Merge branch 'x86-fpu-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[sfrench/cifs-2.6.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/debugreg.h>
24
25 unsigned long idle_halt;
26 EXPORT_SYMBOL(idle_halt);
27 unsigned long idle_nomwait;
28 EXPORT_SYMBOL(idle_nomwait);
29
30 struct kmem_cache *task_xstate_cachep;
31
32 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
33 {
34         int ret;
35
36         *dst = *src;
37         if (fpu_allocated(&src->thread.fpu)) {
38                 memset(&dst->thread.fpu, 0, sizeof(dst->thread.fpu));
39                 ret = fpu_alloc(&dst->thread.fpu);
40                 if (ret)
41                         return ret;
42                 fpu_copy(&dst->thread.fpu, &src->thread.fpu);
43         }
44         return 0;
45 }
46
47 void free_thread_xstate(struct task_struct *tsk)
48 {
49         fpu_free(&tsk->thread.fpu);
50 }
51
52 void free_thread_info(struct thread_info *ti)
53 {
54         free_thread_xstate(ti->task);
55         free_pages((unsigned long)ti, get_order(THREAD_SIZE));
56 }
57
58 void arch_task_cache_init(void)
59 {
60         task_xstate_cachep =
61                 kmem_cache_create("task_xstate", xstate_size,
62                                   __alignof__(union thread_xstate),
63                                   SLAB_PANIC | SLAB_NOTRACK, NULL);
64 }
65
66 /*
67  * Free current thread data structures etc..
68  */
69 void exit_thread(void)
70 {
71         struct task_struct *me = current;
72         struct thread_struct *t = &me->thread;
73         unsigned long *bp = t->io_bitmap_ptr;
74
75         if (bp) {
76                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, get_cpu());
77
78                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
79                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
80                 /*
81                  * Careful, clear this in the TSS too:
82                  */
83                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, t->io_bitmap_max);
84                 t->io_bitmap_max = 0;
85                 put_cpu();
86                 kfree(bp);
87         }
88 }
89
90 void show_regs(struct pt_regs *regs)
91 {
92         show_registers(regs);
93         show_trace(NULL, regs, (unsigned long *)kernel_stack_pointer(regs),
94                    regs->bp);
95 }
96
97 void show_regs_common(void)
98 {
99         const char *board, *product;
100
101         board = dmi_get_system_info(DMI_BOARD_NAME);
102         if (!board)
103                 board = "";
104         product = dmi_get_system_info(DMI_PRODUCT_NAME);
105         if (!product)
106                 product = "";
107
108         printk(KERN_CONT "\n");
109         printk(KERN_DEFAULT "Pid: %d, comm: %.20s %s %s %.*s %s/%s\n",
110                 current->pid, current->comm, print_tainted(),
111                 init_utsname()->release,
112                 (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
113                 init_utsname()->version, board, product);
114 }
115
116 void flush_thread(void)
117 {
118         struct task_struct *tsk = current;
119
120         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
121         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
122         /*
123          * Forget coprocessor state..
124          */
125         tsk->fpu_counter = 0;
126         clear_fpu(tsk);
127         clear_used_math();
128 }
129
130 static void hard_disable_TSC(void)
131 {
132         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
133 }
134
135 void disable_TSC(void)
136 {
137         preempt_disable();
138         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
139                 /*
140                  * Must flip the CPU state synchronously with
141                  * TIF_NOTSC in the current running context.
142                  */
143                 hard_disable_TSC();
144         preempt_enable();
145 }
146
147 static void hard_enable_TSC(void)
148 {
149         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
150 }
151
152 static void enable_TSC(void)
153 {
154         preempt_disable();
155         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOTSC))
156                 /*
157                  * Must flip the CPU state synchronously with
158                  * TIF_NOTSC in the current running context.
159                  */
160                 hard_enable_TSC();
161         preempt_enable();
162 }
163
164 int get_tsc_mode(unsigned long adr)
165 {
166         unsigned int val;
167
168         if (test_thread_flag(TIF_NOTSC))
169                 val = PR_TSC_SIGSEGV;
170         else
171                 val = PR_TSC_ENABLE;
172
173         return put_user(val, (unsigned int __user *)adr);
174 }
175
176 int set_tsc_mode(unsigned int val)
177 {
178         if (val == PR_TSC_SIGSEGV)
179                 disable_TSC();
180         else if (val == PR_TSC_ENABLE)
181                 enable_TSC();
182         else
183                 return -EINVAL;
184
185         return 0;
186 }
187
188 void __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
189                       struct tss_struct *tss)
190 {
191         struct thread_struct *prev, *next;
192
193         prev = &prev_p->thread;
194         next = &next_p->thread;
195
196         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_BLOCKSTEP) ^
197             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_BLOCKSTEP)) {
198                 unsigned long debugctl = get_debugctlmsr();
199
200                 debugctl &= ~DEBUGCTLMSR_BTF;
201                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_BLOCKSTEP))
202                         debugctl |= DEBUGCTLMSR_BTF;
203
204                 update_debugctlmsr(debugctl);
205         }
206
207         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
208             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
209                 /* prev and next are different */
210                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
211                         hard_disable_TSC();
212                 else
213                         hard_enable_TSC();
214         }
215
216         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
217                 /*
218                  * Copy the relevant range of the IO bitmap.
