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 <stdarg.h>
  13
  14 #include <linux/cpu.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/sched.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/a.out.h>
  27 #include <linux/interrupt.h>
  28 #include <linux/utsname.h>
  29 #include <linux/delay.h>
  30 #include <linux/reboot.h>
  31 #include <linux/init.h>
  32 #include <linux/mc146818rtc.h>
  33 #include <linux/module.h>
  34 #include <linux/kallsyms.h>
  35 #include <linux/ptrace.h>
  36 #include <linux/random.h>
  37 #include <linux/personality.h>
  38 #include <linux/tick.h>
  39 #include <linux/percpu.h>
  40
  41 #include <asm/uaccess.h>
  42 #include <asm/pgtable.h>
  43 #include <asm/system.h>
  44 #include <asm/io.h>
  45 #include <asm/ldt.h>
  46 #include <asm/processor.h>
  47 #include <asm/i387.h>
  48 #include <asm/desc.h>
  49 #include <asm/vm86.h>
  50 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
  51 #include <asm/math_emu.h>
  52 #endif
  53
  54 #include <linux/err.h>
  55
  56 #include <asm/tlbflush.h>
  57 #include <asm/cpu.h>
  58 #include <asm/kdebug.h>
  59
  60 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
  61
  62 static int hlt_counter;
  63
  64 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
  65 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
  66
  67 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
  68 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
  69
  70 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_number);
  71 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_number);
  72
  73 /*
  74  * Return saved PC of a blocked thread.
  75  */
  76 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
  77 {
  78         return ((unsigned long *)tsk->thread.sp)[3];
  79 }
  80
  81 /*
  82  * Powermanagement idle function, if any..
  83  */
  84 void (*pm_idle)(void);
  85 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
  86 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, cpu_idle_state);
  87
  88 void disable_hlt(void)
  89 {
  90         hlt_counter++;
  91 }
  92
  93 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
  94
  95 void enable_hlt(void)
  96 {
  97         hlt_counter--;
  98 }
  99
 100 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
 101
 102 /*
 103  * We use this if we don't have any better
 104  * idle routine..
 105  */
 106 void default_idle(void)
 107 {
 108         if (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok) {
 109                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
 110                 /*
 111                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
 112                  * test NEED_RESCHED:
 113                  */
 114                 smp_mb();
 115
 116                 local_irq_disable();
 117                 if (!need_resched()) {
 118                         ktime_t t0, t1;
 119                         u64 t0n, t1n;
 120
 121                         t0 = ktime_get();
 122                         t0n = ktime_to_ns(t0);
 123                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
 124                         local_irq_disable();
 125                         t1 = ktime_get();
 126                         t1n = ktime_to_ns(t1);
 127                         sched_clock_idle_wakeup_event(t1n - t0n);
 128                 }
 129                 local_irq_enable();
 130                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 131         } else {
 132                 /* loop is done by the caller */
 133                 cpu_relax();
 134         }
 135 }
 136 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
 137 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
 138 #endif
 139
 140 /*
 141  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
 142  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
 143  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
 144  */
 145 static void poll_idle(void)
 146 {
 147         cpu_relax();
 148 }
 149
 150 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 151 #include <asm/nmi.h>
 152 /* We don't actually take CPU down, just spin without interrupts. */
 153 static inline void play_dead(void)
 154 {
 155         /* This must be done before dead CPU ack */
 156         cpu_exit_clear();
 157         wbinvd();
 158         mb();
 159         /* Ack it */
 160         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
 161
 162         /*
 163          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
 164          */
 165         local_irq_disable();
 166         while (1)
 167                 halt();
