x86: Mark atomic irq ops raw for 32bit legacy
[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("\n");
114         printk(KERN_INFO "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 #ifdef CONFIG_X86_64
126         if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_ABI_PENDING)) {
127                 clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_ABI_PENDING);
128                 if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32)) {
129                         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32);
130                 } else {
131                         set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32);
132                         current_thread_info()->status |= TS_COMPAT;
133                 }
134         }
135 #endif
136
137         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
138         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
139         /*
140          * Forget coprocessor state..
141          */
142         tsk->fpu_counter = 0;
143         clear_fpu(tsk);
144         clear_used_math();
145 }
146
147 static void hard_disable_TSC(void)
148 {
149         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
150 }
151
152 void disable_TSC(void)
153 {
154         preempt_disable();
155         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
156                 /*
157                  * Must flip the CPU state synchronously with
158                  * TIF_NOTSC in the current running context.
159                  */
160                 hard_disable_TSC();
161         preempt_enable();
162 }
163
164 static void hard_enable_TSC(void)
165 {
166         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
167 }
168
169 static void enable_TSC(void)
170 {
171         preempt_disable();
172         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOTSC))
173                 /*
174                  * Must flip the CPU state synchronously with
175                  * TIF_NOTSC in the current running context.
176                  */
177                 hard_enable_TSC();
178         preempt_enable();
179 }
180
181 int get_tsc_mode(unsigned long adr)
182 {
183         unsigned int val;
184
185         if (test_thread_flag(TIF_NOTSC))
186                 val = PR_TSC_SIGSEGV;
187         else
188                 val = PR_TSC_ENABLE;
189
190         return put_user(val, (unsigned int __user *)adr);
191 }
192
193 int set_tsc_mode(unsigned int val)
194 {
195         if (val == PR_TSC_SIGSEGV)
196                 disable_TSC();
197         else if (val == PR_TSC_ENABLE)
198                 enable_TSC();
199         else
200                 return -EINVAL;
201
202         return 0;
203 }
204
205 void __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
206                       struct tss_struct *tss)
207 {
208         struct thread_struct *prev, *next;
209
210         prev = &prev_p->thread;
211         next = &next_p->thread;
212
213         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DS_AREA_MSR) ||
214             test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_DS_AREA_MSR))
215                 ds_switch_to(prev_p, next_p);
216         else if (next->debugctlmsr != prev->debugctlmsr)
217                 update_debugctlmsr(next->debugctlmsr);
218
219         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
220             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
221                 /* prev and next are different */
222                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
223                         hard_disable_TSC();
224                 else
225                         hard_enable_TSC();
226         }
227
228         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
229                 /*
230                  * Copy the relevant range of the IO bitmap.
231                  * Normally this is 128 bytes or less:
232                  */
233                 memcpy(tss->io_bitmap, next->io_bitmap_ptr,
234                        max(prev->io_bitmap_max, next->io_bitmap_max));
235         } else if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)) {
236                 /*
237                  * Clear any possible leftover bits:
238                  */
239                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, prev->io_bitmap_max);
240         }
241         propagate_user_return_notify(prev_p, next_p);
242 }
243
244 int sys_fork(struct pt_regs *regs)
245 {
246         return do_fork(SIGCHLD, regs->sp, regs, 0, NULL, NULL);
247 }
248
249 /*
250  * This is trivial, and on the face of it looks like it
251  * could equally well be done in user mode.
252  *
253  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
254  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
255  * done by calling the "clone()" system call directly, you
256  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
257  * the information you need.
258  */
259 int sys_vfork(struct pt_regs *regs)
260 {
261         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs->sp, regs, 0,
262                        NULL, NULL);
263 }
264
265 long
266 sys_clone(unsigned long clone_flags, unsigned long newsp,
267           void __user *parent_tid, void __user *child_tid, struct pt_regs *regs)
268 {
269         if (!newsp)
270                 newsp = regs->sp;
271         return do_fork(clone_flags, newsp, regs, 0, parent_tid, child_tid);
272 }
273
274 /*
275  * This gets run with %si containing the
276  * function to call, and %di containing
277  * the "args".
278  */
279 extern void kernel_thread_helper(void);
280
281 /*
282  * Create a kernel thread
283  */
284 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
285 {
286         struct pt_regs regs;
287
288         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
289
290         regs.si = (unsigned long) fn;
291         regs.di = (unsigned long) arg;
292
293 #ifdef CONFIG_X86_32
294         regs.ds = __USER_DS;
295         regs.es = __USER_DS;
296         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
297         regs.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
298 #endif
299
300         regs.orig_ax = -1;
301         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
302         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
303         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | 0x2;
304
305         /* Ok, create the new process.. */
306         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
307 }
308 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
309
310 /*
311  * sys_execve() executes a new program.
