[MIPS] User stack pointer randomisation
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / mips / kernel / process.c
1 /*
2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
4  * for more details.
5  *
6  * Copyright (C) 1994 - 1999, 2000 by Ralf Baechle and others.
7  * Copyright (C) 2005, 2006 by Ralf Baechle (ralf@linux-mips.org)
8  * Copyright (C) 1999, 2000 Silicon Graphics, Inc.
9  * Copyright (C) 2004 Thiemo Seufer
10  */
11 #include <linux/errno.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/sched.h>
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/stddef.h>
17 #include <linux/unistd.h>
18 #include <linux/ptrace.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <linux/mman.h>
21 #include <linux/personality.h>
22 #include <linux/sys.h>
23 #include <linux/user.h>
24 #include <linux/a.out.h>
25 #include <linux/init.h>
26 #include <linux/completion.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/random.h>
29
30 #include <asm/asm.h>
31 #include <asm/bootinfo.h>
32 #include <asm/cpu.h>
33 #include <asm/dsp.h>
34 #include <asm/fpu.h>
35 #include <asm/pgtable.h>
36 #include <asm/system.h>
37 #include <asm/mipsregs.h>
38 #include <asm/processor.h>
39 #include <asm/uaccess.h>
40 #include <asm/io.h>
41 #include <asm/elf.h>
42 #include <asm/isadep.h>
43 #include <asm/inst.h>
44 #include <asm/stacktrace.h>
45
46 /*
47  * The idle thread. There's no useful work to be done, so just try to conserve
48  * power and have a low exit latency (ie sit in a loop waiting for somebody to
49  * say that they'd like to reschedule)
50  */
51 void __noreturn cpu_idle(void)
52 {
53         /* endless idle loop with no priority at all */
54         while (1) {
55                 while (!need_resched()) {
56 #ifdef CONFIG_SMTC_IDLE_HOOK_DEBUG
57                         extern void smtc_idle_loop_hook(void);
58
59                         smtc_idle_loop_hook();
60 #endif
61                         if (cpu_wait)
62                                 (*cpu_wait)();
63                 }
64                 preempt_enable_no_resched();
65                 schedule();
66                 preempt_disable();
67         }
68 }
69
70 asmlinkage void ret_from_fork(void);
71
72 void start_thread(struct pt_regs * regs, unsigned long pc, unsigned long sp)
73 {
74         unsigned long status;
75
76         /* New thread loses kernel privileges. */
77         status = regs->cp0_status & ~(ST0_CU0|ST0_CU1|KU_MASK);
78 #ifdef CONFIG_64BIT
79         status &= ~ST0_FR;
80         status |= (current->thread.mflags & MF_32BIT_REGS) ? 0 : ST0_FR;
81 #endif
82         status |= KU_USER;
83         regs->cp0_status = status;
84         clear_used_math();
85         clear_fpu_owner();
86         if (cpu_has_dsp)
87                 __init_dsp();
88         regs->cp0_epc = pc;
89         regs->regs[29] = sp;
90         current_thread_info()->addr_limit = USER_DS;
91 }
92
93 void exit_thread(void)
94 {
95 }
96
97 void flush_thread(void)
98 {
99 }
100
101 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long usp,
102         unsigned long unused, struct task_struct *p, struct pt_regs *regs)
103 {
104         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
105         struct pt_regs *childregs;
106         long childksp;
107         p->set_child_tid = p->clear_child_tid = NULL;
108
109         childksp = (unsigned long)task_stack_page(p) + THREAD_SIZE - 32;
110
111         preempt_disable();
112
113         if (is_fpu_owner())
114                 save_fp(p);
115
116         if (cpu_has_dsp)
117                 save_dsp(p);
118
119         preempt_enable();
120
121         /* set up new TSS. */
122         childregs = (struct pt_regs *) childksp - 1;
123         *childregs = *regs;
124         childregs->regs[7] = 0; /* Clear error flag */
125
126 #if defined(CONFIG_BINFMT_IRIX)
127         if (current->personality != PER_LINUX) {
128                 /* Under IRIX things are a little different. */
129                 childregs->regs[3] = 1;
130                 regs->regs[3] = 0;
131         }
132 #endif
133         childregs->regs[2] = 0; /* Child gets zero as return value */
134         regs->regs[2] = p->pid;
135
136         if (childregs->cp0_status & ST0_CU0) {
137                 childregs->regs[28] = (unsigned long) ti;
138                 childregs->regs[29] = childksp;
139                 ti->addr_limit = KERNEL_DS;
140         } else {
141                 childregs->regs[29] = usp;
142                 ti->addr_limit = USER_DS;
143         }
144         p->thread.reg29 = (unsigned long) childregs;
145         p->thread.reg31 = (unsigned long) ret_from_fork;
146
147         /*
148          * New tasks lose permission to use the fpu. This accelerates context
149          * switching for most programs since they don't use the fpu.
150          */
151         p->thread.cp0_status = read_c0_status() & ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
152         childregs->cp0_status &= ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
153         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_USEDFPU);
154
155 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_FPAFF
156         /*
157          * FPU affinity support is cleaner if we track the
158          * user-visible CPU affinity from the very beginning.
