
case 0x83:
|
||||
if (rex != 0x48)
|
||||
break;
|
||||
|
||||
if (modrm == 0xe4) {
|
||||
/* and imm, %rsp */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_AND;
|
||||
op->src.reg = CFI_SP;
|
||||
op->src.offset = insn.immediate.value;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_SP;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (modrm == 0xc4)
|
||||
sign = 1;
|
||||
else if (modrm == 0xec)
|
||||
sign = -1;
|
||||
else
|
||||
break;
|
||||
|
||||
/* add/sub imm, %rsp */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_ADD;
|
||||
op->src.reg = CFI_SP;
|
||||
op->src.offset = insn.immediate.value * sign;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_SP;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x89:
|
||||
if (insn.rex_prefix.nbytes == 1 &&
|
||||
insn.rex_prefix.bytes[0] == 0x48 &&
|
||||
insn.modrm.nbytes && insn.modrm.bytes[0] == 0xe5)
|
||||
/* mov rsp, rbp */
|
||||
*type = INSN_FP_SETUP;
|
||||
if (rex == 0x48 && modrm == 0xe5) {
|
||||
|
||||
/* mov %rsp, %rbp */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_REG;
|
||||
op->src.reg = CFI_SP;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_BP;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
/* fallthrough */
|
||||
case 0x88:
|
||||
if (!rex_b &&
|
||||
(modrm_mod == 1 || modrm_mod == 2) && modrm_rm == 5) {
|
||||
|
||||
/* mov reg, disp(%rbp) */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_REG;
|
||||
op->src.reg = op_to_cfi_reg[modrm_reg][rex_r];
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG_INDIRECT;
|
||||
op->dest.reg = CFI_BP;
|
||||
op->dest.offset = insn.displacement.value;
|
||||
|
||||
} else if (rex_w && !rex_b && modrm_rm == 4 && sib == 0x24) {
|
||||
|
||||
/* mov reg, disp(%rsp) */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_REG;
|
||||
op->src.reg = op_to_cfi_reg[modrm_reg][rex_r];
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG_INDIRECT;
|
||||
op->dest.reg = CFI_SP;
|
||||
op->dest.offset = insn.displacement.value;
|
||||
}
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x8b:
|
||||
if (rex_w && !rex_b && modrm_mod == 1 && modrm_rm == 5) {
|
||||
|
||||
/* mov disp(%rbp), reg */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_REG_INDIRECT;
|
||||
op->src.reg = CFI_BP;
|
||||
op->src.offset = insn.displacement.value;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = op_to_cfi_reg[modrm_reg][rex_r];
|
||||
|
||||
} else if (rex_w && !rex_b && sib == 0x24 &&
|
||||
modrm_mod != 3 && modrm_rm == 4) {
|
||||
|
||||
/* mov disp(%rsp), reg */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_REG_INDIRECT;
|
||||
op->src.reg = CFI_SP;
|
||||
op->src.offset = insn.displacement.value;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = op_to_cfi_reg[modrm_reg][rex_r];
|
||||
}
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x8d:
|
||||
if (insn.rex_prefix.nbytes &&
|
||||
insn.rex_prefix.bytes[0] == 0x48 &&
|
||||
insn.modrm.nbytes && insn.modrm.bytes[0] == 0x2c &&
|
||||
insn.sib.nbytes && insn.sib.bytes[0] == 0x24)
|
||||
/* lea %(rsp), %rbp */
|
||||
*type = INSN_FP_SETUP;
|
||||
if (rex == 0x48 && modrm == 0x65) {
|
||||
|
||||
/* lea -disp(%rbp), %rsp */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_ADD;
|
||||
op->src.reg = CFI_BP;
|
||||
op->src.offset = insn.displacement.value;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_SP;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (rex == 0x4c && modrm == 0x54 && sib == 0x24 &&
|
||||
insn.displacement.value == 8) {
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* lea 0x8(%rsp), %r10
|
||||
*
|
||||
* Here r10 is the "drap" pointer, used as a stack
|
||||
* pointer helper when the stack gets realigned.
|
||||
*/
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_ADD;
|
||||
op->src.reg = CFI_SP;
|
||||
op->src.offset = 8;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_R10;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (rex == 0x4c && modrm == 0x6c && sib == 0x24 &&
|
||||
insn.displacement.value == 16) {
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* lea 0x10(%rsp), %r13
|
||||
*
|
||||
* Here r13 is the "drap" pointer, used as a stack
|
||||
* pointer helper when the stack gets realigned.
