x86: use the correct cpuid method to detect MWAIT support for C states
[linux-2.6.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 <stdarg.h>
13
14 #include <linux/cpu.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <linux/sched.h>
17 #include <linux/fs.h>
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/elfcore.h>
21 #include <linux/smp.h>
22 #include <linux/stddef.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/user.h>
26 #include <linux/a.out.h>
27 #include <linux/interrupt.h>
28 #include <linux/utsname.h>
29 #include <linux/delay.h>
30 #include <linux/reboot.h>
31 #include <linux/init.h>
32 #include <linux/mc146818rtc.h>
33 #include <linux/module.h>
34 #include <linux/kallsyms.h>
35 #include <linux/ptrace.h>
36 #include <linux/random.h>
37 #include <linux/personality.h>
38 #include <linux/tick.h>
39 #include <linux/percpu.h>
40
41 #include <asm/uaccess.h>
42 #include <asm/pgtable.h>
43 #include <asm/system.h>
44 #include <asm/io.h>
45 #include <asm/ldt.h>
46 #include <asm/processor.h>
47 #include <asm/i387.h>
48 #include <asm/desc.h>
49 #include <asm/vm86.h>
50 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
51 #include <asm/math_emu.h>
52 #endif
53
54 #include <linux/err.h>
55
56 #include <asm/tlbflush.h>
57 #include <asm/cpu.h>
58 #include <asm/kdebug.h>
59
60 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
61
62 static int hlt_counter;
63
64 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
65 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
66
67 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
68 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
69
70 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_number);
71 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_number);
72
73 /*
74  * Return saved PC of a blocked thread.
75  */
76 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
77 {
78         return ((unsigned long *)tsk->thread.sp)[3];
79 }
80
81 /*
82  * Powermanagement idle function, if any..
83  */
84 void (*pm_idle)(void);
85 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
86 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, cpu_idle_state);
87
88 void disable_hlt(void)
89 {
90         hlt_counter++;
91 }
92
93 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
94
95 void enable_hlt(void)
96 {
97         hlt_counter--;
98 }
99
100 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
101
102 /*
103  * We use this if we don't have any better
104  * idle routine..
105  */
106 void default_idle(void)
107 {
108         if (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok) {
109                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
110                 /*
111                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
112                  * test NEED_RESCHED:
113                  */
114                 smp_mb();
115
116                 local_irq_disable();
117                 if (!need_resched()) {
118                         ktime_t t0, t1;
119                         u64 t0n, t1n;
120
121                         t0 = ktime_get();
122                         t0n = ktime_to_ns(t0);
123                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
124                         local_irq_disable();
125                         t1 = ktime_get();
126                         t1n = ktime_to_ns(t1);
127                         sched_clock_idle_wakeup_event(t1n - t0n);
128                 }
129                 local_irq_enable();
130                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
131         } else {
132                 /* loop is done by the caller */
133                 cpu_relax();
134         }
135 }
136 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
137 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
138 #endif
139
140 /*
141  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
142  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
143  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
144  */
145 static void poll_idle(void)
146 {
147         cpu_relax();
148 }
149
150 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
151 #include <asm/nmi.h>
152 /* We don't actually take CPU down, just spin without interrupts. */
153 static inline void play_dead(void)
154 {
155         /* This must be done before dead CPU ack */
156         cpu_exit_clear();
157         wbinvd();
158         mb();
159         /* Ack it */
160         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
161
162         /*
163          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
164          */
165         local_irq_disable();
166         while (1)
167                 halt();
168 }
169 #else
170 static inline void play_dead(void)
171 {
172         BUG();
173 }
174 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
175
176 /*
177  * The idle thread. There's no useful work to be
178  * done, so just try to conserve power and have a
179  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
180  * somebody to say that they'd like to reschedule)
181  */
182 void cpu_idle(void)
183 {
184         int cpu = smp_processor_id();
185
186         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
187
188         /* endless idle loop with no priority at all */
189         while (1) {
190                 tick_nohz_stop_sched_tick();
191                 while (!need_resched()) {
192                         void (*idle)(void);
193
194                         if (__get_cpu_var(cpu_idle_state))
195                                 __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
196
197                         check_pgt_cache();
198                         rmb();
199                         idle = pm_idle;
200
201                         if (rcu_pending(cpu))
202                                 rcu_check_callbacks(cpu, 0);
203
204                         if (!idle)
205                                 idle = default_idle;
206
207                         if (cpu_is_offline(cpu))
208                                 play_dead();
209
210                         __get_cpu_var(irq_stat).idle_timestamp = jiffies;
211                         idle();
212                 }
213                 tick_nohz_restart_sched_tick();
214                 preempt_enable_no_resched();
215                 schedule();
216                 preempt_disable();
217         }
218 }
219
220 static void do_nothing(void *unused)
221 {
222 }
223
224 void cpu_idle_wait(void)
225 {
226         unsigned int cpu, this_cpu = get_cpu();
227         cpumask_t map, tmp = current->cpus_allowed;
228
229         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(this_cpu));
230         put_cpu();
231
232         cpus_clear(map);
233         for_each_online_cpu(cpu) {
234                 per_cpu(cpu_idle_state, cpu) = 1;
235                 cpu_set(cpu, map);
236         }
237
238         __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
239
240         wmb();
241         do {
242                 ssleep(1);
243                 for_each_online_cpu(cpu) {
244                         if (cpu_isset(cpu, map) && !per_cpu(cpu_idle_state, cpu))
245                                 cpu_clear(cpu, map);
246                 }
247                 cpus_and(map, map, cpu_online_map);
248                 /*
249                  * We waited 1 sec, if a CPU still did not call idle
250                  * it may be because it is in idle and not waking up
251                  * because it has nothing to do.
