arch/x86/kernel/process_32.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Pentium III FXSR, SSE support
   5  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   6  */
   7
   8 /*
   9  * This file handles the architecture-dependent parts of process handling..
  10  */
  11
  12 #include <linux/cpu.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/fs.h>
  16 #include <linux/kernel.h>
  17 #include <linux/mm.h>
  18 #include <linux/elfcore.h>
  19 #include <linux/smp.h>
  20 #include <linux/stddef.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/vmalloc.h>
  23 #include <linux/user.h>
  24 #include <linux/interrupt.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/reboot.h>
  27 #include <linux/mc146818rtc.h>
  28 #include <linux/module.h>
  29 #include <linux/kallsyms.h>
  30 #include <linux/ptrace.h>
  31 #include <linux/personality.h>
  32 #include <linux/percpu.h>
  33 #include <linux/prctl.h>
  34 #include <linux/ftrace.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include <linux/io.h>
  37 #include <linux/kdebug.h>
  38
  39 #include <asm/pgtable.h>
  40 #include <asm/ldt.h>
  41 #include <asm/processor.h>
  42 #include <asm/fpu/internal.h>
  43 #include <asm/desc.h>
  44 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
  45 #include <asm/math_emu.h>
  46 #endif
  47
  48 #include <linux/err.h>
  49
  50 #include <asm/tlbflush.h>
  51 #include <asm/cpu.h>
  52 #include <asm/idle.h>
  53 #include <asm/syscalls.h>
  54 #include <asm/debugreg.h>
  55 #include <asm/switch_to.h>
  56 #include <asm/vm86.h>
  57
  58 #include "process.h"
  59
  60 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
  61 asmlinkage void ret_from_kernel_thread(void) __asm__("ret_from_kernel_thread");
  62
  63 /*
  64  * Return saved PC of a blocked thread.
  65  */
  66 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
  67 {
  68         return ((unsigned long *)tsk->thread.sp)[3];
  69 }
  70
  71 void __show_regs(struct pt_regs *regs, int all)
  72 {
  73         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
  74         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
  75         unsigned long sp;
  76         unsigned short ss, gs;
  77
  78         if (user_mode(regs)) {
  79                 sp = regs->sp;
  80                 ss = regs->ss & 0xffff;
  81                 gs = get_user_gs(regs);
  82         } else {
  83                 sp = kernel_stack_pointer(regs);
  84                 savesegment(ss, ss);
  85                 savesegment(gs, gs);
  86         }
  87
  88         printk(KERN_DEFAULT "EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
  89                         (u16)regs->cs, regs->ip, regs->flags,
  90                         smp_processor_id());
  91         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->ip);
  92
  93         printk(KERN_DEFAULT "EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
  94                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
  95         printk(KERN_DEFAULT "ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
  96                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
  97         printk(KERN_DEFAULT " DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
  98                (u16)regs->ds, (u16)regs->es, (u16)regs->fs, gs, ss);
  99
 100         if (!all)
 101                 return;
 102
 103         cr0 = read_cr0();
 104         cr2 = read_cr2();
 105         cr3 = read_cr3();
 106         cr4 = __read_cr4_safe();
 107         printk(KERN_DEFAULT "CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
 108                         cr0, cr2, cr3, cr4);
 109
 110         get_debugreg(d0, 0);
 111         get_debugreg(d1, 1);
 112         get_debugreg(d2, 2);
 113         get_debugreg(d3, 3);
 114         get_debugreg(d6, 6);
 115         get_debugreg(d7, 7);
 116
 117         /* Only print out debug registers if they are in their non-default state. */
 118         if ((d0 == 0) && (d1 == 0) && (d2 == 0) && (d3 == 0) &&
 119             (d6 == DR6_RESERVED) && (d7 == 0x400))
 120                 return;
 121
 122         printk(KERN_DEFAULT "DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
 123                         d0, d1, d2, d3);
 124         printk(KERN_DEFAULT "DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
 125                         d6, d7);
 126 }
 127
 128 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 129 {
 130         BUG_ON(dead_task->mm);
 131         release_vm86_irqs(dead_task);
 132 }
 133
 134 int copy_thread_tls(unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
 135         unsigned long arg, struct task_struct *p, unsigned long tls)
 136 {
 137         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 138         struct task_struct *tsk;
 139         int err;
 140
 141         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
 142         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
 143         memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
 144
 145         if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD)) {
 146                 /* kernel thread */
 147                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 148                 p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_kernel_thread;
 149                 task_user_gs(p) = __KERNEL_STACK_CANARY;
 150                 childregs->ds = __USER_DS;
 151                 childregs->es = __USER_DS;
 152                 childregs->fs = __KERNEL_PERCPU;
 153                 childregs->bx = sp;     /* function */
 154                 childregs->bp = arg;
 155                 childregs->orig_ax = -1;
 156                 childregs->cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 157                 childregs->flags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_FIXED;
 158                 p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
 159                 return 0;
 160         }
 161         *childregs = *current_pt_regs();
 162         childregs->ax = 0;
 163         if (sp)
 164                 childregs->sp = sp;
 165
 166         p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;
 167         task_user_gs(p) = get_user_gs(current_pt_regs());
 168
 169         p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
 170         tsk = current;
 171         err = -ENOMEM;
 172
 173         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
 174                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
 175                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
 176                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
 177                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
 178                         return -ENOMEM;
 179                 }
 180                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
 181         }
 182
 183         err = 0;
 184
 185         /*
 186          * Set a new TLS for the child thread?
