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/kernel.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/smp.h>
  23 #include <linux/stddef.h>
  24 #include <linux/unistd.h>
  25 #include <linux/ptrace.h>
  26 #include <linux/elf.h>
  27 #include <linux/init.h>
  28 #include <linux/prctl.h>
  29 #include <linux/init_task.h>
  30 #include <linux/module.h>
  31 #include <linux/mqueue.h>
  32 #include <linux/fs.h>
  33 #include <linux/slab.h>
  34 #include <linux/rcupdate.h>
  35
  36 #include <asm/pgtable.h>
  37 #include <asm/uaccess.h>
  38 #include <asm/io.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/platform.h>
  41 #include <asm/mmu.h>
  42 #include <asm/irq.h>
  43 #include <linux/atomic.h>
  44 #include <asm/asm-offsets.h>
  45 #include <asm/regs.h>
  46
  47 extern void ret_from_fork(void);
  48 extern void ret_from_kernel_thread(void);
  49
  50 struct task_struct *current_set[NR_CPUS] = {&init_task, };
  51
  52 void (*pm_power_off)(void) = NULL;
  53 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
  54
  55
  56 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
  57
  58 void coprocessor_release_all(struct thread_info *ti)
  59 {
  60         unsigned long cpenable;
  61         int i;
  62
  63         /* Make sure we don't switch tasks during this operation. */
  64
  65         preempt_disable();
  66
  67         /* Walk through all cp owners and release it for the requested one. */
  68
  69         cpenable = ti->cpenable;
  70
  71         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
  72                 if (coprocessor_owner[i] == ti) {
  73                         coprocessor_owner[i] = 0;
  74                         cpenable &= ~(1 << i);
  75                 }
  76         }
  77
  78         ti->cpenable = cpenable;
  79         coprocessor_clear_cpenable();
  80
  81         preempt_enable();
  82 }
  83
  84 void coprocessor_flush_all(struct thread_info *ti)
  85 {
  86         unsigned long cpenable, old_cpenable;
  87         int i;
  88
  89         preempt_disable();
  90
  91         RSR_CPENABLE(old_cpenable);
  92         cpenable = ti->cpenable;
  93         WSR_CPENABLE(cpenable);
  94
  95         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
  96                 if ((cpenable & 1) != 0 && coprocessor_owner[i] == ti)
  97                         coprocessor_flush(ti, i);
  98                 cpenable >>= 1;
  99         }
 100         WSR_CPENABLE(old_cpenable);
 101
 102         preempt_enable();
 103 }
 104
 105 #endif
 106
 107
 108 /*
 109  * Powermanagement idle function, if any is provided by the platform.
 110  */
 111 void arch_cpu_idle(void)
 112 {
 113         platform_idle();
 114 }
 115
 116 /*
 117  * This is called when the thread calls exit().
 118  */
 119 void exit_thread(void)
 120 {
 121 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 122         coprocessor_release_all(current_thread_info());
 123 #endif
 124 }
 125
 126 /*
 127  * Flush thread state. This is called when a thread does an execve()
 128  * Note that we flush coprocessor registers for the case execve fails.
 129  */
 130 void flush_thread(void)
 131 {
 132 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 133         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 134         coprocessor_flush_all(ti);
 135         coprocessor_release_all(ti);
 136 #endif
 137 }
 138
 139 /*
 140  * this gets called so that we can store coprocessor state into memory and
 141  * copy the current task into the new thread.
 142  */
 143 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 144 {
 145 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 146         coprocessor_flush_all(task_thread_info(src));
 147 #endif
 148         *dst = *src;
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 /*
 153  * Copy thread.
 154  *
 155  * There are two modes in which this function is called:
 156  * 1) Userspace thread creation,
 157  *    regs != NULL, usp_thread_fn is userspace stack pointer.
 158  *    It is expected to copy parent regs (in case CLONE_VM is not set
 159  *    in the clone_flags) and set up passed usp in the childregs.
