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
  59 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
  60
  61 static int hlt_counter;
  62
  63 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
  64 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
  65
  66 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
  67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
  68
  69 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_number);
  70 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_number);
  71
  72 /*
  73  * Return saved PC of a blocked thread.
  74  */
  75 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
  76 {
  77         return ((unsigned long *)tsk->thread.esp)[3];
  78 }
  79
  80 /*
  81  * Powermanagement idle function, if any..
  82  */
  83 void (*pm_idle)(void);
  84 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
  85 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, cpu_idle_state);
  86
  87 void disable_hlt(void)
  88 {
  89         hlt_counter++;
  90 }
  91
  92 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
  93
  94 void enable_hlt(void)
  95 {
  96         hlt_counter--;
  97 }
  98
  99 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
 100
 101 /*
 102  * We use this if we don't have any better
 103  * idle routine..
 104  */
 105 void default_idle(void)
 106 {
 107         if (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok) {
 108                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
 109                 /*
 110                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
 111                  * test NEED_RESCHED:
 112                  */
 113                 smp_mb();
 114
 115                 local_irq_disable();
 116                 if (!need_resched()) {
 117                         ktime_t t0, t1;
 118                         u64 t0n, t1n;
 119
 120                         t0 = ktime_get();
 121                         t0n = ktime_to_ns(t0);
 122                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
 123                         local_irq_disable();
 124                         t1 = ktime_get();
 125                         t1n = ktime_to_ns(t1);
 126                         sched_clock_idle_wakeup_event(t1n - t0n);
 127                 }
 128                 local_irq_enable();
 129                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 130         } else {
 131                 /* loop is done by the caller */
 132                 cpu_relax();
 133         }
 134 }
 135 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
 136 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
 137 #endif
 138
 139 /*
 140  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
 141  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
 142  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
 143  */
 144 static void poll_idle (void)
 145 {
 146         cpu_relax();
 147 }
 148
 149 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 150 #include <asm/nmi.h>
 151 /* We don't actually take CPU down, just spin without interrupts. */
 152 static inline void play_dead(void)
 153 {
 154         /* This must be done before dead CPU ack */
 155         cpu_exit_clear();
 156         wbinvd();
 157         mb();
 158         /* Ack it */
 159         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
 160
 161         /*
 162          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
 163          */
 164         local_irq_disable();
 165         while (1)
 166                 halt();
 167 }
 168 #else
 169 static inline void play_dead(void)
 170 {
 171         BUG();
 172 }
 173 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 174
 175 /*
 176  * The idle thread. There's no useful work to be
 177  * done, so just try to conserve power and have a
 178  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
 179  * somebody to say that they'd like to reschedule)
 180  */
 181 void cpu_idle(void)
 182 {
 183         int cpu = smp_processor_id();
 184
 185         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 186
 187         /* endless idle loop with no priority at all */
 188         while (1) {
 189                 tick_nohz_stop_sched_tick();
 190                 while (!need_resched()) {
 191                         void (*idle)(void);
 192
 193                         if (__get_cpu_var(cpu_idle_state))
 194                                 __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
 195
 196                         check_pgt_cache();
 197                         rmb();
 198                         idle = pm_idle;
 199
 200                         if (!idle)
 201                                 idle = default_idle;
 202
 203                         if (cpu_is_offline(cpu))
 204                                 play_dead();
 205
 206                         __get_cpu_var(irq_stat).idle_timestamp = jiffies;
 207                         idle();
 208                 }
 209                 tick_nohz_restart_sched_tick();
 210                 preempt_enable_no_resched();
 211                 schedule();
 212                 preempt_disable();
 213         }
 214 }
 215
 216 static void do_nothing(void *unused)
 217 {
 218 }
 219
 220 void cpu_idle_wait(void)
 221 {
 222         unsigned int cpu, this_cpu = get_cpu();
 223         cpumask_t map, tmp = current->cpus_allowed;
 224
 225         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(this_cpu));
 226         put_cpu();
 227
 228         cpus_clear(map);
 229         for_each_online_cpu(cpu) {
 230                 per_cpu(cpu_idle_state, cpu) = 1;
 231                 cpu_set(cpu, map);
 232         }
 233
 234         __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
 235
 236         wmb();
 237         do {
 238                 ssleep(1);
 239                 for_each_online_cpu(cpu) {
 240                         if (cpu_isset(cpu, map) && !per_cpu(cpu_idle_state, cpu))
 241                                 cpu_clear(cpu, map);
 242                 }
 243                 cpus_and(map, map, cpu_online_map);
 244                 /*
 245                  * We waited 1 sec, if a CPU still did not call idle
 246                  * it may be because it is in idle and not waking up
 247                  * because it has nothing to do.
