x86, perf, bts, mm: Delete the never used BTS-ptrace code
[linux-3.10.git] / 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 <linux/stackprotector.h>
13 #include <linux/cpu.h>
14 #include <linux/errno.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/mm.h>
19 #include <linux/elfcore.h>
20 #include <linux/smp.h>
21 #include <linux/stddef.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/vmalloc.h>
24 #include <linux/user.h>
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/reboot.h>
28 #include <linux/init.h>
29 #include <linux/mc146818rtc.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/ptrace.h>
33 #include <linux/personality.h>
34 #include <linux/tick.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/prctl.h>
37 #include <linux/ftrace.h>
38 #include <linux/uaccess.h>
39 #include <linux/io.h>
40 #include <linux/kdebug.h>
41
42 #include <asm/pgtable.h>
43 #include <asm/system.h>
44 #include <asm/ldt.h>
45 #include <asm/processor.h>
46 #include <asm/i387.h>
47 #include <asm/desc.h>
48 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
49 #include <asm/math_emu.h>
50 #endif
51
52 #include <linux/err.h>
53
54 #include <asm/tlbflush.h>
55 #include <asm/cpu.h>
56 #include <asm/idle.h>
57 #include <asm/syscalls.h>
58 #include <asm/debugreg.h>
59
60 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
61
62 /*
63  * Return saved PC of a blocked thread.
64  */
65 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
66 {
67         return ((unsigned long *)tsk->thread.sp)[3];
68 }
69
70 #ifndef CONFIG_SMP
71 static inline void play_dead(void)
72 {
73         BUG();
74 }
75 #endif
76
77 /*
78  * The idle thread. There's no useful work to be
79  * done, so just try to conserve power and have a
80  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
81  * somebody to say that they'd like to reschedule)
82  */
83 void cpu_idle(void)
84 {
85         int cpu = smp_processor_id();
86
87         /*
88          * If we're the non-boot CPU, nothing set the stack canary up
89          * for us.  CPU0 already has it initialized but no harm in
90          * doing it again.  This is a good place for updating it, as
91          * we wont ever return from this function (so the invalid
92          * canaries already on the stack wont ever trigger).
93          */
94         boot_init_stack_canary();
95
96         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
97
98         /* endless idle loop with no priority at all */
99         while (1) {
100                 tick_nohz_stop_sched_tick(1);
101                 while (!need_resched()) {
102
103                         check_pgt_cache();
104                         rmb();
105
106                         if (cpu_is_offline(cpu))
107                                 play_dead();
108
109                         local_irq_disable();
110                         /* Don't trace irqs off for idle */
111                         stop_critical_timings();
112                         pm_idle();
113                         start_critical_timings();
114                 }
115                 tick_nohz_restart_sched_tick();
116                 preempt_enable_no_resched();
117                 schedule();
118                 preempt_disable();
119         }
120 }
121
122 void __show_regs(struct pt_regs *regs, int all)
123 {
124         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
125         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
126         unsigned long sp;
127         unsigned short ss, gs;
128
129         if (user_mode_vm(regs)) {
130                 sp = regs->sp;
131                 ss = regs->ss & 0xffff;
132                 gs = get_user_gs(regs);
133         } else {
134                 sp = kernel_stack_pointer(regs);
135                 savesegment(ss, ss);
136                 savesegment(gs, gs);
137         }
138
139         show_regs_common();
140
141         printk(KERN_DEFAULT "EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
142                         (u16)regs->cs, regs->ip, regs->flags,
143                         smp_processor_id());
144         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->ip);
145
146         printk(KERN_DEFAULT "EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
147                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
148         printk(KERN_DEFAULT "ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
149                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
150         printk(KERN_DEFAULT " DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
151                (u16)regs->ds, (u16)regs->es, (u16)regs->fs, gs, ss);
152
153         if (!all)
154                 return;
155
156         cr0 = read_cr0();
157         cr2 = read_cr2();
158         cr3 = read_cr3();
159         cr4 = read_cr4_safe();
160         printk(KERN_DEFAULT "CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
161                         cr0, cr2, cr3, cr4);
162
163         get_debugreg(d0, 0);
164         get_debugreg(d1, 1);
165         get_debugreg(d2, 2);
166         get_debugreg(d3, 3);
167         printk(KERN_DEFAULT "DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
168                         d0, d1, d2, d3);
169
170         get_debugreg(d6, 6);
171         get_debugreg(d7, 7);
172         printk(KERN_DEFAULT "DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
173                         d6, d7);
174 }
175
176 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
177 {
178         BUG_ON(dead_task->mm);
179         release_vm86_irqs(dead_task);
180 }
181
182 /*
183  * This gets called before we allocate a new thread and copy
184  * the current task into it.
