arch/xtensa/kernel/process.c

   1 /*
   2  * arch/xtensa/kernel/process.c
   3  *
   4  * Xtensa Processor version.
   5  *
   6  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   7  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   8  * for more details.
   9  *
  10  * Copyright (C) 2001 - 2005 Tensilica Inc.
  11  *
  12  * Joe Taylor <joe@tensilica.com, joetylr@yahoo.com>
  13  * Chris Zankel <chris@zankel.net>
  14  * Marc Gauthier <marc@tensilica.com, marc@alumni.uwaterloo.ca>
  15  * Kevin Chea
  16  */
  17
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/sched.h>
  20 #include <linux/sched/debug.h>
  21 #include <linux/sched/task.h>
  22 #include <linux/sched/task_stack.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/mm.h>
  25 #include <linux/smp.h>
  26 #include <linux/stddef.h>
  27 #include <linux/unistd.h>
  28 #include <linux/ptrace.h>
  29 #include <linux/elf.h>
  30 #include <linux/hw_breakpoint.h>
  31 #include <linux/init.h>
  32 #include <linux/prctl.h>
  33 #include <linux/init_task.h>
  34 #include <linux/module.h>
  35 #include <linux/mqueue.h>
  36 #include <linux/fs.h>
  37 #include <linux/slab.h>
  38 #include <linux/rcupdate.h>
  39
  40 #include <linux/uaccess.h>
  41 #include <asm/io.h>
  42 #include <asm/processor.h>
  43 #include <asm/platform.h>
  44 #include <asm/mmu.h>
  45 #include <asm/irq.h>
  46 #include <linux/atomic.h>
  47 #include <asm/asm-offsets.h>
  48 #include <asm/regs.h>
  49 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  50 #include <asm/traps.h>
  51
  52 extern void ret_from_fork(void);
  53 extern void ret_from_kernel_thread(void);
  54
  55 void (*pm_power_off)(void) = NULL;
  56 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
  57
  58
  59 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
  60 #include <linux/stackprotector.h>
  61 unsigned long __stack_chk_guard __read_mostly;
  62 EXPORT_SYMBOL(__stack_chk_guard);
  63 #endif
  64
  65 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
  66
  67 void local_coprocessors_flush_release_all(void)
  68 {
  69         struct thread_info **coprocessor_owner;
  70         struct thread_info *unique_owner[XCHAL_CP_MAX];
  71         int n = 0;
  72         int i, j;
  73
  74         coprocessor_owner = this_cpu_ptr(&exc_table)->coprocessor_owner;
  75         xtensa_set_sr(XCHAL_CP_MASK, cpenable);
  76
  77         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
  78                 struct thread_info *ti = coprocessor_owner[i];
  79
  80                 if (ti) {
  81                         coprocessor_flush(ti, i);
  82
  83                         for (j = 0; j < n; j++)
  84                                 if (unique_owner[j] == ti)
  85                                         break;
  86                         if (j == n)
  87                                 unique_owner[n++] = ti;
  88
  89                         coprocessor_owner[i] = NULL;
  90                 }
  91         }
  92         for (i = 0; i < n; i++) {
  93                 /* pairs with memw (1) in fast_coprocessor and memw in switch_to */
  94                 smp_wmb();
  95                 unique_owner[i]->cpenable = 0;
  96         }
  97         xtensa_set_sr(0, cpenable);
  98 }
  99
 100 static void local_coprocessor_release_all(void *info)
 101 {
 102         struct thread_info *ti = info;
 103         struct thread_info **coprocessor_owner;
 104         int i;
 105
 106         coprocessor_owner = this_cpu_ptr(&exc_table)->coprocessor_owner;
 107
 108         /* Walk through all cp owners and release it for the requested one. */
 109
 110         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
 111                 if (coprocessor_owner[i] == ti)
 112                         coprocessor_owner[i] = NULL;
 113         }
 114         /* pairs with memw (1) in fast_coprocessor and memw in switch_to */
 115         smp_wmb();
 116         ti->cpenable = 0;
 117         if (ti == current_thread_info())
 118                 xtensa_set_sr(0, cpenable);
 119 }
 120
 121 void coprocessor_release_all(struct thread_info *ti)
 122 {
 123         if (ti->cpenable) {
 124                 /* pairs with memw (2) in fast_coprocessor */
 125                 smp_rmb();
 126                 smp_call_function_single(ti->cp_owner_cpu,
 127                                          local_coprocessor_release_all,
 128                                          ti, true);
 129         }
 130 }
 131
 132 static void local_coprocessor_flush_all(void *info)
 133 {
 134         struct thread_info *ti = info;
 135         struct thread_info **coprocessor_owner;
 136         unsigned long old_cpenable;
 137         int i;
 138
 139         coprocessor_owner = this_cpu_ptr(&exc_table)->coprocessor_owner;
 140         old_cpenable = xtensa_xsr(ti->cpenable, cpenable);
 141
 142         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
 143                 if (coprocessor_owner[i] == ti)
 144                         coprocessor_flush(ti, i);
 145         }
 146         xtensa_set_sr(old_cpenable, cpenable);
 147 }
 148
 149 void coprocessor_flush_all(struct thread_info *ti)
 150 {
 151         if (ti->cpenable) {
 152                 /* pairs with memw (2) in fast_coprocessor */
 153                 smp_rmb();
 154                 smp_call_function_single(ti->cp_owner_cpu,
 155                                          local_coprocessor_flush_all,
 156                                          ti, true);
 157         }
 158 }
 159
 160 static void local_coprocessor_flush_release_all(void *info)
 161 {
 162         local_coprocessor_flush_all(info);
 163         local_coprocessor_release_all(info);
 164 }
 165
 166 void coprocessor_flush_release_all(struct thread_info *ti)
 167 {
 168         if (ti->cpenable) {
 169                 /* pairs with memw (2) in fast_coprocessor */
 170                 smp_rmb();
 171                 smp_call_function_single(ti->cp_owner_cpu,
 172                                          local_coprocessor_flush_release_all,
 173                                          ti, true);
 174         }
 175 }
 176
 177 #endif
 178
 179
 180 /*
 181  * Powermanagement idle function, if any is provided by the platform.
