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         raw_local_irq_disable();
 187 }
 188
 189 /*
 190  * This is called when the thread calls exit().
 191  */
 192 void exit_thread(struct task_struct *tsk)
 193 {
 194 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 195         coprocessor_release_all(task_thread_info(tsk));
 196 #endif
 197 }
 198
 199 /*
 200  * Flush thread state. This is called when a thread does an execve()
 201  * Note that we flush coprocessor registers for the case execve fails.
 202  */
 203 void flush_thread(void)
 204 {
 205 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 206         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 207         coprocessor_flush_release_all(ti);
 208 #endif
 209         flush_ptrace_hw_breakpoint(current);
 210 }
 211
 212 /*
 213  * this gets called so that we can store coprocessor state into memory and
 214  * copy the current task into the new thread.
 215  */
 216 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 217 {
 218 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 219         coprocessor_flush_all(task_thread_info(src));
 220 #endif
 221         *dst = *src;
 222         return 0;
 223 }
 224
 225 /*
 226  * Copy thread.
 227  *
 228  * There are two modes in which this function is called:
 229  * 1) Userspace thread creation,
 230  *    regs != NULL, usp_thread_fn is userspace stack pointer.
 231  *    It is expected to copy parent regs (in case CLONE_VM is not set
 232  *    in the clone_flags) and set up passed usp in the childregs.
 233  * 2) Kernel thread creation,
 234  *    regs == NULL, usp_thread_fn is the function to run in the new thread
 235  *    and thread_fn_arg is its parameter.
 236  *    childregs are not used for the kernel threads.
 237  *
 238  * The stack layout for the new thread looks like this:
 239  *
 240  *      +------------------------+
 241  *      |       childregs        |
 242  *      +------------------------+ <- thread.sp = sp in dummy-frame
 243  *      |      dummy-frame       |    (saved in dummy-frame spill-area)
 244  *      +------------------------+
 245  *
 246  * We create a dummy frame to return to either ret_from_fork or
 247  *   ret_from_kernel_thread:
 248  *   a0 points to ret_from_fork/ret_from_kernel_thread (simulating a call4)
 249  *   sp points to itself (thread.sp)
 250  *   a2, a3 are unused for userspace threads,
 251  *   a2 points to thread_fn, a3 holds thread_fn arg for kernel threads.
 252  *
 253  * Note: This is a pristine frame, so we don't need any spill region on top of
 254  *       childregs.
 255  *
 256  * The fun part:  if we're keeping the same VM (i.e. cloning a thread,
 257  * not an entire process), we're normally given a new usp, and we CANNOT share
 258  * any live address register windows.  If we just copy those live frames over,
 259  * the two threads (parent and child) will overflow the same frames onto the
 260  * parent stack at different times, likely corrupting the parent stack (esp.
 261  * if the parent returns from functions that called clone() and calls new
 262  * ones, before the child overflows its now old copies of its parent windows).
 263  * One solution is to spill windows to the parent stack, but that's fairly
 264  * involved.  Much simpler to just not copy those live frames across.
 265  */
 266
 267 int copy_thread(struct task_struct *p, const struct kernel_clone_args *args)
 268 {
 269         unsigned long clone_flags = args->flags;
 270         unsigned long usp_thread_fn = args->stack;
 271         unsigned long tls = args->tls;
 272         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 273
 274 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 275         struct thread_info *ti;
 276 #endif
 277
 278 #if defined(__XTENSA_WINDOWED_ABI__)
 279         /* Create a call4 dummy-frame: a0 = 0, a1 = childregs. */
 280         SPILL_SLOT(childregs, 1) = (unsigned long)childregs;
 281         SPILL_SLOT(childregs, 0) = 0;
 282
 283         p->thread.sp = (unsigned long)childregs;
 284 #elif defined(__XTENSA_CALL0_ABI__)
 285         /* Reserve 16 bytes for the _switch_to stack frame. */
 286         p->thread.sp = (unsigned long)childregs - 16;
 287 #else
 288 #error Unsupported Xtensa ABI
 289 #endif
 290
 291         if (!args->fn) {
 292                 struct pt_regs *regs = current_pt_regs();
 293                 unsigned long usp = usp_thread_fn ?
