arch/mips/kernel/process.c

   1 /*
   2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   4  * for more details.
   5  *
   6  * Copyright (C) 1994 - 1999, 2000 by Ralf Baechle and others.
   7  * Copyright (C) 2005, 2006 by Ralf Baechle (ralf@linux-mips.org)
   8  * Copyright (C) 1999, 2000 Silicon Graphics, Inc.
   9  * Copyright (C) 2004 Thiemo Seufer
  10  */
  11 #include <linux/errno.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/sched.h>
  14 #include <linux/tick.h>
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/stddef.h>
  18 #include <linux/unistd.h>
  19 #include <linux/ptrace.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/mman.h>
  22 #include <linux/personality.h>
  23 #include <linux/sys.h>
  24 #include <linux/user.h>
  25 #include <linux/a.out.h>
  26 #include <linux/init.h>
  27 #include <linux/completion.h>
  28 #include <linux/kallsyms.h>
  29 #include <linux/random.h>
  30
  31 #include <asm/asm.h>
  32 #include <asm/bootinfo.h>
  33 #include <asm/cpu.h>
  34 #include <asm/dsp.h>
  35 #include <asm/fpu.h>
  36 #include <asm/pgtable.h>
  37 #include <asm/system.h>
  38 #include <asm/mipsregs.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/uaccess.h>
  41 #include <asm/io.h>
  42 #include <asm/elf.h>
  43 #include <asm/isadep.h>
  44 #include <asm/inst.h>
  45 #include <asm/stacktrace.h>
  46
  47 /*
  48  * The idle thread. There's no useful work to be done, so just try to conserve
  49  * power and have a low exit latency (ie sit in a loop waiting for somebody to
  50  * say that they'd like to reschedule)
  51  */
  52 void __noreturn cpu_idle(void)
  53 {
  54         /* endless idle loop with no priority at all */
  55         while (1) {
  56                 tick_nohz_stop_sched_tick(1);
  57                 while (!need_resched()) {
  58 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
  59                         extern void smtc_idle_loop_hook(void);
  60
  61                         smtc_idle_loop_hook();
  62 #endif
  63                         if (cpu_wait)
  64                                 (*cpu_wait)();
  65                 }
  66                 tick_nohz_restart_sched_tick();
  67                 preempt_enable_no_resched();
  68                 schedule();
  69                 preempt_disable();
  70         }
  71 }
  72
  73 asmlinkage void ret_from_fork(void);
  74
  75 void start_thread(struct pt_regs * regs, unsigned long pc, unsigned long sp)
  76 {
  77         unsigned long status;
  78
  79         /* New thread loses kernel privileges. */
  80         status = regs->cp0_status & ~(ST0_CU0|ST0_CU1|ST0_FR|KU_MASK);
  81 #ifdef CONFIG_64BIT
  82         status |= test_thread_flag(TIF_32BIT_REGS) ? 0 : ST0_FR;
  83 #endif
  84         status |= KU_USER;
  85         regs->cp0_status = status;
  86         clear_used_math();
  87         clear_fpu_owner();
  88         if (cpu_has_dsp)
  89                 __init_dsp();
  90         regs->cp0_epc = pc;
  91         regs->regs[29] = sp;
  92         current_thread_info()->addr_limit = USER_DS;
  93 }
  94
  95 void exit_thread(void)
  96 {
  97 }
  98
  99 void flush_thread(void)
 100 {
 101 }
 102
 103 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long usp,
 104         unsigned long unused, struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
 105 {
 106         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
 107         struct pt_regs *childregs;
 108         long childksp;
 109         p->set_child_tid = p->clear_child_tid = NULL;
 110
 111         childksp = (unsigned long)task_stack_page(p) + THREAD_SIZE - 32;
 112
 113         preempt_disable();
 114
 115         if (is_fpu_owner())
 116                 save_fp(p);
 117
 118         if (cpu_has_dsp)
 119                 save_dsp(p);
 120
 121         preempt_enable();
 122
 123         /* set up new TSS. */
 124         childregs = (struct pt_regs *) childksp - 1;
 125         *childregs = *regs;
 126         childregs->regs[7] = 0; /* Clear error flag */
 127
 128         childregs->regs[2] = 0; /* Child gets zero as return value */
 129         regs->regs[2] = p->pid;
 130
 131         if (childregs->cp0_status & ST0_CU0) {
 132                 childregs->regs[28] = (unsigned long) ti;
 133                 childregs->regs[29] = childksp;
 134                 ti->addr_limit = KERNEL_DS;
 135         } else {
 136                 childregs->regs[29] = usp;
 137                 ti->addr_limit = USER_DS;
 138         }
 139         p->thread.reg29 = (unsigned long) childregs;
 140         p->thread.reg31 = (unsigned long) ret_from_fork;
 141
 142         /*
 143          * New tasks lose permission to use the fpu. This accelerates context
 144          * switching for most programs since they don't use the fpu.