 182  */
 183 void arch_cpu_idle(void)
 184 {
 185         platform_idle();
 186 }
 187
 188 /*
 189  * This is called when the thread calls exit().
 190  */
 191 void exit_thread(struct task_struct *tsk)
 192 {
 193 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 194         coprocessor_release_all(task_thread_info(tsk));
 195 #endif
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Flush thread state. This is called when a thread does an execve()
 200  * Note that we flush coprocessor registers for the case execve fails.
 201  */
 202 void flush_thread(void)
 203 {
 204 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 205         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 206         coprocessor_flush_release_all(ti);
 207 #endif
 208         flush_ptrace_hw_breakpoint(current);
 209 }
 210
 211 /*
 212  * this gets called so that we can store coprocessor state into memory and
 213  * copy the current task into the new thread.
 214  */
 215 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 216 {
 217 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 218         coprocessor_flush_all(task_thread_info(src));
 219 #endif
 220         *dst = *src;
 221         return 0;
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Copy thread.
 226  *
 227  * There are two modes in which this function is called:
 228  * 1) Userspace thread creation,
 229  *    regs != NULL, usp_thread_fn is userspace stack pointer.
 230  *    It is expected to copy parent regs (in case CLONE_VM is not set
 231  *    in the clone_flags) and set up passed usp in the childregs.
 232  * 2) Kernel thread creation,
 233  *    regs == NULL, usp_thread_fn is the function to run in the new thread
 234  *    and thread_fn_arg is its parameter.
 235  *    childregs are not used for the kernel threads.
 236  *
 237  * The stack layout for the new thread looks like this:
 238  *
 239  *      +------------------------+
 240  *      |       childregs        |
 241  *      +------------------------+ <- thread.sp = sp in dummy-frame
 242  *      |      dummy-frame       |    (saved in dummy-frame spill-area)
 243  *      +------------------------+
 244  *
 245  * We create a dummy frame to return to either ret_from_fork or
 246  *   ret_from_kernel_thread:
 247  *   a0 points to ret_from_fork/ret_from_kernel_thread (simulating a call4)
 248  *   sp points to itself (thread.sp)
 249  *   a2, a3 are unused for userspace threads,
 250  *   a2 points to thread_fn, a3 holds thread_fn arg for kernel threads.
 251  *
 252  * Note: This is a pristine frame, so we don't need any spill region on top of
 253  *       childregs.
 254  *
 255  * The fun part:  if we're keeping the same VM (i.e. cloning a thread,
 256  * not an entire process), we're normally given a new usp, and we CANNOT share
 257  * any live address register windows.  If we just copy those live frames over,
 258  * the two threads (parent and child) will overflow the same frames onto the
 259  * parent stack at different times, likely corrupting the parent stack (esp.
 260  * if the parent returns from functions that called clone() and calls new
 261  * ones, before the child overflows its now old copies of its parent windows).
 262  * One solution is to spill windows to the parent stack, but that's fairly
 263  * involved.  Much simpler to just not copy those live frames across.
