x86: Constify a few items
[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/cpu.h>
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <linux/sched.h>
15 #include <linux/fs.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/mm.h>
18 #include <linux/elfcore.h>
19 #include <linux/smp.h>
20 #include <linux/stddef.h>
21 #include <linux/slab.h>
22 #include <linux/vmalloc.h>
23 #include <linux/user.h>
24 #include <linux/interrupt.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/reboot.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/mc146818rtc.h>
29 #include <linux/module.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/ptrace.h>
32 #include <linux/personality.h>
33 #include <linux/percpu.h>
34 #include <linux/prctl.h>
35 #include <linux/ftrace.h>
36 #include <linux/uaccess.h>
37 #include <linux/io.h>
38 #include <linux/kdebug.h>
39
40 #include <asm/pgtable.h>
41 #include <asm/ldt.h>
42 #include <asm/processor.h>
43 #include <asm/i387.h>
44 #include <asm/fpu-internal.h>
45 #include <asm/desc.h>
46 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
47 #include <asm/math_emu.h>
48 #endif
49
50 #include <linux/err.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/cpu.h>
54 #include <asm/idle.h>
55 #include <asm/syscalls.h>
56 #include <asm/debugreg.h>
57 #include <asm/switch_to.h>
58
59 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
60 asmlinkage void ret_from_kernel_thread(void) __asm__("ret_from_kernel_thread");
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 void __show_regs(struct pt_regs *regs, int all)
71 {
72         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
73         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
74         unsigned long sp;
75         unsigned short ss, gs;
76
77         if (user_mode_vm(regs)) {
78                 sp = regs->sp;
79                 ss = regs->ss & 0xffff;
80                 gs = get_user_gs(regs);
81         } else {
82                 sp = kernel_stack_pointer(regs);
83                 savesegment(ss, ss);
84                 savesegment(gs, gs);
85         }
86
87         show_regs_common();
88
89         printk(KERN_DEFAULT "EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
90                         (u16)regs->cs, regs->ip, regs->flags,
91                         smp_processor_id());
92         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->ip);
93
94         printk(KERN_DEFAULT "EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
95                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
96         printk(KERN_DEFAULT "ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
97                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
98         printk(KERN_DEFAULT " DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
99                (u16)regs->ds, (u16)regs->es, (u16)regs->fs, gs, ss);
100
101         if (!all)
102                 return;
103
104         cr0 = read_cr0();
105         cr2 = read_cr2();
106         cr3 = read_cr3();
107         cr4 = read_cr4_safe();
108         printk(KERN_DEFAULT "CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
109                         cr0, cr2, cr3, cr4);
110
111         get_debugreg(d0, 0);
112         get_debugreg(d1, 1);
113         get_debugreg(d2, 2);
114         get_debugreg(d3, 3);
115         printk(KERN_DEFAULT "DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
116                         d0, d1, d2, d3);
117
118         get_debugreg(d6, 6);
119         get_debugreg(d7, 7);
120         printk(KERN_DEFAULT "DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
121                         d6, d7);
122 }
123
124 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
125 {
126         BUG_ON(dead_task->mm);
127         release_vm86_irqs(dead_task);
128 }
129
130 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
131         unsigned long arg, struct task_struct *p)
132 {
133         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
134         struct task_struct *tsk;
135         int err;
136
137         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
138         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
139
140         if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD)) {
141                 /* kernel thread */
142                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
143                 p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_kernel_thread;
144                 task_user_gs(p) = __KERNEL_STACK_CANARY;
145                 childregs->ds = __USER_DS;
146                 childregs->es = __USER_DS;
147                 childregs->fs = __KERNEL_PERCPU;
148                 childregs->bx = sp;     /* function */
149                 childregs->bp = arg;
150                 childregs->orig_ax = -1;
151                 childregs->cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
152                 childregs->flags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_BIT1;
153                 p->fpu_counter = 0;
154                 p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
155                 memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
156                 return 0;
157         }
158         *childregs = *current_pt_regs();
159         childregs->ax = 0;
160         if (sp)
161                 childregs->sp = sp;
162
163         p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;
164         task_user_gs(p) = get_user_gs(current_pt_regs());
165
166         p->fpu_counter = 0;
167         p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
168         tsk = current;
169         err = -ENOMEM;
170
171         memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
172
173         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
174                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
175                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
176                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
177                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
178                         return -ENOMEM;
179                 }
180                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
181         }
182
183         err = 0;
184
185         /*
186          * Set a new TLS for the child thread?
