SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - arch/x86/kernel/process.c

   1 #include <linux/errno.h>
   2 #include <linux/kernel.h>
   3 #include <linux/mm.h>
   4 #include <linux/smp.h>
   5 #include <linux/prctl.h>
   6 #include <linux/slab.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/module.h>
   9 #include <linux/pm.h>
  10 #include <linux/clockchips.h>
  11 #include <linux/random.h>
  12 #include <linux/user-return-notifier.h>
  13 #include <trace/events/power.h>
  14 #include <asm/system.h>
  15 #include <asm/apic.h>
  16 #include <asm/syscalls.h>
  17 #include <asm/idle.h>
  18 #include <asm/uaccess.h>
  19 #include <asm/i387.h>
  20 #include <asm/ds.h>
  21
  22 unsigned long idle_halt;
  23 EXPORT_SYMBOL(idle_halt);
  24 unsigned long idle_nomwait;
  25 EXPORT_SYMBOL(idle_nomwait);
  26
  27 struct kmem_cache *task_xstate_cachep;
  28
  29 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
  30 {
  31         *dst = *src;
  32         if (src->thread.xstate) {
  33                 dst->thread.xstate = kmem_cache_alloc(task_xstate_cachep,
  34                                                       GFP_KERNEL);
  35                 if (!dst->thread.xstate)
  36                         return -ENOMEM;
  37                 WARN_ON((unsigned long)dst->thread.xstate & 15);
  38                 memcpy(dst->thread.xstate, src->thread.xstate, xstate_size);
  39         }
  40         return 0;
  41 }
  42
  43 void free_thread_xstate(struct task_struct *tsk)
  44 {
  45         if (tsk->thread.xstate) {
  46                 kmem_cache_free(task_xstate_cachep, tsk->thread.xstate);
  47                 tsk->thread.xstate = NULL;
  48         }
  49
  50         WARN(tsk->thread.ds_ctx, "leaking DS context\n");
  51 }
  52
  53 void free_thread_info(struct thread_info *ti)
  54 {
  55         free_thread_xstate(ti->task);
  56         free_pages((unsigned long)ti, get_order(THREAD_SIZE));
  57 }
  58
  59 void arch_task_cache_init(void)
  60 {
  61         task_xstate_cachep =
  62                 kmem_cache_create("task_xstate", xstate_size,
  63                                   __alignof__(union thread_xstate),
  64                                   SLAB_PANIC | SLAB_NOTRACK, NULL);
  65 }
  66
  67 /*
  68  * Free current thread data structures etc..
  69  */
  70 void exit_thread(void)
  71 {
  72         struct task_struct *me = current;
  73         struct thread_struct *t = &me->thread;
  74         unsigned long *bp = t->io_bitmap_ptr;
  75
  76         if (bp) {
  77                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, get_cpu());
  78
  79                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
  80                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
  81                 /*
  82                  * Careful, clear this in the TSS too:
  83                  */
  84                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, t->io_bitmap_max);
  85                 t->io_bitmap_max = 0;
  86                 put_cpu();
  87                 kfree(bp);
  88         }
  89 }
  90
  91 void flush_thread(void)
  92 {
  93         struct task_struct *tsk = current;
  94
  95 #ifdef CONFIG_X86_64
  96         if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_ABI_PENDING)) {
  97                 clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_ABI_PENDING);
  98                 if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32)) {
  99                         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32);
 100                 } else {
 101                         set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32);
 102                         current_thread_info()->status |= TS_COMPAT;
 103                 }
 104         }
 105 #endif
 106
 107         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_DEBUG);
 108
 109         tsk->thread.debugreg0 = 0;
 110         tsk->thread.debugreg1 = 0;
 111         tsk->thread.debugreg2 = 0;
 112         tsk->thread.debugreg3 = 0;
 113         tsk->thread.debugreg6 = 0;
 114         tsk->thread.debugreg7 = 0;
 115         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
 116         /*
 117          * Forget coprocessor state..
 118          */
 119         tsk->fpu_counter = 0;
 120         clear_fpu(tsk);
 121         clear_used_math();
 122 }
 123
 124 static void hard_disable_TSC(void)
 125 {
 126         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
 127 }
 128
 129 void disable_TSC(void)
 130 {
 131         preempt_disable();
 132         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
 133                 /*
 134                  * Must flip the CPU state synchronously with
 135                  * TIF_NOTSC in the current running context.