185  */
186 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
187 {
188         unlazy_fpu(tsk);
189 }
190
191 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
192         unsigned long unused,
193         struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
194 {
195         struct pt_regs *childregs;
196         struct task_struct *tsk;
197         int err;
198
199         childregs = task_pt_regs(p);
200         *childregs = *regs;
201         childregs->ax = 0;
202         childregs->sp = sp;
203
204         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
205         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
206
207         p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;
208
209         task_user_gs(p) = get_user_gs(regs);
210
211         p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
212         tsk = current;
213         err = -ENOMEM;
214
215         memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
216
217         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
218                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
219                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
220                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
221                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
222                         return -ENOMEM;
223                 }
224                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
225         }
226
227         err = 0;
228
229         /*
230          * Set a new TLS for the child thread?
231          */
232         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
233                 err = do_set_thread_area(p, -1,
234                         (struct user_desc __user *)childregs->si, 0);
235
236         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
237                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
238                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
239         }
240         return err;
241 }
242
243 void
244 start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
245 {
246         set_user_gs(regs, 0);
247         regs->fs                = 0;
248         set_fs(USER_DS);
249         regs->ds                = __USER_DS;
250         regs->es                = __USER_DS;
251         regs->ss                = __USER_DS;
252         regs->cs                = __USER_CS;
253         regs->ip                = new_ip;
254         regs->sp                = new_sp;
255         /*
256          * Free the old FP and other extended state
257          */
258         free_thread_xstate(current);
259 }
260 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_thread);
261
262
263 /*
264  *      switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
265  *
266  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
267  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
268  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
269  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
270  * and UP become the same).
271  *
272  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
273  * reason for not using it any more becomes apparent when you
274  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
275  * valid (stale segment register values in particular). With the
276  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
277  * a reasonable manner.
278  *
279  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
280  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
281  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
282  * so the performance issues may eventually be a valid point.
283  * More important, however, is the fact that this allows us much
284  * more flexibility.
285  *
286  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
287  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
288  * for example.
289  */
290 __notrace_funcgraph struct task_struct *
291 __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
292 {
293         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
294                                  *next = &next_p->thread;
295         int cpu = smp_processor_id();
296         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
297         bool preload_fpu;
298
299         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
300
301         /*
302          * If the task has used fpu the last 5 timeslices, just do a full
303          * restore of the math state immediately to avoid the trap; the
304          * chances of needing FPU soon are obviously high now
305          */
306         preload_fpu = tsk_used_math(next_p) && next_p->fpu_counter > 5;
307
308         __unlazy_fpu(prev_p);
309
310         /* we're going to use this soon, after a few expensive things */
311         if (preload_fpu)
312                 prefetch(next->xstate);
313
314         /*
315          * Reload esp0.
316          */
317         load_sp0(tss, next);
318
319         /*
320          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
321          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
322          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
323          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
324          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
325          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
326          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
327          * running inside of a hypervisor layer.
328          */
329         lazy_save_gs(prev->gs);
330
331         /*
332          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
333          */
334         load_TLS(next, cpu);
335
336         /*
337          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
338          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
339          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
340          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
341          */
342         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
343                 set_iopl_mask(next->iopl);
344
345         /*
346          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
347          */
348         if (unlikely(task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV ||
349                      task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT))
350                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p, tss);
351
352         /* If we're going to preload the fpu context, make sure clts
353            is run while we're batching the cpu state updates. */
354         if (preload_fpu)
355                 clts();
356
357         /*
358          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
359          * This must be done before restoring TLS segments so
360          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
361          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
362          * to date.
363          */
364         arch_end_context_switch(next_p);
365
366         if (preload_fpu)
367                 __math_state_restore();
368
369         /*
370          * Restore %gs if needed (which is common)
371          */
372         if (prev->gs | next->gs)
373                 lazy_load_gs(next->gs);
374
375         percpu_write(current_task, next_p);
376
377         return prev_p;
378 }
379
380 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
381 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
382
383 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
384 {
385         unsigned long bp, sp, ip;
386         unsigned long stack_page;
387         int count = 0;
388         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
389                 return 0;
390         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
391         sp = p->thread.sp;
392         if (!stack_page || sp < stack_page || sp > top_esp+stack_page)
393                 return 0;
394         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes bp last. */
395         bp = *(unsigned long *) sp;
396         do {
397                 if (bp < stack_page || bp > top_ebp+stack_page)
398                         return 0;
399                 ip = *(unsigned long *) (bp+4);
400                 if (!in_sched_functions(ip))
401                         return ip;
402                 bp = *(unsigned long *) bp;
403         } while (count++ < 16);
404         return 0;
405 }
406