kernel/arch/xtensa/kernel/process.c

   1 /*
   2  * arch/xtensa/kernel/process.c
   3  *
   4  * Xtensa Processor version.
   5  *
   6  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   7  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   8  * for more details.
   9  *
  10  * Copyright (C) 2001 - 2005 Tensilica Inc.
  11  *
  12  * Joe Taylor <joe@tensilica.com, joetylr@yahoo.com>
  13  * Chris Zankel <chris@zankel.net>
  14  * Marc Gauthier <marc@tensilica.com, marc@alumni.uwaterloo.ca>
  15  * Kevin Chea
  16  */
  17
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/sched.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/smp.h>
  23 #include <linux/stddef.h>
  24 #include <linux/unistd.h>
  25 #include <linux/ptrace.h>
  26 #include <linux/elf.h>
  27 #include <linux/init.h>
  28 #include <linux/prctl.h>
  29 #include <linux/init_task.h>
  30 #include <linux/module.h>
  31 #include <linux/mqueue.h>
  32 #include <linux/fs.h>
  33 #include <linux/slab.h>
  34 #include <linux/rcupdate.h>
  35
  36 #include <asm/pgtable.h>
  37 #include <asm/uaccess.h>
  38 #include <asm/io.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/platform.h>
  41 #include <asm/mmu.h>
  42 #include <asm/irq.h>
  43 #include <linux/atomic.h>
  44 #include <asm/asm-offsets.h>
  45 #include <asm/regs.h>
  46
  47 extern void ret_from_fork(void);
  48 extern void ret_from_kernel_thread(void);
  49
  50 struct task_struct *current_set[NR_CPUS] = {&init_task, };
  51
  52 void (*pm_power_off)(void) = NULL;
  53 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
  54
  55
  56 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
  57
  58 void coprocessor_release_all(struct thread_info *ti)
  59 {
  60         unsigned long cpenable;
  61         int i;
  62
  63         /* Make sure we don't switch tasks during this operation. */
  64
  65         preempt_disable();
  66
  67         /* Walk through all cp owners and release it for the requested one. */
  68
  69         cpenable = ti->cpenable;
  70
  71         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
  72                 if (coprocessor_owner[i] == ti) {
  73                         coprocessor_owner[i] = 0;
  74                         cpenable &= ~(1 << i);
  75                 }
  76         }
  77
  78         ti->cpenable = cpenable;
  79         coprocessor_clear_cpenable();
  80
  81         preempt_enable();
  82 }
  83
  84 void coprocessor_flush_all(struct thread_info *ti)
  85 {
  86         unsigned long cpenable;
  87         int i;
  88
  89         preempt_disable();
  90
  91         cpenable = ti->cpenable;
  92
  93         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
  94                 if ((cpenable & 1) != 0 && coprocessor_owner[i] == ti)
  95                         coprocessor_flush(ti, i);
  96                 cpenable >>= 1;
  97         }
  98
  99         preempt_enable();
 100 }
 101
 102 #endif
 103
 104
 105 /*
 106  * Powermanagement idle function, if any is provided by the platform.
 107  */
 108 void arch_cpu_idle(void)
 109 {
 110         platform_idle();
 111 }
 112
 113 /*
 114  * This is called when the thread calls exit().
 115  */
 116 void exit_thread(void)
 117 {
 118 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 119         coprocessor_release_all(current_thread_info());
 120 #endif
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Flush thread state. This is called when a thread does an execve()
 125  * Note that we flush coprocessor registers for the case execve fails.
 126  */
 127 void flush_thread(void)
 128 {
 129 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 130         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 131         coprocessor_flush_all(ti);
 132         coprocessor_release_all(ti);
 133 #endif
 134 }
 135
 136 /*
 137  * this gets called so that we can store coprocessor state into memory and
 138  * copy the current task into the new thread.
 139  */
 140 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 141 {
 142 #if XTENSA_HAVE_COPROCESSORS
 143         coprocessor_flush_all(task_thread_info(src));
 144 #endif
 145         *dst = *src;
 146         return 0;
 147 }
 148
 149 /*
 150  * Copy thread.