312  */
313 long sys_execve(char __user *name, char __user * __user *argv,
314                 char __user * __user *envp, struct pt_regs *regs)
315 {
316         long error;
317         char *filename;
318
319         filename = getname(name);
320         error = PTR_ERR(filename);
321         if (IS_ERR(filename))
322                 return error;
323         error = do_execve(filename, argv, envp, regs);
324
325 #ifdef CONFIG_X86_32
326         if (error == 0) {
327                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
328                 set_thread_flag(TIF_IRET);
329         }
330 #endif
331
332         putname(filename);
333         return error;
334 }
335
336 /*
337  * Idle related variables and functions
338  */
339 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
340 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
341
342 /*
343  * Powermanagement idle function, if any..
344  */
345 void (*pm_idle)(void);
346 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
347
348 #ifdef CONFIG_X86_32
349 /*
350  * This halt magic was a workaround for ancient floppy DMA
351  * wreckage. It should be safe to remove.
352  */
353 static int hlt_counter;
354 void disable_hlt(void)
355 {
356         hlt_counter++;
357 }
358 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
359
360 void enable_hlt(void)
361 {
362         hlt_counter--;
363 }
364 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
365
366 static inline int hlt_use_halt(void)
367 {
368         return (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok);
369 }
370 #else
371 static inline int hlt_use_halt(void)
372 {
373         return 1;
374 }
375 #endif
376
377 /*
378  * We use this if we don't have any better
379  * idle routine..
380  */
381 void default_idle(void)
382 {
383         if (hlt_use_halt()) {
384                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
385                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
386                 /*
387                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
388                  * test NEED_RESCHED:
389                  */
390                 smp_mb();
391
392                 if (!need_resched())
393                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
394                 else
395                         local_irq_enable();
396                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
397         } else {
398                 local_irq_enable();
399                 /* loop is done by the caller */
400                 cpu_relax();
401         }
402 }
403 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
404 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
405 #endif
406
407 void stop_this_cpu(void *dummy)
408 {
409         local_irq_disable();
410         /*
411          * Remove this CPU:
412          */
413         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
414         disable_local_APIC();
415
416         for (;;) {
417                 if (hlt_works(smp_processor_id()))
418                         halt();
419         }
420 }
421
422 static void do_nothing(void *unused)
423 {
424 }
425
426 /*
427  * cpu_idle_wait - Used to ensure that all the CPUs discard old value of
428  * pm_idle and update to new pm_idle value. Required while changing pm_idle
429  * handler on SMP systems.
430  *
431  * Caller must have changed pm_idle to the new value before the call. Old
432  * pm_idle value will not be used by any CPU after the return of this function.
433  */
434 void cpu_idle_wait(void)
435 {
436         smp_mb();
437         /* kick all the CPUs so that they exit out of pm_idle */
438         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
439 }
440 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
441
442 /*
443  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
444  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
445  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
446  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
447  * up from MWAIT (without an IPI).
448  *
449  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
450  * capability.
451  */
452 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
453 {
454         trace_power_start(POWER_CSTATE, (ax>>4)+1);
455         if (!need_resched()) {
456                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
457                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
458
459                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
460                 smp_mb();
461                 if (!need_resched())
462                         __mwait(ax, cx);
463         }
464 }
465
466 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
467 static void mwait_idle(void)
468 {
469         if (!need_resched()) {
470                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
471                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
472                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
473
474                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
475                 smp_mb();
476                 if (!need_resched())
477                         __sti_mwait(0, 0);
478                 else
479                         local_irq_enable();
480         } else
481                 local_irq_enable();
482 }
483
484 /*
485  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
486  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
487  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
488  */
489 static void poll_idle(void)
490 {
491         trace_power_start(POWER_CSTATE, 0);
492         local_irq_enable();
493         while (!need_resched())
494                 cpu_relax();
495         trace_power_end(0);
496 }
497
498 /*
499  * mwait selection logic:
500  *
501  * It depends on the CPU. For AMD CPUs that support MWAIT this is
502  * wrong. Family 0x10 and 0x11 CPUs will enter C1 on HLT. Powersavings
503  * then depend on a clock divisor and current Pstate of the core. If
504  * all cores of a processor are in halt state (C1) the processor can
505  * enter the C1E (C1 enhanced) state. If mwait is used this will never
506  * happen.
507  *
508  * idle=mwait overrides this decision and forces the usage of mwait.
