Merge branch 'master' of /home/aia21/ntfs-2.6/
[linux-2.6] / arch / xtensa / kernel / process.c
1 // TODO verify coprocessor handling
2 /*
3  * arch/xtensa/kernel/process.c
4  *
5  * Xtensa Processor version.
6  *
7  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
8  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
9  * for more details.
10  *
11  * Copyright (C) 2001 - 2005 Tensilica Inc.
12  *
13  * Joe Taylor <joe@tensilica.com, joetylr@yahoo.com>
14  * Chris Zankel <chris@zankel.net>
15  * Marc Gauthier <marc@tensilica.com, marc@alumni.uwaterloo.ca>
16  * Kevin Chea
17  */
18
19 #include <linux/config.h>
20 #include <linux/errno.h>
21 #include <linux/sched.h>
22 #include <linux/kernel.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/smp_lock.h>
26 #include <linux/stddef.h>
27 #include <linux/unistd.h>
28 #include <linux/ptrace.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/elf.h>
31 #include <linux/init.h>
32 #include <linux/prctl.h>
33 #include <linux/init_task.h>
34 #include <linux/module.h>
35 #include <linux/mqueue.h>
36
37 #include <asm/pgtable.h>
38 #include <asm/uaccess.h>
39 #include <asm/system.h>
40 #include <asm/io.h>
41 #include <asm/processor.h>
42 #include <asm/platform.h>
43 #include <asm/mmu.h>
44 #include <asm/irq.h>
45 #include <asm/atomic.h>
46 #include <asm/asm-offsets.h>
47 #include <asm/coprocessor.h>
48
49 extern void ret_from_fork(void);
50
51 static struct fs_struct init_fs = INIT_FS;
52 static struct files_struct init_files = INIT_FILES;
53 static struct signal_struct init_signals = INIT_SIGNALS(init_signals);
54 static struct sighand_struct init_sighand = INIT_SIGHAND(init_sighand);
55 struct mm_struct init_mm = INIT_MM(init_mm);
56 EXPORT_SYMBOL(init_mm);
57
58 union thread_union init_thread_union
59         __attribute__((__section__(".data.init_task"))) =
60 { INIT_THREAD_INFO(init_task) };
61
62 struct task_struct init_task = INIT_TASK(init_task);
63 EXPORT_SYMBOL(init_task);
64
65 struct task_struct *current_set[NR_CPUS] = {&init_task, };
66
67 void (*pm_power_off)(void) = NULL;
68 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
69
70
71 #if XCHAL_CP_NUM > 0
72
73 /*
74  * Coprocessor ownership.
75  */
76
77 coprocessor_info_t coprocessor_info[] = {
78         { 0, XTENSA_CPE_CP0_OFFSET },
79         { 0, XTENSA_CPE_CP1_OFFSET },
80         { 0, XTENSA_CPE_CP2_OFFSET },
81         { 0, XTENSA_CPE_CP3_OFFSET },
82         { 0, XTENSA_CPE_CP4_OFFSET },
83         { 0, XTENSA_CPE_CP5_OFFSET },
84         { 0, XTENSA_CPE_CP6_OFFSET },
85         { 0, XTENSA_CPE_CP7_OFFSET },
86 };
87
88 #endif
89
90 /*
91  * Powermanagement idle function, if any is provided by the platform.
92  */
93
94 void cpu_idle(void)
95 {
96         local_irq_enable();
97
98         /* endless idle loop with no priority at all */
99         while (1) {
100                 while (!need_resched())
101                         platform_idle();
102                 preempt_enable_no_resched();
103                 schedule();
104                 preempt_disable();
105         }
106 }
107
108 /*
109  * Free current thread data structures etc..
110  */
111
112 void exit_thread(void)
113 {
114         release_coprocessors(current);  /* Empty macro if no CPs are defined */
115 }
116
117 void flush_thread(void)
118 {
119         release_coprocessors(current);  /* Empty macro if no CPs are defined */
120 }
121
122 /*
123  * Copy thread.
124  *
125  * The stack layout for the new thread looks like this:
126  *
127  *      +------------------------+ <- sp in childregs (= tos)
128  *      |       childregs        |
129  *      +------------------------+ <- thread.sp = sp in dummy-frame
130  *      |      dummy-frame       |    (saved in dummy-frame spill-area)
131  *      +------------------------+
132  *
133  * We create a dummy frame to return to ret_from_fork:
134  *   a0 points to ret_from_fork (simulating a call4)
135  *   sp points to itself (thread.sp)
136  *   a2, a3 are unused.
