Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/x86/kernel/process_32.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Pentium III FXSR, SSE support
   5  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   6  */
   7
   8 /*
   9  * This file handles the architecture-dependent parts of process handling..
  10  */
  11
  12 #include <linux/stackprotector.h>
  13 #include <linux/cpu.h>
  14 #include <linux/errno.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/fs.h>
  17 #include <linux/kernel.h>
  18 #include <linux/mm.h>
  19 #include <linux/elfcore.h>
  20 #include <linux/smp.h>
  21 #include <linux/stddef.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/user.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/utsname.h>
  27 #include <linux/delay.h>
  28 #include <linux/reboot.h>
  29 #include <linux/init.h>
  30 #include <linux/mc146818rtc.h>
  31 #include <linux/module.h>
  32 #include <linux/kallsyms.h>
  33 #include <linux/ptrace.h>
  34 #include <linux/personality.h>
  35 #include <linux/tick.h>
  36 #include <linux/percpu.h>
  37 #include <linux/prctl.h>
  38 #include <linux/dmi.h>
  39 #include <linux/ftrace.h>
  40 #include <linux/uaccess.h>
  41 #include <linux/io.h>
  42 #include <linux/kdebug.h>
  43
  44 #include <asm/pgtable.h>
  45 #include <asm/system.h>
  46 #include <asm/ldt.h>
  47 #include <asm/processor.h>
  48 #include <asm/i387.h>
  49 #include <asm/desc.h>
  50 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
  51 #include <asm/math_emu.h>
  52 #endif
  53
  54 #include <linux/err.h>
  55
  56 #include <asm/tlbflush.h>
  57 #include <asm/cpu.h>
  58 #include <asm/idle.h>
  59 #include <asm/syscalls.h>
  60 #include <asm/ds.h>
  61 #include <asm/debugreg.h>
  62 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  63
  64 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
  65
  66 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
  67 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
  68
  69 /*
  70  * Return saved PC of a blocked thread.
  71  */
  72 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
  73 {
  74         return ((unsigned long *)tsk->thread.sp)[3];
  75 }
  76
  77 #ifndef CONFIG_SMP
  78 static inline void play_dead(void)
  79 {
  80         BUG();
  81 }
  82 #endif
  83
  84 /*
  85  * The idle thread. There's no useful work to be
  86  * done, so just try to conserve power and have a
  87  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
  88  * somebody to say that they'd like to reschedule)
  89  */
  90 void cpu_idle(void)
  91 {
  92         int cpu = smp_processor_id();
  93
  94         /*
  95          * If we're the non-boot CPU, nothing set the stack canary up
  96          * for us.  CPU0 already has it initialized but no harm in
  97          * doing it again.  This is a good place for updating it, as
  98          * we wont ever return from this function (so the invalid
  99          * canaries already on the stack wont ever trigger).
 100          */
 101         boot_init_stack_canary();
 102
 103         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 104
 105         /* endless idle loop with no priority at all */
 106         while (1) {
 107                 tick_nohz_stop_sched_tick(1);
 108                 while (!need_resched()) {
 109
 110                         check_pgt_cache();
 111                         rmb();
 112
 113                         if (cpu_is_offline(cpu))
 114                                 play_dead();
 115
 116                         local_irq_disable();
 117                         /* Don't trace irqs off for idle */
 118                         stop_critical_timings();
 119                         pm_idle();
 120                         start_critical_timings();
 121                 }
 122                 tick_nohz_restart_sched_tick();
 123                 preempt_enable_no_resched();
 124                 schedule();
 125                 preempt_disable();
 126         }
 127 }
 128
 129 void __show_regs(struct pt_regs *regs, int all)
 130 {
 131         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
 132         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
 133         unsigned long sp;
 134         unsigned short ss, gs;
 135         const char *board;
 136
 137         if (user_mode_vm(regs)) {
 138                 sp = regs->sp;
 139                 ss = regs->ss & 0xffff;
 140                 gs = get_user_gs(regs);
 141         } else {
 142                 sp = (unsigned long) (&regs->sp);
 143                 savesegment(ss, ss);
 144                 savesegment(gs, gs);
 145         }
 146
 147         printk("\n");
 148
 149         board = dmi_get_system_info(DMI_PRODUCT_NAME);
 150         if (!board)
 151                 board = "";
 152         printk("Pid: %d, comm: %s %s (%s %.*s) %s\n",
 153                         task_pid_nr(current), current->comm,
 154                         print_tainted(), init_utsname()->release,
 155                         (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
 156                         init_utsname()->version, board);
 157
 158         printk("EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
 159                         (u16)regs->cs, regs->ip, regs->flags,
 160                         smp_processor_id());
 161         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->ip);
 162
 163         printk("EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
 164                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
 165         printk("ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
 166                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
 167         printk(" DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
 168                (u16)regs->ds, (u16)regs->es, (u16)regs->fs, gs, ss);
 169
 170         if (!all)
 171                 return;
 172
 173         cr0 = read_cr0();
 174         cr2 = read_cr2();
 175         cr3 = read_cr3();
 176         cr4 = read_cr4_safe();
 177         printk("CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
 178                         cr0, cr2, cr3, cr4);
 179
 180         get_debugreg(d0, 0);
 181         get_debugreg(d1, 1);
 182         get_debugreg(d2, 2);
 183         get_debugreg(d3, 3);
 184         printk("DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
 185                         d0, d1, d2, d3);
 186
 187         get_debugreg(d6, 6);
 188         get_debugreg(d7, 7);
 189         printk("DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
 190                         d6, d7);
 191 }
 192
 193 void show_regs(struct pt_regs *regs)
 194 {
 195         __show_regs(regs, 1);
 196         show_trace(NULL, regs, &regs->sp, regs->bp);
 197 }
 198
 199 /*
 200  * This gets run with %bx containing the
 201  * function to call, and %dx containing
 202  * the "args".
