arch/xtensa/kernel/process.c

   1 /*
   2  * arch/xtensa/kernel/process.c
   3  *
   4  * Xtensa Processor version.
   5  *
   6  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   7  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   8  * for more details.
   9  *
  10  * Copyright (C) 2001 - 2005 Tensilica Inc.
  11  *
  12  * Joe Taylor <joe@tensilica.com, joetylr@yahoo.com>
  13  * Chris Zankel <chris@zankel.net>
  14  * Marc Gauthier <marc@tensilica.com, marc@alumni.uwaterloo.ca>
  15  * Kevin Chea
  16  */
  17
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/sched.h>
  20 #include <linux/sched/debug.h>
  21 #include <linux/sched/task.h>
  22 #include <linux/sched/task_stack.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/mm.h>
  25 #include <linux/smp.h>
  26 #include <linux/stddef.h>
  27 #include <linux/unistd.h>
  28 #include <linux/ptrace.h>
  29 #include <linux/elf.h>
  30 #include <linux/hw_breakpoint.h>
  31 #include <linux/init.h>
  32 #include <linux/prctl.h>
  33 #include <linux/init_task.h>
  34 #include <linux/module.h>
  35 #include <linux/mqueue.h>
  36 #include <linux/fs.h>
  37 #include <linux/slab.h>
  38 #include <linux/rcupdate.h>
  39
  40 #include <asm/pgtable.h>
  41 #include <linux/uaccess.h>
  42 #include <asm/io.h>
  43 #include <asm/processor.h>
  44 #include <asm/platform.h>
  45 #include <asm/mmu.h>
  46 #include <asm/irq.h>
  47 #include <linux/atomic.h>
  48 #include <asm/asm-offsets.h>
  49 #include <asm/regs.h>
  50 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  51
  52 extern void ret_from_fork(void);
  53 extern void ret_from_kernel_thread(void);
  54
  55 struct task_struct *current_set[NR_CPUS] = {&init_task, };
  56
  57 void (*pm_power_off)(void) = NULL;
  58 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
  59
  60
  61 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
  62 #include <linux/stackprotector.h>
  63 unsigned long __stack_chk_guard __read_mostly;
  64 EXPORT_SYMBOL(__stack_chk_guard);
  65 #endif
  66
  67 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
  68
  69 void coprocessor_release_all(struct thread_info *ti)
  70 {
  71         unsigned long cpenable;
  72         int i;
  73
  74         /* Make sure we don't switch tasks during this operation. */
  75
  76         preempt_disable();
  77
  78         /* Walk through all cp owners and release it for the requested one. */
  79
  80         cpenable = ti->cpenable;
  81
  82         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
  83                 if (coprocessor_owner[i] == ti) {
  84                         coprocessor_owner[i] = 0;
  85                         cpenable &= ~(1 << i);
  86                 }
  87         }
  88
  89         ti->cpenable = cpenable;
  90         coprocessor_clear_cpenable();
  91
  92         preempt_enable();
  93 }
  94
  95 void coprocessor_flush_all(struct thread_info *ti)
  96 {
  97         unsigned long cpenable, old_cpenable;
  98         int i;
  99
 100         preempt_disable();
 101
 102         RSR_CPENABLE(old_cpenable);
 103         cpenable = ti->cpenable;
 104         WSR_CPENABLE(cpenable);
 105
 106         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
 107                 if ((cpenable & 1) != 0 && coprocessor_owner[i] == ti)
 108                         coprocessor_flush(ti, i);
 109                 cpenable >>= 1;
 110         }
 111         WSR_CPENABLE(old_cpenable);
 112
 113         preempt_enable();
 114 }
 115
 116 #endif
 117
 118
 119 /*
 120  * Powermanagement idle function, if any is provided by the platform.
 121  */
 122 void arch_cpu_idle(void)
 123 {
 124         platform_idle();
 125 }
 126
 127 /*
 128  * This is called when the thread calls exit().
 129  */
 130 void exit_thread(struct task_struct *tsk)
 131 {
 132 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 133         coprocessor_release_all(task_thread_info(tsk));
 134 #endif
 135 }
 136
 137 /*
 138  * Flush thread state. This is called when a thread does an execve()
 139  * Note that we flush coprocessor registers for the case execve fails.