 136                  */
 137                 hard_disable_TSC();
 138         preempt_enable();
 139 }
 140
 141 static void hard_enable_TSC(void)
 142 {
 143         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
 144 }
 145
 146 static void enable_TSC(void)
 147 {
 148         preempt_disable();
 149         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOTSC))
 150                 /*
 151                  * Must flip the CPU state synchronously with
 152                  * TIF_NOTSC in the current running context.
 153                  */
 154                 hard_enable_TSC();
 155         preempt_enable();
 156 }
 157
 158 int get_tsc_mode(unsigned long adr)
 159 {
 160         unsigned int val;
 161
 162         if (test_thread_flag(TIF_NOTSC))
 163                 val = PR_TSC_SIGSEGV;
 164         else
 165                 val = PR_TSC_ENABLE;
 166
 167         return put_user(val, (unsigned int __user *)adr);
 168 }
 169
 170 int set_tsc_mode(unsigned int val)
 171 {
 172         if (val == PR_TSC_SIGSEGV)
 173                 disable_TSC();
 174         else if (val == PR_TSC_ENABLE)
 175                 enable_TSC();
 176         else
 177                 return -EINVAL;
 178
 179         return 0;
 180 }
 181
 182 void __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
 183                       struct tss_struct *tss)
 184 {
 185         struct thread_struct *prev, *next;
 186
 187         prev = &prev_p->thread;
 188         next = &next_p->thread;
 189
 190         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DS_AREA_MSR) ||
 191             test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_DS_AREA_MSR))
 192                 ds_switch_to(prev_p, next_p);
 193         else if (next->debugctlmsr != prev->debugctlmsr)
 194                 update_debugctlmsr(next->debugctlmsr);
 195
 196         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DEBUG)) {
 197                 set_debugreg(next->debugreg0, 0);
 198                 set_debugreg(next->debugreg1, 1);
 199                 set_debugreg(next->debugreg2, 2);
 200                 set_debugreg(next->debugreg3, 3);
 201                 /* no 4 and 5 */
 202                 set_debugreg(next->debugreg6, 6);
 203                 set_debugreg(next->debugreg7, 7);
 204         }
 205
 206         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
 207             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
 208                 /* prev and next are different */
 209                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
 210                         hard_disable_TSC();
 211                 else
 212                         hard_enable_TSC();
 213         }
 214
 215         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
 216                 /*
 217                  * Copy the relevant range of the IO bitmap.
 218                  * Normally this is 128 bytes or less:
 219                  */
 220                 memcpy(tss->io_bitmap, next->io_bitmap_ptr,
 221                        max(prev->io_bitmap_max, next->io_bitmap_max));
 222         } else if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)) {
 223                 /*
 224                  * Clear any possible leftover bits:
 225                  */
 226                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, prev->io_bitmap_max);
 227         }
 228         propagate_user_return_notify(prev_p, next_p);
 229 }
 230
 231 int sys_fork(struct pt_regs *regs)
 232 {
 233         return do_fork(SIGCHLD, regs->sp, regs, 0, NULL, NULL);
 234 }
 235
 236 /*
 237  * This is trivial, and on the face of it looks like it
 238  * could equally well be done in user mode.
 239  *
 240  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
 241  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
 242  * done by calling the "clone()" system call directly, you
 243  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
 244  * the information you need.
 245  */
 246 int sys_vfork(struct pt_regs *regs)
 247 {
 248         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs->sp, regs, 0,
 249                        NULL, NULL);
 250 }
 251
 252
 253 /*
 254  * Idle related variables and functions
 255  */
 256 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
 257 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
 258
 259 /*
 260  * Powermanagement idle function, if any..
 261  */
 262 void (*pm_idle)(void);
 263 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
 264
 265 #ifdef CONFIG_X86_32
 266 /*
 267  * This halt magic was a workaround for ancient floppy DMA
 268  * wreckage. It should be safe to remove.
 269  */
 270 static int hlt_counter;
 271 void disable_hlt(void)
 272 {
 273         hlt_counter++;
 274 }
 275 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
 276
 277 void enable_hlt(void)
 278 {
 279         hlt_counter--;
 280 }
 281 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
 282
 283 static inline int hlt_use_halt(void)
 284 {
 285         return (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok);
 286 }
 287 #else
 288 static inline int hlt_use_halt(void)
 289 {
 290         return 1;
 291 }
 292 #endif
 293
 294 /*
 295  * We use this if we don't have any better
 296  * idle routine..