137  *
138  * Note: This is a pristine frame, so we don't need any spill region on top of
139  *       childregs.
140  */
141
142 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long usp,
143                 unsigned long unused,
144                 struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)
145 {
146         struct pt_regs *childregs;
147         unsigned long tos;
148         int user_mode = user_mode(regs);
149
150         /* Set up new TSS. */
151         tos = (unsigned long)task_stack_page(p) + THREAD_SIZE;
152         if (user_mode)
153                 childregs = (struct pt_regs*)(tos - PT_USER_SIZE);
154         else
155                 childregs = (struct pt_regs*)tos - 1;
156
157         *childregs = *regs;
158
159         /* Create a call4 dummy-frame: a0 = 0, a1 = childregs. */
160         *((int*)childregs - 3) = (unsigned long)childregs;
161         *((int*)childregs - 4) = 0;
162
163         childregs->areg[1] = tos;
164         childregs->areg[2] = 0;
165         p->set_child_tid = p->clear_child_tid = NULL;
166         p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL((unsigned long)ret_from_fork, 0x1);
167         p->thread.sp = (unsigned long)childregs;
168         if (user_mode(regs)) {
169
170                 int len = childregs->wmask & ~0xf;
171                 childregs->areg[1] = usp;
172                 memcpy(&childregs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4],
173                        &regs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4], len);
174
175                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
176                         childregs->areg[2] = childregs->areg[6];
177
178         } else {
179                 /* In kernel space, we start a new thread with a new stack. */
180                 childregs->wmask = 1;
181         }
182         return 0;
183 }
184
185
186 /*
187  * Create a kernel thread
188  */
189
190 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
191 {
192         long retval;
193         __asm__ __volatile__
194                 ("mov           a5, %4\n\t" /* preserve fn in a5 */
195                  "mov           a6, %3\n\t" /* preserve and setup arg in a6 */
196                  "movi          a2, %1\n\t" /* load __NR_clone for syscall*/
197                  "mov           a3, sp\n\t" /* sp check and sys_clone */
198                  "mov           a4, %5\n\t" /* load flags for syscall */
199                  "syscall\n\t"
200                  "beq           a3, sp, 1f\n\t" /* branch if parent */
201                  "callx4        a5\n\t"     /* call fn */
202                  "movi          a2, %2\n\t" /* load __NR_exit for syscall */
203                  "mov           a3, a6\n\t" /* load fn return value */
204                  "syscall\n"
205                  "1:\n\t"
206                  "mov           %0, a2\n\t" /* parent returns zero */
207                  :"=r" (retval)
208                  :"i" (__NR_clone), "i" (__NR_exit),
209                  "r" (arg), "r" (fn),
210                  "r" (flags | CLONE_VM)
211                  : "a2", "a3", "a4", "a5", "a6" );
212         return retval;
213 }
214
215
216 /*
217  * These bracket the sleeping functions..
218  */
219
220 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
221 {
222         unsigned long sp, pc;
223         unsigned long stack_page = (unsigned long) task_stack_page(p);
224         int count = 0;
225
226         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
227                 return 0;
228
229         sp = p->thread.sp;
230         pc = MAKE_PC_FROM_RA(p->thread.ra, p->thread.sp);
231
232         do {
233                 if (sp < stack_page + sizeof(struct task_struct) ||
234                     sp >= (stack_page + THREAD_SIZE) ||
235                     pc == 0)
236                         return 0;
237                 if (!in_sched_functions(pc))
238                         return pc;
239
240                 /* Stack layout: sp-4: ra, sp-3: sp' */
241
242                 pc = MAKE_PC_FROM_RA(*(unsigned long*)sp - 4, sp);
243                 sp = *(unsigned long *)sp - 3;
244         } while (count++ < 16);
245         return 0;
246 }
247
248 /*
249  * do_copy_regs() gathers information from 'struct pt_regs' and
250  * 'current->thread.areg[]' to fill in the xtensa_gregset_t
251  * structure.
252  *
253  * xtensa_gregset_t and 'struct pt_regs' are vastly different formats
254  * of processor registers.  Besides different ordering,
255  * xtensa_gregset_t contains non-live register information that
256  * 'struct pt_regs' does not.  Exception handling (primarily) uses
257  * 'struct pt_regs'.  Core files and ptrace use xtensa_gregset_t.