219                  * Normally this is 128 bytes or less:
220                  */
221                 memcpy(tss->io_bitmap, next->io_bitmap_ptr,
222                        max(prev->io_bitmap_max, next->io_bitmap_max));
223         } else if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)) {
224                 /*
225                  * Clear any possible leftover bits:
226                  */
227                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, prev->io_bitmap_max);
228         }
229         propagate_user_return_notify(prev_p, next_p);
230 }
231
232 int sys_fork(struct pt_regs *regs)
233 {
234         return do_fork(SIGCHLD, regs->sp, regs, 0, NULL, NULL);
235 }
236
237 /*
238  * This is trivial, and on the face of it looks like it
239  * could equally well be done in user mode.
240  *
241  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
242  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
243  * done by calling the "clone()" system call directly, you
244  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
245  * the information you need.
246  */
247 int sys_vfork(struct pt_regs *regs)
248 {
249         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs->sp, regs, 0,
250                        NULL, NULL);
251 }
252
253 long
254 sys_clone(unsigned long clone_flags, unsigned long newsp,
255           void __user *parent_tid, void __user *child_tid, struct pt_regs *regs)
256 {
257         if (!newsp)
258                 newsp = regs->sp;
259         return do_fork(clone_flags, newsp, regs, 0, parent_tid, child_tid);
260 }
261
262 /*
263  * This gets run with %si containing the
264  * function to call, and %di containing
265  * the "args".
266  */
267 extern void kernel_thread_helper(void);
268
269 /*
270  * Create a kernel thread
271  */
272 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
273 {
274         struct pt_regs regs;
275
276         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
277
278         regs.si = (unsigned long) fn;
279         regs.di = (unsigned long) arg;
280
281 #ifdef CONFIG_X86_32
282         regs.ds = __USER_DS;
283         regs.es = __USER_DS;
284         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
285         regs.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
286 #else
287         regs.ss = __KERNEL_DS;
288 #endif
289
290         regs.orig_ax = -1;
291         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
292         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
293         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | 0x2;
294
295         /* Ok, create the new process.. */
296         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
297 }
298 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
299
300 /*
301  * sys_execve() executes a new program.
302  */
303 long sys_execve(char __user *name, char __user * __user *argv,
304                 char __user * __user *envp, struct pt_regs *regs)
305 {
306         long error;
307         char *filename;
308
309         filename = getname(name);
310         error = PTR_ERR(filename);
311         if (IS_ERR(filename))
312                 return error;
313         error = do_execve(filename, argv, envp, regs);
314
315 #ifdef CONFIG_X86_32
316         if (error == 0) {
317                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
318                 set_thread_flag(TIF_IRET);
319         }
320 #endif
321
322         putname(filename);
323         return error;
324 }
325
326 /*
327  * Idle related variables and functions
328  */
329 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
330 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
331
332 /*
333  * Powermanagement idle function, if any..
334  */
335 void (*pm_idle)(void);
336 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
337
338 #ifdef CONFIG_X86_32
339 /*
340  * This halt magic was a workaround for ancient floppy DMA
341  * wreckage. It should be safe to remove.
342  */
343 static int hlt_counter;
344 void disable_hlt(void)
345 {
346         hlt_counter++;
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
349
350 void enable_hlt(void)
351 {
352         hlt_counter--;
353 }
354 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
355
356 static inline int hlt_use_halt(void)
357 {
358         return (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok);
359 }
360 #else
361 static inline int hlt_use_halt(void)
362 {
363         return 1;
364 }
365 #endif
366
367 /*
368  * We use this if we don't have any better
369  * idle routine..