 297  */
 298 void default_idle(void)
 299 {
 300         if (hlt_use_halt()) {
 301                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
 302                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
 303                 /*
 304                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
 305                  * test NEED_RESCHED:
 306                  */
 307                 smp_mb();
 308
 309                 if (!need_resched())
 310                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
 311                 else
 312                         local_irq_enable();
 313                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 314         } else {
 315                 local_irq_enable();
 316                 /* loop is done by the caller */
 317                 cpu_relax();
 318         }
 319 }
 320 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
 321 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
 322 #endif
 323
 324 void stop_this_cpu(void *dummy)
 325 {
 326         local_irq_disable();
 327         /*
 328          * Remove this CPU:
 329          */
 330         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
 331         disable_local_APIC();
 332
 333         for (;;) {
 334                 if (hlt_works(smp_processor_id()))
 335                         halt();
 336         }
 337 }
 338
 339 static void do_nothing(void *unused)
 340 {
 341 }
 342
 343 /*
 344  * cpu_idle_wait - Used to ensure that all the CPUs discard old value of
 345  * pm_idle and update to new pm_idle value. Required while changing pm_idle
 346  * handler on SMP systems.
 347  *
 348  * Caller must have changed pm_idle to the new value before the call. Old
 349  * pm_idle value will not be used by any CPU after the return of this function.
 350  */
 351 void cpu_idle_wait(void)
 352 {
 353         smp_mb();
 354         /* kick all the CPUs so that they exit out of pm_idle */
 355         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
 356 }
 357 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
 358
 359 /*
 360  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
 361  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
 362  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
 363  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
 364  * up from MWAIT (without an IPI).
 365  *
 366  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
 367  * capability.
 368  */
 369 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
 370 {
 371         trace_power_start(POWER_CSTATE, (ax>>4)+1);
 372         if (!need_resched()) {
 373                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
 374                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
 375
 376                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
 377                 smp_mb();
 378                 if (!need_resched())
 379                         __mwait(ax, cx);
 380         }
 381 }
 382
 383 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
 384 static void mwait_idle(void)
 385 {
 386         if (!need_resched()) {
 387                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
 388                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
 389                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
 390
 391                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
 392                 smp_mb();
 393                 if (!need_resched())
 394                         __sti_mwait(0, 0);
 395                 else
 396                         local_irq_enable();
 397         } else
 398                 local_irq_enable();
 399 }
 400
 401 /*
 402  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
 403  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
 404  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
 405  */
 406 static void poll_idle(void)
 407 {
 408         trace_power_start(POWER_CSTATE, 0);
 409         local_irq_enable();
 410         while (!need_resched())
 411                 cpu_relax();
 412         trace_power_end(0);
 413 }
 414
 415 /*
 416  * mwait selection logic:
 417  *
 418  * It depends on the CPU. For AMD CPUs that support MWAIT this is
 419  * wrong. Family 0x10 and 0x11 CPUs will enter C1 on HLT. Powersavings
 420  * then depend on a clock divisor and current Pstate of the core. If
 421  * all cores of a processor are in halt state (C1) the processor can
 422  * enter the C1E (C1 enhanced) state. If mwait is used this will never
 423  * happen.
 424  *
 425  * idle=mwait overrides this decision and forces the usage of mwait.
 426  */
 427 static int __cpuinitdata force_mwait;
 428
 429 #define MWAIT_INFO                      0x05
 430 #define MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO         0x01
 431 #define MWAIT_EDX_C1                    0xf0
 432
 433 static int __cpuinit mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
 434 {
 435         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 436
 437         if (force_mwait)
 438                 return 1;
 439
 440         if (c->cpuid_level < MWAIT_INFO)
 441                 return 0;
 442
 443         cpuid(MWAIT_INFO, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 444         /* Check, whether EDX has extended info about MWAIT */
 445         if (!(ecx & MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO))
 446                 return 1;
 447
 448         /*
 449          * edx enumeratios MONITOR/MWAIT extensions. Check, whether
 450          * C1  supports MWAIT
 451          */
 452         return (edx & MWAIT_EDX_C1);
 453 }
 454
 455 /*
 456  * Check for AMD CPUs, which have potentially C1E support
 457  */
 458 static int __cpuinit check_c1e_idle(const struct cpuinfo_x86 *c)
 459 {