 140  */
 141 void flush_thread(void)
 142 {
 143 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 144         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 145         coprocessor_flush_all(ti);
 146         coprocessor_release_all(ti);
 147 #endif
 148         flush_ptrace_hw_breakpoint(current);
 149 }
 150
 151 /*
 152  * this gets called so that we can store coprocessor state into memory and
 153  * copy the current task into the new thread.
 154  */
 155 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 156 {
 157 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 158         coprocessor_flush_all(task_thread_info(src));
 159 #endif
 160         *dst = *src;
 161         return 0;
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Copy thread.
 166  *
 167  * There are two modes in which this function is called:
 168  * 1) Userspace thread creation,
 169  *    regs != NULL, usp_thread_fn is userspace stack pointer.
 170  *    It is expected to copy parent regs (in case CLONE_VM is not set
 171  *    in the clone_flags) and set up passed usp in the childregs.
 172  * 2) Kernel thread creation,
 173  *    regs == NULL, usp_thread_fn is the function to run in the new thread
 174  *    and thread_fn_arg is its parameter.
 175  *    childregs are not used for the kernel threads.
 176  *
 177  * The stack layout for the new thread looks like this:
 178  *
 179  *      +------------------------+
 180  *      |       childregs        |
 181  *      +------------------------+ <- thread.sp = sp in dummy-frame
 182  *      |      dummy-frame       |    (saved in dummy-frame spill-area)
 183  *      +------------------------+
 184  *
 185  * We create a dummy frame to return to either ret_from_fork or
 186  *   ret_from_kernel_thread:
 187  *   a0 points to ret_from_fork/ret_from_kernel_thread (simulating a call4)
 188  *   sp points to itself (thread.sp)
 189  *   a2, a3 are unused for userspace threads,
 190  *   a2 points to thread_fn, a3 holds thread_fn arg for kernel threads.
 191  *
 192  * Note: This is a pristine frame, so we don't need any spill region on top of
 193  *       childregs.
 194  *
 195  * The fun part:  if we're keeping the same VM (i.e. cloning a thread,
 196  * not an entire process), we're normally given a new usp, and we CANNOT share
 197  * any live address register windows.  If we just copy those live frames over,
 198  * the two threads (parent and child) will overflow the same frames onto the
 199  * parent stack at different times, likely corrupting the parent stack (esp.
 200  * if the parent returns from functions that called clone() and calls new
 201  * ones, before the child overflows its now old copies of its parent windows).
 202  * One solution is to spill windows to the parent stack, but that's fairly
 203  * involved.  Much simpler to just not copy those live frames across.
 204  */
 205
 206 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long usp_thread_fn,
 207                 unsigned long thread_fn_arg, struct task_struct *p)
 208 {
 209         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 210
 211 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 212         struct thread_info *ti;
 213 #endif
 214
 215         /* Create a call4 dummy-frame: a0 = 0, a1 = childregs. */
 216         SPILL_SLOT(childregs, 1) = (unsigned long)childregs;
 217         SPILL_SLOT(childregs, 0) = 0;
 218
 219         p->thread.sp = (unsigned long)childregs;
 220
 221         if (!(p->flags & PF_KTHREAD)) {
 222                 struct pt_regs *regs = current_pt_regs();
 223                 unsigned long usp = usp_thread_fn ?
 224                         usp_thread_fn : regs->areg[1];
 225
 226                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 227                                 (unsigned long)ret_from_fork, 0x1);
 228
 229                 /* This does not copy all the regs.
 230                  * In a bout of brilliance or madness,
 231                  * ARs beyond a0-a15 exist past the end of the struct.
 232                  */
 233                 *childregs = *regs;
 234                 childregs->areg[1] = usp;
 235                 childregs->areg[2] = 0;
 236
 237                 /* When sharing memory with the parent thread, the child
 238                    usually starts on a pristine stack, so we have to reset
 239                    windowbase, windowstart and wmask.
 240                    (Note that such a new thread is required to always create
 241                    an initial call4 frame)
 242                    The exception is vfork, where the new thread continues to
 243                    run on the parent's stack until it calls execve. This could
 244                    be a call8 or call12, which requires a legal stack frame
 245                    of the previous caller for the overflow handlers to work.
 246                    (Note that it's always legal to overflow live registers).