187          */
188         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
189                 err = do_set_thread_area(p, -1,
190                         (struct user_desc __user *)childregs->si, 0);
191
192         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
193                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
194                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
195         }
196         return err;
197 }
198
199 void
200 start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
201 {
202         set_user_gs(regs, 0);
203         regs->fs                = 0;
204         regs->ds                = __USER_DS;
205         regs->es                = __USER_DS;
206         regs->ss                = __USER_DS;
207         regs->cs                = __USER_CS;
208         regs->ip                = new_ip;
209         regs->sp                = new_sp;
210         regs->flags             = X86_EFLAGS_IF;
211         /*
212          * force it to the iret return path by making it look as if there was
213          * some work pending.
214          */
215         set_thread_flag(TIF_NOTIFY_RESUME);
216 }
217 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_thread);
218
219
220 /*
221  *      switch_to(x,y) should switch tasks from x to y.
222  *
223  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
224  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
225  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
226  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
227  * and UP become the same).
228  *
229  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
230  * reason for not using it any more becomes apparent when you
231  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
232  * valid (stale segment register values in particular). With the
233  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
234  * a reasonable manner.
235  *
236  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
237  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
238  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
239  * so the performance issues may eventually be a valid point.
240  * More important, however, is the fact that this allows us much
241  * more flexibility.
242  *
243  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
244  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
245  * for example.
246  */
247 __notrace_funcgraph struct task_struct *
248 __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
249 {
250         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
251                                  *next = &next_p->thread;
252         int cpu = smp_processor_id();
253         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
254         fpu_switch_t fpu;
255
256         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
257
258         fpu = switch_fpu_prepare(prev_p, next_p, cpu);
259
260         /*
261          * Reload esp0.
262          */
263         load_sp0(tss, next);
264
265         /*
266          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
267          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
268          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
269          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
270          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
271          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
272          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
273          * running inside of a hypervisor layer.
274          */
275         lazy_save_gs(prev->gs);
276
277         /*
278          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
279          */
280         load_TLS(next, cpu);
281
282         /*
283          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
284          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
285          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
286          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
287          */
288         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
289                 set_iopl_mask(next->iopl);
290
291         /*
292          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
293          */
294         if (unlikely(task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV ||
295                      task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT))
296                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p, tss);
297
298         /*
299          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
300          * This must be done before restoring TLS segments so
301          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
302          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
303          * to date.
304          */
305         arch_end_context_switch(next_p);
306
307         /*
308          * Restore %gs if needed (which is common)
309          */
310         if (prev->gs | next->gs)
311                 lazy_load_gs(next->gs);
312
313         switch_fpu_finish(next_p, fpu);
314
315         this_cpu_write(current_task, next_p);
316
317         return prev_p;
318 }
319
320 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
321 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
322
323 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
324 {
325         unsigned long bp, sp, ip;
326         unsigned long stack_page;
327         int count = 0;
328         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
329                 return 0;
330         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
331         sp = p->thread.sp;
332         if (!stack_page || sp < stack_page || sp > top_esp+stack_page)
333                 return 0;
334         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes bp last. */
335         bp = *(unsigned long *) sp;
336         do {
337                 if (bp < stack_page || bp > top_ebp+stack_page)
338                         return 0;
339                 ip = *(unsigned long *) (bp+4);
340                 if (!in_sched_functions(ip))
341                         return ip;
342                 bp = *(unsigned long *) bp;
343         } while (count++ < 16);
344         return 0;
345 }
346