kernel/arch/arm64/kernel/process.c

   1 /*
   2  * Based on arch/arm/kernel/process.c
   3  *
   4  * Original Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   5  * Copyright (C) 1996-2000 Russell King - Converted to ARM.
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  */
  20
  21 #include <stdarg.h>
  22
  23 #include <linux/compat.h>
  24 #include <linux/efi.h>
  25 #include <linux/export.h>
  26 #include <linux/sched.h>
  27 #include <linux/kernel.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/stddef.h>
  30 #include <linux/unistd.h>
  31 #include <linux/user.h>
  32 #include <linux/delay.h>
  33 #include <linux/reboot.h>
  34 #include <linux/interrupt.h>
  35 #include <linux/kallsyms.h>
  36 #include <linux/init.h>
  37 #include <linux/cpu.h>
  38 #include <linux/elfcore.h>
  39 #include <linux/pm.h>
  40 #include <linux/tick.h>
  41 #include <linux/utsname.h>
  42 #include <linux/uaccess.h>
  43 #include <linux/random.h>
  44 #include <linux/hw_breakpoint.h>
  45 #include <linux/personality.h>
  46 #include <linux/notifier.h>
  47
  48 #include <asm/compat.h>
  49 #include <asm/cacheflush.h>
  50 #include <asm/fpsimd.h>
  51 #include <asm/mmu_context.h>
  52 #include <asm/processor.h>
  53 #include <asm/stacktrace.h>
  54
  55 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
  56 #include <linux/stackprotector.h>
  57 unsigned long __stack_chk_guard __read_mostly;
  58 EXPORT_SYMBOL(__stack_chk_guard);
  59 #endif
  60
  61 void soft_restart(unsigned long addr)
  62 {
  63         setup_mm_for_reboot();
  64         cpu_soft_restart(virt_to_phys(cpu_reset), addr);
  65         /* Should never get here */
  66         BUG();
  67 }
  68
  69 /*
  70  * Function pointers to optional machine specific functions
  71  */
  72 void (*pm_power_off)(void);
  73 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
  74
  75 void (*arm_pm_restart)(enum reboot_mode reboot_mode, const char *cmd);
  76
  77 /*
  78  * This is our default idle handler.
  79  */
  80 void arch_cpu_idle(void)
  81 {
  82         /*
  83          * This should do all the clock switching and wait for interrupt
  84          * tricks
  85          */
  86         cpu_do_idle();
  87         local_irq_enable();
  88 }
  89
  90 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  91 void arch_cpu_idle_dead(void)
  92 {
  93        cpu_die();
  94 }
  95 #endif
  96
  97 /*
  98  * Called by kexec, immediately prior to machine_kexec().
  99  *
 100  * This must completely disable all secondary CPUs; simply causing those CPUs
 101  * to execute e.g. a RAM-based pin loop is not sufficient. This allows the
 102  * kexec'd kernel to use any and all RAM as it sees fit, without having to
 103  * avoid any code or data used by any SW CPU pin loop. The CPU hotplug
 104  * functionality embodied in disable_nonboot_cpus() to achieve this.
 105  */
 106 void machine_shutdown(void)
 107 {
 108         disable_nonboot_cpus();
 109 }
 110
 111 /*
 112  * Halting simply requires that the secondary CPUs stop performing any
 113  * activity (executing tasks, handling interrupts). smp_send_stop()
 114  * achieves this.
 115  */
 116 void machine_halt(void)
 117 {
 118         local_irq_disable();
 119         smp_send_stop();
 120         while (1);
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Power-off simply requires that the secondary CPUs stop performing any
 125  * activity (executing tasks, handling interrupts). smp_send_stop()
 126  * achieves this. When the system power is turned off, it will take all CPUs
 127  * with it.
