nohz: prevent tick stop outside of the idle loop
[linux-2.6.git] / arch / mips / kernel / process.c
1 /*
2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
4  * for more details.
5  *
6  * Copyright (C) 1994 - 1999, 2000 by Ralf Baechle and others.
7  * Copyright (C) 2005, 2006 by Ralf Baechle (ralf@linux-mips.org)
8  * Copyright (C) 1999, 2000 Silicon Graphics, Inc.
9  * Copyright (C) 2004 Thiemo Seufer
10  */
11 #include <linux/errno.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/sched.h>
14 #include <linux/tick.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/unistd.h>
19 #include <linux/ptrace.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include <linux/mman.h>
22 #include <linux/personality.h>
23 #include <linux/sys.h>
24 #include <linux/user.h>
25 #include <linux/a.out.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/completion.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/random.h>
30
31 #include <asm/asm.h>
32 #include <asm/bootinfo.h>
33 #include <asm/cpu.h>
34 #include <asm/dsp.h>
35 #include <asm/fpu.h>
36 #include <asm/pgtable.h>
37 #include <asm/system.h>
38 #include <asm/mipsregs.h>
39 #include <asm/processor.h>
40 #include <asm/uaccess.h>
41 #include <asm/io.h>
42 #include <asm/elf.h>
43 #include <asm/isadep.h>
44 #include <asm/inst.h>
45 #include <asm/stacktrace.h>
46
47 /*
48  * The idle thread. There's no useful work to be done, so just try to conserve
49  * power and have a low exit latency (ie sit in a loop waiting for somebody to
50  * say that they'd like to reschedule)
51  */
52 void __noreturn cpu_idle(void)
53 {
54         /* endless idle loop with no priority at all */
55         while (1) {
56                 tick_nohz_stop_sched_tick(1);
57                 while (!need_resched()) {
58 #ifdef CONFIG_SMTC_IDLE_HOOK_DEBUG
59                         extern void smtc_idle_loop_hook(void);
60
61                         smtc_idle_loop_hook();
62 #endif
63                         if (cpu_wait)
64                                 (*cpu_wait)();
65                 }
66                 tick_nohz_restart_sched_tick();
67                 preempt_enable_no_resched();
68                 schedule();
69                 preempt_disable();
70         }
71 }
72
73 asmlinkage void ret_from_fork(void);
74
75 void start_thread(struct pt_regs * regs, unsigned long pc, unsigned long sp)
76 {
77         unsigned long status;
78
79         /* New thread loses kernel privileges. */
80         status = regs->cp0_status & ~(ST0_CU0|ST0_CU1|ST0_FR|KU_MASK);
81 #ifdef CONFIG_64BIT
82         status |= test_thread_flag(TIF_32BIT_REGS) ? 0 : ST0_FR;
83 #endif
84         status |= KU_USER;
85         regs->cp0_status = status;
86         clear_used_math();
87         clear_fpu_owner();
88         if (cpu_has_dsp)
89                 __init_dsp();
90         regs->cp0_epc = pc;
91         regs->regs[29] = sp;
92         current_thread_info()->addr_limit = USER_DS;
93 }
94
95 void exit_thread(void)
96 {
97 }
98
99 void flush_thread(void)
100 {
101 }
102
103 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long usp,
104         unsigned long unused, struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
105 {
106         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
107         struct pt_regs *childregs;
108         long childksp;
109         p->set_child_tid = p->clear_child_tid = NULL;
110
111         childksp = (unsigned long)task_stack_page(p) + THREAD_SIZE - 32;
112
113         preempt_disable();
114
115         if (is_fpu_owner())
116                 save_fp(p);
117
118         if (cpu_has_dsp)
119                 save_dsp(p);
120
121         preempt_enable();
122
123         /* set up new TSS. */
124         childregs = (struct pt_regs *) childksp - 1;
125         *childregs = *regs;
126         childregs->regs[7] = 0; /* Clear error flag */
127
128 #if defined(CONFIG_BINFMT_IRIX)
129         if (current->personality != PER_LINUX) {
130                 /* Under IRIX things are a little different. */
131                 childregs->regs[3] = 1;
132                 regs->regs[3] = 0;
133         }
134 #endif
135         childregs->regs[2] = 0; /* Child gets zero as return value */
136         regs->regs[2] = p->pid;
137
138         if (childregs->cp0_status & ST0_CU0) {
139                 childregs->regs[28] = (unsigned long) ti;
140                 childregs->regs[29] = childksp;
141                 ti->addr_limit = KERNEL_DS;
142         } else {
143                 childregs->regs[29] = usp;
144                 ti->addr_limit = USER_DS;
145         }
146         p->thread.reg29 = (unsigned long) childregs;
147         p->thread.reg31 = (unsigned long) ret_from_fork;
148
149         /*
150          * New tasks lose permission to use the fpu. This accelerates context
151          * switching for most programs since they don't use the fpu.
152          */
153         p->thread.cp0_status = read_c0_status() & ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
154         childregs->cp0_status &= ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
155         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_USEDFPU);
156
157 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_FPAFF
158         /*
159          * FPU affinity support is cleaner if we track the
160          * user-visible CPU affinity from the very beginning.
