arch/x86/kernel/process_32-xen.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/delay.h>
  27 #include <linux/reboot.h>
  28 #include <linux/init.h>
  29 #include <linux/mc146818rtc.h>
  30 #include <linux/module.h>
  31 #include <linux/kallsyms.h>
  32 #include <linux/ptrace.h>
  33 #include <linux/personality.h>
  34 #include <linux/tick.h>
  35 #include <linux/percpu.h>
  36 #include <linux/prctl.h>
  37 #include <linux/ftrace.h>
  38 #include <linux/uaccess.h>
  39 #include <linux/io.h>
  40 #include <linux/kdebug.h>
  41 #include <linux/cpuidle.h>
  42
  43 #include <asm/pgtable.h>
  44 #include <asm/system.h>
  45 #include <asm/ldt.h>
  46 #include <asm/processor.h>
  47 #include <asm/i387.h>
  48 #include <asm/desc.h>
  49 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
  50 #include <asm/math_emu.h>
  51 #endif
  52
  53 #include <xen/interface/physdev.h>
  54
  55 #include <linux/err.h>
  56
  57 #include <asm/tlbflush.h>
  58 #include <asm/cpu.h>
  59 #include <asm/idle.h>
  60 #include <asm/syscalls.h>
  61 #include <asm/debugreg.h>
  62 #include <asm/nmi.h>
  63
  64 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
  65 asmlinkage void cstar_ret_from_fork(void) __asm__("cstar_ret_from_fork");
  66
  67 /*
  68  * Return saved PC of a blocked thread.
  69  */
  70 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
  71 {
  72         return ((unsigned long *)tsk->thread.sp)[3];
  73 }
  74
  75 #ifndef CONFIG_SMP
  76 static inline void play_dead(void)
  77 {
  78         BUG();
  79 }
  80 #endif
  81
  82 /*
  83  * The idle thread. There's no useful work to be
  84  * done, so just try to conserve power and have a
  85  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
  86  * somebody to say that they'd like to reschedule)
  87  */
  88 void cpu_idle(void)
  89 {
  90         int cpu = smp_processor_id();
  91
  92         /*
  93          * If we're the non-boot CPU, nothing set the stack canary up
  94          * for us.  CPU0 already has it initialized but no harm in
  95          * doing it again.  This is a good place for updating it, as
  96          * we wont ever return from this function (so the invalid
  97          * canaries already on the stack wont ever trigger).
  98          */
  99         boot_init_stack_canary();
 100
 101         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 102
 103         /* endless idle loop with no priority at all */
 104         while (1) {
 105                 tick_nohz_idle_enter();
 106                 rcu_idle_enter();
 107                 while (!need_resched()) {
 108
 109                         check_pgt_cache();
 110                         rmb();
 111
 112                         if (cpu_is_offline(cpu))
 113                                 play_dead();
 114
 115                         local_touch_nmi();
 116                         local_irq_disable();
 117                         /* Don't trace irqs off for idle */
 118                         stop_critical_timings();
 119                         if (cpuidle_idle_call())
 120                                 xen_idle();
 121                         start_critical_timings();
 122                 }
 123                 rcu_idle_exit();
 124                 tick_nohz_idle_exit();
 125                 preempt_enable_no_resched();
 126                 schedule();
 127                 preempt_disable();
 128         }
 129 }
 130
 131 void __show_regs(struct pt_regs *regs, int all)
 132 {
 133         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
 134         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
 135         unsigned long sp;
 136         unsigned short ss, gs;
 137
 138         if (user_mode_vm(regs)) {
 139                 sp = regs->sp;
 140                 ss = regs->ss & 0xffff;
 141                 gs = get_user_gs(regs);
 142         } else {
 143                 sp = kernel_stack_pointer(regs);
 144                 savesegment(ss, ss);
 145                 savesegment(gs, gs);
 146         }
 147
 148         show_regs_common();
 149
 150         printk(KERN_DEFAULT "EIP: %04x:[<%08lx>] EFLAGS: %08lx CPU: %d\n",
 151                         (u16)regs->cs, regs->ip, regs->flags,
 152                         smp_processor_id());
 153         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->ip);
 154
 155         printk(KERN_DEFAULT "EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
 156                 regs->ax, regs->bx, regs->cx, regs->dx);
 157         printk(KERN_DEFAULT "ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx ESP: %08lx\n",
 158                 regs->si, regs->di, regs->bp, sp);
 159         printk(KERN_DEFAULT " DS: %04x ES: %04x FS: %04x GS: %04x SS: %04x\n",
 160                (u16)regs->ds, (u16)regs->es, (u16)regs->fs, gs, ss);
 161
 162         if (!all)
 163                 return;
 164
 165         cr0 = read_cr0();
 166         cr2 = read_cr2();
 167         cr3 = read_cr3();
 168         cr4 = read_cr4_safe();
 169         printk(KERN_DEFAULT "CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n",
 170                         cr0, cr2, cr3, cr4);
 171
 172         get_debugreg(d0, 0);
 173         get_debugreg(d1, 1);
 174         get_debugreg(d2, 2);
 175         get_debugreg(d3, 3);
 176         printk(KERN_DEFAULT "DR0: %08lx DR1: %08lx DR2: %08lx DR3: %08lx\n",
 177                         d0, d1, d2, d3);
 178
 179         get_debugreg(d6, 6);
 180         get_debugreg(d7, 7);
 181         printk(KERN_DEFAULT "DR6: %08lx DR7: %08lx\n",
 182                         d6, d7);
 183 }
 184
 185 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 186 {
 187         BUG_ON(dead_task->mm);
 188         release_vm86_irqs(dead_task);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * This gets called before we allocate a new thread and copy
 193  * the current task into it.
