02c3ee013ccd68276a2d1ea0ff0efe72b45653d2
[~shefty/rdma-dev.git] / 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 <linux/dmi.h>
14 #include <linux/utsname.h>
15 #include <trace/events/power.h>
16 #include <linux/hw_breakpoint.h>
17 #include <asm/system.h>
18 #include <asm/apic.h>
19 #include <asm/syscalls.h>
20 #include <asm/idle.h>
21 #include <asm/uaccess.h>
22 #include <asm/i387.h>
23 #include <asm/ds.h>
24 #include <asm/debugreg.h>
25
26 unsigned long idle_halt;
27 EXPORT_SYMBOL(idle_halt);
28 unsigned long idle_nomwait;
29 EXPORT_SYMBOL(idle_nomwait);
30
31 struct kmem_cache *task_xstate_cachep;
32
33 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
34 {
35         *dst = *src;
36         if (src->thread.xstate) {
37                 dst->thread.xstate = kmem_cache_alloc(task_xstate_cachep,
38                                                       GFP_KERNEL);
39                 if (!dst->thread.xstate)
40                         return -ENOMEM;
41                 WARN_ON((unsigned long)dst->thread.xstate & 15);
42                 memcpy(dst->thread.xstate, src->thread.xstate, xstate_size);
43         }
44         return 0;
45 }
46
47 void free_thread_xstate(struct task_struct *tsk)
48 {
49         if (tsk->thread.xstate) {
50                 kmem_cache_free(task_xstate_cachep, tsk->thread.xstate);
51                 tsk->thread.xstate = NULL;
52         }
53
54         WARN(tsk->thread.ds_ctx, "leaking DS context\n");
55 }
56
57 void free_thread_info(struct thread_info *ti)
58 {
59         free_thread_xstate(ti->task);
60         free_pages((unsigned long)ti, get_order(THREAD_SIZE));
61 }
62
63 void arch_task_cache_init(void)
64 {
65         task_xstate_cachep =
66                 kmem_cache_create("task_xstate", xstate_size,
67                                   __alignof__(union thread_xstate),
68                                   SLAB_PANIC | SLAB_NOTRACK, NULL);
69 }
70
71 /*
72  * Free current thread data structures etc..
73  */
74 void exit_thread(void)
75 {
76         struct task_struct *me = current;
77         struct thread_struct *t = &me->thread;
78         unsigned long *bp = t->io_bitmap_ptr;
79
80         if (bp) {
81                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, get_cpu());
82
83                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
84                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
85                 /*
86                  * Careful, clear this in the TSS too:
87                  */
88                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, t->io_bitmap_max);
89                 t->io_bitmap_max = 0;
90                 put_cpu();
91                 kfree(bp);
92         }
93 }
94
95 void show_regs_common(void)
96 {
97         const char *board, *product;
98
99         board = dmi_get_system_info(DMI_BOARD_NAME);
100         if (!board)
101                 board = "";
102         product = dmi_get_system_info(DMI_PRODUCT_NAME);
103         if (!product)
104                 product = "";
105
106         printk(KERN_CONT "\n");
107         printk(KERN_DEFAULT "Pid: %d, comm: %.20s %s %s %.*s %s/%s\n",
108                 current->pid, current->comm, print_tainted(),
109                 init_utsname()->release,
110                 (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
111                 init_utsname()->version, board, product);
112 }
113
114 void flush_thread(void)
115 {
116         struct task_struct *tsk = current;
117
118 #ifdef CONFIG_X86_64
119         if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_ABI_PENDING)) {
120                 clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_ABI_PENDING);
121                 if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32)) {
122                         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32);
123                 } else {
124                         set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IA32);
125                         current_thread_info()->status |= TS_COMPAT;
126                 }
127         }
128 #endif
129
130         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
131         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
132         /*
133          * Forget coprocessor state..
134          */
135         tsk->fpu_counter = 0;
136         clear_fpu(tsk);
137         clear_used_math();
138 }
139
140 static void hard_disable_TSC(void)
141 {
142         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
143 }
144
145 void disable_TSC(void)
146 {
147         preempt_disable();
148         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
149                 /*
150                  * Must flip the CPU state synchronously with
151                  * TIF_NOTSC in the current running context.
152                  */
153                 hard_disable_TSC();
154         preempt_enable();
155 }
156
157 static void hard_enable_TSC(void)
158 {
159         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
160 }
161
162 static void enable_TSC(void)
163 {
164         preempt_disable();
165         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOTSC))
166                 /*
167                  * Must flip the CPU state synchronously with
168                  * TIF_NOTSC in the current running context.