161          * The generic cpus_allowed mask will already have
162          * been copied from the parent before copy_thread
163          * is invoked.
164          */
165         p->thread.user_cpus_allowed = p->cpus_allowed;
166 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_FPAFF */
167
168         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
169                 ti->tp_value = regs->regs[7];
170
171         return 0;
172 }
173
174 /* Fill in the fpu structure for a core dump.. */
175 int dump_fpu(struct pt_regs *regs, elf_fpregset_t *r)
176 {
177         memcpy(r, &current->thread.fpu, sizeof(current->thread.fpu));
178
179         return 1;
180 }
181
182 void elf_dump_regs(elf_greg_t *gp, struct pt_regs *regs)
183 {
184         int i;
185
186         for (i = 0; i < EF_R0; i++)
187                 gp[i] = 0;
188         gp[EF_R0] = 0;
189         for (i = 1; i <= 31; i++)
190                 gp[EF_R0 + i] = regs->regs[i];
191         gp[EF_R26] = 0;
192         gp[EF_R27] = 0;
193         gp[EF_LO] = regs->lo;
194         gp[EF_HI] = regs->hi;
195         gp[EF_CP0_EPC] = regs->cp0_epc;
196         gp[EF_CP0_BADVADDR] = regs->cp0_badvaddr;
197         gp[EF_CP0_STATUS] = regs->cp0_status;
198         gp[EF_CP0_CAUSE] = regs->cp0_cause;
199 #ifdef EF_UNUSED0
200         gp[EF_UNUSED0] = 0;
201 #endif
202 }
203
204 int dump_task_regs(struct task_struct *tsk, elf_gregset_t *regs)
205 {
206         elf_dump_regs(*regs, task_pt_regs(tsk));
207         return 1;
208 }
209
210 int dump_task_fpu(struct task_struct *t, elf_fpregset_t *fpr)
211 {
212         memcpy(fpr, &t->thread.fpu, sizeof(current->thread.fpu));
213
214         return 1;
215 }
216
217 /*
218  * Create a kernel thread
219  */
220 static void __noreturn kernel_thread_helper(void *arg, int (*fn)(void *))
221 {
222         do_exit(fn(arg));
223 }
224
225 long kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
226 {
227         struct pt_regs regs;
228
229         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
230
231         regs.regs[4] = (unsigned long) arg;
232         regs.regs[5] = (unsigned long) fn;
233         regs.cp0_epc = (unsigned long) kernel_thread_helper;
234         regs.cp0_status = read_c0_status();
235 #if defined(CONFIG_CPU_R3000) || defined(CONFIG_CPU_TX39XX)
236         regs.cp0_status = (regs.cp0_status & ~(ST0_KUP | ST0_IEP | ST0_IEC)) |
237                           ((regs.cp0_status & (ST0_KUC | ST0_IEC)) << 2);
238 #else
239         regs.cp0_status |= ST0_EXL;
240 #endif
241
242         /* Ok, create the new process.. */
243         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
244 }
245
246 /*
247  *
248  */
249 struct mips_frame_info {
250         void            *func;
251         unsigned long   func_size;
252         int             frame_size;
253         int             pc_offset;
254 };
255
256 static inline int is_ra_save_ins(union mips_instruction *ip)
257 {
258         /* sw / sd $ra, offset($sp) */
259         return (ip->i_format.opcode == sw_op || ip->i_format.opcode == sd_op) &&
260                 ip->i_format.rs == 29 &&
261                 ip->i_format.rt == 31;
262 }
263
264 static inline int is_jal_jalr_jr_ins(union mips_instruction *ip)
265 {
266         if (ip->j_format.opcode == jal_op)
267                 return 1;
268         if (ip->r_format.opcode != spec_op)
269                 return 0;
270         return ip->r_format.func == jalr_op || ip->r_format.func == jr_op;
271 }
272
273 static inline int is_sp_move_ins(union mips_instruction *ip)
274 {
275         /* addiu/daddiu sp,sp,-imm */
276         if (ip->i_format.rs != 29 || ip->i_format.rt != 29)
277                 return 0;
278         if (ip->i_format.opcode == addiu_op || ip->i_format.opcode == daddiu_op)
279                 return 1;
280         return 0;
281 }
282
283 static int get_frame_info(struct mips_frame_info *info)
284 {
285         union mips_instruction *ip = info->func;
286         unsigned max_insns = info->func_size / sizeof(union mips_instruction);
287         unsigned i;
288
289         info->pc_offset = -1;
290         info->frame_size = 0;
291
292         if (!ip)
293                 goto err;
294
295         if (max_insns == 0)
296                 max_insns = 128U;       /* unknown function size */
297         max_insns = min(128U, max_insns);
298
299         for (i = 0; i < max_insns; i++, ip++) {
300
301                 if (is_jal_jalr_jr_ins(ip))
302                         break;
303                 if (!info->frame_size) {
304                         if (is_sp_move_ins(ip))
305                                 info->frame_size = - ip->i_format.simmediate;
306                         continue;
307                 }
308                 if (info->pc_offset == -1 && is_ra_save_ins(ip)) {
309                         info->pc_offset =
310                                 ip->i_format.simmediate / sizeof(long);
311                         break;
312                 }
313         }
314         if (info->frame_size && info->pc_offset >= 0) /* nested */
315                 return 0;
316         if (info->pc_offset < 0) /* leaf */
317                 return 1;
318         /* prologue seems boggus... */
319 err:
320         return -1;
321 }
322
323 static struct mips_frame_info schedule_mfi __read_mostly;
324
325 static int __init frame_info_init(void)
326 {
327         unsigned long size = 0;
328 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
329         unsigned long ofs;
330
331         kallsyms_lookup_size_offset((unsigned long)schedule, &size, &ofs);
332 #endif
333         schedule_mfi.func = schedule;
334         schedule_mfi.func_size = size;
335
336         get_frame_info(&schedule_mfi);
337
338         /*
339          * Without schedule() frame info, result given by
340          * thread_saved_pc() and get_wchan() are not reliable.