 460         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
 461                 return 0;
 462
 463         if (c->x86 < 0x0F)
 464                 return 0;
 465
 466         /* Family 0x0f models < rev F do not have C1E */
 467         if (c->x86 == 0x0f && c->x86_model < 0x40)
 468                 return 0;
 469
 470         return 1;
 471 }
 472
 473 static cpumask_var_t c1e_mask;
 474 static int c1e_detected;
 475
 476 void c1e_remove_cpu(int cpu)
 477 {
 478         if (c1e_mask != NULL)
 479                 cpumask_clear_cpu(cpu, c1e_mask);
 480 }
 481
 482 /*
 483  * C1E aware idle routine. We check for C1E active in the interrupt
 484  * pending message MSR. If we detect C1E, then we handle it the same
 485  * way as C3 power states (local apic timer and TSC stop)
 486  */
 487 static void c1e_idle(void)
 488 {
 489         if (need_resched())
 490                 return;
 491
 492         if (!c1e_detected) {
 493                 u32 lo, hi;
 494
 495                 rdmsr(MSR_K8_INT_PENDING_MSG, lo, hi);
 496                 if (lo & K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK) {
 497                         c1e_detected = 1;
 498                         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NONSTOP_TSC))
 499                                 mark_tsc_unstable("TSC halt in AMD C1E");
 500                         printk(KERN_INFO "System has AMD C1E enabled\n");
 501                         set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_AMDC1E);
 502                 }
 503         }
 504
 505         if (c1e_detected) {
 506                 int cpu = smp_processor_id();
 507
 508                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, c1e_mask)) {
 509                         cpumask_set_cpu(cpu, c1e_mask);
 510                         /*
 511                          * Force broadcast so ACPI can not interfere.
 512                          */
 513                         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_FORCE,
 514                                            &cpu);
 515                         printk(KERN_INFO "Switch to broadcast mode on CPU%d\n",
 516                                cpu);
 517                 }
 518                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_ENTER, &cpu);
 519
 520                 default_idle();
 521
 522                 /*
 523                  * The switch back from broadcast mode needs to be
 524                  * called with interrupts disabled.
 525                  */
 526                  local_irq_disable();
 527                  clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_EXIT, &cpu);
 528                  local_irq_enable();
 529         } else
 530                 default_idle();
 531 }
 532
 533 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
 534 {
 535 #ifdef CONFIG_SMP
 536         if (pm_idle == poll_idle && smp_num_siblings > 1) {
 537                 printk(KERN_WARNING "WARNING: polling idle and HT enabled,"
 538                         " performance may degrade.\n");
 539         }
 540 #endif
 541         if (pm_idle)
 542                 return;
 543
 544         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
 545                 /*
 546                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
 547                  */
 548                 printk(KERN_INFO "using mwait in idle threads.\n");
 549                 pm_idle = mwait_idle;
 550         } else if (check_c1e_idle(c)) {
 551                 printk(KERN_INFO "using C1E aware idle routine\n");
 552                 pm_idle = c1e_idle;
 553         } else
 554                 pm_idle = default_idle;
 555 }
 556
 557 void __init init_c1e_mask(void)
 558 {
 559         /* If we're using c1e_idle, we need to allocate c1e_mask. */
 560         if (pm_idle == c1e_idle)
 561                 zalloc_cpumask_var(&c1e_mask, GFP_KERNEL);
 562 }
 563
 564 static int __init idle_setup(char *str)
 565 {
 566         if (!str)
 567                 return -EINVAL;
 568
 569         if (!strcmp(str, "poll")) {
 570                 printk("using polling idle threads.\n");
 571                 pm_idle = poll_idle;
 572         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
 573                 force_mwait = 1;
 574         else if (!strcmp(str, "halt")) {
 575                 /*
 576                  * When the boot option of idle=halt is added, halt is
 577                  * forced to be used for CPU idle. In such case CPU C2/C3
 578                  * won't be used again.
 579                  * To continue to load the CPU idle driver, don't touch
 580                  * the boot_option_idle_override.
 581                  */
 582                 pm_idle = default_idle;
 583                 idle_halt = 1;
 584                 return 0;
 585         } else if (!strcmp(str, "nomwait")) {
 586                 /*
 587                  * If the boot option of "idle=nomwait" is added,
 588                  * it means that mwait will be disabled for CPU C2/C3
 589                  * states. In such case it won't touch the variable
 590                  * of boot_option_idle_override.
 591                  */
 592                 idle_nomwait = 1;
 593                 return 0;
 594         } else
 595                 return -1;
 596
 597         boot_option_idle_override = 1;
 598         return 0;
 599 }
 600 early_param("idle", idle_setup);
 601
 602 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 603 {
 604         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 605                 sp -= get_random_int() % 8192;
 606         return sp & ~0xf;
 607 }
 608
 609 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 610 {
 611         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
 612         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
 613 }
 614