arch/xtensa/kernel/process.c

   1 /*
   2  * arch/xtensa/kernel/process.c
   3  *
   4  * Xtensa Processor version.
   5  *
   6  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   7  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   8  * for more details.
   9  *
  10  * Copyright (C) 2001 - 2005 Tensilica Inc.
  11  *
  12  * Joe Taylor <joe@tensilica.com, joetylr@yahoo.com>
  13  * Chris Zankel <chris@zankel.net>
  14  * Marc Gauthier <marc@tensilica.com, marc@alumni.uwaterloo.ca>
  15  * Kevin Chea
  16  */
  17
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/sched.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/smp.h>
  23 #include <linux/stddef.h>
  24 #include <linux/unistd.h>
  25 #include <linux/ptrace.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <linux/elf.h>
  28 #include <linux/init.h>
  29 #include <linux/prctl.h>
  30 #include <linux/init_task.h>
  31 #include <linux/module.h>
  32 #include <linux/mqueue.h>
  33
  34 #include <asm/pgtable.h>
  35 #include <asm/uaccess.h>
  36 #include <asm/system.h>
  37 #include <asm/io.h>
  38 #include <asm/processor.h>
  39 #include <asm/platform.h>
  40 #include <asm/mmu.h>
  41 #include <asm/irq.h>
  42 #include <asm/atomic.h>
  43 #include <asm/asm-offsets.h>
  44 #include <asm/regs.h>
  45
  46 extern void ret_from_fork(void);
  47
  48 static struct fs_struct init_fs = INIT_FS;
  49 static struct files_struct init_files = INIT_FILES;
  50 static struct signal_struct init_signals = INIT_SIGNALS(init_signals);
  51 static struct sighand_struct init_sighand = INIT_SIGHAND(init_sighand);
  52 struct mm_struct init_mm = INIT_MM(init_mm);
  53 EXPORT_SYMBOL(init_mm);
  54
  55 union thread_union init_thread_union
  56         __attribute__((__section__(".data.init_task"))) =
  57 { INIT_THREAD_INFO(init_task) };
  58
  59 struct task_struct init_task = INIT_TASK(init_task);
  60 EXPORT_SYMBOL(init_task);
  61
  62 struct task_struct *current_set[NR_CPUS] = {&init_task, };
  63
  64 void (*pm_power_off)(void) = NULL;
  65 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
  66
  67
  68 /*
  69  * Powermanagement idle function, if any is provided by the platform.
  70  */
  71
  72 void cpu_idle(void)
  73 {
  74         local_irq_enable();
  75
  76         /* endless idle loop with no priority at all */
  77         while (1) {
  78                 while (!need_resched())
  79                         platform_idle();
  80                 preempt_enable_no_resched();
  81                 schedule();
  82                 preempt_disable();
  83         }
  84 }
  85
  86 /*
  87  * Free current thread data structures etc..
  88  */
  89
  90 void exit_thread(void)
  91 {
  92 }
  93
  94 void flush_thread(void)
  95 {
  96 }
  97
  98 /*
  99  * Copy thread.
 100  *
 101  * The stack layout for the new thread looks like this:
 102  *
 103  *      +------------------------+ <- sp in childregs (= tos)
 104  *      |       childregs        |
 105  *      +------------------------+ <- thread.sp = sp in dummy-frame
 106  *      |      dummy-frame       |    (saved in dummy-frame spill-area)
 107  *      +------------------------+
 108  *
 109  * We create a dummy frame to return to ret_from_fork:
 110  *   a0 points to ret_from_fork (simulating a call4)
 111  *   sp points to itself (thread.sp)
 112  *   a2, a3 are unused.
 113  *
 114  * Note: This is a pristine frame, so we don't need any spill region on top of
 115  *       childregs.