 248                  * Give all the remaining CPUS a kick.
 249                  */
 250                 smp_call_function_mask(map, do_nothing, 0, 0);
 251         } while (!cpus_empty(map));
 252
 253         set_cpus_allowed(current, tmp);
 254 }
 255 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
 256
 257 /*
 258  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
 259  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
 260  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
 261  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
 262  * up from MWAIT (without an IPI).
 263  *
 264  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
 265  * capability.
 266  */
 267 void mwait_idle_with_hints(unsigned long eax, unsigned long ecx)
 268 {
 269         if (!need_resched()) {
 270                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
 271                 smp_mb();
 272                 if (!need_resched())
 273                         __mwait(eax, ecx);
 274         }
 275 }
 276
 277 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
 278 static void mwait_idle(void)
 279 {
 280         local_irq_enable();
 281         mwait_idle_with_hints(0, 0);
 282 }
 283
 284 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
 285 {
 286         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT)) {
 287                 printk("monitor/mwait feature present.\n");
 288                 /*
 289                  * Skip, if setup has overridden idle.
 290                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
 291                  */
 292                 if (!pm_idle) {
 293                         printk("using mwait in idle threads.\n");
 294                         pm_idle = mwait_idle;
 295                 }
 296         }
 297 }
 298
 299 static int __init idle_setup(char *str)
 300 {
 301         if (!strcmp(str, "poll")) {
 302                 printk("using polling idle threads.\n");
 303                 pm_idle = poll_idle;
 304 #ifdef CONFIG_X86_SMP
 305                 if (smp_num_siblings > 1)
 306                         printk("WARNING: polling idle and HT enabled, performance may degrade.\n");
 307 #endif
 308         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
 309                 force_mwait = 1;
 310         else
 311                 return -1;
 312
 313         boot_option_idle_override = 1;
 314         return 0;
 315 }
 316 early_param("idle", idle_setup);
 317
 318 void __show_registers(struct pt_regs *regs, int all)
 319 {
 320         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
 321         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
 322         unsigned long esp;
 323         unsigned short ss, gs;
 324
 325         if (user_mode_vm(regs)) {
 326                 esp = regs->esp;
 327                 ss = regs->xss & 0xffff;
 328                 savesegment(gs, gs);
 329         } else {
 330                 esp = (unsigned long) (&regs->esp);
 331                 savesegment(ss, ss);
 332                 savesegment(gs, gs);
 333         }
 334
 335         printk("\n");
 336         printk("Pid: %d, comm: %s %s (%s %.*s)\n",
 337                         task_pid_nr(current), current->comm,
 338                         print_tainted(), init_utsname()->release,
 339                         (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
 340                         init_utsname()->version);
 341
 342         printk("EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
 343                         0xffff & regs->xcs, regs->eip, regs->eflags,
 344                         smp_processor_id());
 345         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->eip);
 346
 347         printk("EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
 348                 regs->eax, regs->ebx, regs->ecx, regs->edx);
 349         printk("ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
 350                 regs->esi, regs->edi, regs->ebp, esp);
 351         printk(" DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
 352                regs->xds & 0xffff, regs->xes & 0xffff,
 353                regs->xfs & 0xffff, gs, ss);
 354
 355         if (!all)
 356                 return;
 357
 358         cr0 = read_cr0();
 359         cr2 = read_cr2();
 360         cr3 = read_cr3();
 361         cr4 = read_cr4_safe();
 362         printk("CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
 363                         cr0, cr2, cr3, cr4);
 364
 365         get_debugreg(d0, 0);
 366         get_debugreg(d1, 1);
 367         get_debugreg(d2, 2);
 368         get_debugreg(d3, 3);
 369         printk("DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
 370                         d0, d1, d2, d3);
 371
 372         get_debugreg(d6, 6);
 373         get_debugreg(d7, 7);
 374         printk("DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
 375                         d6, d7);
 376 }
 377
 378 void show_regs(struct pt_regs *regs)
 379 {
 380         __show_registers(regs, 1);
 381         show_trace(NULL, regs, &regs->esp);
 382 }
 383
 384 /*
 385  * This gets run with %ebx containing the
 386  * function to call, and %edx containing
 387  * the "args".
