Merge branch 'upstream-fixes' of master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/jgarzik...
[linux-2.6] / 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();
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|KU_MASK);
81 #ifdef CONFIG_64BIT
82         status &= ~ST0_FR;
83         status |= test_thread_flag(TIF_32BIT_REGS) ? 0 : ST0_FR;
84 #endif
85         status |= KU_USER;
86         regs->cp0_status = status;
87         clear_used_math();
88         clear_fpu_owner();
89         if (cpu_has_dsp)
90                 __init_dsp();
91         regs->cp0_epc = pc;
92         regs->regs[29] = sp;
93         current_thread_info()->addr_limit = USER_DS;
94 }
95
96 void exit_thread(void)
97 {
98 }
99
100 void flush_thread(void)
101 {
102 }
103
104 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long usp,
105         unsigned long unused, struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
106 {
107         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
108         struct pt_regs *childregs;
109         long childksp;
110         p->set_child_tid = p->clear_child_tid = NULL;
111
112         childksp = (unsigned long)task_stack_page(p) + THREAD_SIZE - 32;
113
114         preempt_disable();
115
116         if (is_fpu_owner())
117                 save_fp(p);
118
119         if (cpu_has_dsp)
120                 save_dsp(p);
121
122         preempt_enable();
123
124         /* set up new TSS. */
125         childregs = (struct pt_regs *) childksp - 1;
126         *childregs = *regs;
127         childregs->regs[7] = 0; /* Clear error flag */
128
129 #if defined(CONFIG_BINFMT_IRIX)
130         if (current->personality != PER_LINUX) {
131                 /* Under IRIX things are a little different. */
132                 childregs->regs[3] = 1;
133                 regs->regs[3] = 0;
134         }
135 #endif
136         childregs->regs[2] = 0; /* Child gets zero as return value */
137         regs->regs[2] = p->pid;
138
139         if (childregs->cp0_status & ST0_CU0) {
140                 childregs->regs[28] = (unsigned long) ti;
141                 childregs->regs[29] = childksp;
142                 ti->addr_limit = KERNEL_DS;
143         } else {
144                 childregs->regs[29] = usp;
145                 ti->addr_limit = USER_DS;
146         }
147         p->thread.reg29 = (unsigned long) childregs;
148         p->thread.reg31 = (unsigned long) ret_from_fork;
149
150         /*
151          * New tasks lose permission to use the fpu. This accelerates context
152          * switching for most programs since they don't use the fpu.
153          */
154         p->thread.cp0_status = read_c0_status() & ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
155         childregs->cp0_status &= ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
156         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_USEDFPU);
157
158 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_FPAFF
159         /*
160          * FPU affinity support is cleaner if we track the
161          * user-visible CPU affinity from the very beginning.
162          * The generic cpus_allowed mask will already have
163          * been copied from the parent before copy_thread
164          * is invoked.
165          */
166         p->thread.user_cpus_allowed = p->cpus_allowed;
167 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_FPAFF */
168
169         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
170                 ti->tp_value = regs->regs[7];
171
172         return 0;
173 }
174
175 /* Fill in the fpu structure for a core dump.. */
176 int dump_fpu(struct pt_regs *regs, elf_fpregset_t *r)
177 {
178         memcpy(r, &current->thread.fpu, sizeof(current->thread.fpu));
179
180         return 1;
181 }
182
183 void elf_dump_regs(elf_greg_t *gp, struct pt_regs *regs)
184 {
185         int i;
186
187         for (i = 0; i < EF_R0; i++)
188                 gp[i] = 0;
189         gp[EF_R0] = 0;
190         for (i = 1; i <= 31; i++)
191                 gp[EF_R0 + i] = regs->regs[i];
192         gp[EF_R26] = 0;
193         gp[EF_R27] = 0;
194         gp[EF_LO] = regs->lo;
195         gp[EF_HI] = regs->hi;
196         gp[EF_CP0_EPC] = regs->cp0_epc;
197         gp[EF_CP0_BADVADDR] = regs->cp0_badvaddr;
198         gp[EF_CP0_STATUS] = regs->cp0_status;
199         gp[EF_CP0_CAUSE] = regs->cp0_cause;
200 #ifdef EF_UNUSED0
201         gp[EF_UNUSED0] = 0;
202 #endif
203 }
204