 264  */
 265
 266 int copy_thread(struct task_struct *p, const struct kernel_clone_args *args)
 267 {
 268         unsigned long clone_flags = args->flags;
 269         unsigned long usp_thread_fn = args->stack;
 270         unsigned long tls = args->tls;
 271         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 272
 273 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 274         struct thread_info *ti;
 275 #endif
 276
 277 #if defined(__XTENSA_WINDOWED_ABI__)
 278         /* Create a call4 dummy-frame: a0 = 0, a1 = childregs. */
 279         SPILL_SLOT(childregs, 1) = (unsigned long)childregs;
 280         SPILL_SLOT(childregs, 0) = 0;
 281
 282         p->thread.sp = (unsigned long)childregs;
 283 #elif defined(__XTENSA_CALL0_ABI__)
 284         /* Reserve 16 bytes for the _switch_to stack frame. */
 285         p->thread.sp = (unsigned long)childregs - 16;
 286 #else
 287 #error Unsupported Xtensa ABI
 288 #endif
 289
 290         if (!args->fn) {
 291                 struct pt_regs *regs = current_pt_regs();
 292                 unsigned long usp = usp_thread_fn ?
 293                         usp_thread_fn : regs->areg[1];
 294
 295                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 296                                 (unsigned long)ret_from_fork, 0x1);
 297
 298                 *childregs = *regs;
 299                 childregs->areg[1] = usp;
 300                 childregs->areg[2] = 0;
 301
 302                 /* When sharing memory with the parent thread, the child
 303                    usually starts on a pristine stack, so we have to reset
 304                    windowbase, windowstart and wmask.
 305                    (Note that such a new thread is required to always create
 306                    an initial call4 frame)
 307                    The exception is vfork, where the new thread continues to
 308                    run on the parent's stack until it calls execve. This could
 309                    be a call8 or call12, which requires a legal stack frame
 310                    of the previous caller for the overflow handlers to work.
 311                    (Note that it's always legal to overflow live registers).
 312                    In this case, ensure to spill at least the stack pointer
 313                    of that frame. */
 314
 315                 if (clone_flags & CLONE_VM) {
 316                         /* check that caller window is live and same stack */
 317                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 318                         if (regs->areg[1] == usp && len != 0) {
 319                                 int callinc = (regs->areg[0] >> 30) & 3;
 320                                 int caller_ars = XCHAL_NUM_AREGS - callinc * 4;
 321                                 put_user(regs->areg[caller_ars+1],
 322                                          (unsigned __user*)(usp - 12));
 323                         }
 324                         childregs->wmask = 1;
 325                         childregs->windowstart = 1;
 326                         childregs->windowbase = 0;
 327                 }
 328
 329                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 330                         childregs->threadptr = tls;
 331         } else {
 332                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 333                                 (unsigned long)ret_from_kernel_thread, 1);
 334
 335                 /* pass parameters to ret_from_kernel_thread: */
 336 #if defined(__XTENSA_WINDOWED_ABI__)
 337                 /*
 338                  * a2 = thread_fn, a3 = thread_fn arg.
 339                  * Window underflow will load registers from the
 340                  * spill slots on the stack on return from _switch_to.
 341                  */
 342                 SPILL_SLOT(childregs, 2) = (unsigned long)args->fn;
 343                 SPILL_SLOT(childregs, 3) = (unsigned long)args->fn_arg;
 344 #elif defined(__XTENSA_CALL0_ABI__)
 345                 /*
 346                  * a12 = thread_fn, a13 = thread_fn arg.
 347                  * _switch_to epilogue will load registers from the stack.
 348                  */
 349                 ((unsigned long *)p->thread.sp)[0] = (unsigned long)args->fn;
 350                 ((unsigned long *)p->thread.sp)[1] = (unsigned long)args->fn_arg;
 351 #else
 352 #error Unsupported Xtensa ABI
 353 #endif
 354
 355                 /* Childregs are only used when we're going to userspace
 356                  * in which case start_thread will set them up.
 357                  */
 358         }
 359
 360 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 361         ti = task_thread_info(p);
 362         ti->cpenable = 0;
 363 #endif
 364
 365         clear_ptrace_hw_breakpoint(p);
 366
 367         return 0;
 368 }
 369
 370
 371 /*
 372  * These bracket the sleeping functions..
 373  */
 374
 375 unsigned long __get_wchan(struct task_struct *p)
 376 {
 377         unsigned long sp, pc;
 378         unsigned long stack_page = (unsigned long) task_stack_page(p);
 379         int count = 0;
 380
 381         sp = p->thread.sp;
 382         pc = MAKE_PC_FROM_RA(p->thread.ra, p->thread.sp);
 383
 384         do {
 385                 if (sp < stack_page + sizeof(struct task_struct) ||
 386                     sp >= (stack_page + THREAD_SIZE) ||
 387                     pc == 0)
 388                         return 0;
 389                 if (!in_sched_functions(pc))
 390                         return pc;
 391
 392                 /* Stack layout: sp-4: ra, sp-3: sp' */
 393
 394                 pc = MAKE_PC_FROM_RA(SPILL_SLOT(sp, 0), sp);
 395                 sp = SPILL_SLOT(sp, 1);
 396         } while (count++ < 16);
 397         return 0;
 398 }