 151  *
 152  * There are two modes in which this function is called:
 153  * 1) Userspace thread creation,
 154  *    regs != NULL, usp_thread_fn is userspace stack pointer.
 155  *    It is expected to copy parent regs (in case CLONE_VM is not set
 156  *    in the clone_flags) and set up passed usp in the childregs.
 157  * 2) Kernel thread creation,
 158  *    regs == NULL, usp_thread_fn is the function to run in the new thread
 159  *    and thread_fn_arg is its parameter.
 160  *    childregs are not used for the kernel threads.
 161  *
 162  * The stack layout for the new thread looks like this:
 163  *
 164  *      +------------------------+
 165  *      |       childregs        |
 166  *      +------------------------+ <- thread.sp = sp in dummy-frame
 167  *      |      dummy-frame       |    (saved in dummy-frame spill-area)
 168  *      +------------------------+
 169  *
 170  * We create a dummy frame to return to either ret_from_fork or
 171  *   ret_from_kernel_thread:
 172  *   a0 points to ret_from_fork/ret_from_kernel_thread (simulating a call4)
 173  *   sp points to itself (thread.sp)
 174  *   a2, a3 are unused for userspace threads,
 175  *   a2 points to thread_fn, a3 holds thread_fn arg for kernel threads.
 176  *
 177  * Note: This is a pristine frame, so we don't need any spill region on top of
 178  *       childregs.
 179  *
 180  * The fun part:  if we're keeping the same VM (i.e. cloning a thread,
 181  * not an entire process), we're normally given a new usp, and we CANNOT share
 182  * any live address register windows.  If we just copy those live frames over,
 183  * the two threads (parent and child) will overflow the same frames onto the
 184  * parent stack at different times, likely corrupting the parent stack (esp.
 185  * if the parent returns from functions that called clone() and calls new
 186  * ones, before the child overflows its now old copies of its parent windows).
 187  * One solution is to spill windows to the parent stack, but that's fairly
 188  * involved.  Much simpler to just not copy those live frames across.
 189  */
 190
 191 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long usp_thread_fn,
 192                 unsigned long thread_fn_arg, struct task_struct *p)
 193 {
 194         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 195
 196 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 197         struct thread_info *ti;
 198 #endif
 199
 200         /* Create a call4 dummy-frame: a0 = 0, a1 = childregs. */
 201         *((int*)childregs - 3) = (unsigned long)childregs;
 202         *((int*)childregs - 4) = 0;
 203
 204         p->thread.sp = (unsigned long)childregs;
 205
 206         if (!(p->flags & PF_KTHREAD)) {
 207                 struct pt_regs *regs = current_pt_regs();
 208                 unsigned long usp = usp_thread_fn ?
 209                         usp_thread_fn : regs->areg[1];
 210
 211                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 212                                 (unsigned long)ret_from_fork, 0x1);
 213
 214                 /* This does not copy all the regs.
 215                  * In a bout of brilliance or madness,
 216                  * ARs beyond a0-a15 exist past the end of the struct.
 217                  */
 218                 *childregs = *regs;
 219                 childregs->areg[1] = usp;
 220                 childregs->areg[2] = 0;
 221
 222                 /* When sharing memory with the parent thread, the child
 223                    usually starts on a pristine stack, so we have to reset
 224                    windowbase, windowstart and wmask.
 225                    (Note that such a new thread is required to always create
 226                    an initial call4 frame)
 227                    The exception is vfork, where the new thread continues to
 228                    run on the parent's stack until it calls execve. This could
 229                    be a call8 or call12, which requires a legal stack frame
 230                    of the previous caller for the overflow handlers to work.
 231                    (Note that it's always legal to overflow live registers).