 203  */
 204 extern void kernel_thread_helper(void);
 205
 206 /*
 207  * Create a kernel thread
 208  */
 209 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
 210 {
 211         struct pt_regs regs;
 212
 213         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
 214
 215         regs.bx = (unsigned long) fn;
 216         regs.dx = (unsigned long) arg;
 217
 218         regs.ds = __USER_DS;
 219         regs.es = __USER_DS;
 220         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
 221         regs.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
 222         regs.orig_ax = -1;
 223         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
 224         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 225         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_PF | 0x2;
 226
 227         /* Ok, create the new process.. */
 228         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 229 }
 230 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
 231
 232 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 233 {
 234         BUG_ON(dead_task->mm);
 235         release_vm86_irqs(dead_task);
 236 }
 237
 238 /*
 239  * This gets called before we allocate a new thread and copy
 240  * the current task into it.
 241  */
 242 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
 243 {
 244         unlazy_fpu(tsk);
 245 }
 246
 247 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
 248         unsigned long unused,
 249         struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
 250 {
 251         struct pt_regs *childregs;
 252         struct task_struct *tsk;
 253         int err;
 254
 255         childregs = task_pt_regs(p);
 256         *childregs = *regs;
 257         childregs->ax = 0;
 258         childregs->sp = sp;
 259
 260         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
 261         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
 262
 263         p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;
 264
 265         task_user_gs(p) = get_user_gs(regs);
 266
 267         p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
 268         tsk = current;
 269         err = -ENOMEM;
 270         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_DEBUG)))
 271                 if (copy_thread_hw_breakpoint(tsk, p, clone_flags))
 272                         goto out;
 273
 274         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
 275                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
 276                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
 277                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
 278                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
 279                         return -ENOMEM;
 280                 }
 281                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
 282         }
 283
 284         err = 0;
 285
 286         /*
 287          * Set a new TLS for the child thread?
 288          */
 289         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 290                 err = do_set_thread_area(p, -1,
 291                         (struct user_desc __user *)childregs->si, 0);
 292
 293 out:
 294         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
 295                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
 296                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
 297         }
 298         if (err)
 299                 flush_thread_hw_breakpoint(p);
 300
 301         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_DS_AREA_MSR);
 302         p->thread.ds_ctx = NULL;
 303
 304         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_DEBUGCTLMSR);
 305         p->thread.debugctlmsr = 0;
 306
 307         return err;
 308 }
 309
 310 void
 311 start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
 312 {
 313         set_user_gs(regs, 0);
 314         regs->fs                = 0;
 315         set_fs(USER_DS);
 316         regs->ds                = __USER_DS;
 317         regs->es                = __USER_DS;
 318         regs->ss                = __USER_DS;
 319         regs->cs                = __USER_CS;
 320         regs->ip                = new_ip;
 321         regs->sp                = new_sp;
 322         /*
 323          * Free the old FP and other extended state
 324          */
 325         free_thread_xstate(current);
 326 }
 327 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_thread);
 328
 329
 330 /*
 331  *      switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
 332  *
 333  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
 334  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
 335  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
 336  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
 337  * and UP become the same).
 338  *
 339  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
 340  * reason for not using it any more becomes apparent when you
 341  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
 342  * valid (stale segment register values in particular). With the
 343  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
 344  * a reasonable manner.
 345  *
 346  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
 347  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
 348  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
 349  * so the performance issues may eventually be a valid point.
 350  * More important, however, is the fact that this allows us much
 351  * more flexibility.
 352  *
 353  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
 354  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
 355  * for example.