 168 }
 169 #else
 170 static inline void play_dead(void)
 171 {
 172         BUG();
 173 }
 174 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 175
 176 /*
 177  * The idle thread. There's no useful work to be
 178  * done, so just try to conserve power and have a
 179  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
 180  * somebody to say that they'd like to reschedule)
 181  */
 182 void cpu_idle(void)
 183 {
 184         int cpu = smp_processor_id();
 185
 186         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 187
 188         /* endless idle loop with no priority at all */
 189         while (1) {
 190                 tick_nohz_stop_sched_tick();
 191                 while (!need_resched()) {
 192                         void (*idle)(void);
 193
 194                         if (__get_cpu_var(cpu_idle_state))
 195                                 __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
 196
 197                         check_pgt_cache();
 198                         rmb();
 199                         idle = pm_idle;
 200
 201                         if (rcu_pending(cpu))
 202                                 rcu_check_callbacks(cpu, 0);
 203
 204                         if (!idle)
 205                                 idle = default_idle;
 206
 207                         if (cpu_is_offline(cpu))
 208                                 play_dead();
 209
 210                         __get_cpu_var(irq_stat).idle_timestamp = jiffies;
 211                         idle();
 212                 }
 213                 tick_nohz_restart_sched_tick();
 214                 preempt_enable_no_resched();
 215                 schedule();
 216                 preempt_disable();
 217         }
 218 }
 219
 220 static void do_nothing(void *unused)
 221 {
 222 }
 223
 224 void cpu_idle_wait(void)
 225 {
 226         unsigned int cpu, this_cpu = get_cpu();
 227         cpumask_t map, tmp = current->cpus_allowed;
 228
 229         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(this_cpu));
 230         put_cpu();
 231
 232         cpus_clear(map);
 233         for_each_online_cpu(cpu) {
 234                 per_cpu(cpu_idle_state, cpu) = 1;
 235                 cpu_set(cpu, map);
 236         }
 237
 238         __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
 239
 240         wmb();
 241         do {
 242                 ssleep(1);
 243                 for_each_online_cpu(cpu) {
 244                         if (cpu_isset(cpu, map) && !per_cpu(cpu_idle_state, cpu))
 245                                 cpu_clear(cpu, map);
 246                 }
 247                 cpus_and(map, map, cpu_online_map);
 248                 /*
 249                  * We waited 1 sec, if a CPU still did not call idle
 250                  * it may be because it is in idle and not waking up
 251                  * because it has nothing to do.
 252                  * Give all the remaining CPUS a kick.
 253                  */
 254                 smp_call_function_mask(map, do_nothing, 0, 0);
 255         } while (!cpus_empty(map));
 256
 257         set_cpus_allowed(current, tmp);
 258 }
 259 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
 260
 261 /*
 262  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
 263  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
 264  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
 265  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
 266  * up from MWAIT (without an IPI).
 267  *
 268  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
 269  * capability.
 270  */
 271 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
 272 {
 273         if (!need_resched()) {
 274                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
 275                 smp_mb();
 276                 if (!need_resched())
 277                         __mwait(ax, cx);
 278         }
 279 }
 280
 281 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
 282 static void mwait_idle(void)
 283 {
 284         local_irq_enable();
 285         mwait_idle_with_hints(0, 0);
 286 }
 287
 288 static int mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
 289 {
 290         if (force_mwait)
 291                 return 1;
 292         /* Any C1 states supported? */
 293         return c->cpuid_level >= 5 && ((cpuid_edx(5) >> 4) & 0xf) > 0;
 294 }
 295
 296 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
 297 {
 298         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
 299                 printk("monitor/mwait feature present.\n");
 300                 /*
 301                  * Skip, if setup has overridden idle.
