Merge branch 'x86-asm-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6.git] / arch / x86 / kernel / process.c
1 #include <linux/errno.h>
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/mm.h>
4 #include <linux/smp.h>
5 #include <linux/prctl.h>
6 #include <linux/slab.h>
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/module.h>
9 #include <linux/pm.h>
10 #include <linux/clockchips.h>
11 #include <linux/random.h>
12 #include <linux/user-return-notifier.h>
13 #include <linux/dmi.h>
14 #include <linux/utsname.h>
15 #include <trace/events/power.h>
16 #include <linux/hw_breakpoint.h>
17 #include <asm/system.h>
18 #include <asm/apic.h>
19 #include <asm/syscalls.h>
20 #include <asm/idle.h>
21 #include <asm/uaccess.h>
22 #include <asm/i387.h>
23 #include <asm/ds.h>
24 #include <asm/debugreg.h>
25
26 unsigned long idle_halt;
27 EXPORT_SYMBOL(idle_halt);
28 unsigned long idle_nomwait;
29 EXPORT_SYMBOL(idle_nomwait);
30
31 struct kmem_cache *task_xstate_cachep;
32
33 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
34 {
35         *dst = *src;
36         if (src->thread.xstate) {
37                 dst->thread.xstate = kmem_cache_alloc(task_xstate_cachep,
38                                                       GFP_KERNEL);
39                 if (!dst->thread.xstate)
40                         return -ENOMEM;
41                 WARN_ON((unsigned long)dst->thread.xstate & 15);
42                 memcpy(dst->thread.xstate, src->thread.xstate, xstate_size);
43         }
44         return 0;
45 }
46
47 void free_thread_xstate(struct task_struct *tsk)
48 {
49         if (tsk->thread.xstate) {
50                 kmem_cache_free(task_xstate_cachep, tsk->thread.xstate);
51                 tsk->thread.xstate = NULL;
52         }
53
54         WARN(tsk->thread.ds_ctx, "leaking DS context\n");
55 }
56
57 void free_thread_info(struct thread_info *ti)
58 {
59         free_thread_xstate(ti->task);
60         free_pages((unsigned long)ti, get_order(THREAD_SIZE));
61 }
62
63 void arch_task_cache_init(void)
64 {
65         task_xstate_cachep =
66                 kmem_cache_create("task_xstate", xstate_size,
67                                   __alignof__(union thread_xstate),
68                                   SLAB_PANIC | SLAB_NOTRACK, NULL);
69 }
70
71 /*
72  * Free current thread data structures etc..
73  */
74 void exit_thread(void)
75 {
76         struct task_struct *me = current;
77         struct thread_struct *t = &me->thread;
78         unsigned long *bp = t->io_bitmap_ptr;
79
80         if (bp) {
81                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, get_cpu());
82
83                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
84                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
85                 /*
86                  * Careful, clear this in the TSS too:
87                  */
88                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, t->io_bitmap_max);
89                 t->io_bitmap_max = 0;
90                 put_cpu();
91                 kfree(bp);
92         }
93 }
94
95 void show_regs(struct pt_regs *regs)
96 {
97         show_registers(regs);
98         show_trace(NULL, regs, (unsigned long *)kernel_stack_pointer(regs),
99                    regs->bp);
100 }
101
102 void show_regs_common(void)
103 {
104         const char *board, *product;
105
106         board = dmi_get_system_info(DMI_BOARD_NAME);
107         if (!board)
108                 board = "";
109         product = dmi_get_system_info(DMI_PRODUCT_NAME);
110         if (!product)
111                 product = "";
112
113         printk(KERN_CONT "\n");
114         printk(KERN_DEFAULT "Pid: %d, comm: %.20s %s %s %.*s %s/%s\n",
115                 current->pid, current->comm, print_tainted(),
116                 init_utsname()->release,
117                 (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
118                 init_utsname()->version, board, product);
119 }
120
121 void flush_thread(void)
122 {
123         struct task_struct *tsk = current;
124
125         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
126         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
127         /*
128          * Forget coprocessor state..
129          */
130         tsk->fpu_counter = 0;
131         clear_fpu(tsk);
132         clear_used_math();
133 }
134
135 static void hard_disable_TSC(void)
136 {
137         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
138 }
139
140 void disable_TSC(void)
141 {
142         preempt_disable();
143         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
144                 /*
145                  * Must flip the CPU state synchronously with
146                  * TIF_NOTSC in the current running context.