 160  * 2) Kernel thread creation,
 161  *    regs == NULL, usp_thread_fn is the function to run in the new thread
 162  *    and thread_fn_arg is its parameter.
 163  *    childregs are not used for the kernel threads.
 164  *
 165  * The stack layout for the new thread looks like this:
 166  *
 167  *      +------------------------+
 168  *      |       childregs        |
 169  *      +------------------------+ <- thread.sp = sp in dummy-frame
 170  *      |      dummy-frame       |    (saved in dummy-frame spill-area)
 171  *      +------------------------+
 172  *
 173  * We create a dummy frame to return to either ret_from_fork or
 174  *   ret_from_kernel_thread:
 175  *   a0 points to ret_from_fork/ret_from_kernel_thread (simulating a call4)
 176  *   sp points to itself (thread.sp)
 177  *   a2, a3 are unused for userspace threads,
 178  *   a2 points to thread_fn, a3 holds thread_fn arg for kernel threads.
 179  *
 180  * Note: This is a pristine frame, so we don't need any spill region on top of
 181  *       childregs.
 182  *
 183  * The fun part:  if we're keeping the same VM (i.e. cloning a thread,
 184  * not an entire process), we're normally given a new usp, and we CANNOT share
 185  * any live address register windows.  If we just copy those live frames over,
 186  * the two threads (parent and child) will overflow the same frames onto the
 187  * parent stack at different times, likely corrupting the parent stack (esp.
 188  * if the parent returns from functions that called clone() and calls new
 189  * ones, before the child overflows its now old copies of its parent windows).
 190  * One solution is to spill windows to the parent stack, but that's fairly
 191  * involved.  Much simpler to just not copy those live frames across.
 192  */
 193
 194 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long usp_thread_fn,
 195                 unsigned long thread_fn_arg, struct task_struct *p)
 196 {
 197         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 198
 199 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 200         struct thread_info *ti;
 201 #endif
 202
 203         /* Create a call4 dummy-frame: a0 = 0, a1 = childregs. */
 204         *((int*)childregs - 3) = (unsigned long)childregs;
 205         *((int*)childregs - 4) = 0;
 206
 207         p->thread.sp = (unsigned long)childregs;
 208
 209         if (!(p->flags & PF_KTHREAD)) {
 210                 struct pt_regs *regs = current_pt_regs();
 211                 unsigned long usp = usp_thread_fn ?
 212                         usp_thread_fn : regs->areg[1];
 213
 214                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 215                                 (unsigned long)ret_from_fork, 0x1);
 216
 217                 /* This does not copy all the regs.
 218                  * In a bout of brilliance or madness,
 219                  * ARs beyond a0-a15 exist past the end of the struct.
 220                  */
 221                 *childregs = *regs;
 222                 childregs->areg[1] = usp;
 223                 childregs->areg[2] = 0;
 224
 225                 /* When sharing memory with the parent thread, the child
 226                    usually starts on a pristine stack, so we have to reset
 227                    windowbase, windowstart and wmask.
 228                    (Note that such a new thread is required to always create
 229                    an initial call4 frame)
 230                    The exception is vfork, where the new thread continues to
 231                    run on the parent's stack until it calls execve. This could
 232                    be a call8 or call12, which requires a legal stack frame
 233                    of the previous caller for the overflow handlers to work.
 234                    (Note that it's always legal to overflow live registers).