 194  */
 195 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
 196 {
 197         unlazy_fpu(tsk);
 198 }
 199
 200 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
 201         unsigned long unused,
 202         struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
 203 {
 204         struct pt_regs *childregs;
 205         struct task_struct *tsk;
 206         int err;
 207
 208         childregs = task_pt_regs(p);
 209         *childregs = *regs;
 210         childregs->ax = 0;
 211         childregs->sp = sp;
 212
 213         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
 214         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs+1);
 215
 216         p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;
 217
 218         task_user_gs(p) = get_user_gs(regs);
 219
 220         p->fpu_counter = 0;
 221         p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
 222         tsk = current;
 223         err = -ENOMEM;
 224
 225         memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
 226
 227 #ifdef TIF_CSTAR
 228         if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_CSTAR))
 229                 p->thread.ip = (unsigned long) cstar_ret_from_fork;
 230 #endif
 231         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
 232                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
 233                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
 234                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
 235                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
 236                         return -ENOMEM;
 237                 }
 238                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
 239         }
 240
 241         err = 0;
 242
 243         /*
 244          * Set a new TLS for the child thread?
 245          */
 246         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 247                 err = do_set_thread_area(p, -1,
 248                         (struct user_desc __user *)childregs->si, 0);
 249
 250         p->thread.iopl = current->thread.iopl;
 251
 252         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
 253                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
 254                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
 255         }
 256         return err;
 257 }
 258
 259 void
 260 start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
 261 {
 262         set_user_gs(regs, 0);
 263         regs->fs                = 0;
 264         regs->ds                = __USER_DS;
 265         regs->es                = __USER_DS;
 266         regs->ss                = __USER_DS;
 267         regs->cs                = __USER_CS;
 268         regs->ip                = new_ip;
 269         regs->sp                = new_sp;
 270         /*
 271          * Free the old FP and other extended state
 272          */
 273         free_thread_xstate(current);
 274 }
 275 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_thread);
 276
 277 /*
 278  *      switch_to(x,y) should switch tasks from x to y.
 279  *
 280  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
 281  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
 282  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
 283  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
 284  * and UP become the same).
 285  *
 286  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
 287  * reason for not using it any more becomes apparent when you
 288  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
 289  * valid (stale segment register values in particular). With the
 290  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
 291  * a reasonable manner.
 292  *
 293  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
 294  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
 295  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
 296  * so the performance issues may eventually be a valid point.
 297  * More important, however, is the fact that this allows us much
 298  * more flexibility.
 299  *
 300  * The return value (in %ax) will be the "prev" task after
 301  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
 302  * for example.
 303  */
 304 __notrace_funcgraph struct task_struct *
 305 __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
 306 {
 307         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
 308                                  *next = &next_p->thread;
 309         int cpu = smp_processor_id();
 310 #ifndef CONFIG_X86_NO_TSS
 311         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 312 #endif
 313         fpu_switch_t fpu;
 314 #if CONFIG_XEN_COMPAT > 0x030002
 315         struct physdev_set_iopl iopl_op;
 316         struct physdev_set_iobitmap iobmp_op;
 317 #else
 318         struct physdev_op _pdo[2], *pdo = _pdo;
 319 #define iopl_op pdo->u.set_iopl
 320 #define iobmp_op pdo->u.set_iobitmap
 321 #endif
 322         multicall_entry_t _mcl[8], *mcl = _mcl;
 323
 324         /* XEN NOTE: FS/GS saved in switch_mm(), not here. */
 325
 326         fpu = xen_switch_fpu_prepare(prev_p, next_p, cpu, &mcl);
 327
 328         /*
 329          * Reload sp0.