 356  */
 357 __notrace_funcgraph struct task_struct *
 358 __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
 359 {
 360         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
 361                                  *next = &next_p->thread;
 362         int cpu = smp_processor_id();
 363         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 364
 365         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
 366
 367         __unlazy_fpu(prev_p);
 368
 369
 370         /* we're going to use this soon, after a few expensive things */
 371         if (next_p->fpu_counter > 5)
 372                 prefetch(next->xstate);
 373
 374         /*
 375          * Reload esp0.
 376          */
 377         load_sp0(tss, next);
 378
 379         /*
 380          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
 381          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
 382          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
 383          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
 384          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
 385          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
 386          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
 387          * running inside of a hypervisor layer.
 388          */
 389         lazy_save_gs(prev->gs);
 390
 391         /*
 392          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
 393          */
 394         load_TLS(next, cpu);
 395
 396         /*
 397          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
 398          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
 399          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
 400          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
 401          */
 402         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
 403                 set_iopl_mask(next->iopl);
 404
 405         /*
 406          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
 407          */
 408         if (unlikely(task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV ||
 409                      task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT))
 410                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p, tss);
 411
 412         /*
 413          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
 414          * This must be done before restoring TLS segments so
 415          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
 416          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
 417          * to date.
 418          */
 419         arch_end_context_switch(next_p);
 420
 421         /* If the task has used fpu the last 5 timeslices, just do a full
 422          * restore of the math state immediately to avoid the trap; the
 423          * chances of needing FPU soon are obviously high now
 424          *
 425          * tsk_used_math() checks prevent calling math_state_restore(),
 426          * which can sleep in the case of !tsk_used_math()
 427          */
 428         if (tsk_used_math(next_p) && next_p->fpu_counter > 5)
 429                 math_state_restore();
 430
 431         /*
 432          * Restore %gs if needed (which is common)
 433          */
 434         if (prev->gs | next->gs)
 435                 lazy_load_gs(next->gs);
 436
 437         percpu_write(current_task, next_p);
 438         /*
 439          * There's a problem with moving the arch_install_thread_hw_breakpoint()
 440          * call before current is updated.  Suppose a kernel breakpoint is
 441          * triggered in between the two, the hw-breakpoint handler will see that
 442          * the 'current' task does not have TIF_DEBUG flag set and will think it
 443          * is leftover from an old task (lazy switching) and will erase it. Then
 444          * until the next context switch, no user-breakpoints will be installed.
 445          *
 446          * The real problem is that it's impossible to update both current and
 447          * physical debug registers at the same instant, so there will always be
 448          * a window in which they disagree and a breakpoint might get triggered.
 449          * Since we use lazy switching, we are forced to assume that a
 450          * disagreement means that current is correct and the exception is due
 451          * to lazy debug register switching.
 452          */
 453         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DEBUG)))
 454                 arch_install_thread_hw_breakpoint(next_p);
 455
 456         return prev_p;
 457 }
 458
 459 int sys_clone(struct pt_regs *regs)
 460 {
 461         unsigned long clone_flags;
 462         unsigned long newsp;
 463         int __user *parent_tidptr, *child_tidptr;
 464
 465         clone_flags = regs->bx;
 466         newsp = regs->cx;
 467         parent_tidptr = (int __user *)regs->dx;
 468         child_tidptr = (int __user *)regs->di;
 469         if (!newsp)
 470                 newsp = regs->sp;
 471         return do_fork(clone_flags, newsp, regs, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
 472 }
 473
 474 /*
 475  * sys_execve() executes a new program.
 476  */
 477 int sys_execve(struct pt_regs *regs)
 478 {
 479         int error;
 480         char *filename;
 481
 482         filename = getname((char __user *) regs->bx);
 483         error = PTR_ERR(filename);
 484         if (IS_ERR(filename))
 485                 goto out;
 486         error = do_execve(filename,
 487                         (char __user * __user *) regs->cx,
 488                         (char __user * __user *) regs->dx,
 489                         regs);
 490         if (error == 0) {
 491                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
 492                 set_thread_flag(TIF_IRET);
 493         }
 494         putname(filename);
 495 out:
 496         return error;
 497 }
 498
 499 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
 500 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
 501
 502 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 503 {
 504         unsigned long bp, sp, ip;
 505         unsigned long stack_page;
 506         int count = 0;
 507         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 508                 return 0;
 509         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 510         sp = p->thread.sp;
 511         if (!stack_page || sp < stack_page || sp > top_esp+stack_page)
 512                 return 0;
 513         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes bp last. */
 514         bp = *(unsigned long *) sp;
 515         do {
 516                 if (bp < stack_page || bp > top_ebp+stack_page)
 517                         return 0;
 518                 ip = *(unsigned long *) (bp+4);
 519                 if (!in_sched_functions(ip))
 520                         return ip;
 521                 bp = *(unsigned long *) bp;
 522         } while (count++ < 16);
 523         return 0;
 524 }
 525