84f3cdae44079074eae72450bc7c4f6b215a666f
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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/cpu.h>
18 #include <asm/system.h>
19 #include <asm/apic.h>
20 #include <asm/syscalls.h>
21 #include <asm/idle.h>
22 #include <asm/uaccess.h>
23 #include <asm/i387.h>
24 #include <asm/debugreg.h>
25
26 struct kmem_cache *task_xstate_cachep;
27 EXPORT_SYMBOL_GPL(task_xstate_cachep);
28
29 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
30 {
31         int ret;
32
33         *dst = *src;
34         if (fpu_allocated(&src->thread.fpu)) {
35                 memset(&dst->thread.fpu, 0, sizeof(dst->thread.fpu));
36                 ret = fpu_alloc(&dst->thread.fpu);
37                 if (ret)
38                         return ret;
39                 fpu_copy(&dst->thread.fpu, &src->thread.fpu);
40         }
41         return 0;
42 }
43
44 void free_thread_xstate(struct task_struct *tsk)
45 {
46         fpu_free(&tsk->thread.fpu);
47 }
48
49 void free_thread_info(struct thread_info *ti)
50 {
51         free_thread_xstate(ti->task);
52         free_pages((unsigned long)ti, get_order(THREAD_SIZE));
53 }
54
55 void arch_task_cache_init(void)
56 {
57         task_xstate_cachep =
58                 kmem_cache_create("task_xstate", xstate_size,
59                                   __alignof__(union thread_xstate),
60                                   SLAB_PANIC | SLAB_NOTRACK, NULL);
61 }
62
63 /*
64  * Free current thread data structures etc..
65  */
66 void exit_thread(void)
67 {
68         struct task_struct *me = current;
69         struct thread_struct *t = &me->thread;
70         unsigned long *bp = t->io_bitmap_ptr;
71
72         if (bp) {
73                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, get_cpu());
74
75                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
76                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
77                 /*
78                  * Careful, clear this in the TSS too:
79                  */
80                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, t->io_bitmap_max);
81                 t->io_bitmap_max = 0;
82                 put_cpu();
83                 kfree(bp);
84         }
85 }
86
87 void show_regs(struct pt_regs *regs)
88 {
89         show_registers(regs);
90         show_trace(NULL, regs, (unsigned long *)kernel_stack_pointer(regs));
91 }
92
93 void show_regs_common(void)
94 {
95         const char *vendor, *product, *board;
96
97         vendor = dmi_get_system_info(DMI_SYS_VENDOR);
98         if (!vendor)
99                 vendor = "";
100         product = dmi_get_system_info(DMI_PRODUCT_NAME);
101         if (!product)
102                 product = "";
103
104         /* Board Name is optional */
105         board = dmi_get_system_info(DMI_BOARD_NAME);
106
107         printk(KERN_CONT "\n");
108         printk(KERN_DEFAULT "Pid: %d, comm: %.20s %s %s %.*s",
109                 current->pid, current->comm, print_tainted(),
110                 init_utsname()->release,
111                 (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
112                 init_utsname()->version);
113         printk(KERN_CONT " ");
114         printk(KERN_CONT "%s %s", vendor, product);
115         if (board) {
116                 printk(KERN_CONT "/");
117                 printk(KERN_CONT "%s", board);
118         }
119         printk(KERN_CONT "\n");
120 }
121
122 void flush_thread(void)
123 {
124         struct task_struct *tsk = current;
125
126         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
127         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
128         /*
129          * Forget coprocessor state..
130          */
131         tsk->fpu_counter = 0;
132         clear_fpu(tsk);
133         clear_used_math();
134 }
135
136 static void hard_disable_TSC(void)
137 {
138         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
139 }
140
141 void disable_TSC(void)
142 {
143         preempt_disable();
144         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
145                 /*
146                  * Must flip the CPU state synchronously with
147                  * TIF_NOTSC in the current running context.