341          */
342         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
343                 printk("Can't analyze schedule() prologue at %p\n", schedule);
344
345         return 0;
346 }
347
348 arch_initcall(frame_info_init);
349
350 /*
351  * Return saved PC of a blocked thread.
352  */
353 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
354 {
355         struct thread_struct *t = &tsk->thread;
356
357         /* New born processes are a special case */
358         if (t->reg31 == (unsigned long) ret_from_fork)
359                 return t->reg31;
360         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
361                 return 0;
362         return ((unsigned long *)t->reg29)[schedule_mfi.pc_offset];
363 }
364
365
366 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
367 /* used by show_backtrace() */
368 unsigned long unwind_stack(struct task_struct *task, unsigned long *sp,
369                            unsigned long pc, unsigned long *ra)
370 {
371         unsigned long stack_page;
372         struct mips_frame_info info;
373         unsigned long size, ofs;
374         int leaf;
375         extern void ret_from_irq(void);
376         extern void ret_from_exception(void);
377
378         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(task);
379         if (!stack_page)
380                 return 0;
381
382         /*
383          * If we reached the bottom of interrupt context,
384          * return saved pc in pt_regs.
385          */
386         if (pc == (unsigned long)ret_from_irq ||
387             pc == (unsigned long)ret_from_exception) {
388                 struct pt_regs *regs;
389                 if (*sp >= stack_page &&
390                     *sp + sizeof(*regs) <= stack_page + THREAD_SIZE - 32) {
391                         regs = (struct pt_regs *)*sp;
392                         pc = regs->cp0_epc;
393                         if (__kernel_text_address(pc)) {
394                                 *sp = regs->regs[29];
395                                 *ra = regs->regs[31];
396                                 return pc;
397                         }
398                 }
399                 return 0;
400         }
401         if (!kallsyms_lookup_size_offset(pc, &size, &ofs))
402                 return 0;
403         /*
404          * Return ra if an exception occured at the first instruction
405          */
406         if (unlikely(ofs == 0)) {
407                 pc = *ra;
408                 *ra = 0;
409                 return pc;
410         }
411
412         info.func = (void *)(pc - ofs);
413         info.func_size = ofs;   /* analyze from start to ofs */
414         leaf = get_frame_info(&info);
415         if (leaf < 0)
416                 return 0;
417
418         if (*sp < stack_page ||
419             *sp + info.frame_size > stack_page + THREAD_SIZE - 32)
420                 return 0;
421
422         if (leaf)
423                 /*
424                  * For some extreme cases, get_frame_info() can
425                  * consider wrongly a nested function as a leaf
426                  * one. In that cases avoid to return always the
427                  * same value.
428                  */
429                 pc = pc != *ra ? *ra : 0;
430         else
431                 pc = ((unsigned long *)(*sp))[info.pc_offset];
432
433         *sp += info.frame_size;
434         *ra = 0;
435         return __kernel_text_address(pc) ? pc : 0;
436 }
437 #endif
438
439 /*
440  * get_wchan - a maintenance nightmare^W^Wpain in the ass ...
441  */
442 unsigned long get_wchan(struct task_struct *task)
443 {
444         unsigned long pc = 0;
445 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
446         unsigned long sp;
447         unsigned long ra = 0;
448 #endif
449
450         if (!task || task == current || task->state == TASK_RUNNING)
451                 goto out;
452         if (!task_stack_page(task))
453                 goto out;
454
455         pc = thread_saved_pc(task);
456
457 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
458         sp = task->thread.reg29 + schedule_mfi.frame_size;
459
460         while (in_sched_functions(pc))
461                 pc = unwind_stack(task, &sp, pc, &ra);
462 #endif
463
464 out:
465         return pc;
466 }
467
468 /*
469  * Don't forget that the stack pointer must be aligned on a 8 bytes
470  * boundary for 32-bits ABI and 16 bytes for 64-bits ABI.
471  */
472 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
473 {
474         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
475                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
476
477         return sp & ALMASK;
478 }