509  */
510 static int __cpuinitdata force_mwait;
511
512 #define MWAIT_INFO                      0x05
513 #define MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO         0x01
514 #define MWAIT_EDX_C1                    0xf0
515
516 static int __cpuinit mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
517 {
518         u32 eax, ebx, ecx, edx;
519
520         if (force_mwait)
521                 return 1;
522
523         if (c->cpuid_level < MWAIT_INFO)
524                 return 0;
525
526         cpuid(MWAIT_INFO, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
527         /* Check, whether EDX has extended info about MWAIT */
528         if (!(ecx & MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO))
529                 return 1;
530
531         /*
532          * edx enumeratios MONITOR/MWAIT extensions. Check, whether
533          * C1  supports MWAIT
534          */
535         return (edx & MWAIT_EDX_C1);
536 }
537
538 /*
539  * Check for AMD CPUs, which have potentially C1E support
540  */
541 static int __cpuinit check_c1e_idle(const struct cpuinfo_x86 *c)
542 {
543         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
544                 return 0;
545
546         if (c->x86 < 0x0F)
547                 return 0;
548
549         /* Family 0x0f models < rev F do not have C1E */
550         if (c->x86 == 0x0f && c->x86_model < 0x40)
551                 return 0;
552
553         return 1;
554 }
555
556 static cpumask_var_t c1e_mask;
557 static int c1e_detected;
558
559 void c1e_remove_cpu(int cpu)
560 {
561         if (c1e_mask != NULL)
562                 cpumask_clear_cpu(cpu, c1e_mask);
563 }
564
565 /*
566  * C1E aware idle routine. We check for C1E active in the interrupt
567  * pending message MSR. If we detect C1E, then we handle it the same
568  * way as C3 power states (local apic timer and TSC stop)
569  */
570 static void c1e_idle(void)
571 {
572         if (need_resched())
573                 return;
574
575         if (!c1e_detected) {
576                 u32 lo, hi;
577
578                 rdmsr(MSR_K8_INT_PENDING_MSG, lo, hi);
579                 if (lo & K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK) {
580                         c1e_detected = 1;
581                         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NONSTOP_TSC))
582                                 mark_tsc_unstable("TSC halt in AMD C1E");
583                         printk(KERN_INFO "System has AMD C1E enabled\n");
584                         set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_AMDC1E);
585                 }
586         }
587
588         if (c1e_detected) {
589                 int cpu = smp_processor_id();
590
591                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, c1e_mask)) {
592                         cpumask_set_cpu(cpu, c1e_mask);
593                         /*
594                          * Force broadcast so ACPI can not interfere.
595                          */
596                         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_FORCE,
597                                            &cpu);
598                         printk(KERN_INFO "Switch to broadcast mode on CPU%d\n",
599                                cpu);
600                 }
601                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_ENTER, &cpu);
602
603                 default_idle();
604
605                 /*
606                  * The switch back from broadcast mode needs to be
607                  * called with interrupts disabled.
608                  */
609                  local_irq_disable();
610                  clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_EXIT, &cpu);
611                  local_irq_enable();
612         } else
613                 default_idle();
614 }
615
616 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
617 {
618 #ifdef CONFIG_SMP
619         if (pm_idle == poll_idle && smp_num_siblings > 1) {
620                 printk(KERN_WARNING "WARNING: polling idle and HT enabled,"
621                         " performance may degrade.\n");
622         }
623 #endif
624         if (pm_idle)
625                 return;
626
627         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
628                 /*
629                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
630                  */
631                 printk(KERN_INFO "using mwait in idle threads.\n");
632                 pm_idle = mwait_idle;
633         } else if (check_c1e_idle(c)) {
634                 printk(KERN_INFO "using C1E aware idle routine\n");
635                 pm_idle = c1e_idle;
636         } else
637                 pm_idle = default_idle;
638 }
639
640 void __init init_c1e_mask(void)
641 {
642         /* If we're using c1e_idle, we need to allocate c1e_mask. */
643         if (pm_idle == c1e_idle)
644                 zalloc_cpumask_var(&c1e_mask, GFP_KERNEL);
645 }
646
647 static int __init idle_setup(char *str)
648 {
649         if (!str)
650                 return -EINVAL;
651
652         if (!strcmp(str, "poll")) {
653                 printk("using polling idle threads.\n");
654                 pm_idle = poll_idle;
655         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
656                 force_mwait = 1;
657         else if (!strcmp(str, "halt")) {
658                 /*
659                  * When the boot option of idle=halt is added, halt is
660                  * forced to be used for CPU idle. In such case CPU C2/C3
661                  * won't be used again.
662                  * To continue to load the CPU idle driver, don't touch
663                  * the boot_option_idle_override.
664                  */
665                 pm_idle = default_idle;
666                 idle_halt = 1;
667                 return 0;
668         } else if (!strcmp(str, "nomwait")) {
669                 /*
670                  * If the boot option of "idle=nomwait" is added,
671                  * it means that mwait will be disabled for CPU C2/C3
672                  * states. In such case it won't touch the variable
673                  * of boot_option_idle_override.
674                  */
675                 idle_nomwait = 1;
676                 return 0;
677         } else
678                 return -1;
679
680         boot_option_idle_override = 1;
681         return 0;
682 }
683 early_param("idle", idle_setup);
684
685 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
686 {
687         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
688                 sp -= get_random_int() % 8192;
689         return sp & ~0xf;
690 }
691
692 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
693 {
694         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
695         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
696 }
697