 302                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
 303                  */
 304                 if (!pm_idle) {
 305                         printk("using mwait in idle threads.\n");
 306                         pm_idle = mwait_idle;
 307                 }
 308         }
 309 }
 310
 311 static int __init idle_setup(char *str)
 312 {
 313         if (!strcmp(str, "poll")) {
 314                 printk("using polling idle threads.\n");
 315                 pm_idle = poll_idle;
 316 #ifdef CONFIG_X86_SMP
 317                 if (smp_num_siblings > 1)
 318                         printk("WARNING: polling idle and HT enabled, performance may degrade.\n");
 319 #endif
 320         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
 321                 force_mwait = 1;
 322         else
 323                 return -1;
 324
 325         boot_option_idle_override = 1;
 326         return 0;
 327 }
 328 early_param("idle", idle_setup);
 329
 330 void __show_registers(struct pt_regs *regs, int all)
 331 {
 332         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
 333         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
 334         unsigned long sp;
 335         unsigned short ss, gs;
 336
 337         if (user_mode_vm(regs)) {
 338                 sp = regs->sp;
 339                 ss = regs->ss & 0xffff;
 340                 savesegment(gs, gs);
 341         } else {
 342                 sp = (unsigned long) (&regs->sp);
 343                 savesegment(ss, ss);
 344                 savesegment(gs, gs);
 345         }
 346
 347         printk("\n");
 348         printk("Pid: %d, comm: %s %s (%s %.*s)\n",
 349                         task_pid_nr(current), current->comm,
 350                         print_tainted(), init_utsname()->release,
 351                         (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
 352                         init_utsname()->version);
 353
 354         printk("EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
 355                         0xffff & regs->cs, regs->ip, regs->flags,
 356                         smp_processor_id());
 357         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->ip);
 358
 359         printk("EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
 360                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
 361         printk("ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
 362                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
 363         printk(" DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
 364                regs->ds & 0xffff, regs->es & 0xffff,
 365                regs->fs & 0xffff, gs, ss);
 366
 367         if (!all)
 368                 return;
 369
 370         cr0 = read_cr0();
 371         cr2 = read_cr2();
 372         cr3 = read_cr3();
 373         cr4 = read_cr4_safe();
 374         printk("CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
 375                         cr0, cr2, cr3, cr4);
 376
 377         get_debugreg(d0, 0);
 378         get_debugreg(d1, 1);
 379         get_debugreg(d2, 2);
 380         get_debugreg(d3, 3);
 381         printk("DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
 382                         d0, d1, d2, d3);
 383
 384         get_debugreg(d6, 6);
 385         get_debugreg(d7, 7);
 386         printk("DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
 387                         d6, d7);
 388 }
 389
 390 void show_regs(struct pt_regs *regs)
 391 {
 392         __show_registers(regs, 1);
 393         show_trace(NULL, regs, &regs->sp, regs->bp);
 394 }
 395
 396 /*
 397  * This gets run with %bx containing the
 398  * function to call, and %dx containing
 399  * the "args".
 400  */
 401 extern void kernel_thread_helper(void);
 402
 403 /*
 404  * Create a kernel thread
 405  */
 406 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
 407 {
 408         struct pt_regs regs;
 409
 410         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
 411
 412         regs.bx = (unsigned long) fn;
 413         regs.dx = (unsigned long) arg;
 414
 415         regs.ds = __USER_DS;
 416         regs.es = __USER_DS;
 417         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
 418         regs.orig_ax = -1;
 419         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
 420         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 421         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_PF | 0x2;
 422
 423         /* Ok, create the new process.. */
 424         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 425 }
 426 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
 427
 428 /*
 429  * Free current thread data structures etc..
 430  */
 431 void exit_thread(void)
 432 {
 433         /* The process may have allocated an io port bitmap... nuke it. */
 434         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_IO_BITMAP))) {
 435                 struct task_struct *tsk = current;
 436                 struct thread_struct *t = &tsk->thread;
 437                 int cpu = get_cpu();
 438                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 439
 440                 kfree(t->io_bitmap_ptr);
 441                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
 442                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
 443                 /*
 444                  * Careful, clear this in the TSS too:
 445                  */
 446                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, tss->io_bitmap_max);
 447                 t->io_bitmap_max = 0;
 448                 tss->io_bitmap_owner = NULL;
 449                 tss->io_bitmap_max = 0;
 450                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
 451                 put_cpu();
 452         }
 453 }
 454
 455 void flush_thread(void)
 456 {
 457         struct task_struct *tsk = current;
 458
 459         tsk->thread.debugreg0 = 0;
 460         tsk->thread.debugreg1 = 0;
 461         tsk->thread.debugreg2 = 0;
 462         tsk->thread.debugreg3 = 0;
 463         tsk->thread.debugreg6 = 0;
 464         tsk->thread.debugreg7 = 0;
 465         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
 466         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_DEBUG);
 467         /*
 468          * Forget coprocessor state..