169                  */
170                 hard_enable_TSC();
171         preempt_enable();
172 }
173
174 int get_tsc_mode(unsigned long adr)
175 {
176         unsigned int val;
177
178         if (test_thread_flag(TIF_NOTSC))
179                 val = PR_TSC_SIGSEGV;
180         else
181                 val = PR_TSC_ENABLE;
182
183         return put_user(val, (unsigned int __user *)adr);
184 }
185
186 int set_tsc_mode(unsigned int val)
187 {
188         if (val == PR_TSC_SIGSEGV)
189                 disable_TSC();
190         else if (val == PR_TSC_ENABLE)
191                 enable_TSC();
192         else
193                 return -EINVAL;
194
195         return 0;
196 }
197
198 void __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
199                       struct tss_struct *tss)
200 {
201         struct thread_struct *prev, *next;
202
203         prev = &prev_p->thread;
204         next = &next_p->thread;
205
206         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DS_AREA_MSR) ||
207             test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_DS_AREA_MSR))
208                 ds_switch_to(prev_p, next_p);
209         else if (next->debugctlmsr != prev->debugctlmsr)
210                 update_debugctlmsr(next->debugctlmsr);
211
212         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
213             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
214                 /* prev and next are different */
215                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
216                         hard_disable_TSC();
217                 else
218                         hard_enable_TSC();
219         }
220
221         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
222                 /*
223                  * Copy the relevant range of the IO bitmap.
224                  * Normally this is 128 bytes or less:
225                  */
226                 memcpy(tss->io_bitmap, next->io_bitmap_ptr,
227                        max(prev->io_bitmap_max, next->io_bitmap_max));
228         } else if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)) {
229                 /*
230                  * Clear any possible leftover bits:
231                  */
232                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, prev->io_bitmap_max);
233         }
234         propagate_user_return_notify(prev_p, next_p);
235 }
236
237 int sys_fork(struct pt_regs *regs)
238 {
239         return do_fork(SIGCHLD, regs->sp, regs, 0, NULL, NULL);
240 }
241
242 /*
243  * This is trivial, and on the face of it looks like it
244  * could equally well be done in user mode.
245  *
246  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
247  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
248  * done by calling the "clone()" system call directly, you
249  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
250  * the information you need.
251  */
252 int sys_vfork(struct pt_regs *regs)
253 {
254         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs->sp, regs, 0,
255                        NULL, NULL);
256 }
257
258 long
259 sys_clone(unsigned long clone_flags, unsigned long newsp,
260           void __user *parent_tid, void __user *child_tid, struct pt_regs *regs)
261 {
262         if (!newsp)
263                 newsp = regs->sp;
264         return do_fork(clone_flags, newsp, regs, 0, parent_tid, child_tid);
265 }
266
267 /*
268  * This gets run with %si containing the
269  * function to call, and %di containing
270  * the "args".
271  */
272 extern void kernel_thread_helper(void);
273
274 /*
275  * Create a kernel thread
276  */
277 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
278 {
279         struct pt_regs regs;
280
281         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
282
283         regs.si = (unsigned long) fn;
284         regs.di = (unsigned long) arg;
285
286 #ifdef CONFIG_X86_32
287         regs.ds = __USER_DS;
288         regs.es = __USER_DS;
289         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
290         regs.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
291 #else
292         regs.ss = __KERNEL_DS;
293 #endif
294
295         regs.orig_ax = -1;
296         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
297         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
298         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | 0x2;
299
300         /* Ok, create the new process.. */
301         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
302 }
303 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
304
305 /*
306  * sys_execve() executes a new program.
307  */
308 long sys_execve(char __user *name, char __user * __user *argv,
309                 char __user * __user *envp, struct pt_regs *regs)
310 {
311         long error;
312         char *filename;
313
314         filename = getname(name);
315         error = PTR_ERR(filename);
316         if (IS_ERR(filename))
317                 return error;
318         error = do_execve(filename, argv, envp, regs);
319
320 #ifdef CONFIG_X86_32
321         if (error == 0) {
322                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
323                 set_thread_flag(TIF_IRET);
324         }
325 #endif
326
327         putname(filename);
328         return error;
329 }
330
331 /*
332  * Idle related variables and functions
333  */
334 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
335 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
336
337 /*
338  * Powermanagement idle function, if any..
339  */
340 void (*pm_idle)(void);
341 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
342
343 #ifdef CONFIG_X86_32
344 /*
345  * This halt magic was a workaround for ancient floppy DMA
346  * wreckage. It should be safe to remove.