370  */
371 void default_idle(void)
372 {
373         if (hlt_use_halt()) {
374                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
375                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
376                 /*
377                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
378                  * test NEED_RESCHED:
379                  */
380                 smp_mb();
381
382                 if (!need_resched())
383                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
384                 else
385                         local_irq_enable();
386                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
387         } else {
388                 local_irq_enable();
389                 /* loop is done by the caller */
390                 cpu_relax();
391         }
392 }
393 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
394 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
395 #endif
396
397 void stop_this_cpu(void *dummy)
398 {
399         local_irq_disable();
400         /*
401          * Remove this CPU:
402          */
403         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
404         disable_local_APIC();
405
406         for (;;) {
407                 if (hlt_works(smp_processor_id()))
408                         halt();
409         }
410 }
411
412 static void do_nothing(void *unused)
413 {
414 }
415
416 /*
417  * cpu_idle_wait - Used to ensure that all the CPUs discard old value of
418  * pm_idle and update to new pm_idle value. Required while changing pm_idle
419  * handler on SMP systems.
420  *
421  * Caller must have changed pm_idle to the new value before the call. Old
422  * pm_idle value will not be used by any CPU after the return of this function.
423  */
424 void cpu_idle_wait(void)
425 {
426         smp_mb();
427         /* kick all the CPUs so that they exit out of pm_idle */
428         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
429 }
430 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
431
432 /*
433  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
434  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
435  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
436  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
437  * up from MWAIT (without an IPI).
438  *
439  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
440  * capability.
441  */
442 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
443 {
444         trace_power_start(POWER_CSTATE, (ax>>4)+1);
445         if (!need_resched()) {
446                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
447                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
448
449                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
450                 smp_mb();
451                 if (!need_resched())
452                         __mwait(ax, cx);
453         }
454 }
455
456 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
457 static void mwait_idle(void)
458 {
459         if (!need_resched()) {
460                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1);
461                 if (cpu_has(&current_cpu_data, X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
462                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
463
464                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
465                 smp_mb();
466                 if (!need_resched())
467                         __sti_mwait(0, 0);
468                 else
469                         local_irq_enable();
470         } else
471                 local_irq_enable();
472 }
473
474 /*
475  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
476  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
477  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
478  */
479 static void poll_idle(void)
480 {
481         trace_power_start(POWER_CSTATE, 0);
482         local_irq_enable();
483         while (!need_resched())
484                 cpu_relax();
485         trace_power_end(0);
486 }
487
488 /*
489  * mwait selection logic:
490  *
491  * It depends on the CPU. For AMD CPUs that support MWAIT this is
492  * wrong. Family 0x10 and 0x11 CPUs will enter C1 on HLT. Powersavings
493  * then depend on a clock divisor and current Pstate of the core. If
494  * all cores of a processor are in halt state (C1) the processor can
495  * enter the C1E (C1 enhanced) state. If mwait is used this will never
496  * happen.
497  *
498  * idle=mwait overrides this decision and forces the usage of mwait.
499  */
500 static int __cpuinitdata force_mwait;
501
502 #define MWAIT_INFO                      0x05
503 #define MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO         0x01
504 #define MWAIT_EDX_C1                    0xf0
505
506 static int __cpuinit mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
507 {
508         u32 eax, ebx, ecx, edx;
509
510         if (force_mwait)
511                 return 1;
512
513         if (c->cpuid_level < MWAIT_INFO)
514                 return 0;
515
516         cpuid(MWAIT_INFO, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
517         /* Check, whether EDX has extended info about MWAIT */
518         if (!(ecx & MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO))
519                 return 1;
520
521         /*
522          * edx enumeratios MONITOR/MWAIT extensions. Check, whether
523          * C1  supports MWAIT
524          */
525         return (edx & MWAIT_EDX_C1);
526 }
527
528 /*
529  * Check for AMD CPUs, where APIC timer interrupt does not wake up CPU from C1e.