205 int dump_task_regs(struct task_struct *tsk, elf_gregset_t *regs)
206 {
207         elf_dump_regs(*regs, task_pt_regs(tsk));
208         return 1;
209 }
210
211 int dump_task_fpu(struct task_struct *t, elf_fpregset_t *fpr)
212 {
213         memcpy(fpr, &t->thread.fpu, sizeof(current->thread.fpu));
214
215         return 1;
216 }
217
218 /*
219  * Create a kernel thread
220  */
221 static void __noreturn kernel_thread_helper(void *arg, int (*fn)(void *))
222 {
223         do_exit(fn(arg));
224 }
225
226 long kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
227 {
228         struct pt_regs regs;
229
230         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
231
232         regs.regs[4] = (unsigned long) arg;
233         regs.regs[5] = (unsigned long) fn;
234         regs.cp0_epc = (unsigned long) kernel_thread_helper;
235         regs.cp0_status = read_c0_status();
236 #if defined(CONFIG_CPU_R3000) || defined(CONFIG_CPU_TX39XX)
237         regs.cp0_status = (regs.cp0_status & ~(ST0_KUP | ST0_IEP | ST0_IEC)) |
238                           ((regs.cp0_status & (ST0_KUC | ST0_IEC)) << 2);
239 #else
240         regs.cp0_status |= ST0_EXL;
241 #endif
242
243         /* Ok, create the new process.. */
244         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
245 }
246
247 /*
248  *
249  */
250 struct mips_frame_info {
251         void            *func;
252         unsigned long   func_size;
253         int             frame_size;
254         int             pc_offset;
255 };
256
257 static inline int is_ra_save_ins(union mips_instruction *ip)
258 {
259         /* sw / sd $ra, offset($sp) */
260         return (ip->i_format.opcode == sw_op || ip->i_format.opcode == sd_op) &&
261                 ip->i_format.rs == 29 &&
262                 ip->i_format.rt == 31;
263 }
264
265 static inline int is_jal_jalr_jr_ins(union mips_instruction *ip)
266 {
267         if (ip->j_format.opcode == jal_op)
268                 return 1;
269         if (ip->r_format.opcode != spec_op)
270                 return 0;
271         return ip->r_format.func == jalr_op || ip->r_format.func == jr_op;
272 }
273
274 static inline int is_sp_move_ins(union mips_instruction *ip)
275 {
276         /* addiu/daddiu sp,sp,-imm */
277         if (ip->i_format.rs != 29 || ip->i_format.rt != 29)
278                 return 0;
279         if (ip->i_format.opcode == addiu_op || ip->i_format.opcode == daddiu_op)
280                 return 1;
281         return 0;
282 }
283
284 static int get_frame_info(struct mips_frame_info *info)
285 {
286         union mips_instruction *ip = info->func;
287         unsigned max_insns = info->func_size / sizeof(union mips_instruction);
288         unsigned i;
289
290         info->pc_offset = -1;
291         info->frame_size = 0;
292
293         if (!ip)
294                 goto err;
295
296         if (max_insns == 0)
297                 max_insns = 128U;       /* unknown function size */
298         max_insns = min(128U, max_insns);
299
300         for (i = 0; i < max_insns; i++, ip++) {
301
302                 if (is_jal_jalr_jr_ins(ip))
303                         break;
304                 if (!info->frame_size) {
305                         if (is_sp_move_ins(ip))
306                                 info->frame_size = - ip->i_format.simmediate;
307                         continue;
308                 }
309                 if (info->pc_offset == -1 && is_ra_save_ins(ip)) {
310                         info->pc_offset =
311                                 ip->i_format.simmediate / sizeof(long);
312                         break;
313                 }
314         }
315         if (info->frame_size && info->pc_offset >= 0) /* nested */
316                 return 0;
317         if (info->pc_offset < 0) /* leaf */
318                 return 1;
319         /* prologue seems boggus... */
320 err:
321         return -1;
322 }
323
324 static struct mips_frame_info schedule_mfi __read_mostly;
325
326 static int __init frame_info_init(void)
327 {
328         unsigned long size = 0;
329 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
330         unsigned long ofs;
331
332         kallsyms_lookup_size_offset((unsigned long)schedule, &size, &ofs);
333 #endif
334         schedule_mfi.func = schedule;
335         schedule_mfi.func_size = size;
336
337         get_frame_info(&schedule_mfi);
338
339         /*
340          * Without schedule() frame info, result given by
341          * thread_saved_pc() and get_wchan() are not reliable.
