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/sections.h>
  51 #include <asm/traps.h>
  52
  53 extern void ret_from_fork(void);
  54 extern void ret_from_kernel_thread(void);
  55
  56 void (*pm_power_off)(void) = NULL;
  57 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
  58
  59
  60 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
  61 #include <linux/stackprotector.h>
  62 unsigned long __stack_chk_guard __read_mostly;
  63 EXPORT_SYMBOL(__stack_chk_guard);
  64 #endif
  65
  66 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
  67
  68 void local_coprocessors_flush_release_all(void)
  69 {
  70         struct thread_info **coprocessor_owner;
  71         struct thread_info *unique_owner[XCHAL_CP_MAX];
  72         int n = 0;
  73         int i, j;
  74
  75         coprocessor_owner = this_cpu_ptr(&exc_table)->coprocessor_owner;
  76         xtensa_set_sr(XCHAL_CP_MASK, cpenable);
  77
  78         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
  79                 struct thread_info *ti = coprocessor_owner[i];
  80
  81                 if (ti) {
  82                         coprocessor_flush(ti, i);
  83
  84                         for (j = 0; j < n; j++)
  85                                 if (unique_owner[j] == ti)
  86                                         break;
  87                         if (j == n)
  88                                 unique_owner[n++] = ti;
  89
  90                         coprocessor_owner[i] = NULL;
  91                 }
  92         }
  93         for (i = 0; i < n; i++) {
  94                 /* pairs with memw (1) in fast_coprocessor and memw in switch_to */
  95                 smp_wmb();
  96                 unique_owner[i]->cpenable = 0;
  97         }
  98         xtensa_set_sr(0, cpenable);
  99 }
 100
 101 static void local_coprocessor_release_all(void *info)
 102 {
 103         struct thread_info *ti = info;
 104         struct thread_info **coprocessor_owner;
 105         int i;
 106
 107         coprocessor_owner = this_cpu_ptr(&exc_table)->coprocessor_owner;
 108
 109         /* Walk through all cp owners and release it for the requested one. */
 110
 111         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
 112                 if (coprocessor_owner[i] == ti)
 113                         coprocessor_owner[i] = NULL;
 114         }
 115         /* pairs with memw (1) in fast_coprocessor and memw in switch_to */
 116         smp_wmb();
 117         ti->cpenable = 0;
 118         if (ti == current_thread_info())
 119                 xtensa_set_sr(0, cpenable);
 120 }
 121
 122 void coprocessor_release_all(struct thread_info *ti)
 123 {
 124         if (ti->cpenable) {
 125                 /* pairs with memw (2) in fast_coprocessor */
 126                 smp_rmb();
 127                 smp_call_function_single(ti->cp_owner_cpu,
 128                                          local_coprocessor_release_all,
 129                                          ti, true);
 130         }
 131 }
 132
 133 static void local_coprocessor_flush_all(void *info)
 134 {
 135         struct thread_info *ti = info;
 136         struct thread_info **coprocessor_owner;
 137         unsigned long old_cpenable;
 138         int i;
 139
 140         coprocessor_owner = this_cpu_ptr(&exc_table)->coprocessor_owner;
 141         old_cpenable = xtensa_xsr(ti->cpenable, cpenable);
 142
 143         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
 144                 if (coprocessor_owner[i] == ti)
 145                         coprocessor_flush(ti, i);
 146         }
 147         xtensa_set_sr(old_cpenable, cpenable);
 148 }
 149
 150 void coprocessor_flush_all(struct thread_info *ti)
 151 {
 152         if (ti->cpenable) {
 153                 /* pairs with memw (2) in fast_coprocessor */
 154                 smp_rmb();
 155                 smp_call_function_single(ti->cp_owner_cpu,
 156                                          local_coprocessor_flush_all,
 157                                          ti, true);
 158         }
 159 }
 160
 161 static void local_coprocessor_flush_release_all(void *info)
 162 {
 163         local_coprocessor_flush_all(info);
 164         local_coprocessor_release_all(info);
 165 }
 166
 167 void coprocessor_flush_release_all(struct thread_info *ti)
 168 {
 169         if (ti->cpenable) {
 170                 /* pairs with memw (2) in fast_coprocessor */
 171                 smp_rmb();
 172                 smp_call_function_single(ti->cp_owner_cpu,
 173                                          local_coprocessor_flush_release_all,
 174                                          ti, true);
 175         }
 176 }
 177
 178 #endif
 179
 180
 181 /*
 182  * Powermanagement idle function, if any is provided by the platform.