 294                         usp_thread_fn : regs->areg[1];
 295
 296                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 297                                 (unsigned long)ret_from_fork, 0x1);
 298
 299                 *childregs = *regs;
 300                 childregs->areg[1] = usp;
 301                 childregs->areg[2] = 0;
 302
 303                 /* When sharing memory with the parent thread, the child
 304                    usually starts on a pristine stack, so we have to reset
 305                    windowbase, windowstart and wmask.
 306                    (Note that such a new thread is required to always create
 307                    an initial call4 frame)
 308                    The exception is vfork, where the new thread continues to
 309                    run on the parent's stack until it calls execve. This could
 310                    be a call8 or call12, which requires a legal stack frame
 311                    of the previous caller for the overflow handlers to work.
 312                    (Note that it's always legal to overflow live registers).
 313                    In this case, ensure to spill at least the stack pointer
 314                    of that frame. */
 315
 316                 if (clone_flags & CLONE_VM) {
 317                         /* check that caller window is live and same stack */
 318                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 319                         if (regs->areg[1] == usp && len != 0) {
 320                                 int callinc = (regs->areg[0] >> 30) & 3;
 321                                 int caller_ars = XCHAL_NUM_AREGS - callinc * 4;
 322                                 put_user(regs->areg[caller_ars+1],
 323                                          (unsigned __user*)(usp - 12));
 324                         }
 325                         childregs->wmask = 1;
 326                         childregs->windowstart = 1;
 327                         childregs->windowbase = 0;
 328                 }
 329
 330                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 331                         childregs->threadptr = tls;
 332         } else {
 333                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 334                                 (unsigned long)ret_from_kernel_thread, 1);
 335
 336                 /* pass parameters to ret_from_kernel_thread: */
 337 #if defined(__XTENSA_WINDOWED_ABI__)
 338                 /*
 339                  * a2 = thread_fn, a3 = thread_fn arg.
 340                  * Window underflow will load registers from the
 341                  * spill slots on the stack on return from _switch_to.
 342                  */
 343                 SPILL_SLOT(childregs, 2) = (unsigned long)args->fn;
 344                 SPILL_SLOT(childregs, 3) = (unsigned long)args->fn_arg;
 345 #elif defined(__XTENSA_CALL0_ABI__)
 346                 /*
 347                  * a12 = thread_fn, a13 = thread_fn arg.
 348                  * _switch_to epilogue will load registers from the stack.
 349                  */
 350                 ((unsigned long *)p->thread.sp)[0] = (unsigned long)args->fn;
 351                 ((unsigned long *)p->thread.sp)[1] = (unsigned long)args->fn_arg;
 352 #else
 353 #error Unsupported Xtensa ABI
 354 #endif
 355
 356                 /* Childregs are only used when we're going to userspace
 357                  * in which case start_thread will set them up.
 358                  */
 359         }
 360
 361 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 362         ti = task_thread_info(p);
 363         ti->cpenable = 0;
 364 #endif
 365
 366         clear_ptrace_hw_breakpoint(p);
 367
 368         return 0;
 369 }
 370
 371
 372 /*
 373  * These bracket the sleeping functions..
 374  */
 375
 376 unsigned long __get_wchan(struct task_struct *p)
 377 {
 378         unsigned long sp, pc;
 379         unsigned long stack_page = (unsigned long) task_stack_page(p);
 380         int count = 0;
 381
 382         sp = p->thread.sp;
 383         pc = MAKE_PC_FROM_RA(p->thread.ra, p->thread.sp);
 384
 385         do {
 386                 if (sp < stack_page + sizeof(struct task_struct) ||
 387                     sp >= (stack_page + THREAD_SIZE) ||
 388                     pc == 0)
 389                         return 0;
 390                 if (!in_sched_functions(pc))
 391                         return pc;
 392
 393                 /* Stack layout: sp-4: ra, sp-3: sp' */
 394
 395                 pc = MAKE_PC_FROM_RA(SPILL_SLOT(sp, 0), sp);
 396                 sp = SPILL_SLOT(sp, 1);
 397         } while (count++ < 16);
 398         return 0;
 399 }