147                  */
148                 hard_disable_TSC();
149         preempt_enable();
150 }
151
152 static void hard_enable_TSC(void)
153 {
154         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
155 }
156
157 static void enable_TSC(void)
158 {
159         preempt_disable();
160         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOTSC))
161                 /*
162                  * Must flip the CPU state synchronously with
163                  * TIF_NOTSC in the current running context.
164                  */
165                 hard_enable_TSC();
166         preempt_enable();
167 }
168
169 int get_tsc_mode(unsigned long adr)
170 {
171         unsigned int val;
172
173         if (test_thread_flag(TIF_NOTSC))
174                 val = PR_TSC_SIGSEGV;
175         else
176                 val = PR_TSC_ENABLE;
177
178         return put_user(val, (unsigned int __user *)adr);
179 }
180
181 int set_tsc_mode(unsigned int val)
182 {
183         if (val == PR_TSC_SIGSEGV)
184                 disable_TSC();
185         else if (val == PR_TSC_ENABLE)
186                 enable_TSC();
187         else
188                 return -EINVAL;
189
190         return 0;
191 }
192
193 void __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
194                       struct tss_struct *tss)
195 {
196         struct thread_struct *prev, *next;
197
198         prev = &prev_p->thread;
199         next = &next_p->thread;
200
201         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DS_AREA_MSR) ||
202             test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_DS_AREA_MSR))
203                 ds_switch_to(prev_p, next_p);
204         else if (next->debugctlmsr != prev->debugctlmsr)
205                 update_debugctlmsr(next->debugctlmsr);
206
207         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
208             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
209                 /* prev and next are different */
210                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
211                         hard_disable_TSC();
212                 else
213                         hard_enable_TSC();
214         }
215
216         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
217                 /*
218                  * Copy the relevant range of the IO bitmap.
219                  * Normally this is 128 bytes or less:
220                  */
221                 memcpy(tss->io_bitmap, next->io_bitmap_ptr,
222                        max(prev->io_bitmap_max, next->io_bitmap_max));
223         } else if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)) {
224                 /*
225                  * Clear any possible leftover bits:
226                  */
227                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, prev->io_bitmap_max);
228         }
229         propagate_user_return_notify(prev_p, next_p);
230 }
231
232 int sys_fork(struct pt_regs *regs)
233 {
234         return do_fork(SIGCHLD, regs->sp, regs, 0, NULL, NULL);
235 }
236
237 /*
238  * This is trivial, and on the face of it looks like it
239  * could equally well be done in user mode.
240  *
241  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
242  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
243  * done by calling the "clone()" system call directly, you
244  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
245  * the information you need.
246  */
247 int sys_vfork(struct pt_regs *regs)
248 {
249         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs->sp, regs, 0,
250                        NULL, NULL);
251 }
252
253 long
254 sys_clone(unsigned long clone_flags, unsigned long newsp,
255           void __user *parent_tid, void __user *child_tid, struct pt_regs *regs)
256 {
257         if (!newsp)
258                 newsp = regs->sp;
259         return do_fork(clone_flags, newsp, regs, 0, parent_tid, child_tid);
260 }
261
262 /*
263  * This gets run with %si containing the
264  * function to call, and %di containing
265  * the "args".
266  */
267 extern void kernel_thread_helper(void);
268
269 /*
270  * Create a kernel thread
271  */
272 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
273 {
274         struct pt_regs regs;
275
276         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
277
278         regs.si = (unsigned long) fn;
279         regs.di = (unsigned long) arg;
280
281 #ifdef CONFIG_X86_32
282         regs.ds = __USER_DS;
283         regs.es = __USER_DS;
284         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
285         regs.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
286 #else
287         regs.ss = __KERNEL_DS;
288 #endif
289
290         regs.orig_ax = -1;
291         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
292         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
293         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | 0x2;
294
295         /* Ok, create the new process.. */
296         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
299
300 /*
301  * sys_execve() executes a new program.
302  */
303 long sys_execve(char __user *name, char __user * __user *argv,
304                 char __user * __user *envp, struct pt_regs *regs)
305 {
306         long error;
307         char *filename;
308
309         filename = getname(name);
310         error = PTR_ERR(filename);
311         if (IS_ERR(filename))
312                 return error;
313         error = do_execve(filename, argv, envp, regs);
314
315 #ifdef CONFIG_X86_32
316         if (error == 0) {
317                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
318                 set_thread_flag(TIF_IRET);
319         }
320 #endif
321
322         putname(filename);
323         return error;
324 }
325
326 /*
327  * Idle related variables and functions
328  */
329 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
330 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
331
332 /*
333  * Powermanagement idle function, if any..