 183  */
 184 void arch_cpu_idle(void)
 185 {
 186         platform_idle();
 187         raw_local_irq_disable();
 188 }
 189
 190 /*
 191  * This is called when the thread calls exit().
 192  */
 193 void exit_thread(struct task_struct *tsk)
 194 {
 195 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 196         coprocessor_release_all(task_thread_info(tsk));
 197 #endif
 198 }
 199
 200 /*
 201  * Flush thread state. This is called when a thread does an execve()
 202  * Note that we flush coprocessor registers for the case execve fails.
 203  */
 204 void flush_thread(void)
 205 {
 206 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 207         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 208         coprocessor_flush_release_all(ti);
 209 #endif
 210         flush_ptrace_hw_breakpoint(current);
 211 }
 212
 213 /*
 214  * this gets called so that we can store coprocessor state into memory and
 215  * copy the current task into the new thread.
 216  */
 217 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 218 {
 219 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 220         coprocessor_flush_all(task_thread_info(src));
 221 #endif
 222         *dst = *src;
 223         return 0;
 224 }
 225
 226 /*
 227  * Copy thread.
 228  *
 229  * There are two modes in which this function is called:
 230  * 1) Userspace thread creation,
 231  *    regs != NULL, usp_thread_fn is userspace stack pointer.
 232  *    It is expected to copy parent regs (in case CLONE_VM is not set
 233  *    in the clone_flags) and set up passed usp in the childregs.
 234  * 2) Kernel thread creation,
 235  *    regs == NULL, usp_thread_fn is the function to run in the new thread
 236  *    and thread_fn_arg is its parameter.
 237  *    childregs are not used for the kernel threads.
 238  *
 239  * The stack layout for the new thread looks like this:
 240  *
 241  *      +------------------------+
 242  *      |       childregs        |
 243  *      +------------------------+ <- thread.sp = sp in dummy-frame
 244  *      |      dummy-frame       |    (saved in dummy-frame spill-area)
 245  *      +------------------------+
 246  *
 247  * We create a dummy frame to return to either ret_from_fork or
 248  *   ret_from_kernel_thread:
 249  *   a0 points to ret_from_fork/ret_from_kernel_thread (simulating a call4)
 250  *   sp points to itself (thread.sp)
 251  *   a2, a3 are unused for userspace threads,
 252  *   a2 points to thread_fn, a3 holds thread_fn arg for kernel threads.
 253  *
 254  * Note: This is a pristine frame, so we don't need any spill region on top of
 255  *       childregs.
 256  *
 257  * The fun part:  if we're keeping the same VM (i.e. cloning a thread,
 258  * not an entire process), we're normally given a new usp, and we CANNOT share
 259  * any live address register windows.  If we just copy those live frames over,
 260  * the two threads (parent and child) will overflow the same frames onto the
 261  * parent stack at different times, likely corrupting the parent stack (esp.
 262  * if the parent returns from functions that called clone() and calls new
 263  * ones, before the child overflows its now old copies of its parent windows).
 264  * One solution is to spill windows to the parent stack, but that's fairly
 265  * involved.  Much simpler to just not copy those live frames across.
 266  */
 267
 268 int copy_thread(struct task_struct *p, const struct kernel_clone_args *args)
 269 {
 270         unsigned long clone_flags = args->flags;
 271         unsigned long usp_thread_fn = args->stack;
 272         unsigned long tls = args->tls;
 273         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 274
 275 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 276         struct thread_info *ti;
 277 #endif
 278
 279 #if defined(__XTENSA_WINDOWED_ABI__)
 280         /* Create a call4 dummy-frame: a0 = 0, a1 = childregs. */
 281         SPILL_SLOT(childregs, 1) = (unsigned long)childregs;
 282         SPILL_SLOT(childregs, 0) = 0;
 283
 284         p->thread.sp = (unsigned long)childregs;
 285 #elif defined(__XTENSA_CALL0_ABI__)
 286         /* Reserve 16 bytes for the _switch_to stack frame. */
 287         p->thread.sp = (unsigned long)childregs - 16;
 288 #else
 289 #error Unsupported Xtensa ABI
 290 #endif
 291
 292         if (!args->fn) {
 293                 struct pt_regs *regs = current_pt_regs();
 294                 unsigned long usp = usp_thread_fn ?