 128  */
 129 void machine_power_off(void)
 130 {
 131         local_irq_disable();
 132         smp_send_stop();
 133         if (pm_power_off)
 134                 pm_power_off();
 135 }
 136
 137 /*
 138  * Restart requires that the secondary CPUs stop performing any activity
 139  * while the primary CPU resets the system. Systems with a single CPU can
 140  * use soft_restart() as their machine descriptor's .restart hook, since that
 141  * will cause the only available CPU to reset. Systems with multiple CPUs must
 142  * provide a HW restart implementation, to ensure that all CPUs reset at once.
 143  * This is required so that any code running after reset on the primary CPU
 144  * doesn't have to co-ordinate with other CPUs to ensure they aren't still
 145  * executing pre-reset code, and using RAM that the primary CPU's code wishes
 146  * to use. Implementing such co-ordination would be essentially impossible.
 147  */
 148 void machine_restart(char *cmd)
 149 {
 150         /* Disable interrupts first */
 151         local_irq_disable();
 152         smp_send_stop();
 153
 154         /*
 155          * UpdateCapsule() depends on the system being reset via
 156          * ResetSystem().
 157          */
 158         if (efi_enabled(EFI_RUNTIME_SERVICES))
 159                 efi_reboot(reboot_mode, NULL);
 160
 161         /* Now call the architecture specific reboot code. */
 162         if (arm_pm_restart)
 163                 arm_pm_restart(reboot_mode, cmd);
 164         else
 165                 do_kernel_restart(cmd);
 166
 167         /*
 168          * Whoops - the architecture was unable to reboot.
 169          */
 170         printk("Reboot failed -- System halted\n");
 171         while (1);
 172 }
 173
 174 void __show_regs(struct pt_regs *regs)
 175 {
 176         int i, top_reg;
 177         u64 lr, sp;
 178
 179         if (compat_user_mode(regs)) {
 180                 lr = regs->compat_lr;
 181                 sp = regs->compat_sp;
 182                 top_reg = 12;
 183         } else {
 184                 lr = regs->regs[30];
 185                 sp = regs->sp;
 186                 top_reg = 29;
 187         }
 188
 189         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 190         print_symbol("PC is at %s\n", instruction_pointer(regs));
 191         print_symbol("LR is at %s\n", lr);
 192         printk("pc : [<%016llx>] lr : [<%016llx>] pstate: %08llx\n",
 193                regs->pc, lr, regs->pstate);
 194         printk("sp : %016llx\n", sp);
 195         for (i = top_reg; i >= 0; i--) {
 196                 printk("x%-2d: %016llx ", i, regs->regs[i]);
 197                 if (i % 2 == 0)
 198                         printk("\n");
 199         }
 200         printk("\n");
 201 }
 202
 203 void show_regs(struct pt_regs * regs)
 204 {
 205         printk("\n");
 206         __show_regs(regs);
 207 }
 208
 209 /*
 210  * Free current thread data structures etc..
 211  */
 212 void exit_thread(void)
 213 {
 214 }
 215
 216 static void tls_thread_flush(void)
 217 {
 218         asm ("msr tpidr_el0, xzr");
 219
 220         if (is_compat_task()) {
 221                 current->thread.tp_value = 0;
 222
 223                 /*
 224                  * We need to ensure ordering between the shadow state and the
 225                  * hardware state, so that we don't corrupt the hardware state
 226                  * with a stale shadow state during context switch.
 227                  */
 228                 barrier();
 229                 asm ("msr tpidrro_el0, xzr");
 230         }
 231 }
 232
 233 void flush_thread(void)
 234 {
 235         fpsimd_flush_thread();
 236         tls_thread_flush();
 237         flush_ptrace_hw_breakpoint(current);
 238 }
 239
 240 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 241 {
 242 }
 243
 244 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 245 {
 246         fpsimd_preserve_current_state();
 247         *dst = *src;
 248         return 0;
 249 }
 250
 251 asmlinkage void ret_from_fork(void) asm("ret_from_fork");
 252
 253 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
 254                 unsigned long stk_sz, struct task_struct *p)
 255 {
 256         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 257         unsigned long tls = p->thread.tp_value;
 258
 259         memset(&p->thread.cpu_context, 0, sizeof(struct cpu_context));
 260
 261         if (likely(!(p->flags & PF_KTHREAD))) {
 262                 *childregs = *current_pt_regs();
 263                 childregs->regs[0] = 0;
 264                 if (is_compat_thread(task_thread_info(p))) {
 265                         if (stack_start)
 266                                 childregs->compat_sp = stack_start;
 267                 } else {
 268                         /*
 269                          * Read the current TLS pointer from tpidr_el0 as it may be
 270                          * out-of-sync with the saved value.