 247                    In this case, ensure to spill at least the stack pointer
 248                    of that frame. */
 249
 250                 if (clone_flags & CLONE_VM) {
 251                         /* check that caller window is live and same stack */
 252                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 253                         if (regs->areg[1] == usp && len != 0) {
 254                                 int callinc = (regs->areg[0] >> 30) & 3;
 255                                 int caller_ars = XCHAL_NUM_AREGS - callinc * 4;
 256                                 put_user(regs->areg[caller_ars+1],
 257                                          (unsigned __user*)(usp - 12));
 258                         }
 259                         childregs->wmask = 1;
 260                         childregs->windowstart = 1;
 261                         childregs->windowbase = 0;
 262                 } else {
 263                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 264                         memcpy(&childregs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4],
 265                                &regs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4], len);
 266                 }
 267
 268                 /* The thread pointer is passed in the '4th argument' (= a5) */
 269                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 270                         childregs->threadptr = childregs->areg[5];
 271         } else {
 272                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 273                                 (unsigned long)ret_from_kernel_thread, 1);
 274
 275                 /* pass parameters to ret_from_kernel_thread:
 276                  * a2 = thread_fn, a3 = thread_fn arg
 277                  */
 278                 SPILL_SLOT(childregs, 3) = thread_fn_arg;
 279                 SPILL_SLOT(childregs, 2) = usp_thread_fn;
 280
 281                 /* Childregs are only used when we're going to userspace
 282                  * in which case start_thread will set them up.
 283                  */
 284         }
 285
 286 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 287         ti = task_thread_info(p);
 288         ti->cpenable = 0;
 289 #endif
 290
 291         clear_ptrace_hw_breakpoint(p);
 292
 293         return 0;
 294 }
 295
 296
 297 /*
 298  * These bracket the sleeping functions..
 299  */
 300
 301 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 302 {
 303         unsigned long sp, pc;
 304         unsigned long stack_page = (unsigned long) task_stack_page(p);
 305         int count = 0;
 306
 307         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 308                 return 0;
 309
 310         sp = p->thread.sp;
 311         pc = MAKE_PC_FROM_RA(p->thread.ra, p->thread.sp);
 312
 313         do {
 314                 if (sp < stack_page + sizeof(struct task_struct) ||
 315                     sp >= (stack_page + THREAD_SIZE) ||
 316                     pc == 0)
 317                         return 0;
 318                 if (!in_sched_functions(pc))
 319                         return pc;
 320
 321                 /* Stack layout: sp-4: ra, sp-3: sp' */
 322
 323                 pc = MAKE_PC_FROM_RA(SPILL_SLOT(sp, 0), sp);
 324                 sp = SPILL_SLOT(sp, 1);
 325         } while (count++ < 16);
 326         return 0;
 327 }
 328
 329 /*
 330  * xtensa_gregset_t and 'struct pt_regs' are vastly different formats
 331  * of processor registers.  Besides different ordering,
 332  * xtensa_gregset_t contains non-live register information that
 333  * 'struct pt_regs' does not.  Exception handling (primarily) uses
 334  * 'struct pt_regs'.  Core files and ptrace use xtensa_gregset_t.
 335  *
 336  */
 337
 338 void xtensa_elf_core_copy_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs)
 339 {
 340         unsigned long wb, ws, wm;
 341         int live, last;
 342
 343         wb = regs->windowbase;
 344         ws = regs->windowstart;
 345         wm = regs->wmask;
 346         ws = ((ws >> wb) | (ws << (WSBITS - wb))) & ((1 << WSBITS) - 1);
 347
 348         /* Don't leak any random bits. */
 349
 350         memset(elfregs, 0, sizeof(*elfregs));
 351
 352         /* Note:  PS.EXCM is not set while user task is running; its
 353          * being set in regs->ps is for exception handling convenience.
 354          */
 355
 356         elfregs->pc             = regs->pc;
 357         elfregs->ps             = (regs->ps & ~(1 << PS_EXCM_BIT));
 358         elfregs->lbeg           = regs->lbeg;
 359         elfregs->lend           = regs->lend;
 360         elfregs->lcount         = regs->lcount;
 361         elfregs->sar            = regs->sar;
 362         elfregs->windowstart    = ws;
 363
 364         live = (wm & 2) ? 4 : (wm & 4) ? 8 : (wm & 8) ? 12 : 16;
 365         last = XCHAL_NUM_AREGS - (wm >> 4) * 4;
 366         memcpy(elfregs->a, regs->areg, live * 4);
 367         memcpy(elfregs->a + last, regs->areg + last, (wm >> 4) * 16);
 368 }
 369
 370 int dump_fpu(void)
 371 {
 372         return 0;
 373 }