GNU Linux-libre 4.14.266-gnu1
[releases.git] / 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/sched/task.h>
16 #include <linux/sched/task_stack.h>
17 #include <linux/fs.h>
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/elfcore.h>
21 #include <linux/smp.h>
22 #include <linux/stddef.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/user.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/reboot.h>
29 #include <linux/mc146818rtc.h>
30 #include <linux/export.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/ptrace.h>
33 #include <linux/personality.h>
34 #include <linux/percpu.h>
35 #include <linux/prctl.h>
36 #include <linux/ftrace.h>
37 #include <linux/uaccess.h>
38 #include <linux/io.h>
39 #include <linux/kdebug.h>
40 #include <linux/syscalls.h>
41
42 #include <asm/pgtable.h>
43 #include <asm/ldt.h>
44 #include <asm/processor.h>
45 #include <asm/fpu/internal.h>
46 #include <asm/desc.h>
47 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
48 #include <asm/math_emu.h>
49 #endif
50
51 #include <linux/err.h>
52
53 #include <asm/tlbflush.h>
54 #include <asm/cpu.h>
55 #include <asm/syscalls.h>
56 #include <asm/debugreg.h>
57 #include <asm/switch_to.h>
58 #include <asm/vm86.h>
59 #include <asm/intel_rdt_sched.h>
60 #include <asm/proto.h>
61
62 #include "process.h"
63
64 void __show_regs(struct pt_regs *regs, int all)
65 {
66         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
67         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
68         unsigned long sp;
69         unsigned short ss, gs;
70
71         if (user_mode(regs)) {
72                 sp = regs->sp;
73                 ss = regs->ss;
74                 gs = get_user_gs(regs);
75         } else {
76                 sp = kernel_stack_pointer(regs);
77                 savesegment(ss, ss);
78                 savesegment(gs, gs);
79         }
80
81         printk(KERN_DEFAULT "EIP: %pS\n", (void *)regs->ip);
82         printk(KERN_DEFAULT "EFLAGS: %08lx CPU: %d\n", regs->flags,
83                 raw_smp_processor_id());
84
85         printk(KERN_DEFAULT "EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
86                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
87         printk(KERN_DEFAULT "ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
88                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
89         printk(KERN_DEFAULT " DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
90                (u16)regs->ds, (u16)regs->es, (u16)regs->fs, gs, ss);
91
92         if (!all)
93                 return;
94
95         cr0 = read_cr0();
96         cr2 = read_cr2();
97         cr3 = __read_cr3();
98         cr4 = __read_cr4();
99         printk(KERN_DEFAULT "CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
100                         cr0, cr2, cr3, cr4);
101
102         get_debugreg(d0, 0);
103         get_debugreg(d1, 1);
104         get_debugreg(d2, 2);
105         get_debugreg(d3, 3);
106         get_debugreg(d6, 6);
107         get_debugreg(d7, 7);
108
109         /* Only print out debug registers if they are in their non-default state. */
110         if ((d0 == 0) && (d1 == 0) && (d2 == 0) && (d3 == 0) &&
111             (d6 == DR6_RESERVED) && (d7 == 0x400))
112                 return;
113
114         printk(KERN_DEFAULT "DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
115                         d0, d1, d2, d3);
116         printk(KERN_DEFAULT "DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
117                         d6, d7);
118 }
119
120 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
121 {
122         BUG_ON(dead_task->mm);
123         release_vm86_irqs(dead_task);
124 }
125
126 int copy_thread_tls(unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
127         unsigned long arg, struct task_struct *p, unsigned long tls)
128 {
129         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
130         struct fork_frame *fork_frame = container_of(childregs, struct fork_frame, regs);
131         struct inactive_task_frame *frame = &fork_frame->frame;
132         struct task_struct *tsk;
133         int err;
134
135         /*
136          * For a new task use the RESET flags value since there is no before.
137          * All the status flags are zero; DF and all the system flags must also
138          * be 0, specifically IF must be 0 because we context switch to the new
139          * task with interrupts disabled.
