Merge branch 'x86-doc-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[pandora-kernel.git] / arch / x86 / kernel / process.c
1 #include <linux/errno.h>
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/mm.h>
4 #include <linux/smp.h>
5 #include <linux/prctl.h>
6 #include <linux/slab.h>
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/module.h>
9 #include <linux/pm.h>
10 #include <linux/clockchips.h>
11 #include <linux/random.h>
12 #include <linux/user-return-notifier.h>
13 #include <linux/dmi.h>
14 #include <linux/utsname.h>
15 #include <trace/events/power.h>
16 #include <linux/hw_breakpoint.h>
17 #include <asm/system.h>
18 #include <asm/apic.h>
19 #include <asm/syscalls.h>
20 #include <asm/idle.h>
21 #include <asm/uaccess.h>
22 #include <asm/i387.h>
23 #include <asm/debugreg.h>
24
25 unsigned long idle_halt;
26 EXPORT_SYMBOL(idle_halt);
27 unsigned long idle_nomwait;
28 EXPORT_SYMBOL(idle_nomwait);
29
30 struct kmem_cache *task_xstate_cachep;
31
32 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
33 {
34         *dst = *src;
35         if (src->thread.xstate) {
36                 dst->thread.xstate = kmem_cache_alloc(task_xstate_cachep,
37                                                       GFP_KERNEL);
38                 if (!dst->thread.xstate)
39                         return -ENOMEM;
40                 WARN_ON((unsigned long)dst->thread.xstate & 15);
41                 memcpy(dst->thread.xstate, src->thread.xstate, xstate_size);
42         }
43         return 0;
44 }
45
46 void free_thread_xstate(struct task_struct *tsk)
47 {
48         if (tsk->thread.xstate) {
49                 kmem_cache_free(task_xstate_cachep, tsk->thread.xstate);
50                 tsk->thread.xstate = NULL;
51         }
52 }
53
54 void free_thread_info(struct thread_info *ti)
55 {
56         free_thread_xstate(ti->task);
57         free_pages((unsigned long)ti, get_order(THREAD_SIZE));
58 }
59
60 void arch_task_cache_init(void)
61 {
62         task_xstate_cachep =
63                 kmem_cache_create("task_xstate", xstate_size,
64                                   __alignof__(union thread_xstate),
65                                   SLAB_PANIC | SLAB_NOTRACK, NULL);
66 }
67
68 /*
69  * Free current thread data structures etc..
70  */
71 void exit_thread(void)
72 {
73         struct task_struct *me = current;
74         struct thread_struct *t = &me->thread;
75         unsigned long *bp = t->io_bitmap_ptr;
76
77         if (bp) {
78                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, get_cpu());
79
80                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
81                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
82                 /*
83                  * Careful, clear this in the TSS too:
84                  */
85                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, t->io_bitmap_max);
86                 t->io_bitmap_max = 0;
87                 put_cpu();
88                 kfree(bp);
89         }
90 }
91
92 void show_regs(struct pt_regs *regs)
93 {
94         show_registers(regs);
95         show_trace(NULL, regs, (unsigned long *)kernel_stack_pointer(regs),
96                    regs->bp);
97 }
98
99 void show_regs_common(void)
100 {
101         const char *board, *product;
102
103         board = dmi_get_system_info(DMI_BOARD_NAME);
104         if (!board)
105                 board = "";
106         product = dmi_get_system_info(DMI_PRODUCT_NAME);
107         if (!product)
108                 product = "";
109
110         printk(KERN_CONT "\n");
111         printk(KERN_DEFAULT "Pid: %d, comm: %.20s %s %s %.*s %s/%s\n",
112                 current->pid, current->comm, print_tainted(),
113                 init_utsname()->release,
114                 (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
115                 init_utsname()->version, board, product);
116 }
117
118 void flush_thread(void)
119 {
120         struct task_struct *tsk = current;
121
122         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
123         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
124         /*
125          * Forget coprocessor state..
126          */
127         tsk->fpu_counter = 0;
128         clear_fpu(tsk);
129         clear_used_math();
130 }
131
132 static void hard_disable_TSC(void)
133 {
134         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
135 }
136
137 void disable_TSC(void)
138 {
139         preempt_disable();
140         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
141                 /*
142                  * Must flip the CPU state synchronously with
143                  * TIF_NOTSC in the current running context.
144                  */
145                 hard_disable_TSC();
146         preempt_enable();
147 }
148
149 static void hard_enable_TSC(void)
150 {
151         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
152 }
153
154 static void enable_TSC(void)
155 {
156         preempt_disable();
157         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOTSC))
158                 /*
159                  * Must flip the CPU state synchronously with
160                  * TIF_NOTSC in the current running context.