252                  * Give all the remaining CPUS a kick.
253                  */
254                 smp_call_function_mask(map, do_nothing, 0, 0);
255         } while (!cpus_empty(map));
256
257         set_cpus_allowed(current, tmp);
258 }
259 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
260
261 /*
262  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
263  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
264  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
265  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
266  * up from MWAIT (without an IPI).
267  *
268  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
269  * capability.
270  */
271 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
272 {
273         if (!need_resched()) {
274                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
275                 smp_mb();
276                 if (!need_resched())
277                         __mwait(ax, cx);
278         }
279 }
280
281 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
282 static void mwait_idle(void)
283 {
284         local_irq_enable();
285         mwait_idle_with_hints(0, 0);
286 }
287
288 static int mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
289 {
290         if (force_mwait)
291                 return 1;
292         /* Any C1 states supported? */
293         return c->cpuid_level >= 5 && ((cpuid_edx(5) >> 4) & 0xf) > 0;
294 }
295
296 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
297 {
298         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
299                 printk("monitor/mwait feature present.\n");
300                 /*
301                  * Skip, if setup has overridden idle.
302                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
303                  */
304                 if (!pm_idle) {
305                         printk("using mwait in idle threads.\n");
306                         pm_idle = mwait_idle;
307                 }
308         }
309 }
310
311 static int __init idle_setup(char *str)
312 {
313         if (!strcmp(str, "poll")) {
314                 printk("using polling idle threads.\n");
315                 pm_idle = poll_idle;
316 #ifdef CONFIG_X86_SMP
317                 if (smp_num_siblings > 1)
318                         printk("WARNING: polling idle and HT enabled, performance may degrade.\n");
319 #endif
320         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
321                 force_mwait = 1;
322         else
323                 return -1;
324
325         boot_option_idle_override = 1;
326         return 0;
327 }
328 early_param("idle", idle_setup);
329
330 void __show_registers(struct pt_regs *regs, int all)
331 {
332         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
333         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
334         unsigned long sp;
335         unsigned short ss, gs;
336
337         if (user_mode_vm(regs)) {
338                 sp = regs->sp;
339                 ss = regs->ss & 0xffff;
340                 savesegment(gs, gs);
341         } else {
342                 sp = (unsigned long) (&regs->sp);
343                 savesegment(ss, ss);
344                 savesegment(gs, gs);
345         }
346
347         printk("\n");
348         printk("Pid: %d, comm: %s %s (%s %.*s)\n",
349                         task_pid_nr(current), current->comm,
350                         print_tainted(), init_utsname()->release,
351                         (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
352                         init_utsname()->version);
353
354         printk("EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
355                         0xffff & regs->cs, regs->ip, regs->flags,
356                         smp_processor_id());
357         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->ip);
358
359         printk("EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
360                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
361         printk("ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
362                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
363         printk(" DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
364                regs->ds & 0xffff, regs->es & 0xffff,
365                regs->fs & 0xffff, gs, ss);
366
367         if (!all)
368                 return;
369
370         cr0 = read_cr0();
371         cr2 = read_cr2();
372         cr3 = read_cr3();
373         cr4 = read_cr4_safe();
374         printk("CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
375                         cr0, cr2, cr3, cr4);
376
377         get_debugreg(d0, 0);
378         get_debugreg(d1, 1);
379         get_debugreg(d2, 2);
380         get_debugreg(d3, 3);
381         printk("DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
382                         d0, d1, d2, d3);
383
384         get_debugreg(d6, 6);
385         get_debugreg(d7, 7);
386         printk("DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
387                         d6, d7);
388 }
389
390 void show_regs(struct pt_regs *regs)
391 {
392         __show_registers(regs, 1);
393         show_trace(NULL, regs, &regs->sp, regs->bp);
394 }
395
396 /*
397  * This gets run with %bx containing the
398  * function to call, and %dx containing
399  * the "args".