 388  */
 389 extern void kernel_thread_helper(void);
 390
 391 /*
 392  * Create a kernel thread
 393  */
 394 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
 395 {
 396         struct pt_regs regs;
 397
 398         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
 399
 400         regs.ebx = (unsigned long) fn;
 401         regs.edx = (unsigned long) arg;
 402
 403         regs.xds = __USER_DS;
 404         regs.xes = __USER_DS;
 405         regs.xfs = __KERNEL_PERCPU;
 406         regs.orig_eax = -1;
 407         regs.eip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
 408         regs.xcs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 409         regs.eflags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_PF | 0x2;
 410
 411         /* Ok, create the new process.. */
 412         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 413 }
 414 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
 415
 416 /*
 417  * Free current thread data structures etc..
 418  */
 419 void exit_thread(void)
 420 {
 421         /* The process may have allocated an io port bitmap... nuke it. */
 422         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_IO_BITMAP))) {
 423                 struct task_struct *tsk = current;
 424                 struct thread_struct *t = &tsk->thread;
 425                 int cpu = get_cpu();
 426                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 427
 428                 kfree(t->io_bitmap_ptr);
 429                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
 430                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
 431                 /*
 432                  * Careful, clear this in the TSS too:
 433                  */
 434                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, tss->io_bitmap_max);
 435                 t->io_bitmap_max = 0;
 436                 tss->io_bitmap_owner = NULL;
 437                 tss->io_bitmap_max = 0;
 438                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
 439                 put_cpu();
 440         }
 441 }
 442
 443 void flush_thread(void)
 444 {
 445         struct task_struct *tsk = current;
 446
 447         memset(tsk->thread.debugreg, 0, sizeof(unsigned long)*8);
 448         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
 449         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_DEBUG);
 450         /*
 451          * Forget coprocessor state..
 452          */
 453         clear_fpu(tsk);
 454         clear_used_math();
 455 }
 456
 457 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 458 {
 459         BUG_ON(dead_task->mm);
 460         release_vm86_irqs(dead_task);
 461 }
 462
 463 /*
 464  * This gets called before we allocate a new thread and copy
 465  * the current task into it.
 466  */
 467 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
 468 {
 469         unlazy_fpu(tsk);
 470 }
 471
 472 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long esp,
 473         unsigned long unused,
 474         struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)
 475 {
 476         struct pt_regs * childregs;
 477         struct task_struct *tsk;
 478         int err;
 479
 480         childregs = task_pt_regs(p);
 481         *childregs = *regs;
 482         childregs->eax = 0;
 483         childregs->esp = esp;
 484
 485         p->thread.esp = (unsigned long) childregs;
 486         p->thread.esp0 = (unsigned long) (childregs+1);
 487
 488         p->thread.eip = (unsigned long) ret_from_fork;
 489
 490         savesegment(gs,p->thread.gs);
 491
 492         tsk = current;
 493         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
 494                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
 495                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
 496                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
 497                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
 498                         return -ENOMEM;
 499                 }
 500                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
 501         }
 502
 503         /*
 504          * Set a new TLS for the child thread?