347  */
348 static int hlt_counter;
349 void disable_hlt(void)
350 {
351         hlt_counter++;
352 }
353 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
354
355 void enable_hlt(void)
356 {
357         hlt_counter--;
358 }
359 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
360
361 static inline int hlt_use_halt(void)
362 {
363         return (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok);
364 }
365 #else
366 static inline int hlt_use_halt(void)
367 {
368         return 1;
369 }
370 #endif
371
372 /*
373  * We use this if we don't have any better
374  * idle routine..
375  */
376 void default_idle(void)
377 {
378         if (hlt_use_halt()) {
379                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
380                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
381                 /*
382                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
383                  * test NEED_RESCHED:
384                  */
385                 smp_mb();
386
387                 if (!need_resched())
388                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
389                 else
390                         local_irq_enable();
391                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
392         } else {
393                 local_irq_enable();
394                 /* loop is done by the caller */
395                 cpu_relax();
396         }
397 }
398 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
399 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
400 #endif
401
402 void stop_this_cpu(void *dummy)
403 {
404         local_irq_disable();
405         /*
406          * Remove this CPU:
407          */
408         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
409         disable_local_APIC();
410
411         for (;;) {
412                 if (hlt_works(smp_processor_id()))
413                         halt();
414         }
415 }
416
417 static void do_nothing(void *unused)
418 {
419 }
420
421 /*
422  * cpu_idle_wait - Used to ensure that all the CPUs discard old value of
423  * pm_idle and update to new pm_idle value. Required while changing pm_idle
424  * handler on SMP systems.
425  *
426  * Caller must have changed pm_idle to the new value before the call. Old
427  * pm_idle value will not be used by any CPU after the return of this function.
428  */
429 void cpu_idle_wait(void)
430 {
431         smp_mb();
432         /* kick all the CPUs so that they exit out of pm_idle */
433         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
434 }
435 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
436
437 /*
438  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
439  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
440  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
441  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
442  * up from MWAIT (without an IPI).
443  *
444  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
445  * capability.
446  */
447 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
448 {
449         trace_power_start(POWER_CSTATE, (ax>>4)+1);
450         if (!need_resched()) {
451                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
452                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
453
454                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
455                 smp_mb();
456                 if (!need_resched())
457                         __mwait(ax, cx);
458         }
459 }
460
461 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
462 static void mwait_idle(void)
463 {
464         if (!need_resched()) {
465                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
466                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
467                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
468
469                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
470                 smp_mb();
471                 if (!need_resched())
472                         __sti_mwait(0, 0);
473                 else
474                         local_irq_enable();
475         } else
476                 local_irq_enable();
477 }
478
479 /*
480  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
481  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
482  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
483  */
484 static void poll_idle(void)
485 {
486         trace_power_start(POWER_CSTATE, 0);
487         local_irq_enable();
488         while (!need_resched())
489                 cpu_relax();
490         trace_power_end(0);
491 }
492
493 /*
494  * mwait selection logic:
495  *
496  * It depends on the CPU. For AMD CPUs that support MWAIT this is
497  * wrong. Family 0x10 and 0x11 CPUs will enter C1 on HLT. Powersavings
498  * then depend on a clock divisor and current Pstate of the core. If
499  * all cores of a processor are in halt state (C1) the processor can
500  * enter the C1E (C1 enhanced) state. If mwait is used this will never
501  * happen.
502  *
503  * idle=mwait overrides this decision and forces the usage of mwait.