 116  */
 117
 118 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long usp,
 119                 unsigned long unused,
 120                 struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)
 121 {
 122         struct pt_regs *childregs;
 123         unsigned long tos;
 124         int user_mode = user_mode(regs);
 125
 126         /* Set up new TSS. */
 127         tos = (unsigned long)task_stack_page(p) + THREAD_SIZE;
 128         if (user_mode)
 129                 childregs = (struct pt_regs*)(tos - PT_USER_SIZE);
 130         else
 131                 childregs = (struct pt_regs*)tos - 1;
 132
 133         *childregs = *regs;
 134
 135         /* Create a call4 dummy-frame: a0 = 0, a1 = childregs. */
 136         *((int*)childregs - 3) = (unsigned long)childregs;
 137         *((int*)childregs - 4) = 0;
 138
 139         childregs->areg[1] = tos;
 140         childregs->areg[2] = 0;
 141         p->set_child_tid = p->clear_child_tid = NULL;
 142         p->thread.ra = MAKE_RA_FOR_CALL((unsigned long)ret_from_fork, 0x1);
 143         p->thread.sp = (unsigned long)childregs;
 144         if (user_mode(regs)) {
 145
 146                 int len = childregs->wmask & ~0xf;
 147                 childregs->areg[1] = usp;
 148                 memcpy(&childregs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4],
 149                        &regs->areg[XCHAL_NUM_AREGS - len/4], len);
 150
 151                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 152                         childregs->areg[2] = childregs->areg[6];
 153
 154         } else {
 155                 /* In kernel space, we start a new thread with a new stack. */
 156                 childregs->wmask = 1;
 157         }
 158         return 0;
 159 }
 160
 161
 162 /*
 163  * These bracket the sleeping functions..
 164  */
 165
 166 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 167 {
 168         unsigned long sp, pc;
 169         unsigned long stack_page = (unsigned long) task_stack_page(p);
 170         int count = 0;
 171
 172         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 173                 return 0;
 174
 175         sp = p->thread.sp;
 176         pc = MAKE_PC_FROM_RA(p->thread.ra, p->thread.sp);
 177
 178         do {
 179                 if (sp < stack_page + sizeof(struct task_struct) ||
 180                     sp >= (stack_page + THREAD_SIZE) ||
 181                     pc == 0)
 182                         return 0;
 183                 if (!in_sched_functions(pc))
 184                         return pc;
 185
 186                 /* Stack layout: sp-4: ra, sp-3: sp' */
 187
 188                 pc = MAKE_PC_FROM_RA(*(unsigned long*)sp - 4, sp);
 189                 sp = *(unsigned long *)sp - 3;
 190         } while (count++ < 16);
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 /*
 195  * do_copy_regs() gathers information from 'struct pt_regs' and
 196  * 'current->thread.areg[]' to fill in the xtensa_gregset_t
 197  * structure.
 198  *
 199  * xtensa_gregset_t and 'struct pt_regs' are vastly different formats
 200  * of processor registers.  Besides different ordering,
 201  * xtensa_gregset_t contains non-live register information that
 202  * 'struct pt_regs' does not.  Exception handling (primarily) uses
 203  * 'struct pt_regs'.  Core files and ptrace use xtensa_gregset_t.
 204  *
 205  */
 206
 207 void do_copy_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs,
 208                    struct task_struct *tsk)
 209 {
 210         int i, n, wb_offset;
 211
 212         elfregs->xchal_config_id0 = XCHAL_HW_CONFIGID0;
 213         elfregs->xchal_config_id1 = XCHAL_HW_CONFIGID1;
 214
 215         __asm__ __volatile__ ("rsr  %0, 176\n" : "=a" (i));
 216         elfregs->cpux = i;
 217         __asm__ __volatile__ ("rsr  %0, 208\n" : "=a" (i));
 218         elfregs->cpuy = i;
 219
 220         /* Note:  PS.EXCM is not set while user task is running; its
 221          * being set in regs->ps is for exception handling convenience.
 222          */
 223
 224         elfregs->pc             = regs->pc;
 225         elfregs->ps             = (regs->ps & ~(1 << PS_EXCM_BIT));
 226         elfregs->exccause       = regs->exccause;
 227         elfregs->excvaddr       = regs->excvaddr;
 228         elfregs->windowbase     = regs->windowbase;
 229         elfregs->windowstart    = regs->windowstart;
 230         elfregs->lbeg           = regs->lbeg;
 231         elfregs->lend           = regs->lend;
 232         elfregs->lcount         = regs->lcount;
 233         elfregs->sar            = regs->sar;
 234         elfregs->syscall        = regs->syscall;
 235
 236         /* Copy register file.