 469          */
 470         clear_fpu(tsk);
 471         clear_used_math();
 472 }
 473
 474 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 475 {
 476         BUG_ON(dead_task->mm);
 477         release_vm86_irqs(dead_task);
 478 }
 479
 480 /*
 481  * This gets called before we allocate a new thread and copy
 482  * the current task into it.
 483  */
 484 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
 485 {
 486         unlazy_fpu(tsk);
 487 }
 488
 489 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
 490         unsigned long unused,
 491         struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)
 492 {
 493         struct pt_regs * childregs;
 494         struct task_struct *tsk;
 495         int err;
 496
 497         childregs = task_pt_regs(p);
 498         *childregs = *regs;
 499         childregs->ax = 0;
 500         childregs->sp = sp;
 501
 502         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
 503         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
 504
 505         p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;
 506
 507         savesegment(gs, p->thread.gs);
 508
 509         tsk = current;
 510         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
 511                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
 512                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
 513                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
 514                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
 515                         return -ENOMEM;
 516                 }
 517                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
 518         }
 519
 520         err = 0;
 521
 522         /*
 523          * Set a new TLS for the child thread?
 524          */
 525         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 526                 err = do_set_thread_area(p, -1,
 527                         (struct user_desc __user *)childregs->si, 0);
 528
 529         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
 530                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
 531                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
 532         }
 533         return err;
 534 }
 535
 536 /*
 537  * fill in the user structure for a core dump..
 538  */
 539 void dump_thread(struct pt_regs * regs, struct user * dump)
 540 {
 541         u16 gs;
 542
 543 /* changed the size calculations - should hopefully work better. lbt */
 544         dump->magic = CMAGIC;
 545         dump->start_code = 0;
 546         dump->start_stack = regs->sp & ~(PAGE_SIZE - 1);
 547         dump->u_tsize = ((unsigned long) current->mm->end_code) >> PAGE_SHIFT;
 548         dump->u_dsize = ((unsigned long) (current->mm->brk + (PAGE_SIZE-1))) >> PAGE_SHIFT;
 549         dump->u_dsize -= dump->u_tsize;
 550         dump->u_ssize = 0;
 551         dump->u_debugreg[0] = current->thread.debugreg0;
 552         dump->u_debugreg[1] = current->thread.debugreg1;
 553         dump->u_debugreg[2] = current->thread.debugreg2;
 554         dump->u_debugreg[3] = current->thread.debugreg3;
 555         dump->u_debugreg[4] = 0;
 556         dump->u_debugreg[5] = 0;
 557         dump->u_debugreg[6] = current->thread.debugreg6;
 558         dump->u_debugreg[7] = current->thread.debugreg7;
 559
 560         if (dump->start_stack < TASK_SIZE)
 561                 dump->u_ssize = ((unsigned long) (TASK_SIZE - dump->start_stack)) >> PAGE_SHIFT;
 562
 563         dump->regs.bx = regs->bx;
 564         dump->regs.cx = regs->cx;
 565         dump->regs.dx = regs->dx;
 566         dump->regs.si = regs->si;
 567         dump->regs.di = regs->di;
 568         dump->regs.bp = regs->bp;
 569         dump->regs.ax = regs->ax;
 570         dump->regs.ds = (u16)regs->ds;
 571         dump->regs.es = (u16)regs->es;
 572         dump->regs.fs = (u16)regs->fs;
 573         savesegment(gs,gs);
 574         dump->regs.orig_ax = regs->orig_ax;
 575         dump->regs.ip = regs->ip;
 576         dump->regs.cs = (u16)regs->cs;
 577         dump->regs.flags = regs->flags;
 578         dump->regs.sp = regs->sp;
 579         dump->regs.ss = (u16)regs->ss;
 580
 581         dump->u_fpvalid = dump_fpu (regs, &dump->i387);
 582 }
 583 EXPORT_SYMBOL(dump_thread);
 584
 585 #ifdef CONFIG_SECCOMP
 586 static void hard_disable_TSC(void)
 587 {
 588         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
 589 }
 590 void disable_TSC(void)
 591 {
 592         preempt_disable();
 593         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
 594                 /*
 595                  * Must flip the CPU state synchronously with
 596                  * TIF_NOTSC in the current running context.