400  */
401 extern void kernel_thread_helper(void);
402
403 /*
404  * Create a kernel thread
405  */
406 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
407 {
408         struct pt_regs regs;
409
410         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
411
412         regs.bx = (unsigned long) fn;
413         regs.dx = (unsigned long) arg;
414
415         regs.ds = __USER_DS;
416         regs.es = __USER_DS;
417         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
418         regs.orig_ax = -1;
419         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
420         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
421         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_PF | 0x2;
422
423         /* Ok, create the new process.. */
424         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
425 }
426 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
427
428 /*
429  * Free current thread data structures etc..
430  */
431 void exit_thread(void)
432 {
433         /* The process may have allocated an io port bitmap... nuke it. */
434         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_IO_BITMAP))) {
435                 struct task_struct *tsk = current;
436                 struct thread_struct *t = &tsk->thread;
437                 int cpu = get_cpu();
438                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
439
440                 kfree(t->io_bitmap_ptr);
441                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
442                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
443                 /*
444                  * Careful, clear this in the TSS too:
445                  */
446                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, tss->io_bitmap_max);
447                 t->io_bitmap_max = 0;
448                 tss->io_bitmap_owner = NULL;
449                 tss->io_bitmap_max = 0;
450                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
451                 put_cpu();
452         }
453 }
454
455 void flush_thread(void)
456 {
457         struct task_struct *tsk = current;
458
459         tsk->thread.debugreg0 = 0;
460         tsk->thread.debugreg1 = 0;
461         tsk->thread.debugreg2 = 0;
462         tsk->thread.debugreg3 = 0;
463         tsk->thread.debugreg6 = 0;
464         tsk->thread.debugreg7 = 0;
465         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));        
466         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_DEBUG);
467         /*
468          * Forget coprocessor state..
469          */
470         clear_fpu(tsk);
471         clear_used_math();
472 }
473
474 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
475 {
476         BUG_ON(dead_task->mm);
477         release_vm86_irqs(dead_task);
478 }
479
480 /*
481  * This gets called before we allocate a new thread and copy
482  * the current task into it.
483  */
484 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
485 {
486         unlazy_fpu(tsk);
487 }
488
489 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
490         unsigned long unused,
491         struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)
492 {
493         struct pt_regs * childregs;
494         struct task_struct *tsk;
495         int err;
496
497         childregs = task_pt_regs(p);
498         *childregs = *regs;
499         childregs->ax = 0;
500         childregs->sp = sp;
501
502         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
503         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
504
505         p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;
506
507         savesegment(gs, p->thread.gs);
508
509         tsk = current;
510         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
511                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
512                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
513                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
514                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
515                         return -ENOMEM;
516                 }
517                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
518         }
519
520         err = 0;
521
522         /*
523          * Set a new TLS for the child thread?
524          */
525         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
526                 err = do_set_thread_area(p, -1,
527                         (struct user_desc __user *)childregs->si, 0);
528
529         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
530                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
531                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
532         }
533         return err;
534 }
535
536 /*
537  * fill in the user structure for a core dump..