258  *
259  */
260
261 void do_copy_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs,
262                    struct task_struct *tsk)
263 {
264         int i, n, wb_offset;
265
266         elfregs->xchal_config_id0 = XCHAL_HW_CONFIGID0;
267         elfregs->xchal_config_id1 = XCHAL_HW_CONFIGID1;
268
269         __asm__ __volatile__ ("rsr  %0, 176\n" : "=a" (i));
270         elfregs->cpux = i;
271         __asm__ __volatile__ ("rsr  %0, 208\n" : "=a" (i));
272         elfregs->cpuy = i;
273
274         /* Note:  PS.EXCM is not set while user task is running; its
275          * being set in regs->ps is for exception handling convenience.
276          */
277
278         elfregs->pc             = regs->pc;
279         elfregs->ps             = (regs->ps & ~XCHAL_PS_EXCM_MASK);
280         elfregs->exccause       = regs->exccause;
281         elfregs->excvaddr       = regs->excvaddr;
282         elfregs->windowbase     = regs->windowbase;
283         elfregs->windowstart    = regs->windowstart;
284         elfregs->lbeg           = regs->lbeg;
285         elfregs->lend           = regs->lend;
286         elfregs->lcount         = regs->lcount;
287         elfregs->sar            = regs->sar;
288         elfregs->syscall        = regs->syscall;
289
290         /* Copy register file.
291          * The layout looks like this:
292          *
293          * |  a0 ... a15  | Z ... Z |  arX ... arY  |
294          *  current window  unused    saved frames
295          */
296
297         memset (elfregs->ar, 0, sizeof(elfregs->ar));
298
299         wb_offset = regs->windowbase * 4;
300         n = (regs->wmask&1)? 4 : (regs->wmask&2)? 8 : (regs->wmask&4)? 12 : 16;
301
302         for (i = 0; i < n; i++)
303                 elfregs->ar[(wb_offset + i) % XCHAL_NUM_AREGS] = regs->areg[i];
304
305         n = (regs->wmask >> 4) * 4;
306
307         for (i = XCHAL_NUM_AREGS - n; n > 0; i++, n--)
308                 elfregs->ar[(wb_offset + i) % XCHAL_NUM_AREGS] = regs->areg[i];
309 }
310
311 void xtensa_elf_core_copy_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs)
312 {
313         do_copy_regs ((xtensa_gregset_t *)elfregs, regs, current);
314 }
315
316
317 /* The inverse of do_copy_regs().  No error or sanity checking. */
318
319 void do_restore_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs,
320                       struct task_struct *tsk)
321 {
322         int i, n, wb_offset;
323
324         /* Note:  PS.EXCM is not set while user task is running; it
325          * needs to be set in regs->ps is for exception handling convenience.
326          */
327
328         regs->pc                = elfregs->pc;
329         regs->ps                = (elfregs->ps | XCHAL_PS_EXCM_MASK);
330         regs->exccause          = elfregs->exccause;
331         regs->excvaddr          = elfregs->excvaddr;
332         regs->windowbase        = elfregs->windowbase;
333         regs->windowstart       = elfregs->windowstart;
334         regs->lbeg              = elfregs->lbeg;
335         regs->lend              = elfregs->lend;
336         regs->lcount            = elfregs->lcount;
337         regs->sar               = elfregs->sar;
338         regs->syscall   = elfregs->syscall;
339
340         /* Clear everything. */
341
342         memset (regs->areg, 0, sizeof(regs->areg));
343
344         /* Copy regs from live window frame. */
345
346         wb_offset = regs->windowbase * 4;
347         n = (regs->wmask&1)? 4 : (regs->wmask&2)? 8 : (regs->wmask&4)? 12 : 16;
348
349         for (i = 0; i < n; i++)
350                 regs->areg[(wb_offset+i) % XCHAL_NUM_AREGS] = elfregs->ar[i];
351
352         n = (regs->wmask >> 4) * 4;
353
354         for (i = XCHAL_NUM_AREGS - n; n > 0; i++, n--)
355                 regs->areg[(wb_offset+i) % XCHAL_NUM_AREGS] = elfregs->ar[i];
356 }
357
358 /*
359  * do_save_fpregs() gathers information from 'struct pt_regs' and
360  * 'current->thread' to fill in the elf_fpregset_t structure.
361  *
362  * Core files and ptrace use elf_fpregset_t.