161                  */
162                 hard_enable_TSC();
163         preempt_enable();
164 }
165
166 int get_tsc_mode(unsigned long adr)
167 {
168         unsigned int val;
169
170         if (test_thread_flag(TIF_NOTSC))
171                 val = PR_TSC_SIGSEGV;
172         else
173                 val = PR_TSC_ENABLE;
174
175         return put_user(val, (unsigned int __user *)adr);
176 }
177
178 int set_tsc_mode(unsigned int val)
179 {
180         if (val == PR_TSC_SIGSEGV)
181                 disable_TSC();
182         else if (val == PR_TSC_ENABLE)
183                 enable_TSC();
184         else
185                 return -EINVAL;
186
187         return 0;
188 }
189
190 void __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
191                       struct tss_struct *tss)
192 {
193         struct thread_struct *prev, *next;
194
195         prev = &prev_p->thread;
196         next = &next_p->thread;
197
198         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_BLOCKSTEP) ^
199             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_BLOCKSTEP)) {
200                 unsigned long debugctl = get_debugctlmsr();
201
202                 debugctl &= ~DEBUGCTLMSR_BTF;
203                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_BLOCKSTEP))
204                         debugctl |= DEBUGCTLMSR_BTF;
205
206                 update_debugctlmsr(debugctl);
207         }
208
209         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
210             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
211                 /* prev and next are different */
212                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
213                         hard_disable_TSC();
214                 else
215                         hard_enable_TSC();
216         }
217
218         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
219                 /*
220                  * Copy the relevant range of the IO bitmap.
221                  * Normally this is 128 bytes or less:
222                  */
223                 memcpy(tss->io_bitmap, next->io_bitmap_ptr,
224                        max(prev->io_bitmap_max, next->io_bitmap_max));
225         } else if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)) {
226                 /*
227                  * Clear any possible leftover bits:
228                  */
229                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, prev->io_bitmap_max);
230         }
231         propagate_user_return_notify(prev_p, next_p);
232 }
233
234 int sys_fork(struct pt_regs *regs)
235 {
236         return do_fork(SIGCHLD, regs->sp, regs, 0, NULL, NULL);
237 }
238
239 /*
240  * This is trivial, and on the face of it looks like it
241  * could equally well be done in user mode.
242  *
243  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
244  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
245  * done by calling the "clone()" system call directly, you
246  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
247  * the information you need.
248  */
249 int sys_vfork(struct pt_regs *regs)
250 {
251         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs->sp, regs, 0,
252                        NULL, NULL);
253 }
254
255 long
256 sys_clone(unsigned long clone_flags, unsigned long newsp,
257           void __user *parent_tid, void __user *child_tid, struct pt_regs *regs)
258 {
259         if (!newsp)
260                 newsp = regs->sp;
261         return do_fork(clone_flags, newsp, regs, 0, parent_tid, child_tid);
262 }
263
264 /*
265  * This gets run with %si containing the
266  * function to call, and %di containing
267  * the "args".
268  */
269 extern void kernel_thread_helper(void);
270
271 /*
272  * Create a kernel thread
273  */
274 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
275 {
276         struct pt_regs regs;
277
278         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
279
280         regs.si = (unsigned long) fn;
281         regs.di = (unsigned long) arg;
282
283 #ifdef CONFIG_X86_32
284         regs.ds = __USER_DS;
285         regs.es = __USER_DS;
286         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
287         regs.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
288 #else
289         regs.ss = __KERNEL_DS;
290 #endif
291
292         regs.orig_ax = -1;
293         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
294         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
295         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | 0x2;
296
297         /* Ok, create the new process.. */
298         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
299 }
300 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
301
302 /*
303  * sys_execve() executes a new program.
304  */
305 long sys_execve(char __user *name, char __user * __user *argv,
306                 char __user * __user *envp, struct pt_regs *regs)
307 {
308         long error;
309         char *filename;
310
311         filename = getname(name);
312         error = PTR_ERR(filename);
313         if (IS_ERR(filename))
314                 return error;
315         error = do_execve(filename, argv, envp, regs);
316
317 #ifdef CONFIG_X86_32
318         if (error == 0) {
319                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
320                 set_thread_flag(TIF_IRET);
321         }
322 #endif
323
324         putname(filename);
325         return error;
326 }
327
328 /*
329  * Idle related variables and functions
330  */
331 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
332 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
333
334 /*
335  * Powermanagement idle function, if any..
336  */
337 void (*pm_idle)(void);
338 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
339
340 #ifdef CONFIG_X86_32
341 /*
342  * This halt magic was a workaround for ancient floppy DMA
343  * wreckage. It should be safe to remove.