 235                    In this case, ensure to spill at least the stack pointer
 236                    of that frame. */
 237
 238                 if (clone_flags & CLONE_VM) {
 239                         /* check that caller window is live and same stack */
 240                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 241                         if (regs->areg[1] == usp && len != 0) {
 242                                 int callinc = (regs->areg[0] >> 30) & 3;
 243                                 int caller_ars = XCHAL_NUM_AREGS - callinc * 4;
 244                                 put_user(regs->areg[caller_ars+1],
 245                                          (unsigned __user*)(usp - 12));
 246                         }
 247                         childregs->wmask = 1;
 248                         childregs->windowstart = 1;
 249                         childregs->windowbase = 0;
 250                 } else {
 251                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 252                         memcpy(&childregs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4],
 253                                &regs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4], len);
 254                 }
 255
 256                 /* The thread pointer is passed in the '4th argument' (= a5) */
 257                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 258                         childregs->threadptr = childregs->areg[5];
 259         } else {
 260                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 261                                 (unsigned long)ret_from_kernel_thread, 1);
 262
 263                 /* pass parameters to ret_from_kernel_thread:
 264                  * a2 = thread_fn, a3 = thread_fn arg
 265                  */
 266                 *((int *)childregs - 1) = thread_fn_arg;
 267                 *((int *)childregs - 2) = usp_thread_fn;
 268
 269                 /* Childregs are only used when we're going to userspace
 270                  * in which case start_thread will set them up.
 271                  */
 272         }
 273
 274 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 275         ti = task_thread_info(p);
 276         ti->cpenable = 0;
 277 #endif
 278
 279         return 0;
 280 }
 281
 282
 283 /*
 284  * These bracket the sleeping functions..
 285  */
 286
 287 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 288 {
 289         unsigned long sp, pc;
 290         unsigned long stack_page = (unsigned long) task_stack_page(p);
 291         int count = 0;
 292
 293         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 294                 return 0;
 295
 296         sp = p->thread.sp;
 297         pc = MAKE_PC_FROM_RA(p->thread.ra, p->thread.sp);
 298
 299         do {
 300                 if (sp < stack_page + sizeof(struct task_struct) ||
 301                     sp >= (stack_page + THREAD_SIZE) ||
 302                     pc == 0)
 303                         return 0;
 304                 if (!in_sched_functions(pc))
 305                         return pc;
 306
 307                 /* Stack layout: sp-4: ra, sp-3: sp' */
 308
 309                 pc = MAKE_PC_FROM_RA(*(unsigned long*)sp - 4, sp);
 310                 sp = *(unsigned long *)sp - 3;
 311         } while (count++ < 16);
 312         return 0;
 313 }
 314
 315 /*
 316  * xtensa_gregset_t and 'struct pt_regs' are vastly different formats
 317  * of processor registers.  Besides different ordering,
 318  * xtensa_gregset_t contains non-live register information that
 319  * 'struct pt_regs' does not.  Exception handling (primarily) uses
 320  * 'struct pt_regs'.  Core files and ptrace use xtensa_gregset_t.
 321  *
 322  */
 323
 324 void xtensa_elf_core_copy_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs)
 325 {
 326         unsigned long wb, ws, wm;
 327         int live, last;
 328
 329         wb = regs->windowbase;
 330         ws = regs->windowstart;
 331         wm = regs->wmask;
 332         ws = ((ws >> wb) | (ws << (WSBITS - wb))) & ((1 << WSBITS) - 1);
 333
 334         /* Don't leak any random bits. */
 335
 336         memset(elfregs, 0, sizeof(*elfregs));
 337
 338         /* Note:  PS.EXCM is not set while user task is running; its
 339          * being set in regs->ps is for exception handling convenience.
 340          */
 341
 342         elfregs->pc             = regs->pc;
 343         elfregs->ps             = (regs->ps & ~(1 << PS_EXCM_BIT));
 344         elfregs->lbeg           = regs->lbeg;
 345         elfregs->lend           = regs->lend;
 346         elfregs->lcount         = regs->lcount;
 347         elfregs->sar            = regs->sar;
 348         elfregs->windowstart    = ws;
 349
 350         live = (wm & 2) ? 4 : (wm & 4) ? 8 : (wm & 8) ? 12 : 16;
 351         last = XCHAL_NUM_AREGS - (wm >> 4) * 4;
 352         memcpy(elfregs->a, regs->areg, live * 4);
 353         memcpy(elfregs->a + last, regs->areg + last, (wm >> 4) * 16);
 354 }
 355
 356 int dump_fpu(void)
 357 {
 358         return 0;
 359 }