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