538  */
539 void dump_thread(struct pt_regs * regs, struct user * dump)
540 {
541         u16 gs;
542
543 /* changed the size calculations - should hopefully work better. lbt */
544         dump->magic = CMAGIC;
545         dump->start_code = 0;
546         dump->start_stack = regs->sp & ~(PAGE_SIZE - 1);
547         dump->u_tsize = ((unsigned long) current->mm->end_code) >> PAGE_SHIFT;
548         dump->u_dsize = ((unsigned long) (current->mm->brk + (PAGE_SIZE-1))) >> PAGE_SHIFT;
549         dump->u_dsize -= dump->u_tsize;
550         dump->u_ssize = 0;
551         dump->u_debugreg[0] = current->thread.debugreg0;
552         dump->u_debugreg[1] = current->thread.debugreg1;
553         dump->u_debugreg[2] = current->thread.debugreg2;
554         dump->u_debugreg[3] = current->thread.debugreg3;
555         dump->u_debugreg[4] = 0;
556         dump->u_debugreg[5] = 0;
557         dump->u_debugreg[6] = current->thread.debugreg6;
558         dump->u_debugreg[7] = current->thread.debugreg7;
559
560         if (dump->start_stack < TASK_SIZE)
561                 dump->u_ssize = ((unsigned long) (TASK_SIZE - dump->start_stack)) >> PAGE_SHIFT;
562
563         dump->regs.bx = regs->bx;
564         dump->regs.cx = regs->cx;
565         dump->regs.dx = regs->dx;
566         dump->regs.si = regs->si;
567         dump->regs.di = regs->di;
568         dump->regs.bp = regs->bp;
569         dump->regs.ax = regs->ax;
570         dump->regs.ds = (u16)regs->ds;
571         dump->regs.es = (u16)regs->es;
572         dump->regs.fs = (u16)regs->fs;
573         savesegment(gs,gs);
574         dump->regs.orig_ax = regs->orig_ax;
575         dump->regs.ip = regs->ip;
576         dump->regs.cs = (u16)regs->cs;
577         dump->regs.flags = regs->flags;
578         dump->regs.sp = regs->sp;
579         dump->regs.ss = (u16)regs->ss;
580
581         dump->u_fpvalid = dump_fpu (regs, &dump->i387);
582 }
583 EXPORT_SYMBOL(dump_thread);
584
585 #ifdef CONFIG_SECCOMP
586 static void hard_disable_TSC(void)
587 {
588         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
589 }
590 void disable_TSC(void)
591 {
592         preempt_disable();
593         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
594                 /*
595                  * Must flip the CPU state synchronously with
596                  * TIF_NOTSC in the current running context.
597                  */
598                 hard_disable_TSC();
599         preempt_enable();
600 }
601 static void hard_enable_TSC(void)
602 {
603         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
604 }
605 #endif /* CONFIG_SECCOMP */
606
607 static noinline void
608 __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
609                  struct tss_struct *tss)
610 {
611         struct thread_struct *prev, *next;
612         unsigned long debugctl;
613
614         prev = &prev_p->thread;
615         next = &next_p->thread;
616
617         debugctl = prev->debugctlmsr;
618         if (next->ds_area_msr != prev->ds_area_msr) {
619                 /* we clear debugctl to make sure DS
620                  * is not in use when we change it */
621                 debugctl = 0;
622                 wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, 0);
623                 wrmsr(MSR_IA32_DS_AREA, next->ds_area_msr, 0);
624         }
625
626         if (next->debugctlmsr != debugctl)
627                 wrmsr(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, next->debugctlmsr, 0);
628
629         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DEBUG)) {
630                 set_debugreg(next->debugreg0, 0);
631                 set_debugreg(next->debugreg1, 1);
632                 set_debugreg(next->debugreg2, 2);
633                 set_debugreg(next->debugreg3, 3);
634                 /* no 4 and 5 */
635                 set_debugreg(next->debugreg6, 6);
636                 set_debugreg(next->debugreg7, 7);
637         }
638
639 #ifdef CONFIG_SECCOMP
640         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
641             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
642                 /* prev and next are different */
643                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
644                         hard_disable_TSC();
645                 else
646                         hard_enable_TSC();
647         }
648 #endif
649
650         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_BTS_TRACE_TS))
651                 ptrace_bts_take_timestamp(prev_p, BTS_TASK_DEPARTS);
652
653         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_BTS_TRACE_TS))
654                 ptrace_bts_take_timestamp(next_p, BTS_TASK_ARRIVES);
655
656
657         if (!test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
658                 /*
659                  * Disable the bitmap via an invalid offset. We still cache
660                  * the previous bitmap owner and the IO bitmap contents:
661                  */
662                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
663                 return;
664         }
665
666         if (likely(next == tss->io_bitmap_owner)) {
667                 /*
668                  * Previous owner of the bitmap (hence the bitmap content)
669                  * matches the next task, we dont have to do anything but
670                  * to set a valid offset in the TSS:
671                  */
672                 tss->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
673                 return;
674         }
675         /*
676          * Lazy TSS's I/O bitmap copy. We set an invalid offset here
677          * and we let the task to get a GPF in case an I/O instruction
678          * is performed.  The handler of the GPF will verify that the
679          * faulting task has a valid I/O bitmap and, it true, does the
680          * real copy and restart the instruction.  This will save us
681          * redundant copies when the currently switched task does not
682          * perform any I/O during its timeslice.
683          */
684         tss->x86_tss.io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET_LAZY;
685 }
686
687 /*
688  *      switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
689  *
690  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
691  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
692  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
693  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
694  * and UP become the same).