 145          */
 146         p->thread.cp0_status = read_c0_status() & ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
 147         childregs->cp0_status &= ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
 148
 149 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 150         /*
 151          * SMTC restores TCStatus after Status, and the CU bits
 152          * are aliased there.
 153          */
 154         childregs->cp0_tcstatus &= ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
 155 #endif
 156         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_USEDFPU);
 157
 158 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_FPAFF
 159         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_FPUBOUND);
 160 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_FPAFF */
 161
 162         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 163                 ti->tp_value = regs->regs[7];
 164
 165         return 0;
 166 }
 167
 168 /* Fill in the fpu structure for a core dump.. */
 169 int dump_fpu(struct pt_regs *regs, elf_fpregset_t *r)
 170 {
 171         memcpy(r, &current->thread.fpu, sizeof(current->thread.fpu));
 172
 173         return 1;
 174 }
 175
 176 void elf_dump_regs(elf_greg_t *gp, struct pt_regs *regs)
 177 {
 178         int i;
 179
 180         for (i = 0; i < EF_R0; i++)
 181                 gp[i] = 0;
 182         gp[EF_R0] = 0;
 183         for (i = 1; i <= 31; i++)
 184                 gp[EF_R0 + i] = regs->regs[i];
 185         gp[EF_R26] = 0;
 186         gp[EF_R27] = 0;
 187         gp[EF_LO] = regs->lo;
 188         gp[EF_HI] = regs->hi;
 189         gp[EF_CP0_EPC] = regs->cp0_epc;
 190         gp[EF_CP0_BADVADDR] = regs->cp0_badvaddr;
 191         gp[EF_CP0_STATUS] = regs->cp0_status;
 192         gp[EF_CP0_CAUSE] = regs->cp0_cause;
 193 #ifdef EF_UNUSED0
 194         gp[EF_UNUSED0] = 0;
 195 #endif
 196 }
 197
 198 int dump_task_regs(struct task_struct *tsk, elf_gregset_t *regs)
 199 {
 200         elf_dump_regs(*regs, task_pt_regs(tsk));
 201         return 1;
 202 }
 203
 204 int dump_task_fpu(struct task_struct *t, elf_fpregset_t *fpr)
 205 {
 206         memcpy(fpr, &t->thread.fpu, sizeof(current->thread.fpu));
 207
 208         return 1;
 209 }
 210
 211 /*
 212  * Create a kernel thread
 213  */
 214 static void __noreturn kernel_thread_helper(void *arg, int (*fn)(void *))
 215 {
 216         do_exit(fn(arg));
 217 }
 218
 219 long kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
 220 {
 221         struct pt_regs regs;
 222
 223         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
 224
 225         regs.regs[4] = (unsigned long) arg;
 226         regs.regs[5] = (unsigned long) fn;
 227         regs.cp0_epc = (unsigned long) kernel_thread_helper;
 228         regs.cp0_status = read_c0_status();
 229 #if defined(CONFIG_CPU_R3000) || defined(CONFIG_CPU_TX39XX)
 230         regs.cp0_status = (regs.cp0_status & ~(ST0_KUP | ST0_IEP | ST0_IEC)) |
 231                           ((regs.cp0_status & (ST0_KUC | ST0_IEC)) << 2);
 232 #else
 233         regs.cp0_status |= ST0_EXL;
 234 #endif
 235
 236         /* Ok, create the new process.. */
 237         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 238 }
 239
 240 /*
 241  *
 242  */
 243 struct mips_frame_info {
 244         void            *func;
 245         unsigned long   func_size;
 246         int             frame_size;