 232                    In this case, ensure to spill at least the stack pointer
 233                    of that frame. */
 234
 235                 if (clone_flags & CLONE_VM) {
 236                         /* check that caller window is live and same stack */
 237                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 238                         if (regs->areg[1] == usp && len != 0) {
 239                                 int callinc = (regs->areg[0] >> 30) & 3;
 240                                 int caller_ars = XCHAL_NUM_AREGS - callinc * 4;
 241                                 put_user(regs->areg[caller_ars+1],
 242                                          (unsigned __user*)(usp - 12));
 243                         }
 244                         childregs->wmask = 1;
 245                         childregs->windowstart = 1;
 246                         childregs->windowbase = 0;
 247                 } else {
 248                         int len = childregs->wmask & ~0xf;
 249                         memcpy(&childregs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4],
 250                                &regs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4], len);
 251                 }
 252
 253                 /* The thread pointer is passed in the '4th argument' (= a5) */
 254                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 255                         childregs->threadptr = childregs->areg[5];
 256         } else {
 257                 p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL(
 258                                 (unsigned long)ret_from_kernel_thread, 1);
 259
 260                 /* pass parameters to ret_from_kernel_thread:
 261                  * a2 = thread_fn, a3 = thread_fn arg
 262                  */
 263                 *((int *)childregs - 1) = thread_fn_arg;
 264                 *((int *)childregs - 2) = usp_thread_fn;
 265
 266                 /* Childregs are only used when we're going to userspace
 267                  * in which case start_thread will set them up.
 268                  */
 269         }
 270
 271 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
 272         ti = task_thread_info(p);
 273         ti->cpenable = 0;
 274 #endif
 275
 276         return 0;
 277 }
 278
 279
 280 /*
 281  * These bracket the sleeping functions..
 282  */
 283
 284 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 285 {
 286         unsigned long sp, pc;
 287         unsigned long stack_page = (unsigned long) task_stack_page(p);
 288         int count = 0;
 289
 290         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 291                 return 0;
 292
 293         sp = p->thread.sp;
 294         pc = MAKE_PC_FROM_RA(p->thread.ra, p->thread.sp);
 295
 296         do {
 297                 if (sp < stack_page + sizeof(struct task_struct) ||
 298                     sp >= (stack_page + THREAD_SIZE) ||
 299                     pc == 0)
 300                         return 0;
 301                 if (!in_sched_functions(pc))
 302                         return pc;
 303
 304                 /* Stack layout: sp-4: ra, sp-3: sp' */
 305
 306                 pc = MAKE_PC_FROM_RA(*(unsigned long*)sp - 4, sp);
 307                 sp = *(unsigned long *)sp - 3;
 308         } while (count++ < 16);
 309         return 0;
 310 }
 311
 312 /*
 313  * xtensa_gregset_t and 'struct pt_regs' are vastly different formats
 314  * of processor registers.  Besides different ordering,
 315  * xtensa_gregset_t contains non-live register information that
 316  * 'struct pt_regs' does not.  Exception handling (primarily) uses
 317  * 'struct pt_regs'.  Core files and ptrace use xtensa_gregset_t.
 318  *
 319  */
 320
 321 void xtensa_elf_core_copy_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs)
 322 {
 323         unsigned long wb, ws, wm;
 324         int live, last;
 325
 326         wb = regs->windowbase;
 327         ws = regs->windowstart;
 328         wm = regs->wmask;
 329         ws = ((ws >> wb) | (ws << (WSBITS - wb))) & ((1 << WSBITS) - 1);
 330
 331         /* Don't leak any random bits. */
 332
 333         memset(elfregs, 0, sizeof(*elfregs));
 334
 335         /* Note:  PS.EXCM is not set while user task is running; its
 336          * being set in regs->ps is for exception handling convenience.
 337          */
 338
 339         elfregs->pc             = regs->pc;
 340         elfregs->ps             = (regs->ps & ~(1 << PS_EXCM_BIT));
 341         elfregs->lbeg           = regs->lbeg;
 342         elfregs->lend           = regs->lend;
 343         elfregs->lcount         = regs->lcount;
 344         elfregs->sar            = regs->sar;
 345         elfregs->windowstart    = ws;
 346
 347         live = (wm & 2) ? 4 : (wm & 4) ? 8 : (wm & 8) ? 12 : 16;
 348         last = XCHAL_NUM_AREGS - (wm >> 4) * 4;
 349         memcpy(elfregs->a, regs->areg, live * 4);
 350         memcpy(elfregs->a + last, regs->areg + last, (wm >> 4) * 16);
 351 }
 352
 353 int dump_fpu(void)
 354 {
 355         return 0;
 356 }