148                  */
149                 hard_disable_TSC();
150         preempt_enable();
151 }
152
153 static void hard_enable_TSC(void)
154 {
155         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
156 }
157
158 static void enable_TSC(void)
159 {
160         preempt_disable();
161         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOTSC))
162                 /*
163                  * Must flip the CPU state synchronously with
164                  * TIF_NOTSC in the current running context.
165                  */
166                 hard_enable_TSC();
167         preempt_enable();
168 }
169
170 int get_tsc_mode(unsigned long adr)
171 {
172         unsigned int val;
173
174         if (test_thread_flag(TIF_NOTSC))
175                 val = PR_TSC_SIGSEGV;
176         else
177                 val = PR_TSC_ENABLE;
178
179         return put_user(val, (unsigned int __user *)adr);
180 }
181
182 int set_tsc_mode(unsigned int val)
183 {
184         if (val == PR_TSC_SIGSEGV)
185                 disable_TSC();
186         else if (val == PR_TSC_ENABLE)
187                 enable_TSC();
188         else
189                 return -EINVAL;
190
191         return 0;
192 }
193
194 void __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p,
195                       struct tss_struct *tss)
196 {
197         struct thread_struct *prev, *next;
198
199         prev = &prev_p->thread;
200         next = &next_p->thread;
201
202         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_BLOCKSTEP) ^
203             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_BLOCKSTEP)) {
204                 unsigned long debugctl = get_debugctlmsr();
205
206                 debugctl &= ~DEBUGCTLMSR_BTF;
207                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_BLOCKSTEP))
208                         debugctl |= DEBUGCTLMSR_BTF;
209
210                 update_debugctlmsr(debugctl);
211         }
212
213         if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_NOTSC) ^
214             test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC)) {
215                 /* prev and next are different */
216                 if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_NOTSC))
217                         hard_disable_TSC();
218                 else
219                         hard_enable_TSC();
220         }
221
222         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
223                 /*
224                  * Copy the relevant range of the IO bitmap.
225                  * Normally this is 128 bytes or less:
226                  */
227                 memcpy(tss->io_bitmap, next->io_bitmap_ptr,
228                        max(prev->io_bitmap_max, next->io_bitmap_max));
229         } else if (test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)) {
230                 /*
231                  * Clear any possible leftover bits:
232                  */
233                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, prev->io_bitmap_max);
234         }
235         propagate_user_return_notify(prev_p, next_p);
236 }
237
238 int sys_fork(struct pt_regs *regs)
239 {
240         return do_fork(SIGCHLD, regs->sp, regs, 0, NULL, NULL);
241 }
242
243 /*
244  * This is trivial, and on the face of it looks like it
245  * could equally well be done in user mode.
246  *
247  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
248  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
249  * done by calling the "clone()" system call directly, you
250  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
251  * the information you need.
252  */
253 int sys_vfork(struct pt_regs *regs)
254 {
255         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs->sp, regs, 0,
256                        NULL, NULL);
257 }
258
259 long
260 sys_clone(unsigned long clone_flags, unsigned long newsp,
261           void __user *parent_tid, void __user *child_tid, struct pt_regs *regs)
262 {
263         if (!newsp)
264                 newsp = regs->sp;
265         return do_fork(clone_flags, newsp, regs, 0, parent_tid, child_tid);
266 }
267
268 /*
269  * This gets run with %si containing the
270  * function to call, and %di containing
271  * the "args".
272  */
273 extern void kernel_thread_helper(void);
274
275 /*
276  * Create a kernel thread
277  */
278 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
279 {
280         struct pt_regs regs;
281
282         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
283
284         regs.si = (unsigned long) fn;
285         regs.di = (unsigned long) arg;
286
287 #ifdef CONFIG_X86_32
288         regs.ds = __USER_DS;
289         regs.es = __USER_DS;
290         regs.fs = __KERNEL_PERCPU;
291         regs.gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
292 #else
293         regs.ss = __KERNEL_DS;
294 #endif
295
296         regs.orig_ax = -1;
297         regs.ip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
298         regs.cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
299         regs.flags = X86_EFLAGS_IF | 0x2;
300
301         /* Ok, create the new process.. */
302         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
303 }
304 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
305
306 /*
307  * sys_execve() executes a new program.