 505          */
 506         if (clone_flags & CLONE_SETTLS) {
 507                 struct desc_struct *desc;
 508                 struct user_desc info;
 509                 int idx;
 510
 511                 err = -EFAULT;
 512                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)childregs->esi, sizeof(info)))
 513                         goto out;
 514                 err = -EINVAL;
 515                 if (LDT_empty(&info))
 516                         goto out;
 517
 518                 idx = info.entry_number;
 519                 if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 520                         goto out;
 521
 522                 desc = p->thread.tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 523                 desc->a = LDT_entry_a(&info);
 524                 desc->b = LDT_entry_b(&info);
 525         }
 526
 527         err = 0;
 528  out:
 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         int i;
 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->esp & ~(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         for (i = 0; i < 8; i++)
 552                 dump->u_debugreg[i] = current->thread.debugreg[i];
 553
 554         if (dump->start_stack < TASK_SIZE)
 555                 dump->u_ssize = ((unsigned long) (TASK_SIZE - dump->start_stack)) >> PAGE_SHIFT;
 556
 557         dump->regs.ebx = regs->ebx;
 558         dump->regs.ecx = regs->ecx;
 559         dump->regs.edx = regs->edx;
 560         dump->regs.esi = regs->esi;
 561         dump->regs.edi = regs->edi;
 562         dump->regs.ebp = regs->ebp;
 563         dump->regs.eax = regs->eax;
 564         dump->regs.ds = regs->xds;
 565         dump->regs.es = regs->xes;
 566         dump->regs.fs = regs->xfs;
 567         savesegment(gs,dump->regs.gs);
 568         dump->regs.orig_eax = regs->orig_eax;
 569         dump->regs.eip = regs->eip;
 570         dump->regs.cs = regs->xcs;
 571         dump->regs.eflags = regs->eflags;
 572         dump->regs.esp = regs->esp;
 573         dump->regs.ss = regs->xss;
 574
 575         dump->u_fpvalid = dump_fpu (regs, &dump->i387);
 576 }
 577 EXPORT_SYMBOL(dump_thread);
 578
 579 /*
 580  * Capture the user space registers if the task is not running (in user space)
 581  */
 582 int dump_task_regs(struct task_struct *tsk, elf_gregset_t *regs)
 583 {
 584         struct pt_regs ptregs = *task_pt_regs(tsk);
 585         ptregs.xcs &= 0xffff;
 586         ptregs.xds &= 0xffff;
 587         ptregs.xes &= 0xffff;
 588         ptregs.xss &= 0xffff;
 589
 590         elf_core_copy_regs(regs, &ptregs);
 591
 592         return 1;
 593 }
 594
 595 #ifdef CONFIG_SECCOMP
 596 void hard_disable_TSC(void)
 597 {
 598         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
 599 }
 600 void disable_TSC(void)
 601 {
 602         preempt_disable();
 603         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
 604                 /*
 605                  * Must flip the CPU state synchronously with
 606                  * TIF_NOTSC in the current running context.
 607                  */
 608                 hard_disable_TSC();
 609         preempt_enable();
 610 }
 611 void hard_enable_TSC(void)
 612 {
 613         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
 614 }
 615 #endif /* CONFIG_SECCOMP */
 616
 617 static noinline void
 618 __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
 619                  struct tss_struct *tss)
 620 {
 621         struct thread_struct *next;
 622
 623         next = &next_p->thread;
 624
 625         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DEBUG)) {
 626                 set_debugreg(next->debugreg[0], 0);
 627                 set_debugreg(next->debugreg[1], 1);
 628                 set_debugreg(next->debugreg[2], 2);
 629                 set_debugreg(next->debugreg[3], 3);
 630                 /* no 4 and 5 */
 631                 set_debugreg(next->debugreg[6], 6);
 632                 set_debugreg(next->debugreg[7], 7);
 633         }
 634
 635 #ifdef CONFIG_SECCOMP
 636         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
 637             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
 638                 /* prev and next are different */
 639                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
 640                         hard_disable_TSC();
 641                 else
 642                         hard_enable_TSC();
 643         }
 644 #endif
 645
 646         if (!test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
 647                 /*
 648                  * Disable the bitmap via an invalid offset. We still cache
 649                  * the previous bitmap owner and the IO bitmap contents:
 650                  */
 651                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
 652                 return;
 653         }
 654
 655         if (likely(next == tss->io_bitmap_owner)) {
 656                 /*
 657                  * Previous owner of the bitmap (hence the bitmap content)
 658                  * matches the next task, we dont have to do anything but
 659                  * to set a valid offset in the TSS:
 660                  */
 661                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
 662                 return;
 663         }
 664         /*
 665          * Lazy TSS's I/O bitmap copy. We set an invalid offset here
 666          * and we let the task to get a GPF in case an I/O instruction
 667          * is performed.  The handler of the GPF will verify that the
 668          * faulting task has a valid I/O bitmap and, it true, does the
 669          * real copy and restart the instruction.  This will save us
 670          * redundant copies when the currently switched task does not
 671          * perform any I/O during its timeslice.
 672          */
 673         tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET_LAZY;
 674 }
 675
 676 /*
 677  *      switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
 678  *
 679  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
 680  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
 681  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
 682  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
 683  * and UP become the same).
 684  *
 685  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
 686  * reason for not using it any more becomes apparent when you
 687  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
 688  * valid (stale segment register values in particular). With the
 689  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
 690  * a reasonable manner.
 691  *
 692  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
 693  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
 694  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
 695  * so the performance issues may eventually be a valid point.
 696  * More important, however, is the fact that this allows us much
 697  * more flexibility.
 698  *
 699  * The return value (in %eax) will be the "prev" task after
 700  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
 701  * for example.