|
||||
*/
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_ADD;
|
||||
op->src.reg = CFI_SP;
|
||||
op->src.offset = 16;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_R13;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (rex == 0x49 && modrm == 0x62 &&
|
||||
insn.displacement.value == -8) {
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* lea -0x8(%r10), %rsp
|
||||
*
|
||||
* Restoring rsp back to its original value after a
|
||||
* stack realignment.
|
||||
*/
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_ADD;
|
||||
op->src.reg = CFI_R10;
|
||||
op->src.offset = -8;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_SP;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (rex == 0x49 && modrm == 0x65 &&
|
||||
insn.displacement.value == -16) {
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* lea -0x10(%r13), %rsp
|
||||
*
|
||||
* Restoring rsp back to its original value after a
|
||||
* stack realignment.
|
||||
*/
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_ADD;
|
||||
op->src.reg = CFI_R13;
|
||||
op->src.offset = -16;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_REG;
|
||||
op->dest.reg = CFI_SP;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x8f:
|
||||
/* pop to mem */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_POP;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_MEM;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x90:
|
||||
*type = INSN_NOP;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x9c:
|
||||
/* pushf */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_CONST;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_PUSH;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x9d:
|
||||
/* popf */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_POP;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_MEM;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0x0f:
|
||||
|
||||
if (op2 >= 0x80 && op2 <= 0x8f)
|
||||
*type = INSN_JUMP_CONDITIONAL;
|
||||
else if (op2 == 0x05 || op2 == 0x07 || op2 == 0x34 ||
|
||||
op2 == 0x35)
|
||||
|
||||
/* sysenter, sysret */
|
||||
*type = INSN_CONTEXT_SWITCH;
|
||||
|
||||
else if (op2 == 0x0d || op2 == 0x1f)
|
||||
|
||||
/* nopl/nopw */
|
||||
*type = INSN_NOP;
|
||||
else if (op2 == 0x01 && insn.modrm.nbytes &&
|
||||
(insn.modrm.bytes[0] == 0xc2 ||
|
||||
insn.modrm.bytes[0] == 0xd8))
|
||||
/* vmlaunch, vmrun */
|
||||
*type = INSN_CONTEXT_SWITCH;
|
||||
|
||||
else if (op2 == 0xa0 || op2 == 0xa8) {
|
||||
|
||||
/* push fs/gs */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_CONST;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_PUSH;
|
||||
|
||||
} else if (op2 == 0xa1 || op2 == 0xa9) {
|
||||
|
||||
/* pop fs/gs */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_POP;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_MEM;
|
||||
}
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0xc9: /* leave */
|
||||
*type = INSN_FP_RESTORE;
|
||||
case 0xc9:
|
||||
/*
|
||||
* leave
|
||||
*
|
||||
* equivalent to:
|
||||
* mov bp, sp
|
||||
* pop bp
|
||||
*/
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_LEAVE;
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0xe3: /* jecxz/jrcxz */
|
||||
case 0xe3:
|
||||
/* jecxz/jrcxz */
|
||||
*type = INSN_JUMP_CONDITIONAL;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
@@ -158,14 +451,27 @@ int arch_decode_instruction(struct elf *elf, struct section *sec,
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case 0xff:
|
||||
ext = X86_MODRM_REG(insn.modrm.bytes[0]);
|
||||
if (ext == 2 || ext == 3)
|
||||
if (modrm_reg == 2 || modrm_reg == 3)
|
||||
|
||||
*type = INSN_CALL_DYNAMIC;
|
||||
else if (ext == 4)
|
||||
|
||||
else if (modrm_reg == 4)
|
||||
|
||||
*type = INSN_JUMP_DYNAMIC;
|
||||
else if (ext == 5) /*jmpf */
|
||||
|
||||
else if (modrm_reg == 5)
|
||||
|
||||
/* jmpf */
|
||||
*type = INSN_CONTEXT_SWITCH;
|
||||
|
||||
else if (modrm_reg == 6) {
|
||||
|
||||
/* push from mem */
|
||||
*type = INSN_STACK;
|
||||
op->src.type = OP_SRC_CONST;
|
||||
op->dest.type = OP_DEST_PUSH;
|
||||
}
|
||||
|
||||
break;
|
||||
|
||||
default:
|
||||
@@ -176,3 +482,21 @@ int arch_decode_instruction(struct elf *elf, struct section *sec,
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void arch_initial_func_cfi_state(struct cfi_state *state)
|
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{
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int i;
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for (i = 0; i < CFI_NUM_REGS; i++) {
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state->regs[i].base = CFI_UNDEFINED;
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state->regs[i].offset = 0;
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}
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/* initial CFA (call frame address) */
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state->cfa.base = CFI_SP;
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state->cfa.offset = 8;
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/* initial RA (return address) */
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state->regs[16].base = CFI_CFA;
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state->regs[16].offset = -8;
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}
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