308  */
309 long sys_execve(const char __user *name,
310                 const char __user *const __user *argv,
311                 const char __user *const __user *envp, struct pt_regs *regs)
312 {
313         long error;
314         char *filename;
315
316         filename = getname(name);
317         error = PTR_ERR(filename);
318         if (IS_ERR(filename))
319                 return error;
320         error = do_execve(filename, argv, envp, regs);
321
322 #ifdef CONFIG_X86_32
323         if (error == 0) {
324                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
325                 set_thread_flag(TIF_IRET);
326         }
327 #endif
328
329         putname(filename);
330         return error;
331 }
332
333 /*
334  * Idle related variables and functions
335  */
336 unsigned long boot_option_idle_override = IDLE_NO_OVERRIDE;
337 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
338
339 /*
340  * Powermanagement idle function, if any..
341  */
342 void (*pm_idle)(void);
343 #if defined(CONFIG_APM_MODULE) && defined(CONFIG_APM_CPU_IDLE)
344 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
345 #endif
346
347 #ifdef CONFIG_X86_32
348 /*
349  * This halt magic was a workaround for ancient floppy DMA
350  * wreckage. It should be safe to remove.
351  */
352 static int hlt_counter;
353 void disable_hlt(void)
354 {
355         hlt_counter++;
356 }
357 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
358
359 void enable_hlt(void)
360 {
361         hlt_counter--;
362 }
363 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
364
365 static inline int hlt_use_halt(void)
366 {
367         return (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok);
368 }
369 #else
370 static inline int hlt_use_halt(void)
371 {
372         return 1;
373 }
374 #endif
375
376 /*
377  * We use this if we don't have any better
378  * idle routine..
379  */
380 void default_idle(void)
381 {
382         if (hlt_use_halt()) {
383                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1, smp_processor_id());
384                 trace_cpu_idle(1, smp_processor_id());
385                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
386                 /*
387                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
388                  * test NEED_RESCHED:
389                  */
390                 smp_mb();
391
392                 if (!need_resched())
393                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
394                 else
395                         local_irq_enable();
396                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
397                 trace_power_end(smp_processor_id());
398                 trace_cpu_idle(PWR_EVENT_EXIT, smp_processor_id());
399         } else {
400                 local_irq_enable();
401                 /* loop is done by the caller */
402                 cpu_relax();
403         }
404 }
405 #if defined(CONFIG_APM_MODULE) && defined(CONFIG_APM_CPU_IDLE)
406 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
407 #endif
408
409 void stop_this_cpu(void *dummy)
410 {
411         local_irq_disable();
412         /*
413          * Remove this CPU:
414          */
415         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
416         disable_local_APIC();
417
418         for (;;) {
419                 if (hlt_works(smp_processor_id()))
420                         halt();
421         }
422 }
423
424 static void do_nothing(void *unused)
425 {
426 }
427
428 /*
429  * cpu_idle_wait - Used to ensure that all the CPUs discard old value of
430  * pm_idle and update to new pm_idle value. Required while changing pm_idle
431  * handler on SMP systems.
432  *
433  * Caller must have changed pm_idle to the new value before the call. Old
434  * pm_idle value will not be used by any CPU after the return of this function.
435  */
436 void cpu_idle_wait(void)
437 {
438         smp_mb();
439         /* kick all the CPUs so that they exit out of pm_idle */
440         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
441 }
442 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
443
444 /*
445  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
446  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
447  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
448  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
449  * up from MWAIT (without an IPI).
450  *
451  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
452  * capability.