 271                          */
 272                         asm("mrs %0, tpidr_el0" : "=r" (tls));
 273                         if (stack_start) {
 274                                 /* 16-byte aligned stack mandatory on AArch64 */
 275                                 if (stack_start & 15)
 276                                         return -EINVAL;
 277                                 childregs->sp = stack_start;
 278                         }
 279                 }
 280                 /*
 281                  * If a TLS pointer was passed to clone (4th argument), use it
 282                  * for the new thread.
 283                  */
 284                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 285                         tls = childregs->regs[3];
 286         } else {
 287                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 288                 childregs->pstate = PSR_MODE_EL1h;
 289                 p->thread.cpu_context.x19 = stack_start;
 290                 p->thread.cpu_context.x20 = stk_sz;
 291         }
 292         p->thread.cpu_context.pc = (unsigned long)ret_from_fork;
 293         p->thread.cpu_context.sp = (unsigned long)childregs;
 294         p->thread.tp_value = tls;
 295
 296         ptrace_hw_copy_thread(p);
 297
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 static void tls_thread_switch(struct task_struct *next)
 302 {
 303         unsigned long tpidr, tpidrro;
 304
 305         if (!is_compat_task()) {
 306                 asm("mrs %0, tpidr_el0" : "=r" (tpidr));
 307                 current->thread.tp_value = tpidr;
 308         }
 309
 310         if (is_compat_thread(task_thread_info(next))) {
 311                 tpidr = 0;
 312                 tpidrro = next->thread.tp_value;
 313         } else {
 314                 tpidr = next->thread.tp_value;
 315                 tpidrro = 0;
 316         }
 317
 318         asm(
 319         "       msr     tpidr_el0, %0\n"
 320         "       msr     tpidrro_el0, %1"
 321         : : "r" (tpidr), "r" (tpidrro));
 322 }
 323
 324 /*
 325  * Thread switching.
 326  */
 327 struct task_struct *__switch_to(struct task_struct *prev,
 328                                 struct task_struct *next)
 329 {
 330         struct task_struct *last;
 331
 332         fpsimd_thread_switch(next);
 333         tls_thread_switch(next);
 334         hw_breakpoint_thread_switch(next);
 335         contextidr_thread_switch(next);
 336
 337         /*
 338          * Complete any pending TLB or cache maintenance on this CPU in case
 339          * the thread migrates to a different CPU.
 340          */
 341         dsb(ish);
 342
 343         /* the actual thread switch */
 344         last = cpu_switch_to(prev, next);
 345
 346         return last;
 347 }
 348
 349 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 350 {
 351         struct stackframe frame;
 352         unsigned long stack_page;
 353         int count = 0;
 354         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 355                 return 0;
 356
 357         frame.fp = thread_saved_fp(p);
 358         frame.sp = thread_saved_sp(p);
 359         frame.pc = thread_saved_pc(p);
 360         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 361         do {
 362                 if (frame.sp < stack_page ||
 363                     frame.sp >= stack_page + THREAD_SIZE ||
 364                     unwind_frame(&frame))
 365                         return 0;
 366                 if (!in_sched_functions(frame.pc))
 367                         return frame.pc;
 368         } while (count ++ < 16);
 369         return 0;
 370 }
 371
 372 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 373 {
 374         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 375                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
 376         return sp & ~0xf;
 377 }
 378
 379 static unsigned long randomize_base(unsigned long base)
 380 {
 381         unsigned long range_end = base + (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT) + 1;
 382         return randomize_range(base, range_end, 0) ? : base;
 383 }
 384
 385 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 386 {
 387         return randomize_base(mm->brk);
 388 }