 295                         usp_thread_fn : regs->areg[1];
 296
 297                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 298                                 (unsigned long)ret_from_fork, 0x1);
 299
 300                 *childregs = *regs;
 301                 childregs->areg[1] = usp;
 302                 childregs->areg[2] = 0;
 303
 304                 /* When sharing memory with the parent thread, the child
 305                    usually starts on a pristine stack, so we have to reset
 306                    windowbase, windowstart and wmask.
 307                    (Note that such a new thread is required to always create
 308                    an initial call4 frame)
 309                    The exception is vfork, where the new thread continues to
 310                    run on the parent's stack until it calls execve. This could
 311                    be a call8 or call12, which requires a legal stack frame
 312                    of the previous caller for the overflow handlers to work.
 313                    (Note that it's always legal to overflow live registers).
 314                    In this case, ensure to spill at least the stack pointer
 315                    of that frame. */
 316
 317                 if (clone_flags & CLONE_VM) {
 318                         /* check that caller window is live and same stack */
 319                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 320                         if (regs->areg[1] == usp && len != 0) {
 321                                 int callinc = (regs->areg[0] >> 30) & 3;
 322                                 int caller_ars = XCHAL_NUM_AREGS - callinc * 4;
 323                                 put_user(regs->areg[caller_ars+1],
 324                                          (unsigned __user*)(usp - 12));
 325                         }
 326                         childregs->wmask = 1;
 327                         childregs->windowstart = 1;
 328                         childregs->windowbase = 0;
 329                 }
 330
 331                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 332                         childregs->threadptr = tls;
 333         } else {
 334                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 335                                 (unsigned long)ret_from_kernel_thread, 1);
 336
 337                 /* pass parameters to ret_from_kernel_thread: */
 338 #if defined(__XTENSA_WINDOWED_ABI__)
 339                 /*
 340                  * a2 = thread_fn, a3 = thread_fn arg.
 341                  * Window underflow will load registers from the
 342                  * spill slots on the stack on return from _switch_to.
 343                  */
 344                 SPILL_SLOT(childregs, 2) = (unsigned long)args->fn;
 345                 SPILL_SLOT(childregs, 3) = (unsigned long)args->fn_arg;
 346 #elif defined(__XTENSA_CALL0_ABI__)
 347                 /*
 348                  * a12 = thread_fn, a13 = thread_fn arg.
 349                  * _switch_to epilogue will load registers from the stack.
 350                  */
 351                 ((unsigned long *)p->thread.sp)[0] = (unsigned long)args->fn;
 352                 ((unsigned long *)p->thread.sp)[1] = (unsigned long)args->fn_arg;
 353 #else
 354 #error Unsupported Xtensa ABI
 355 #endif
 356
 357                 /* Childregs are only used when we're going to userspace
 358                  * in which case start_thread will set them up.
 359                  */
 360         }
 361
 362 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 363         ti = task_thread_info(p);
 364         ti->cpenable = 0;
 365 #endif
 366
 367         clear_ptrace_hw_breakpoint(p);
 368
 369         return 0;
 370 }
 371
 372
 373 /*
 374  * These bracket the sleeping functions..
 375  */
 376
 377 unsigned long __get_wchan(struct task_struct *p)
 378 {
 379         unsigned long sp, pc;
 380         unsigned long stack_page = (unsigned long) task_stack_page(p);
 381         int count = 0;
 382
 383         sp = p->thread.sp;
 384         pc = MAKE_PC_FROM_RA(p->thread.ra, _text);
 385
 386         do {
 387                 if (sp < stack_page + sizeof(struct task_struct) ||
 388                     sp >= (stack_page + THREAD_SIZE) ||
 389                     pc == 0)
 390                         return 0;
 391                 if (!in_sched_functions(pc))
 392                         return pc;
 393
 394                 /* Stack layout: sp-4: ra, sp-3: sp' */
 395
 396                 pc = MAKE_PC_FROM_RA(SPILL_SLOT(sp, 0), _text);
 397                 sp = SPILL_SLOT(sp, 1);
 398         } while (count++ < 16);
 399         return 0;
 400 }