159          * The generic cpus_allowed mask will already have
160          * been copied from the parent before copy_thread
161          * is invoked.
162          */
163         p->thread.user_cpus_allowed = p->cpus_allowed;
164 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_FPAFF */
165
166         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
167                 ti->tp_value = regs->regs[7];
168
169         return 0;
170 }
171
172 /* Fill in the fpu structure for a core dump.. */
173 int dump_fpu(struct pt_regs *regs, elf_fpregset_t *r)
174 {
175         memcpy(r, &current->thread.fpu, sizeof(current->thread.fpu));
176
177         return 1;
178 }
179
180 void elf_dump_regs(elf_greg_t *gp, struct pt_regs *regs)
181 {
182         int i;
183
184         for (i = 0; i < EF_R0; i++)
185                 gp[i] = 0;
186         gp[EF_R0] = 0;
187         for (i = 1; i <= 31; i++)
188                 gp[EF_R0 + i] = regs->regs[i];
189         gp[EF_R26] = 0;
190         gp[EF_R27] = 0;
191         gp[EF_LO] = regs->lo;
192         gp[EF_HI] = regs->hi;
193         gp[EF_CP0_EPC] = regs->cp0_epc;
194         gp[EF_CP0_BADVADDR] = regs->cp0_badvaddr;
195         gp[EF_CP0_STATUS] = regs->cp0_status;
196         gp[EF_CP0_CAUSE] = regs->cp0_cause;
197 #ifdef EF_UNUSED0
198         gp[EF_UNUSED0] = 0;
199 #endif
200 }
201
202 int dump_task_regs (struct task_struct *tsk, elf_gregset_t *regs)
203 {
204         elf_dump_regs(*regs, task_pt_regs(tsk));
205         return 1;
206 }
207
208 int dump_task_fpu (struct task_struct *t, elf_fpregset_t *fpr)
209 {
210         memcpy(fpr, &t->thread.fpu, sizeof(current->thread.fpu));
211
212         return 1;
213 }
214
215 /*
216  * Create a kernel thread
217  */
218 static void __noreturn kernel_thread_helper(void *arg, int (*fn)(void *))
219 {
220         do_exit(fn(arg));
221 }
222
223 long kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
224 {
225         struct pt_regs regs;
226
227         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
228
229         regs.regs[4] = (unsigned long) arg;
230         regs.regs[5] = (unsigned long) fn;
231         regs.cp0_epc = (unsigned long) kernel_thread_helper;
232         regs.cp0_status = read_c0_status();
233 #if defined(CONFIG_CPU_R3000) || defined(CONFIG_CPU_TX39XX)
234         regs.cp0_status &= ~(ST0_KUP | ST0_IEC);
235         regs.cp0_status |= ST0_IEP;
236 #else
237         regs.cp0_status |= ST0_EXL;
238 #endif
239
240         /* Ok, create the new process.. */
241         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
242 }
243
244 /*
245  *
246  */
247 struct mips_frame_info {
248         void            *func;
249         unsigned long   func_size;
250         int             frame_size;
251         int             pc_offset;
252 };
253
254 static inline int is_ra_save_ins(union mips_instruction *ip)
255 {
256         /* sw / sd $ra, offset($sp) */
257         return (ip->i_format.opcode == sw_op || ip->i_format.opcode == sd_op) &&
258                 ip->i_format.rs == 29 &&
259                 ip->i_format.rt == 31;
260 }
261
262 static inline int is_jal_jalr_jr_ins(union mips_instruction *ip)
263 {
264         if (ip->j_format.opcode == jal_op)
265                 return 1;
266         if (ip->r_format.opcode != spec_op)
267                 return 0;
268         return ip->r_format.func == jalr_op || ip->r_format.func == jr_op;
269 }
270
271 static inline int is_sp_move_ins(union mips_instruction *ip)
272 {
273         /* addiu/daddiu sp,sp,-imm */
274         if (ip->i_format.rs != 29 || ip->i_format.rt != 29)
275                 return 0;
276         if (ip->i_format.opcode == addiu_op || ip->i_format.opcode == daddiu_op)
277                 return 1;
278         return 0;
279 }
280
281 static int get_frame_info(struct mips_frame_info *info)
282 {
283         union mips_instruction *ip = info->func;
284         unsigned max_insns = info->func_size / sizeof(union mips_instruction);
285         unsigned i;
286
287         info->pc_offset = -1;
288         info->frame_size = 0;
289
290         if (!ip)
291                 goto err;
292
293         if (max_insns == 0)
294                 max_insns = 128U;       /* unknown function size */
295         max_insns = min(128U, max_insns);
296
297         for (i = 0; i < max_insns; i++, ip++) {
298
299                 if (is_jal_jalr_jr_ins(ip))
300                         break;
301                 if (!info->frame_size) {
302                         if (is_sp_move_ins(ip))
303                                 info->frame_size = - ip->i_format.simmediate;
304                         continue;
305                 }
306                 if (info->pc_offset == -1 && is_ra_save_ins(ip)) {
307                         info->pc_offset =
308                                 ip->i_format.simmediate / sizeof(long);
309                         break;
310                 }
311         }
312         if (info->frame_size && info->pc_offset >= 0) /* nested */
313                 return 0;
314         if (info->pc_offset < 0) /* leaf */
315                 return 1;
316         /* prologue seems boggus... */
317 err:
318         return -1;
319 }
320
321 static struct mips_frame_info schedule_mfi __read_mostly;
322
323 static int __init frame_info_init(void)
324 {
325         unsigned long size = 0;
326 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
327         unsigned long ofs;
328
329         kallsyms_lookup_size_offset((unsigned long)schedule, &size, &ofs);
330 #endif
331         schedule_mfi.func = schedule;
332         schedule_mfi.func_size = size;
333
334         get_frame_info(&schedule_mfi);
335
336         /*
337          * Without schedule() frame info, result given by
338          * thread_saved_pc() and get_wchan() are not reliable.