 597                  */
 598                 hard_disable_TSC();
 599         preempt_enable();
 600 }
 601 static void hard_enable_TSC(void)
 602 {
 603         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
 604 }
 605 #endif /* CONFIG_SECCOMP */
 606
 607 static noinline void
 608 __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
 609                  struct tss_struct *tss)
 610 {
 611         struct thread_struct *prev, *next;
 612         unsigned long debugctl;
 613
 614         prev = &prev_p->thread;
 615         next = &next_p->thread;
 616
 617         debugctl = prev->debugctlmsr;
 618         if (next->ds_area_msr != prev->ds_area_msr) {
 619                 /* we clear debugctl to make sure DS
 620                  * is not in use when we change it */
 621                 debugctl = 0;
 622                 wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, 0);
 623                 wrmsr(MSR_IA32_DS_AREA, next->ds_area_msr, 0);
 624         }
 625
 626         if (next->debugctlmsr != debugctl)
 627                 wrmsr(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, next->debugctlmsr, 0);
 628
 629         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DEBUG)) {
 630                 set_debugreg(next->debugreg0, 0);
 631                 set_debugreg(next->debugreg1, 1);
 632                 set_debugreg(next->debugreg2, 2);
 633                 set_debugreg(next->debugreg3, 3);
 634                 /* no 4 and 5 */
 635                 set_debugreg(next->debugreg6, 6);
 636                 set_debugreg(next->debugreg7, 7);
 637         }
 638
 639 #ifdef CONFIG_SECCOMP
 640         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
 641             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
 642                 /* prev and next are different */
 643                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
 644                         hard_disable_TSC();
 645                 else
 646                         hard_enable_TSC();
 647         }
 648 #endif
 649
 650         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_BTS_TRACE_TS))
 651                 ptrace_bts_take_timestamp(prev_p, BTS_TASK_DEPARTS);
 652
 653         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_BTS_TRACE_TS))
 654                 ptrace_bts_take_timestamp(next_p, BTS_TASK_ARRIVES);
 655
 656
 657         if (!test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
 658                 /*
 659                  * Disable the bitmap via an invalid offset. We still cache
 660                  * the previous bitmap owner and the IO bitmap contents:
 661                  */
 662                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
 663                 return;
 664         }
 665
 666         if (likely(next == tss->io_bitmap_owner)) {
 667                 /*
 668                  * Previous owner of the bitmap (hence the bitmap content)
 669                  * matches the next task, we dont have to do anything but
 670                  * to set a valid offset in the TSS:
 671                  */
 672                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
 673                 return;
 674         }
 675         /*
 676          * Lazy TSS's I/O bitmap copy. We set an invalid offset here
 677          * and we let the task to get a GPF in case an I/O instruction
 678          * is performed.  The handler of the GPF will verify that the
 679          * faulting task has a valid I/O bitmap and, it true, does the
 680          * real copy and restart the instruction.  This will save us
 681          * redundant copies when the currently switched task does not
 682          * perform any I/O during its timeslice.
 683          */
 684         tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET_LAZY;
 685 }
 686
 687 /*
 688  *      switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
 689  *
 690  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
 691  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
 692  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
 693  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
 694  * and UP become the same).
 695  *
 696  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
 697  * reason for not using it any more becomes apparent when you
 698  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
 699  * valid (stale segment register values in particular). With the
 700  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
 701  * a reasonable manner.
 702  *
 703  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
 704  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
 705  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
 706  * so the performance issues may eventually be a valid point.
 707  * More important, however, is the fact that this allows us much
 708  * more flexibility.
 709  *
 710  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
 711  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
 712  * for example.
 713  */
 714 struct task_struct * __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
 715 {
 716         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
 717                                  *next = &next_p->thread;
 718         int cpu = smp_processor_id();
 719         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 720
 721         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
 722
 723         __unlazy_fpu(prev_p);
 724
 725
 726         /* we're going to use this soon, after a few expensive things */
 727         if (next_p->fpu_counter > 5)
 728                 prefetch(&next->i387.fxsave);
 729
 730         /*
 731          * Reload esp0.
 732          */
 733         load_sp0(tss, next);
 734
 735         /*
 736          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
 737          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
 738          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
 739          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
 740          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
 741          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
 742          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
 743          * running inside of a hypervisor layer.