695  *
696  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
697  * reason for not using it any more becomes apparent when you
698  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
699  * valid (stale segment register values in particular). With the
700  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
701  * a reasonable manner.
702  *
703  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
704  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
705  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
706  * so the performance issues may eventually be a valid point.
707  * More important, however, is the fact that this allows us much
708  * more flexibility.
709  *
710  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
711  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
712  * for example.
713  */
714 struct task_struct * __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
715 {
716         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
717                                  *next = &next_p->thread;
718         int cpu = smp_processor_id();
719         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
720
721         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
722
723         __unlazy_fpu(prev_p);
724
725
726         /* we're going to use this soon, after a few expensive things */
727         if (next_p->fpu_counter > 5)
728                 prefetch(&next->i387.fxsave);
729
730         /*
731          * Reload esp0.
732          */
733         load_sp0(tss, next);
734
735         /*
736          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
737          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
738          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
739          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
740          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
741          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
742          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
743          * running inside of a hypervisor layer.
744          */
745         savesegment(gs, prev->gs);
746
747         /*
748          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
749          */
750         load_TLS(next, cpu);
751
752         /*
753          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
754          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
755          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
756          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
757          */
758         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
759                 set_iopl_mask(next->iopl);
760
761         /*
762          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
763          */
764         if (unlikely(task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV ||
765                      task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT))
766                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p, tss);
767
768         /*
769          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
770          * This must be done before restoring TLS segments so
771          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
772          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
773          * to date.
774          */
775         arch_leave_lazy_cpu_mode();
776
777         /* If the task has used fpu the last 5 timeslices, just do a full
778          * restore of the math state immediately to avoid the trap; the
779          * chances of needing FPU soon are obviously high now
780          */
781         if (next_p->fpu_counter > 5)
782                 math_state_restore();
783
784         /*
785          * Restore %gs if needed (which is common)
786          */
787         if (prev->gs | next->gs)
788                 loadsegment(gs, next->gs);
789
790         x86_write_percpu(current_task, next_p);
791
792         return prev_p;
793 }
794
795 asmlinkage int sys_fork(struct pt_regs regs)
796 {
797         return do_fork(SIGCHLD, regs.sp, &regs, 0, NULL, NULL);
798 }
799
800 asmlinkage int sys_clone(struct pt_regs regs)
801 {
802         unsigned long clone_flags;
803         unsigned long newsp;
804         int __user *parent_tidptr, *child_tidptr;
805
806         clone_flags = regs.bx;
807         newsp = regs.cx;
808         parent_tidptr = (int __user *)regs.dx;
809         child_tidptr = (int __user *)regs.di;
810         if (!newsp)
811                 newsp = regs.sp;
812         return do_fork(clone_flags, newsp, &regs, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
813 }
814
815 /*
816  * This is trivial, and on the face of it looks like it
817  * could equally well be done in user mode.
818  *
819  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
820  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
821  * done by calling the "clone()" system call directly, you
822  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
823  * the information you need.
824  */
825 asmlinkage int sys_vfork(struct pt_regs regs)
826 {
827         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs.sp, &regs, 0, NULL, NULL);
828 }
829
830 /*
831  * sys_execve() executes a new program.
832  */
833 asmlinkage int sys_execve(struct pt_regs regs)
834 {
835         int error;
836         char * filename;
837
838         filename = getname((char __user *) regs.bx);
839         error = PTR_ERR(filename);
840         if (IS_ERR(filename))
841                 goto out;
842         error = do_execve(filename,
843                         (char __user * __user *) regs.cx,
844                         (char __user * __user *) regs.dx,
845                         &regs);
846         if (error == 0) {
847                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
848                 set_thread_flag(TIF_IRET);
849         }
850         putname(filename);
851 out:
852         return error;
853 }
854
855 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
856 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
857
858 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
859 {
860         unsigned long bp, sp, ip;
861         unsigned long stack_page;
862         int count = 0;
863         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
864                 return 0;
865         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
866         sp = p->thread.sp;
867         if (!stack_page || sp < stack_page || sp > top_esp+stack_page)
868                 return 0;
869         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes bp last. */
870         bp = *(unsigned long *) sp;
871         do {
872                 if (bp < stack_page || bp > top_ebp+stack_page)
873                         return 0;
874                 ip = *(unsigned long *) (bp+4);
875                 if (!in_sched_functions(ip))
876                         return ip;
877                 bp = *(unsigned long *) bp;
878         } while (count++ < 16);
879         return 0;
880 }
881
882 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
883 {
884         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
885                 sp -= get_random_int() % 8192;
886         return sp & ~0xf;
887 }
888
889 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
890 {
891         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
892         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
893 }