 247         int             pc_offset;
 248 };
 249
 250 static inline int is_ra_save_ins(union mips_instruction *ip)
 251 {
 252         /* sw / sd $ra, offset($sp) */
 253         return (ip->i_format.opcode == sw_op || ip->i_format.opcode == sd_op) &&
 254                 ip->i_format.rs == 29 &&
 255                 ip->i_format.rt == 31;
 256 }
 257
 258 static inline int is_jal_jalr_jr_ins(union mips_instruction *ip)
 259 {
 260         if (ip->j_format.opcode == jal_op)
 261                 return 1;
 262         if (ip->r_format.opcode != spec_op)
 263                 return 0;
 264         return ip->r_format.func == jalr_op || ip->r_format.func == jr_op;
 265 }
 266
 267 static inline int is_sp_move_ins(union mips_instruction *ip)
 268 {
 269         /* addiu/daddiu sp,sp,-imm */
 270         if (ip->i_format.rs != 29 || ip->i_format.rt != 29)
 271                 return 0;
 272         if (ip->i_format.opcode == addiu_op || ip->i_format.opcode == daddiu_op)
 273                 return 1;
 274         return 0;
 275 }
 276
 277 static int get_frame_info(struct mips_frame_info *info)
 278 {
 279         union mips_instruction *ip = info->func;
 280         unsigned max_insns = info->func_size / sizeof(union mips_instruction);
 281         unsigned i;
 282
 283         info->pc_offset = -1;
 284         info->frame_size = 0;
 285
 286         if (!ip)
 287                 goto err;
 288
 289         if (max_insns == 0)
 290                 max_insns = 128U;       /* unknown function size */
 291         max_insns = min(128U, max_insns);
 292
 293         for (i = 0; i < max_insns; i++, ip++) {
 294
 295                 if (is_jal_jalr_jr_ins(ip))
 296                         break;
 297                 if (!info->frame_size) {
 298                         if (is_sp_move_ins(ip))
 299                                 info->frame_size = - ip->i_format.simmediate;
 300                         continue;
 301                 }
 302                 if (info->pc_offset == -1 && is_ra_save_ins(ip)) {
 303                         info->pc_offset =
 304                                 ip->i_format.simmediate / sizeof(long);
 305                         break;
 306                 }
 307         }
 308         if (info->frame_size && info->pc_offset >= 0) /* nested */
 309                 return 0;
 310         if (info->pc_offset < 0) /* leaf */
 311                 return 1;
 312         /* prologue seems boggus... */
 313 err:
 314         return -1;
 315 }
 316
 317 static struct mips_frame_info schedule_mfi __read_mostly;
 318
 319 static int __init frame_info_init(void)
 320 {
 321         unsigned long size = 0;
 322 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
 323         unsigned long ofs;
 324
 325         kallsyms_lookup_size_offset((unsigned long)schedule, &size, &ofs);
 326 #endif
 327         schedule_mfi.func = schedule;
 328         schedule_mfi.func_size = size;
 329
 330         get_frame_info(&schedule_mfi);
 331
 332         /*
 333          * Without schedule() frame info, result given by
 334          * thread_saved_pc() and get_wchan() are not reliable.
 335          */
 336         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
 337                 printk("Can't analyze schedule() prologue at %p\n", schedule);
 338
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 arch_initcall(frame_info_init);
 343
 344 /*
 345  * Return saved PC of a blocked thread.