334  */
335 void (*pm_idle)(void);
336 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
337
338 #ifdef CONFIG_X86_32
339 /*
340  * This halt magic was a workaround for ancient floppy DMA
341  * wreckage. It should be safe to remove.
342  */
343 static int hlt_counter;
344 void disable_hlt(void)
345 {
346         hlt_counter++;
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
349
350 void enable_hlt(void)
351 {
352         hlt_counter--;
353 }
354 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
355
356 static inline int hlt_use_halt(void)
357 {
358         return (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok);
359 }
360 #else
361 static inline int hlt_use_halt(void)
362 {
363         return 1;
364 }
365 #endif
366
367 /*
368  * We use this if we don't have any better
369  * idle routine..
370  */
371 void default_idle(void)
372 {
373         if (hlt_use_halt()) {
374                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
375                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
376                 /*
377                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
378                  * test NEED_RESCHED:
379                  */
380                 smp_mb();
381
382                 if (!need_resched())
383                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
384                 else
385                         local_irq_enable();
386                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
387         } else {
388                 local_irq_enable();
389                 /* loop is done by the caller */
390                 cpu_relax();
391         }
392 }
393 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
394 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
395 #endif
396
397 void stop_this_cpu(void *dummy)
398 {
399         local_irq_disable();
400         /*
401          * Remove this CPU:
402          */
403         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
404         disable_local_APIC();
405
406         for (;;) {
407                 if (hlt_works(smp_processor_id()))
408                         halt();
409         }
410 }
411
412 static void do_nothing(void *unused)
413 {
414 }
415
416 /*
417  * cpu_idle_wait - Used to ensure that all the CPUs discard old value of
418  * pm_idle and update to new pm_idle value. Required while changing pm_idle
419  * handler on SMP systems.
420  *
421  * Caller must have changed pm_idle to the new value before the call. Old
422  * pm_idle value will not be used by any CPU after the return of this function.
423  */
424 void cpu_idle_wait(void)
425 {
426         smp_mb();
427         /* kick all the CPUs so that they exit out of pm_idle */
428         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
429 }
430 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
431
432 /*
433  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
434  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
435  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
436  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
437  * up from MWAIT (without an IPI).
438  *
439  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
440  * capability.
441  */
442 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
443 {
444         trace_power_start(POWER_CSTATE, (ax>>4)+1);
445         if (!need_resched()) {
446                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
447                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
448
449                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
450                 smp_mb();
451                 if (!need_resched())
452                         __mwait(ax, cx);
453         }
454 }
455
456 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
457 static void mwait_idle(void)
458 {
459         if (!need_resched()) {
460                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
461                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
462                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
463
464                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
465                 smp_mb();
466                 if (!need_resched())
467                         __sti_mwait(0, 0);
468                 else
469                         local_irq_enable();
470         } else
471                 local_irq_enable();
472 }
473
474 /*
475  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
476  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
477  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
478  */
479 static void poll_idle(void)
480 {
481         trace_power_start(POWER_CSTATE, 0);
482         local_irq_enable();
483         while (!need_resched())
484                 cpu_relax();
485         trace_power_end(0);
486 }
487
488 /*
489  * mwait selection logic:
490  *
491  * It depends on the CPU. For AMD CPUs that support MWAIT this is
492  * wrong. Family 0x10 and 0x11 CPUs will enter C1 on HLT. Powersavings
493  * then depend on a clock divisor and current Pstate of the core. If
494  * all cores of a processor are in halt state (C1) the processor can
495  * enter the C1E (C1 enhanced) state. If mwait is used this will never
496  * happen.
497  *
498  * idle=mwait overrides this decision and forces the usage of mwait.