342          */
343         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
344                 printk("Can't analyze schedule() prologue at %p\n", schedule);
345
346         return 0;
347 }
348
349 arch_initcall(frame_info_init);
350
351 /*
352  * Return saved PC of a blocked thread.
353  */
354 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
355 {
356         struct thread_struct *t = &tsk->thread;
357
358         /* New born processes are a special case */
359         if (t->reg31 == (unsigned long) ret_from_fork)
360                 return t->reg31;
361         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
362                 return 0;
363         return ((unsigned long *)t->reg29)[schedule_mfi.pc_offset];
364 }
365
366
367 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
368 /* used by show_backtrace() */
369 unsigned long unwind_stack(struct task_struct *task, unsigned long *sp,
370                            unsigned long pc, unsigned long *ra)
371 {
372         unsigned long stack_page;
373         struct mips_frame_info info;
374         unsigned long size, ofs;
375         int leaf;
376         extern void ret_from_irq(void);
377         extern void ret_from_exception(void);
378
379         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(task);
380         if (!stack_page)
381                 return 0;
382
383         /*
384          * If we reached the bottom of interrupt context,
385          * return saved pc in pt_regs.
386          */
387         if (pc == (unsigned long)ret_from_irq ||
388             pc == (unsigned long)ret_from_exception) {
389                 struct pt_regs *regs;
390                 if (*sp >= stack_page &&
391                     *sp + sizeof(*regs) <= stack_page + THREAD_SIZE - 32) {
392                         regs = (struct pt_regs *)*sp;
393                         pc = regs->cp0_epc;
394                         if (__kernel_text_address(pc)) {
395                                 *sp = regs->regs[29];
396                                 *ra = regs->regs[31];
397                                 return pc;
398                         }
399                 }
400                 return 0;
401         }
402         if (!kallsyms_lookup_size_offset(pc, &size, &ofs))
403                 return 0;
404         /*
405          * Return ra if an exception occured at the first instruction
406          */
407         if (unlikely(ofs == 0)) {
408                 pc = *ra;
409                 *ra = 0;
410                 return pc;
411         }
412
413         info.func = (void *)(pc - ofs);
414         info.func_size = ofs;   /* analyze from start to ofs */
415         leaf = get_frame_info(&info);
416         if (leaf < 0)
417                 return 0;
418
419         if (*sp < stack_page ||
420             *sp + info.frame_size > stack_page + THREAD_SIZE - 32)
421                 return 0;
422
423         if (leaf)
424                 /*
425                  * For some extreme cases, get_frame_info() can
426                  * consider wrongly a nested function as a leaf
427                  * one. In that cases avoid to return always the
428                  * same value.
429                  */
430                 pc = pc != *ra ? *ra : 0;
431         else
432                 pc = ((unsigned long *)(*sp))[info.pc_offset];
433
434         *sp += info.frame_size;
435         *ra = 0;
436         return __kernel_text_address(pc) ? pc : 0;
437 }
438 #endif
439
440 /*
441  * get_wchan - a maintenance nightmare^W^Wpain in the ass ...
442  */
443 unsigned long get_wchan(struct task_struct *task)
444 {
445         unsigned long pc = 0;
446 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
447         unsigned long sp;
448         unsigned long ra = 0;
449 #endif
450
451         if (!task || task == current || task->state == TASK_RUNNING)
452                 goto out;
453         if (!task_stack_page(task))
454                 goto out;
455
456         pc = thread_saved_pc(task);
457
458 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
459         sp = task->thread.reg29 + schedule_mfi.frame_size;
460
461         while (in_sched_functions(pc))
462                 pc = unwind_stack(task, &sp, pc, &ra);
463 #endif
464
465 out:
466         return pc;
467 }
468
469 /*
470  * Don't forget that the stack pointer must be aligned on a 8 bytes
471  * boundary for 32-bits ABI and 16 bytes for 64-bits ABI.
472  */
473 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
474 {
475         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
476                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
477
478         return sp & ALMASK;
479 }