 237          * The layout looks like this:
 238          *
 239          * |  a0 ... a15  | Z ... Z |  arX ... arY  |
 240          *  current window  unused    saved frames
 241          */
 242
 243         memset (elfregs->ar, 0, sizeof(elfregs->ar));
 244
 245         wb_offset = regs->windowbase * 4;
 246         n = (regs->wmask&1)? 4 : (regs->wmask&2)? 8 : (regs->wmask&4)? 12 : 16;
 247
 248         for (i = 0; i < n; i++)
 249                 elfregs->ar[(wb_offset + i) % XCHAL_NUM_AREGS] = regs->areg[i];
 250
 251         n = (regs->wmask >> 4) * 4;
 252
 253         for (i = XCHAL_NUM_AREGS - n; n > 0; i++, n--)
 254                 elfregs->ar[(wb_offset + i) % XCHAL_NUM_AREGS] = regs->areg[i];
 255 }
 256
 257 void xtensa_elf_core_copy_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs)
 258 {
 259         do_copy_regs ((xtensa_gregset_t *)elfregs, regs, current);
 260 }
 261
 262
 263 /* The inverse of do_copy_regs().  No error or sanity checking. */
 264
 265 void do_restore_regs (xtensa_gregset_t *elfregs, struct pt_regs *regs,
 266                       struct task_struct *tsk)
 267 {
 268         int i, n, wb_offset;
 269
 270         /* Note:  PS.EXCM is not set while user task is running; it
 271          * needs to be set in regs->ps is for exception handling convenience.
 272          */
 273
 274         regs->pc                = elfregs->pc;
 275         regs->ps                = (elfregs->ps | (1 << PS_EXCM_BIT));
 276         regs->exccause          = elfregs->exccause;
 277         regs->excvaddr          = elfregs->excvaddr;
 278         regs->windowbase        = elfregs->windowbase;
 279         regs->windowstart       = elfregs->windowstart;
 280         regs->lbeg              = elfregs->lbeg;
 281         regs->lend              = elfregs->lend;
 282         regs->lcount            = elfregs->lcount;
 283         regs->sar               = elfregs->sar;
 284         regs->syscall   = elfregs->syscall;
 285
 286         /* Clear everything. */
 287
 288         memset (regs->areg, 0, sizeof(regs->areg));
 289
 290         /* Copy regs from live window frame. */
 291
 292         wb_offset = regs->windowbase * 4;
 293         n = (regs->wmask&1)? 4 : (regs->wmask&2)? 8 : (regs->wmask&4)? 12 : 16;
 294
 295         for (i = 0; i < n; i++)
 296                 regs->areg[(wb_offset+i) % XCHAL_NUM_AREGS] = elfregs->ar[i];
 297
 298         n = (regs->wmask >> 4) * 4;
 299
 300         for (i = XCHAL_NUM_AREGS - n; n > 0; i++, n--)
 301                 regs->areg[(wb_offset+i) % XCHAL_NUM_AREGS] = elfregs->ar[i];
 302 }
 303
 304 /*
 305  * do_save_fpregs() gathers information from 'struct pt_regs' and
 306  * 'current->thread' to fill in the elf_fpregset_t structure.
 307  *
 308  * Core files and ptrace use elf_fpregset_t.
 309  */
 310
 311 void do_save_fpregs (elf_fpregset_t *fpregs, struct pt_regs *regs,
 312                      struct task_struct *tsk)
 313 {
 314 #if XCHAL_HAVE_CP
 315
 316         extern unsigned char    _xtensa_reginfo_tables[];
 317         extern unsigned         _xtensa_reginfo_table_size;
 318         int i;
 319         unsigned long flags;
 320
 321         /* Before dumping coprocessor state from memory,
 322          * ensure any live coprocessor contents for this
 323          * task are first saved to memory:
 324          */
 325         local_irq_save(flags);
 326
 327         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
 328                 if (tsk == coprocessor_info[i].owner) {
 329                         enable_coprocessor(i);
 330                         save_coprocessor_registers(
 331                             tsk->thread.cp_save+coprocessor_info[i].offset,i);
 332                         disable_coprocessor(i);
 333                 }
 334         }
 335
 336         local_irq_restore(flags);
 337
 338         /* Now dump coprocessor & extra state: */
 339         memcpy((unsigned char*)fpregs,
 340                 _xtensa_reginfo_tables, _xtensa_reginfo_table_size);
 341         memcpy((unsigned char*)fpregs + _xtensa_reginfo_table_size,
 342                 tsk->thread.cp_save, XTENSA_CP_EXTRA_SIZE);
 343 #endif
 344 }
 345
 346 /*
 347  * The inverse of do_save_fpregs().