499  */
500 static int __cpuinitdata force_mwait;
501
502 #define MWAIT_INFO                      0x05
503 #define MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO         0x01
504 #define MWAIT_EDX_C1                    0xf0
505
506 static int __cpuinit mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
507 {
508         u32 eax, ebx, ecx, edx;
509
510         if (force_mwait)
511                 return 1;
512
513         if (c->cpuid_level < MWAIT_INFO)
514                 return 0;
515
516         cpuid(MWAIT_INFO, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
517         /* Check, whether EDX has extended info about MWAIT */
518         if (!(ecx & MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO))
519                 return 1;
520
521         /*
522          * edx enumeratios MONITOR/MWAIT extensions. Check, whether
523          * C1  supports MWAIT
524          */
525         return (edx & MWAIT_EDX_C1);
526 }
527
528 /*
529  * Check for AMD CPUs, which have potentially C1E support
530  */
531 static int __cpuinit check_c1e_idle(const struct cpuinfo_x86 *c)
532 {
533         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
534                 return 0;
535
536         if (c->x86 < 0x0F)
537                 return 0;
538
539         /* Family 0x0f models < rev F do not have C1E */
540         if (c->x86 == 0x0f && c->x86_model < 0x40)
541                 return 0;
542
543         return 1;
544 }
545
546 static cpumask_var_t c1e_mask;
547 static int c1e_detected;
548
549 void c1e_remove_cpu(int cpu)
550 {
551         if (c1e_mask != NULL)
552                 cpumask_clear_cpu(cpu, c1e_mask);
553 }
554
555 /*
556  * C1E aware idle routine. We check for C1E active in the interrupt
557  * pending message MSR. If we detect C1E, then we handle it the same
558  * way as C3 power states (local apic timer and TSC stop)
559  */
560 static void c1e_idle(void)
561 {
562         if (need_resched())
563                 return;
564
565         if (!c1e_detected) {
566                 u32 lo, hi;
567
568                 rdmsr(MSR_K8_INT_PENDING_MSG, lo, hi);
569                 if (lo & K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK) {
570                         c1e_detected = 1;
571                         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NONSTOP_TSC))
572                                 mark_tsc_unstable("TSC halt in AMD C1E");
573                         printk(KERN_INFO "System has AMD C1E enabled\n");
574                         set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_AMDC1E);
575                 }
576         }
577
578         if (c1e_detected) {
579                 int cpu = smp_processor_id();
580
581                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, c1e_mask)) {
582                         cpumask_set_cpu(cpu, c1e_mask);
583                         /*
584                          * Force broadcast so ACPI can not interfere.
585                          */
586                         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_FORCE,
587                                            &cpu);
588                         printk(KERN_INFO "Switch to broadcast mode on CPU%d\n",
589                                cpu);
590                 }
591                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_ENTER, &cpu);
592
593                 default_idle();
594
595                 /*
596                  * The switch back from broadcast mode needs to be
597                  * called with interrupts disabled.
598                  */
599                  local_irq_disable();
600                  clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_EXIT, &cpu);
601                  local_irq_enable();
602         } else
603                 default_idle();
604 }
605
606 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
607 {
608 #ifdef CONFIG_SMP
609         if (pm_idle == poll_idle && smp_num_siblings > 1) {
610                 printk(KERN_WARNING "WARNING: polling idle and HT enabled,"
611                         " performance may degrade.\n");
612         }
613 #endif
614         if (pm_idle)
615                 return;
616
617         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
618                 /*
619                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
620                  */
621                 printk(KERN_INFO "using mwait in idle threads.\n");
622                 pm_idle = mwait_idle;
623         } else if (check_c1e_idle(c)) {
624                 printk(KERN_INFO "using C1E aware idle routine\n");
625                 pm_idle = c1e_idle;
626         } else
627                 pm_idle = default_idle;
628 }
629
630 void __init init_c1e_mask(void)
631 {
632         /* If we're using c1e_idle, we need to allocate c1e_mask. */
633         if (pm_idle == c1e_idle)
634                 zalloc_cpumask_var(&c1e_mask, GFP_KERNEL);
635 }
636
637 static int __init idle_setup(char *str)
638 {
639         if (!str)
640                 return -EINVAL;
641
642         if (!strcmp(str, "poll")) {
643                 printk("using polling idle threads.\n");
644                 pm_idle = poll_idle;
645         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
646                 force_mwait = 1;
647         else if (!strcmp(str, "halt")) {
648                 /*
649                  * When the boot option of idle=halt is added, halt is
650                  * forced to be used for CPU idle. In such case CPU C2/C3
651                  * won't be used again.
652                  * To continue to load the CPU idle driver, don't touch
653                  * the boot_option_idle_override.
654                  */
655                 pm_idle = default_idle;
656                 idle_halt = 1;
657                 return 0;
658         } else if (!strcmp(str, "nomwait")) {
659                 /*
660                  * If the boot option of "idle=nomwait" is added,
661                  * it means that mwait will be disabled for CPU C2/C3
662                  * states. In such case it won't touch the variable
663                  * of boot_option_idle_override.
664                  */
665                 idle_nomwait = 1;
666                 return 0;
667         } else
668                 return -1;
669
670         boot_option_idle_override = 1;
671         return 0;
672 }
673 early_param("idle", idle_setup);
674
675 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
676 {
677         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
678                 sp -= get_random_int() % 8192;
679         return sp & ~0xf;
680 }
681
682 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
683 {
684         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
685         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
686 }
687