 744          */
 745         savesegment(gs, prev->gs);
 746
 747         /*
 748          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
 749          */
 750         load_TLS(next, cpu);
 751
 752         /*
 753          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
 754          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
 755          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
 756          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
 757          */
 758         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
 759                 set_iopl_mask(next->iopl);
 760
 761         /*
 762          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
 763          */
 764         if (unlikely(task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV ||
 765                      task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT))
 766                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p, tss);
 767
 768         /*
 769          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
 770          * This must be done before restoring TLS segments so
 771          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
 772          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
 773          * to date.
 774          */
 775         arch_leave_lazy_cpu_mode();
 776
 777         /* If the task has used fpu the last 5 timeslices, just do a full
 778          * restore of the math state immediately to avoid the trap; the
 779          * chances of needing FPU soon are obviously high now
 780          */
 781         if (next_p->fpu_counter > 5)
 782                 math_state_restore();
 783
 784         /*
 785          * Restore %gs if needed (which is common)
 786          */
 787         if (prev->gs | next->gs)
 788                 loadsegment(gs, next->gs);
 789
 790         x86_write_percpu(current_task, next_p);
 791
 792         return prev_p;
 793 }
 794
 795 asmlinkage int sys_fork(struct pt_regs regs)
 796 {
 797         return do_fork(SIGCHLD, regs.sp, &regs, 0, NULL, NULL);
 798 }
 799
 800 asmlinkage int sys_clone(struct pt_regs regs)
 801 {
 802         unsigned long clone_flags;
 803         unsigned long newsp;
 804         int __user *parent_tidptr, *child_tidptr;
 805
 806         clone_flags = regs.bx;
 807         newsp = regs.cx;
 808         parent_tidptr = (int __user *)regs.dx;
 809         child_tidptr = (int __user *)regs.di;
 810         if (!newsp)
 811                 newsp = regs.sp;
 812         return do_fork(clone_flags, newsp, &regs, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
 813 }
 814
 815 /*
 816  * This is trivial, and on the face of it looks like it
 817  * could equally well be done in user mode.
 818  *
 819  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
 820  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
 821  * done by calling the "clone()" system call directly, you
 822  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
 823  * the information you need.
 824  */
 825 asmlinkage int sys_vfork(struct pt_regs regs)
 826 {
 827         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs.sp, &regs, 0, NULL, NULL);
 828 }
 829
 830 /*
 831  * sys_execve() executes a new program.
 832  */
 833 asmlinkage int sys_execve(struct pt_regs regs)
 834 {
 835         int error;
 836         char * filename;
 837
 838         filename = getname((char __user *) regs.bx);
 839         error = PTR_ERR(filename);
 840         if (IS_ERR(filename))
 841                 goto out;
 842         error = do_execve(filename,
 843                         (char __user * __user *) regs.cx,
 844                         (char __user * __user *) regs.dx,
 845                         &regs);
 846         if (error == 0) {
 847                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
 848                 set_thread_flag(TIF_IRET);
 849         }
 850         putname(filename);
 851 out:
 852         return error;
 853 }
 854
 855 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
 856 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
 857
 858 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 859 {
 860         unsigned long bp, sp, ip;
 861         unsigned long stack_page;
 862         int count = 0;
 863         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 864                 return 0;
 865         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 866         sp = p->thread.sp;
 867         if (!stack_page || sp < stack_page || sp > top_esp+stack_page)
 868                 return 0;
 869         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes bp last. */
 870         bp = *(unsigned long *) sp;
 871         do {
 872                 if (bp < stack_page || bp > top_ebp+stack_page)
 873                         return 0;
 874                 ip = *(unsigned long *) (bp+4);
 875                 if (!in_sched_functions(ip))
 876                         return ip;
 877                 bp = *(unsigned long *) bp;
 878         } while (count++ < 16);
 879         return 0;
 880 }
 881
 882 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 883 {
 884         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 885                 sp -= get_random_int() % 8192;
 886         return sp & ~0xf;
 887 }
 888
 889 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 890 {
 891         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
 892         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
 893 }