 702  */
 703 struct task_struct fastcall * __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
 704 {
 705         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
 706                                  *next = &next_p->thread;
 707         int cpu = smp_processor_id();
 708         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 709
 710         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
 711
 712         __unlazy_fpu(prev_p);
 713
 714
 715         /* we're going to use this soon, after a few expensive things */
 716         if (next_p->fpu_counter > 5)
 717                 prefetch(&next->i387.fxsave);
 718
 719         /*
 720          * Reload esp0.
 721          */
 722         load_esp0(tss, next);
 723
 724         /*
 725          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
 726          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
 727          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
 728          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
 729          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
 730          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
 731          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
 732          * running inside of a hypervisor layer.
 733          */
 734         savesegment(gs, prev->gs);
 735
 736         /*
 737          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
 738          */
 739         load_TLS(next, cpu);
 740
 741         /*
 742          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
 743          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
 744          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
 745          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
 746          */
 747         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
 748                 set_iopl_mask(next->iopl);
 749
 750         /*
 751          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
 752          */
 753         if (unlikely(task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV ||
 754                      task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT))
 755                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p, tss);
 756
 757         /*
 758          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
 759          * This must be done before restoring TLS segments so
 760          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
 761          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
 762          * to date.
 763          */
 764         arch_leave_lazy_cpu_mode();
 765
 766         /* If the task has used fpu the last 5 timeslices, just do a full
 767          * restore of the math state immediately to avoid the trap; the
 768          * chances of needing FPU soon are obviously high now
 769          */
 770         if (next_p->fpu_counter > 5)
 771                 math_state_restore();
 772
 773         /*
 774          * Restore %gs if needed (which is common)
 775          */
 776         if (prev->gs | next->gs)
 777                 loadsegment(gs, next->gs);
 778
 779         x86_write_percpu(current_task, next_p);
 780
 781         return prev_p;
 782 }
 783
 784 asmlinkage int sys_fork(struct pt_regs regs)
 785 {
 786         return do_fork(SIGCHLD, regs.esp, &regs, 0, NULL, NULL);
 787 }
 788
 789 asmlinkage int sys_clone(struct pt_regs regs)
 790 {
 791         unsigned long clone_flags;
 792         unsigned long newsp;
 793         int __user *parent_tidptr, *child_tidptr;
 794
 795         clone_flags = regs.ebx;
 796         newsp = regs.ecx;
 797         parent_tidptr = (int __user *)regs.edx;
 798         child_tidptr = (int __user *)regs.edi;
 799         if (!newsp)
 800                 newsp = regs.esp;
 801         return do_fork(clone_flags, newsp, &regs, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
 802 }
 803
 804 /*
 805  * This is trivial, and on the face of it looks like it
 806  * could equally well be done in user mode.
 807  *
 808  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
 809  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
 810  * done by calling the "clone()" system call directly, you
 811  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
 812  * the information you need.
 813  */
 814 asmlinkage int sys_vfork(struct pt_regs regs)
 815 {
 816         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs.esp, &regs, 0, NULL, NULL);
 817 }
 818
 819 /*
 820  * sys_execve() executes a new program.
 821  */
 822 asmlinkage int sys_execve(struct pt_regs regs)
 823 {
 824         int error;
 825         char * filename;
 826
 827         filename = getname((char __user *) regs.ebx);
 828         error = PTR_ERR(filename);
 829         if (IS_ERR(filename))
 830                 goto out;
 831         error = do_execve(filename,
 832                         (char __user * __user *) regs.ecx,
 833                         (char __user * __user *) regs.edx,
 834                         &regs);
 835         if (error == 0) {
 836                 task_lock(current);
 837                 current->ptrace &= ~PT_DTRACE;
 838                 task_unlock(current);
 839                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
 840                 set_thread_flag(TIF_IRET);
 841         }
 842         putname(filename);
 843 out:
 844         return error;
 845 }
 846
 847 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
 848 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
 849
 850 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 851 {
 852         unsigned long ebp, esp, eip;
 853         unsigned long stack_page;
 854         int count = 0;
 855         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 856                 return 0;
 857         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 858         esp = p->thread.esp;
 859         if (!stack_page || esp < stack_page || esp > top_esp+stack_page)
 860                 return 0;
 861         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes ebp last. */
 862         ebp = *(unsigned long *) esp;
 863         do {
 864                 if (ebp < stack_page || ebp > top_ebp+stack_page)
 865                         return 0;
 866                 eip = *(unsigned long *) (ebp+4);
 867                 if (!in_sched_functions(eip))
 868                         return eip;
 869                 ebp = *(unsigned long *) ebp;
 870         } while (count++ < 16);
 871         return 0;
 872 }
 873
 874 /*
 875  * sys_alloc_thread_area: get a yet unused TLS descriptor index.