 330          * This is load_sp0(tss, next) with a multicall.
 331          */
 332         mcl->op      = __HYPERVISOR_stack_switch;
 333         mcl->args[0] = __KERNEL_DS;
 334         mcl->args[1] = next->sp0;
 335         mcl++;
 336
 337         /*
 338          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
 339          * This is load_TLS(next, cpu) with multicalls.
 340          */
 341 #define C(i) do {                                                       \
 342         if (unlikely(next->tls_array[i].a != prev->tls_array[i].a ||    \
 343                      next->tls_array[i].b != prev->tls_array[i].b)) {   \
 344                 mcl->op = __HYPERVISOR_update_descriptor;               \
 345                 *(u64 *)&mcl->args[0] = arbitrary_virt_to_machine(      \
 346                         &get_cpu_gdt_table(cpu)[GDT_ENTRY_TLS_MIN + i]);\
 347                 *(u64 *)&mcl->args[2] = *(u64 *)&next->tls_array[i];    \
 348                 mcl++;                                                  \
 349         }                                                               \
 350 } while (0)
 351         C(0); C(1); C(2);
 352 #undef C
 353
 354         if (unlikely(prev->iopl != next->iopl)) {
 355                 iopl_op.iopl = (next->iopl == 0) ? 1 : (next->iopl >> 12) & 3;
 356 #if CONFIG_XEN_COMPAT > 0x030002
 357                 mcl->op      = __HYPERVISOR_physdev_op;
 358                 mcl->args[0] = PHYSDEVOP_set_iopl;
 359                 mcl->args[1] = (unsigned long)&iopl_op;
 360 #else
 361                 mcl->op      = __HYPERVISOR_physdev_op_compat;
 362                 pdo->cmd     = PHYSDEVOP_set_iopl;
 363                 mcl->args[0] = (unsigned long)pdo++;
 364 #endif
 365                 mcl++;
 366         }
 367
 368         if (unlikely(prev->io_bitmap_ptr || next->io_bitmap_ptr)) {
 369                 set_xen_guest_handle(iobmp_op.bitmap,
 370                                      (char *)next->io_bitmap_ptr);
 371                 iobmp_op.nr_ports = next->io_bitmap_ptr ? IO_BITMAP_BITS : 0;
 372 #if CONFIG_XEN_COMPAT > 0x030002
 373                 mcl->op      = __HYPERVISOR_physdev_op;
 374                 mcl->args[0] = PHYSDEVOP_set_iobitmap;
 375                 mcl->args[1] = (unsigned long)&iobmp_op;
 376 #else
 377                 mcl->op      = __HYPERVISOR_physdev_op_compat;
 378                 pdo->cmd     = PHYSDEVOP_set_iobitmap;
 379                 mcl->args[0] = (unsigned long)pdo++;
 380 #endif
 381                 mcl++;
 382         }
 383
 384 #if CONFIG_XEN_COMPAT <= 0x030002
 385         BUG_ON(pdo > _pdo + ARRAY_SIZE(_pdo));
 386 #endif
 387         BUG_ON(mcl > _mcl + ARRAY_SIZE(_mcl));
 388         if (unlikely(HYPERVISOR_multicall_check(_mcl, mcl - _mcl, NULL)))
 389                 BUG();
 390
 391         /*
 392          * Now maybe handle debug registers
 393          */
 394         if (unlikely(task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV ||
 395                      task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT))
 396                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p);
 397
 398         /*
 399          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
 400          * This must be done before restoring TLS segments so
 401          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
 402          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
 403          * to date.
 404          */
 405         arch_end_context_switch(next_p);
 406
 407         /*
 408          * Restore %gs if needed (which is common)
 409          */
 410         if (prev->gs | next->gs)
 411                 lazy_load_gs(next->gs);
 412
 413         switch_fpu_finish(next_p, fpu);
 414
 415         percpu_write(current_task, next_p);
 416
 417         return prev_p;
 418 }
 419
 420 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
 421 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
 422
 423 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 424 {
 425         unsigned long bp, sp, ip;
 426         unsigned long stack_page;
 427         int count = 0;
 428         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 429                 return 0;
 430         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 431         sp = p->thread.sp;
 432         if (!stack_page || sp < stack_page || sp > top_esp+stack_page)
 433                 return 0;
 434         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes bp last. */
 435         bp = *(unsigned long *) sp;
 436         do {
 437                 if (bp < stack_page || bp > top_ebp+stack_page)
 438                         return 0;
 439                 ip = *(unsigned long *) (bp+4);
 440                 if (!in_sched_functions(ip))
 441                         return ip;
 442                 bp = *(unsigned long *) bp;
 443         } while (count++ < 16);
 444         return 0;
 445 }
 446