339          */
340         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
341                 printk("Can't analyze schedule() prologue at %p\n", schedule);
342
343         return 0;
344 }
345
346 arch_initcall(frame_info_init);
347
348 /*
349  * Return saved PC of a blocked thread.
350  */
351 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
352 {
353         struct thread_struct *t = &tsk->thread;
354
355         /* New born processes are a special case */
356         if (t->reg31 == (unsigned long) ret_from_fork)
357                 return t->reg31;
358         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
359                 return 0;
360         return ((unsigned long *)t->reg29)[schedule_mfi.pc_offset];
361 }
362
363
364 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
365 /* used by show_backtrace() */
366 unsigned long unwind_stack(struct task_struct *task, unsigned long *sp,
367                            unsigned long pc, unsigned long *ra)
368 {
369         unsigned long stack_page;
370         struct mips_frame_info info;
371         unsigned long size, ofs;
372         int leaf;
373         extern void ret_from_irq(void);
374         extern void ret_from_exception(void);
375
376         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(task);
377         if (!stack_page)
378                 return 0;
379
380         /*
381          * If we reached the bottom of interrupt context,
382          * return saved pc in pt_regs.
383          */
384         if (pc == (unsigned long)ret_from_irq ||
385             pc == (unsigned long)ret_from_exception) {
386                 struct pt_regs *regs;
387                 if (*sp >= stack_page &&
388                     *sp + sizeof(*regs) <= stack_page + THREAD_SIZE - 32) {
389                         regs = (struct pt_regs *)*sp;
390                         pc = regs->cp0_epc;
391                         if (__kernel_text_address(pc)) {
392                                 *sp = regs->regs[29];
393                                 *ra = regs->regs[31];
394                                 return pc;
395                         }
396                 }
397                 return 0;
398         }
399         if (!kallsyms_lookup_size_offset(pc, &size, &ofs))
400                 return 0;
401         /*
402          * Return ra if an exception occured at the first instruction
403          */
404         if (unlikely(ofs == 0)) {
405                 pc = *ra;
406                 *ra = 0;
407                 return pc;
408         }
409
410         info.func = (void *)(pc - ofs);
411         info.func_size = ofs;   /* analyze from start to ofs */
412         leaf = get_frame_info(&info);
413         if (leaf < 0)
414                 return 0;
415
416         if (*sp < stack_page ||
417             *sp + info.frame_size > stack_page + THREAD_SIZE - 32)
418                 return 0;
419
420         if (leaf)
421                 /*
422                  * For some extreme cases, get_frame_info() can
423                  * consider wrongly a nested function as a leaf
424                  * one. In that cases avoid to return always the
425                  * same value.
426                  */
427                 pc = pc != *ra ? *ra : 0;
428         else
429                 pc = ((unsigned long *)(*sp))[info.pc_offset];
430
431         *sp += info.frame_size;
432         *ra = 0;
433         return __kernel_text_address(pc) ? pc : 0;
434 }
435 #endif
436
437 /*
438  * get_wchan - a maintenance nightmare^W^Wpain in the ass ...
439  */
440 unsigned long get_wchan(struct task_struct *task)
441 {
442         unsigned long pc = 0;
443 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
444         unsigned long sp;
445         unsigned long ra = 0;
446 #endif
447
448         if (!task || task == current || task->state == TASK_RUNNING)
449                 goto out;
450         if (!task_stack_page(task))
451                 goto out;
452
453         pc = thread_saved_pc(task);
454
455 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
456         sp = task->thread.reg29 + schedule_mfi.frame_size;
457
458         while (in_sched_functions(pc))
459                 pc = unwind_stack(task, &sp, pc, &ra);
460 #endif
461
462 out:
463         return pc;
464 }
465
466 /*
467  * Don't forget that the stack pointer must be aligned on a 8 bytes
468  * boundary for 32-bits ABI and 16 bytes for 64-bits ABI.
469  */
470 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
471 {
472         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
473                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
474
475         return sp & ALMASK;
476 }