 876  */
 877 static int get_free_idx(void)
 878 {
 879         struct thread_struct *t = &current->thread;
 880         int idx;
 881
 882         for (idx = 0; idx < GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES; idx++)
 883                 if (desc_empty(t->tls_array + idx))
 884                         return idx + GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 885         return -ESRCH;
 886 }
 887
 888 /*
 889  * Set a given TLS descriptor:
 890  */
 891 asmlinkage int sys_set_thread_area(struct user_desc __user *u_info)
 892 {
 893         struct thread_struct *t = &current->thread;
 894         struct user_desc info;
 895         struct desc_struct *desc;
 896         int cpu, idx;
 897
 898         if (copy_from_user(&info, u_info, sizeof(info)))
 899                 return -EFAULT;
 900         idx = info.entry_number;
 901
 902         /*
 903          * index -1 means the kernel should try to find and
 904          * allocate an empty descriptor:
 905          */
 906         if (idx == -1) {
 907                 idx = get_free_idx();
 908                 if (idx < 0)
 909                         return idx;
 910                 if (put_user(idx, &u_info->entry_number))
 911                         return -EFAULT;
 912         }
 913
 914         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 915                 return -EINVAL;
 916
 917         desc = t->tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 918
 919         /*
 920          * We must not get preempted while modifying the TLS.
 921          */
 922         cpu = get_cpu();
 923
 924         if (LDT_empty(&info)) {
 925                 desc->a = 0;
 926                 desc->b = 0;
 927         } else {
 928                 desc->a = LDT_entry_a(&info);
 929                 desc->b = LDT_entry_b(&info);
 930         }
 931         load_TLS(t, cpu);
 932
 933         put_cpu();
 934
 935         return 0;
 936 }
 937
 938 /*
 939  * Get the current Thread-Local Storage area:
 940  */
 941
 942 #define GET_BASE(desc) ( \
 943         (((desc)->a >> 16) & 0x0000ffff) | \
 944         (((desc)->b << 16) & 0x00ff0000) | \
 945         ( (desc)->b        & 0xff000000)   )
 946
 947 #define GET_LIMIT(desc) ( \
 948         ((desc)->a & 0x0ffff) | \
 949          ((desc)->b & 0xf0000) )
 950
 951 #define GET_32BIT(desc)         (((desc)->b >> 22) & 1)
 952 #define GET_CONTENTS(desc)      (((desc)->b >> 10) & 3)
 953 #define GET_WRITABLE(desc)      (((desc)->b >>  9) & 1)
 954 #define GET_LIMIT_PAGES(desc)   (((desc)->b >> 23) & 1)
 955 #define GET_PRESENT(desc)       (((desc)->b >> 15) & 1)
 956 #define GET_USEABLE(desc)       (((desc)->b >> 20) & 1)
 957
 958 asmlinkage int sys_get_thread_area(struct user_desc __user *u_info)
 959 {
 960         struct user_desc info;
 961         struct desc_struct *desc;
 962         int idx;
 963
 964         if (get_user(idx, &u_info->entry_number))
 965                 return -EFAULT;
 966         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 967                 return -EINVAL;
 968
 969         memset(&info, 0, sizeof(info));
 970
 971         desc = current->thread.tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 972
 973         info.entry_number = idx;
 974         info.base_addr = GET_BASE(desc);
 975         info.limit = GET_LIMIT(desc);
 976         info.seg_32bit = GET_32BIT(desc);
 977         info.contents = GET_CONTENTS(desc);
 978         info.read_exec_only = !GET_WRITABLE(desc);
 979         info.limit_in_pages = GET_LIMIT_PAGES(desc);
 980         info.seg_not_present = !GET_PRESENT(desc);
 981         info.useable = GET_USEABLE(desc);
 982
 983         if (copy_to_user(u_info, &info, sizeof(info)))
 984                 return -EFAULT;
 985         return 0;
 986 }
 987
 988 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 989 {
 990         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 991                 sp -= get_random_int() % 8192;
 992         return sp & ~0xf;
 993 }