344  */
345 static int hlt_counter;
346 void disable_hlt(void)
347 {
348         hlt_counter++;
349 }
350 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
351
352 void enable_hlt(void)
353 {
354         hlt_counter--;
355 }
356 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
357
358 static inline int hlt_use_halt(void)
359 {
360         return (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok);
361 }
362 #else
363 static inline int hlt_use_halt(void)
364 {
365         return 1;
366 }
367 #endif
368
369 /*
370  * We use this if we don't have any better
371  * idle routine..
372  */
373 void default_idle(void)
374 {
375         if (hlt_use_halt()) {
376                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
377                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
378                 /*
379                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
380                  * test NEED_RESCHED:
381                  */
382                 smp_mb();
383
384                 if (!need_resched())
385                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
386                 else
387                         local_irq_enable();
388                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
389         } else {
390                 local_irq_enable();
391                 /* loop is done by the caller */
392                 cpu_relax();
393         }
394 }
395 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
396 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
397 #endif
398
399 void stop_this_cpu(void *dummy)
400 {
401         local_irq_disable();
402         /*
403          * Remove this CPU:
404          */
405         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
406         disable_local_APIC();
407
408         for (;;) {
409                 if (hlt_works(smp_processor_id()))
410                         halt();
411         }
412 }
413
414 static void do_nothing(void *unused)
415 {
416 }
417
418 /*
419  * cpu_idle_wait - Used to ensure that all the CPUs discard old value of
420  * pm_idle and update to new pm_idle value. Required while changing pm_idle
421  * handler on SMP systems.
422  *
423  * Caller must have changed pm_idle to the new value before the call. Old
424  * pm_idle value will not be used by any CPU after the return of this function.
425  */
426 void cpu_idle_wait(void)
427 {
428         smp_mb();
429         /* kick all the CPUs so that they exit out of pm_idle */
430         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
431 }
432 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
433
434 /*
435  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
436  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
437  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
438  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
439  * up from MWAIT (without an IPI).
440  *
441  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
442  * capability.
443  */
444 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
445 {
446         trace_power_start(POWER_CSTATE, (ax>>4)+1);
447         if (!need_resched()) {
448                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
449                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
450
451                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
452                 smp_mb();
453                 if (!need_resched())
454                         __mwait(ax, cx);
455         }
456 }
457
458 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
459 static void mwait_idle(void)
460 {
461         if (!need_resched()) {
462                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
463                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
464                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
465
466                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
467                 smp_mb();
468                 if (!need_resched())
469                         __sti_mwait(0, 0);
470                 else
471                         local_irq_enable();
472         } else
473                 local_irq_enable();
474 }
475
476 /*
477  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
478  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
479  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
480  */
481 static void poll_idle(void)
482 {
483         trace_power_start(POWER_CSTATE, 0);
484         local_irq_enable();
485         while (!need_resched())
486                 cpu_relax();
487         trace_power_end(0);
488 }
489
490 /*
491  * mwait selection logic:
492  *
493  * It depends on the CPU. For AMD CPUs that support MWAIT this is
494  * wrong. Family 0x10 and 0x11 CPUs will enter C1 on HLT. Powersavings
495  * then depend on a clock divisor and current Pstate of the core. If
496  * all cores of a processor are in halt state (C1) the processor can
497  * enter the C1E (C1 enhanced) state. If mwait is used this will never
498  * happen.
499  *
500  * idle=mwait overrides this decision and forces the usage of mwait.
501  */
502 static int __cpuinitdata force_mwait;
503
504 #define MWAIT_INFO                      0x05
505 #define MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO         0x01
506 #define MWAIT_EDX_C1                    0xf0
507
508 static int __cpuinit mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
509 {
510         u32 eax, ebx, ecx, edx;
511
512         if (force_mwait)
513                 return 1;
514
515         if (c->cpuid_level < MWAIT_INFO)
516                 return 0;
517
518         cpuid(MWAIT_INFO, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
519         /* Check, whether EDX has extended info about MWAIT */
520         if (!(ecx & MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO))
521                 return 1;
522
523         /*
524          * edx enumeratios MONITOR/MWAIT extensions. Check, whether
525          * C1  supports MWAIT
526          */
527         return (edx & MWAIT_EDX_C1);
528 }
529
530 /*
531  * Check for AMD CPUs, where APIC timer interrupt does not wake up CPU from C1e.