504  */
505 static int __cpuinitdata force_mwait;
506
507 #define MWAIT_INFO                      0x05
508 #define MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO         0x01
509 #define MWAIT_EDX_C1                    0xf0
510
511 static int __cpuinit mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
512 {
513         u32 eax, ebx, ecx, edx;
514
515         if (force_mwait)
516                 return 1;
517
518         if (c->cpuid_level < MWAIT_INFO)
519                 return 0;
520
521         cpuid(MWAIT_INFO, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
522         /* Check, whether EDX has extended info about MWAIT */
523         if (!(ecx & MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO))
524                 return 1;
525
526         /*
527          * edx enumeratios MONITOR/MWAIT extensions. Check, whether
528          * C1  supports MWAIT
529          */
530         return (edx & MWAIT_EDX_C1);
531 }
532
533 /*
534  * Check for AMD CPUs, which have potentially C1E support
535  */
536 static int __cpuinit check_c1e_idle(const struct cpuinfo_x86 *c)
537 {
538         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
539                 return 0;
540
541         if (c->x86 < 0x0F)
542                 return 0;
543
544         /* Family 0x0f models < rev F do not have C1E */
545         if (c->x86 == 0x0f && c->x86_model < 0x40)
546                 return 0;
547
548         return 1;
549 }
550
551 static cpumask_var_t c1e_mask;
552 static int c1e_detected;
553
554 void c1e_remove_cpu(int cpu)
555 {
556         if (c1e_mask != NULL)
557                 cpumask_clear_cpu(cpu, c1e_mask);
558 }
559
560 /*
561  * C1E aware idle routine. We check for C1E active in the interrupt
562  * pending message MSR. If we detect C1E, then we handle it the same
563  * way as C3 power states (local apic timer and TSC stop)
564  */
565 static void c1e_idle(void)
566 {
567         if (need_resched())
568                 return;
569
570         if (!c1e_detected) {
571                 u32 lo, hi;
572
573                 rdmsr(MSR_K8_INT_PENDING_MSG, lo, hi);
574                 if (lo & K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK) {
575                         c1e_detected = 1;
576                         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NONSTOP_TSC))
577                                 mark_tsc_unstable("TSC halt in AMD C1E");
578                         printk(KERN_INFO "System has AMD C1E enabled\n");
579                         set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_AMDC1E);
580                 }
581         }
582
583         if (c1e_detected) {
584                 int cpu = smp_processor_id();
585
586                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, c1e_mask)) {
587                         cpumask_set_cpu(cpu, c1e_mask);
588                         /*
589                          * Force broadcast so ACPI can not interfere.
590                          */
591                         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_FORCE,
592                                            &cpu);
593                         printk(KERN_INFO "Switch to broadcast mode on CPU%d\n",
594                                cpu);
595                 }
596                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_ENTER, &cpu);
597
598                 default_idle();
599
600                 /*
601                  * The switch back from broadcast mode needs to be
602                  * called with interrupts disabled.
603                  */
604                  local_irq_disable();
605                  clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_EXIT, &cpu);
606                  local_irq_enable();
607         } else
608                 default_idle();
609 }
610
611 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
612 {
613 #ifdef CONFIG_SMP
614         if (pm_idle == poll_idle && smp_num_siblings > 1) {
615                 printk(KERN_WARNING "WARNING: polling idle and HT enabled,"
616                         " performance may degrade.\n");
617         }
618 #endif
619         if (pm_idle)
620                 return;
621
622         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
623                 /*
624                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
625                  */
626                 printk(KERN_INFO "using mwait in idle threads.\n");
627                 pm_idle = mwait_idle;
628         } else if (check_c1e_idle(c)) {
629                 printk(KERN_INFO "using C1E aware idle routine\n");
630                 pm_idle = c1e_idle;
631         } else
632                 pm_idle = default_idle;
633 }
634
635 void __init init_c1e_mask(void)
636 {
637         /* If we're using c1e_idle, we need to allocate c1e_mask. */
638         if (pm_idle == c1e_idle)
639                 zalloc_cpumask_var(&c1e_mask, GFP_KERNEL);
640 }
641
642 static int __init idle_setup(char *str)
643 {
644         if (!str)
645                 return -EINVAL;
646
647         if (!strcmp(str, "poll")) {
648                 printk("using polling idle threads.\n");
649                 pm_idle = poll_idle;
650         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
651                 force_mwait = 1;
652         else if (!strcmp(str, "halt")) {
653                 /*
654                  * When the boot option of idle=halt is added, halt is
655                  * forced to be used for CPU idle. In such case CPU C2/C3
656                  * won't be used again.
657                  * To continue to load the CPU idle driver, don't touch
658                  * the boot_option_idle_override.
659                  */
660                 pm_idle = default_idle;
661                 idle_halt = 1;
662                 return 0;
663         } else if (!strcmp(str, "nomwait")) {
664                 /*
665                  * If the boot option of "idle=nomwait" is added,
666                  * it means that mwait will be disabled for CPU C2/C3
667                  * states. In such case it won't touch the variable
668                  * of boot_option_idle_override.
669                  */
670                 idle_nomwait = 1;
671                 return 0;
672         } else
673                 return -1;
674
675         boot_option_idle_override = 1;
676         return 0;
677 }
678 early_param("idle", idle_setup);
679
680 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
681 {
682         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
683                 sp -= get_random_int() % 8192;
684         return sp & ~0xf;
685 }
686
687 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
688 {
689         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
690         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
691 }
692