 348  * Copies coprocessor and extra state from fpregs into regs and tsk->thread.
 349  * Returns 0 on success, non-zero if layout doesn't match.
 350  */
 351
 352 int  do_restore_fpregs (elf_fpregset_t *fpregs, struct pt_regs *regs,
 353                         struct task_struct *tsk)
 354 {
 355 #if XCHAL_HAVE_CP
 356
 357         extern unsigned char    _xtensa_reginfo_tables[];
 358         extern unsigned         _xtensa_reginfo_table_size;
 359         int i;
 360         unsigned long flags;
 361
 362         /* Make sure save area layouts match.
 363          * FIXME:  in the future we could allow restoring from
 364          * a different layout of the same registers, by comparing
 365          * fpregs' table with _xtensa_reginfo_tables and matching
 366          * entries and copying registers one at a time.
 367          * Not too sure yet whether that's very useful.
 368          */
 369
 370         if( memcmp((unsigned char*)fpregs,
 371                 _xtensa_reginfo_tables, _xtensa_reginfo_table_size) ) {
 372             return -1;
 373         }
 374
 375         /* Before restoring coprocessor state from memory,
 376          * ensure any live coprocessor contents for this
 377          * task are first invalidated.
 378          */
 379
 380         local_irq_save(flags);
 381
 382         for (i = 0; i < XCHAL_CP_MAX; i++) {
 383                 if (tsk == coprocessor_info[i].owner) {
 384                         enable_coprocessor(i);
 385                         save_coprocessor_registers(
 386                             tsk->thread.cp_save+coprocessor_info[i].offset,i);
 387                         coprocessor_info[i].owner = 0;
 388                         disable_coprocessor(i);
 389                 }
 390         }
 391
 392         local_irq_restore(flags);
 393
 394         /*  Now restore coprocessor & extra state:  */
 395
 396         memcpy(tsk->thread.cp_save,
 397                 (unsigned char*)fpregs + _xtensa_reginfo_table_size,
 398                 XTENSA_CP_EXTRA_SIZE);
 399 #endif
 400         return 0;
 401 }
 402 /*
 403  * Fill in the CP structure for a core dump for a particular task.
 404  */
 405
 406 int
 407 dump_task_fpu(struct pt_regs *regs, struct task_struct *task, elf_fpregset_t *r)
 408 {
 409         return 0;       /* no coprocessors active on this processor */
 410 }
 411
 412 /*
 413  * Fill in the CP structure for a core dump.
 414  * This includes any FPU coprocessor.
 415  * Here, we dump all coprocessors, and other ("extra") custom state.
 416  *
 417  * This function is called by elf_core_dump() in fs/binfmt_elf.c
 418  * (in which case 'regs' comes from calls to do_coredump, see signals.c).
 419  */
 420 int  dump_fpu(struct pt_regs *regs, elf_fpregset_t *r)
 421 {
 422         return dump_task_fpu(regs, current, r);
 423 }
 424
 425 asmlinkage
 426 long xtensa_clone(unsigned long clone_flags, unsigned long newsp,
 427                   void __user *parent_tid, void *child_tls,
 428                   void __user *child_tid, long a5,
 429                   struct pt_regs *regs)
 430 {
 431         if (!newsp)
 432                 newsp = regs->areg[1];
 433         return do_fork(clone_flags, newsp, regs, 0, parent_tid, child_tid);
 434 }
 435
 436 /*
 437  *  * xtensa_execve() executes a new program.
 438  *   */
 439
 440 asmlinkage
 441 long xtensa_execve(char __user *name, char __user * __user *argv,
 442                    char __user * __user *envp,
 443                    long a3, long a4, long a5,
 444                    struct pt_regs *regs)
 445 {
 446         long error;
 447         char * filename;
 448
 449         filename = getname(name);
 450         error = PTR_ERR(filename);
 451         if (IS_ERR(filename))
 452                 goto out;
 453         // FIXME: release coprocessor??
 454         error = do_execve(filename, argv, envp, regs);
 455         if (error == 0) {
 456                 task_lock(current);
 457                 current->ptrace &= ~PT_DTRACE;
 458                 task_unlock(current);
 459         }
 460         putname(filename);
 461 out:
 462         return error;
 463 }
 464