140          */
141         frame->flags = X86_EFLAGS_FIXED;
142         frame->bp = 0;
143         frame->ret_addr = (unsigned long) ret_from_fork;
144         p->thread.sp = (unsigned long) fork_frame;
145         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
146         memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
147
148         if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD)) {
149                 /* kernel thread */
150                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
151                 frame->bx = sp;         /* function */
152                 frame->di = arg;
153                 p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
154                 return 0;
155         }
156         frame->bx = 0;
157         *childregs = *current_pt_regs();
158         childregs->ax = 0;
159         if (sp)
160                 childregs->sp = sp;
161
162         task_user_gs(p) = get_user_gs(current_pt_regs());
163
164         p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
165         tsk = current;
166         err = -ENOMEM;
167
168         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
169                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
170                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
171                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
172                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
173                         return -ENOMEM;
174                 }
175                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
176         }
177
178         err = 0;
179
180         /*
181          * Set a new TLS for the child thread?
182          */
183         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
184                 err = do_set_thread_area(p, -1,
185                         (struct user_desc __user *)tls, 0);
186
187         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
188                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
189                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
190         }
191         return err;
192 }
193
194 void
195 start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
196 {
197         set_user_gs(regs, 0);
198         regs->fs                = 0;
199         regs->ds                = __USER_DS;
200         regs->es                = __USER_DS;
201         regs->ss                = __USER_DS;
202         regs->cs                = __USER_CS;
203         regs->ip                = new_ip;
204         regs->sp                = new_sp;
205         regs->flags             = X86_EFLAGS_IF;
206         force_iret();
207 }
208 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_thread);
209
210
211 /*
212  *      switch_to(x,y) should switch tasks from x to y.
213  *
214  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
215  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
216  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
217  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
218  * and UP become the same).
219  *
220  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
221  * reason for not using it any more becomes apparent when you
222  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
223  * valid (stale segment register values in particular). With the
224  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
225  * a reasonable manner.
226  *
227  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
228  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
229  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
230  * so the performance issues may eventually be a valid point.
231  * More important, however, is the fact that this allows us much
232  * more flexibility.
233  *
234  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
235  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
236  * for example.
237  */
238 __visible __notrace_funcgraph struct task_struct *
239 __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
240 {
241         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
242                              *next = &next_p->thread;
243         struct fpu *prev_fpu = &prev->fpu;
244         struct fpu *next_fpu = &next->fpu;
245         int cpu = smp_processor_id();
246
247         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
248
249         switch_fpu_prepare(prev_fpu, cpu);
250
251         /*
252          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
253          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
254          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
255          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
256          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
257          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
258          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
259          * running inside of a hypervisor layer.
260          */
261         lazy_save_gs(prev->gs);
262
263         /*
264          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
265          */
266         load_TLS(next, cpu);
267
268         /*
269          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
270          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
271          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
272          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
273          */
274         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
275                 set_iopl_mask(next->iopl);
276
277         switch_to_extra(prev_p, next_p);
278
279         /*
280          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
281          * This must be done before restoring TLS segments so
282          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
283          * done before fpu__restore(), so the TS bit is up
284          * to date.
285          */
286         arch_end_context_switch(next_p);
287
288         /*
289          * Reload esp0 and cpu_current_top_of_stack.  This changes
290          * current_thread_info().  Refresh the SYSENTER configuration in
291          * case prev or next is vm86.
292          */
293         update_sp0(next_p);
294         refresh_sysenter_cs(next);
295         this_cpu_write(cpu_current_top_of_stack,
296                        (unsigned long)task_stack_page(next_p) +
297                        THREAD_SIZE);
298
299         /*
300          * Restore %gs if needed (which is common)
301          */
302         if (prev->gs | next->gs)
303                 lazy_load_gs(next->gs);
304
305         switch_fpu_finish(next_fpu, cpu);
306
307         this_cpu_write(current_task, next_p);
308
309         /* Load the Intel cache allocation PQR MSR. */
310         intel_rdt_sched_in();
311
312         return prev_p;
313 }
314
315 SYSCALL_DEFINE2(arch_prctl, int, option, unsigned long, arg2)
316 {
317         return do_arch_prctl_common(current, option, arg2);
318 }