 187          */
 188         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 189                 err = do_set_thread_area(p, -1,
 190                         (struct user_desc __user *)tls, 0);
 191
 192         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
 193                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
 194                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
 195         }
 196         return err;
 197 }
 198
 199 void
 200 start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
 201 {
 202         set_user_gs(regs, 0);
 203         regs->fs                = 0;
 204         regs->ds                = __USER_DS;
 205         regs->es                = __USER_DS;
 206         regs->ss                = __USER_DS;
 207         regs->cs                = __USER_CS;
 208         regs->ip                = new_ip;
 209         regs->sp                = new_sp;
 210         regs->flags             = X86_EFLAGS_IF;
 211         force_iret();
 212 }
 213 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_thread);
 214
 215
 216 /*
 217  *      switch_to(x,y) should switch tasks from x to y.
 218  *
 219  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
 220  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
 221  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
 222  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
 223  * and UP become the same).
 224  *
 225  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
 226  * reason for not using it any more becomes apparent when you
 227  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
 228  * valid (stale segment register values in particular). With the
 229  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
 230  * a reasonable manner.
 231  *
 232  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
 233  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
 234  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
 235  * so the performance issues may eventually be a valid point.
 236  * More important, however, is the fact that this allows us much
 237  * more flexibility.
 238  *
 239  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
 240  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
 241  * for example.
 242  */
 243 __visible __notrace_funcgraph struct task_struct *
 244 __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
 245 {
 246         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
 247                              *next = &next_p->thread;
 248         struct fpu *prev_fpu = &prev->fpu;
 249         struct fpu *next_fpu = &next->fpu;
 250         int cpu = smp_processor_id();
 251         struct tss_struct *tss = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
 252         fpu_switch_t fpu_switch;
 253
 254         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
 255
 256         fpu_switch = switch_fpu_prepare(prev_fpu, next_fpu, cpu);
 257
 258         /*
 259          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
 260          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
 261          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
 262          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
 263          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
 264          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
 265          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
 266          * running inside of a hypervisor layer.
 267          */
 268         lazy_save_gs(prev->gs);
 269
 270         /*
 271          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
 272          */
 273         load_TLS(next, cpu);
 274
 275         /*
 276          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
 277          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
 278          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
 279          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
 280          */
 281         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
 282                 set_iopl_mask(next->iopl);
 283
 284         switch_to_extra(prev_p, next_p);
 285
 286         /*
 287          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
 288          * This must be done before restoring TLS segments so
 289          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
 290          * done before fpu__restore(), so the TS bit is up
 291          * to date.
 292          */
 293         arch_end_context_switch(next_p);
 294
 295         /*
 296          * Reload esp0 and cpu_current_top_of_stack.  This changes
 297          * current_thread_info().
 298          */
 299         load_sp0(tss, next);
 300         this_cpu_write(cpu_current_top_of_stack,
 301                        (unsigned long)task_stack_page(next_p) +
 302                        THREAD_SIZE);
 303
 304         /*
 305          * Restore %gs if needed (which is common)
 306          */
 307         if (prev->gs | next->gs)
 308                 lazy_load_gs(next->gs);
 309
 310         switch_fpu_finish(next_fpu, fpu_switch);
 311
 312         this_cpu_write(current_task, next_p);
 313
 314         return prev_p;
 315 }