363  */
364
365 void do_save_fpregs (elf_fpregset_t *fpregs, struct pt_regs *regs,
366                      struct task_struct *tsk)
367 {
368 #if XCHAL_HAVE_CP
369
370         extern unsigned char    _xtensa_reginfo_tables[];
371         extern unsigned         _xtensa_reginfo_table_size;
372         int i;
373         unsigned long flags;
374
375         /* Before dumping coprocessor state from memory,
376          * ensure any live coprocessor contents for this
377          * task are first saved to memory:
378          */
379         local_irq_save(flags);
380
381         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
382                 if (tsk == coprocessor_info[i].owner) {
383                         enable_coprocessor(i);
384                         save_coprocessor_registers(
385                             tsk->thread.cp_save+coprocessor_info[i].offset,i);
386                         disable_coprocessor(i);
387                 }
388         }
389
390         local_irq_restore(flags);
391
392         /* Now dump coprocessor & extra state: */
393         memcpy((unsigned char*)fpregs,
394                 _xtensa_reginfo_tables, _xtensa_reginfo_table_size);
395         memcpy((unsigned char*)fpregs + _xtensa_reginfo_table_size,
396                 tsk->thread.cp_save, XTENSA_CP_EXTRA_SIZE);
397 #endif
398 }
399
400 /*
401  * The inverse of do_save_fpregs().
402  * Copies coprocessor and extra state from fpregs into regs and tsk->thread.
403  * Returns 0 on success, non-zero if layout doesn't match.
404  */
405
406 int  do_restore_fpregs (elf_fpregset_t *fpregs, struct pt_regs *regs,
407                         struct task_struct *tsk)
408 {
409 #if XCHAL_HAVE_CP
410
411         extern unsigned char    _xtensa_reginfo_tables[];
412         extern unsigned         _xtensa_reginfo_table_size;
413         int i;
414         unsigned long flags;
415
416         /* Make sure save area layouts match.
417          * FIXME:  in the future we could allow restoring from
418          * a different layout of the same registers, by comparing
419          * fpregs' table with _xtensa_reginfo_tables and matching
420          * entries and copying registers one at a time.
421          * Not too sure yet whether that's very useful.
422          */
423
424         if( memcmp((unsigned char*)fpregs,
425                 _xtensa_reginfo_tables, _xtensa_reginfo_table_size) ) {
426             return -1;
427         }
428
429         /* Before restoring coprocessor state from memory,
430          * ensure any live coprocessor contents for this
431          * task are first invalidated.
432          */
433
434         local_irq_save(flags);
435
436         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
437                 if (tsk == coprocessor_info[i].owner) {
438                         enable_coprocessor(i);
439                         save_coprocessor_registers(
440                             tsk->thread.cp_save+coprocessor_info[i].offset,i);
441                         coprocessor_info[i].owner = 0;
442                         disable_coprocessor(i);
443                 }
444         }
445
446         local_irq_restore(flags);
447
448         /*  Now restore coprocessor & extra state:  */
449
450         memcpy(tsk->thread.cp_save,
451                 (unsigned char*)fpregs + _xtensa_reginfo_table_size,
452                 XTENSA_CP_EXTRA_SIZE);
453 #endif
454         return 0;
455 }
456 /*
457  * Fill in the CP structure for a core dump for a particular task.
458  */
459
460 int
461 dump_task_fpu(struct pt_regs *regs, struct task_struct *task, elf_fpregset_t *r)
462 {
463 /* see asm/coprocessor.h for this magic number 16 */
464 #if XTENSA_CP_EXTRA_SIZE > 16
465         do_save_fpregs (r, regs, task);
466
467         /*  For now, bit 16 means some extra state may be present:  */
468 // FIXME!! need to track to return more accurate mask
469         return 0x10000 | XCHAL_CP_MASK;
470 #else
471         return 0;       /* no coprocessors active on this processor */
472 #endif
473 }
474
475 /*
476  * Fill in the CP structure for a core dump.
477  * This includes any FPU coprocessor.
478  * Here, we dump all coprocessors, and other ("extra") custom state.
479  *
480  * This function is called by elf_core_dump() in fs/binfmt_elf.c
481  * (in which case 'regs' comes from calls to do_coredump, see signals.c).
482  */
483 int  dump_fpu(struct pt_regs *regs, elf_fpregset_t *r)
484 {
485         return dump_task_fpu(regs, current, r);
486 }