 346  */
 347 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
 348 {
 349         struct thread_struct *t = &tsk->thread;
 350
 351         /* New born processes are a special case */
 352         if (t->reg31 == (unsigned long) ret_from_fork)
 353                 return t->reg31;
 354         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
 355                 return 0;
 356         return ((unsigned long *)t->reg29)[schedule_mfi.pc_offset];
 357 }
 358
 359
 360 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
 361 /* used by show_backtrace() */
 362 unsigned long unwind_stack(struct task_struct *task, unsigned long *sp,
 363                            unsigned long pc, unsigned long *ra)
 364 {
 365         unsigned long stack_page;
 366         struct mips_frame_info info;
 367         unsigned long size, ofs;
 368         int leaf;
 369         extern void ret_from_irq(void);
 370         extern void ret_from_exception(void);
 371
 372         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(task);
 373         if (!stack_page)
 374                 return 0;
 375
 376         /*
 377          * If we reached the bottom of interrupt context,
 378          * return saved pc in pt_regs.
 379          */
 380         if (pc == (unsigned long)ret_from_irq ||
 381             pc == (unsigned long)ret_from_exception) {
 382                 struct pt_regs *regs;
 383                 if (*sp >= stack_page &&
 384                     *sp + sizeof(*regs) <= stack_page + THREAD_SIZE - 32) {
 385                         regs = (struct pt_regs *)*sp;
 386                         pc = regs->cp0_epc;
 387                         if (__kernel_text_address(pc)) {
 388                                 *sp = regs->regs[29];
 389                                 *ra = regs->regs[31];
 390                                 return pc;
 391                         }
 392                 }
 393                 return 0;
 394         }
 395         if (!kallsyms_lookup_size_offset(pc, &size, &ofs))
 396                 return 0;
 397         /*
 398          * Return ra if an exception occured at the first instruction
 399          */
 400         if (unlikely(ofs == 0)) {
 401                 pc = *ra;
 402                 *ra = 0;
 403                 return pc;
 404         }
 405
 406         info.func = (void *)(pc - ofs);
 407         info.func_size = ofs;   /* analyze from start to ofs */
 408         leaf = get_frame_info(&info);
 409         if (leaf < 0)
 410                 return 0;
 411
 412         if (*sp < stack_page ||
 413             *sp + info.frame_size > stack_page + THREAD_SIZE - 32)
 414                 return 0;
 415
 416         if (leaf)
 417                 /*
 418                  * For some extreme cases, get_frame_info() can
 419                  * consider wrongly a nested function as a leaf
 420                  * one. In that cases avoid to return always the
 421                  * same value.
 422                  */
 423                 pc = pc != *ra ? *ra : 0;
 424         else
 425                 pc = ((unsigned long *)(*sp))[info.pc_offset];
 426
 427         *sp += info.frame_size;
 428         *ra = 0;
 429         return __kernel_text_address(pc) ? pc : 0;
 430 }
 431 #endif
 432
 433 /*
 434  * get_wchan - a maintenance nightmare^W^Wpain in the ass ...
 435  */
 436 unsigned long get_wchan(struct task_struct *task)
 437 {
 438         unsigned long pc = 0;
 439 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
 440         unsigned long sp;
 441         unsigned long ra = 0;
 442 #endif
 443
 444         if (!task || task == current || task->state == TASK_RUNNING)
 445                 goto out;
 446         if (!task_stack_page(task))
 447                 goto out;
 448
 449         pc = thread_saved_pc(task);
 450
 451 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
 452         sp = task->thread.reg29 + schedule_mfi.frame_size;
 453
 454         while (in_sched_functions(pc))
 455                 pc = unwind_stack(task, &sp, pc, &ra);
 456 #endif
 457
 458 out:
 459         return pc;
 460 }
 461
 462 /*
 463  * Don't forget that the stack pointer must be aligned on a 8 bytes
 464  * boundary for 32-bits ABI and 16 bytes for 64-bits ABI.
 465  */
 466 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 467 {
 468         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 469                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
 470
 471         return sp & ALMASK;
 472 }