530  * For more information see
531  * - Erratum #400 for NPT family 0xf and family 0x10 CPUs
532  * - Erratum #365 for family 0x11 (not affected because C1e not in use)
533  */
534 static int __cpuinit check_c1e_idle(const struct cpuinfo_x86 *c)
535 {
536         u64 val;
537         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
538                 goto no_c1e_idle;
539
540         /* Family 0x0f models < rev F do not have C1E */
541         if (c->x86 == 0x0F && c->x86_model >= 0x40)
542                 return 1;
543
544         if (c->x86 == 0x10) {
545                 /*
546                  * check OSVW bit for CPUs that are not affected
547                  * by erratum #400
548                  */
549                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_OSVW)) {
550                         rdmsrl(MSR_AMD64_OSVW_ID_LENGTH, val);
551                         if (val >= 2) {
552                                 rdmsrl(MSR_AMD64_OSVW_STATUS, val);
553                                 if (!(val & BIT(1)))
554                                         goto no_c1e_idle;
555                         }
556                 }
557                 return 1;
558         }
559
560 no_c1e_idle:
561         return 0;
562 }
563
564 static cpumask_var_t c1e_mask;
565 static int c1e_detected;
566
567 void c1e_remove_cpu(int cpu)
568 {
569         if (c1e_mask != NULL)
570                 cpumask_clear_cpu(cpu, c1e_mask);
571 }
572
573 /*
574  * C1E aware idle routine. We check for C1E active in the interrupt
575  * pending message MSR. If we detect C1E, then we handle it the same
576  * way as C3 power states (local apic timer and TSC stop)
577  */
578 static void c1e_idle(void)
579 {
580         if (need_resched())
581                 return;
582
583         if (!c1e_detected) {
584                 u32 lo, hi;
585
586                 rdmsr(MSR_K8_INT_PENDING_MSG, lo, hi);
587                 if (lo & K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK) {
588                         c1e_detected = 1;
589                         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NONSTOP_TSC))
590                                 mark_tsc_unstable("TSC halt in AMD C1E");
591                         printk(KERN_INFO "System has AMD C1E enabled\n");
592                         set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_AMDC1E);
593                 }
594         }
595
596         if (c1e_detected) {
597                 int cpu = smp_processor_id();
598
599                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, c1e_mask)) {
600                         cpumask_set_cpu(cpu, c1e_mask);
601                         /*
602                          * Force broadcast so ACPI can not interfere.
603                          */
604                         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_FORCE,
605                                            &cpu);
606                         printk(KERN_INFO "Switch to broadcast mode on CPU%d\n",
607                                cpu);
608                 }
609                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_ENTER, &cpu);
610
611                 default_idle();
612
613                 /*
614                  * The switch back from broadcast mode needs to be
615                  * called with interrupts disabled.
616                  */
617                  local_irq_disable();
618                  clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_EXIT, &cpu);
619                  local_irq_enable();
620         } else
621                 default_idle();
622 }
623
624 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
625 {
626 #ifdef CONFIG_SMP
627         if (pm_idle == poll_idle && smp_num_siblings > 1) {
628                 printk_once(KERN_WARNING "WARNING: polling idle and HT enabled,"
629                         " performance may degrade.\n");
630         }
631 #endif
632         if (pm_idle)
633                 return;
634
635         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
636                 /*
637                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
638                  */
639                 printk(KERN_INFO "using mwait in idle threads.\n");
640                 pm_idle = mwait_idle;
641         } else if (check_c1e_idle(c)) {
642                 printk(KERN_INFO "using C1E aware idle routine\n");
643                 pm_idle = c1e_idle;
644         } else
645                 pm_idle = default_idle;
646 }
647
648 void __init init_c1e_mask(void)
649 {
650         /* If we're using c1e_idle, we need to allocate c1e_mask. */
651         if (pm_idle == c1e_idle)
652                 zalloc_cpumask_var(&c1e_mask, GFP_KERNEL);
653 }
654
655 static int __init idle_setup(char *str)
656 {
657         if (!str)
658                 return -EINVAL;
659
660         if (!strcmp(str, "poll")) {
661                 printk("using polling idle threads.\n");
662                 pm_idle = poll_idle;
663         } else if (!strcmp(str, "mwait"))
664                 force_mwait = 1;
665         else if (!strcmp(str, "halt")) {
666                 /*
667                  * When the boot option of idle=halt is added, halt is
668                  * forced to be used for CPU idle. In such case CPU C2/C3
669                  * won't be used again.
670                  * To continue to load the CPU idle driver, don't touch
671                  * the boot_option_idle_override.
672                  */
673                 pm_idle = default_idle;
674                 idle_halt = 1;
675                 return 0;
676         } else if (!strcmp(str, "nomwait")) {
677                 /*
678                  * If the boot option of "idle=nomwait" is added,
679                  * it means that mwait will be disabled for CPU C2/C3
680                  * states. In such case it won't touch the variable
681                  * of boot_option_idle_override.
682                  */
683                 idle_nomwait = 1;
684                 return 0;
685         } else
686                 return -1;
687
688         boot_option_idle_override = 1;
689         return 0;
690 }
691 early_param("idle", idle_setup);
692
693 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
694 {
695         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
696                 sp -= get_random_int() % 8192;
697         return sp & ~0xf;
698 }
699
700 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
701 {
702         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
703         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
704 }
705