532  * For more information see
533  * - Erratum #400 for NPT family 0xf and family 0x10 CPUs
534  * - Erratum #365 for family 0x11 (not affected because C1e not in use)
535  */
536 static int __cpuinit check_c1e_idle(const struct cpuinfo_x86 *c)
537 {
538         u64 val;
539         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
540                 goto no_c1e_idle;
541
542         /* Family 0x0f models < rev F do not have C1E */
543         if (c->x86 == 0x0F && c->x86_model >= 0x40)
544                 return 1;
545
546         if (c->x86 == 0x10) {
547                 /*
548                  * check OSVW bit for CPUs that are not affected
549                  * by erratum #400
550                  */
551                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_OSVW)) {
552                         rdmsrl(MSR_AMD64_OSVW_ID_LENGTH, val);
553                         if (val >= 2) {
554                                 rdmsrl(MSR_AMD64_OSVW_STATUS, val);
555                                 if (!(val & BIT(1)))
556                                         goto no_c1e_idle;
557                         }
558                 }
559                 return 1;
560         }
561
562 no_c1e_idle:
563         return 0;
564 }
565
566 static cpumask_var_t c1e_mask;
567 static int c1e_detected;
568
569 void c1e_remove_cpu(int cpu)
570 {
571         if (c1e_mask != NULL)
572                 cpumask_clear_cpu(cpu, c1e_mask);
573 }
574
575 /*
576  * C1E aware idle routine. We check for C1E active in the interrupt
577  * pending message MSR. If we detect C1E, then we handle it the same
578  * way as C3 power states (local apic timer and TSC stop)
579  */
580 static void c1e_idle(void)
581 {
582         if (need_resched())
583                 return;
584
585         if (!c1e_detected) {
586                 u32 lo, hi;
587
588                 rdmsr(MSR_K8_INT_PENDING_MSG, lo, hi);
589                 if (lo & K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK) {
590                         c1e_detected = 1;
591                         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NONSTOP_TSC))
592                                 mark_tsc_unstable("TSC halt in AMD C1E");
593                         printk(KERN_INFO "System has AMD C1E enabled\n");
594                         set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_AMDC1E);
595                 }
596         }
597
598         if (c1e_detected) {
599                 int cpu = smp_processor_id();
600
601                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, c1e_mask)) {
602                         cpumask_set_cpu(cpu, c1e_mask);
603                         /*
604                          * Force broadcast so ACPI can not interfere.
605                          */
606                         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_FORCE,
607                                            &cpu);
608                         printk(KERN_INFO "Switch to broadcast mode on CPU%d\n",
609                                cpu);
610                 }
611                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_ENTER, &cpu);
612
613                 default_idle();
614
615                 /*
616                  * The switch back from broadcast mode needs to be
617                  * called with interrupts disabled.
618                  */
619                  local_irq_disable();
620                  clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_EXIT, &cpu);
621                  local_irq_enable();
622         } else
623                 default_idle();
624 }
625
626 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
627 {
628 #ifdef CONFIG_SMP
629         if (pm_idle == poll_idle && smp_num_siblings > 1) {
630                 printk_once(KERN_WARNING "WARNING: polling idle and HT enabled,"
631                         " performance may degrade.\n");
632         }
633 #endif
634         if (pm_idle)
635                 return;
636
637         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
638                 /*
639                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
640                  */
641                 printk(KERN_INFO "using mwait in idle threads.\n");
642                 pm_idle = mwait_idle;
643         } else if (check_c1e_idle(c)) {
644                 printk(KERN_INFO "using C1E aware idle routine\n");
645                 pm_idle = c1e_idle;
646         } else
647                 pm_idle = default_idle;
648 }
649
650 void __init init_c1e_mask(void)
651 {
652         /* If we're using c1e_idle, we need to allocate c1e_mask. */
653         if (pm_idle == c1e_idle)
654                 zalloc_cpumask_var(&c1e_mask, GFP_KERNEL);
655 }
656
657 static int __init idle_setup(char *str)
658 {
659         if (!str)
660                 return -EINVAL;
661
662         if (!strcmp(str, "poll")) {
663                 printk("using polling idle threads.\n");
664                 pm_idle = poll_idle;
665         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
666                 force_mwait = 1;
667         else if (!strcmp(str, "halt")) {
668                 /*
669                  * When the boot option of idle=halt is added, halt is
670                  * forced to be used for CPU idle. In such case CPU C2/C3
671                  * won't be used again.
672                  * To continue to load the CPU idle driver, don't touch
673                  * the boot_option_idle_override.
674                  */
675                 pm_idle = default_idle;
676                 idle_halt = 1;
677                 return 0;
678         } else if (!strcmp(str, "nomwait")) {
679                 /*
680                  * If the boot option of "idle=nomwait" is added,
681                  * it means that mwait will be disabled for CPU C2/C3
682                  * states. In such case it won't touch the variable
683                  * of boot_option_idle_override.
684                  */
685                 idle_nomwait = 1;
686                 return 0;
687         } else
688                 return -1;
689
690         boot_option_idle_override = 1;
691         return 0;
692 }
693 early_param("idle", idle_setup);
694
695 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
696 {
697         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
698                 sp -= get_random_int() % 8192;
699         return sp & ~0xf;
700 }
701
702 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
703 {
704         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
705         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
706 }
707