453  */
454 void mwait_idle_with_hints(unsigned long ax, unsigned long cx)
455 {
456         if (!need_resched()) {
457                 if (cpu_has(__this_cpu_ptr(&cpu_info), X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
458                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
459
460                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
461                 smp_mb();
462                 if (!need_resched())
463                         __mwait(ax, cx);
464         }
465 }
466
467 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
468 static void mwait_idle(void)
469 {
470         if (!need_resched()) {
471                 trace_power_start(POWER_CSTATE, 1, smp_processor_id());
472                 trace_cpu_idle(1, smp_processor_id());
473                 if (cpu_has(__this_cpu_ptr(&cpu_info), X86_FEATURE_CLFLUSH_MONITOR))
474                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
475
476                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
477                 smp_mb();
478                 if (!need_resched())
479                         __sti_mwait(0, 0);
480                 else
481                         local_irq_enable();
482                 trace_power_end(smp_processor_id());
483                 trace_cpu_idle(PWR_EVENT_EXIT, smp_processor_id());
484         } else
485                 local_irq_enable();
486 }
487
488 /*
489  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
490  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
491  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
492  */
493 static void poll_idle(void)
494 {
495         trace_power_start(POWER_CSTATE, 0, smp_processor_id());
496         trace_cpu_idle(0, smp_processor_id());
497         local_irq_enable();
498         while (!need_resched())
499                 cpu_relax();
500         trace_power_end(smp_processor_id());
501         trace_cpu_idle(PWR_EVENT_EXIT, smp_processor_id());
502 }
503
504 /*
505  * mwait selection logic:
506  *
507  * It depends on the CPU. For AMD CPUs that support MWAIT this is
508  * wrong. Family 0x10 and 0x11 CPUs will enter C1 on HLT. Powersavings
509  * then depend on a clock divisor and current Pstate of the core. If
510  * all cores of a processor are in halt state (C1) the processor can
511  * enter the C1E (C1 enhanced) state. If mwait is used this will never
512  * happen.
513  *
514  * idle=mwait overrides this decision and forces the usage of mwait.
515  */
516
517 #define MWAIT_INFO                      0x05
518 #define MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO         0x01
519 #define MWAIT_EDX_C1                    0xf0
520
521 int mwait_usable(const struct cpuinfo_x86 *c)
522 {
523         u32 eax, ebx, ecx, edx;
524
525         if (boot_option_idle_override == IDLE_FORCE_MWAIT)
526                 return 1;
527
528         if (c->cpuid_level < MWAIT_INFO)
529                 return 0;
530
531         cpuid(MWAIT_INFO, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
532         /* Check, whether EDX has extended info about MWAIT */
533         if (!(ecx & MWAIT_ECX_EXTENDED_INFO))
534                 return 1;
535
536         /*
537          * edx enumeratios MONITOR/MWAIT extensions. Check, whether
538          * C1  supports MWAIT
539          */
540         return (edx & MWAIT_EDX_C1);
541 }
542
543 bool amd_e400_c1e_detected;
544 EXPORT_SYMBOL(amd_e400_c1e_detected);
545
546 static cpumask_var_t amd_e400_c1e_mask;
547
548 void amd_e400_remove_cpu(int cpu)
549 {
550         if (amd_e400_c1e_mask != NULL)
551                 cpumask_clear_cpu(cpu, amd_e400_c1e_mask);
552 }
553
554 /*
555  * AMD Erratum 400 aware idle routine. We check for C1E active in the interrupt
556  * pending message MSR. If we detect C1E, then we handle it the same
557  * way as C3 power states (local apic timer and TSC stop)
558  */
559 static void amd_e400_idle(void)
560 {
561         if (need_resched())
562                 return;
563
564         if (!amd_e400_c1e_detected) {
565                 u32 lo, hi;
566
567                 rdmsr(MSR_K8_INT_PENDING_MSG, lo, hi);
568
569                 if (lo & K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK) {
570                         amd_e400_c1e_detected = true;
571                         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NONSTOP_TSC))
572                                 mark_tsc_unstable("TSC halt in AMD C1E");
573                         printk(KERN_INFO "System has AMD C1E enabled\n");
574                 }
575         }
576
577         if (amd_e400_c1e_detected) {
578                 int cpu = smp_processor_id();
579
580                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, amd_e400_c1e_mask)) {
581                         cpumask_set_cpu(cpu, amd_e400_c1e_mask);
582                         /*
583                          * Force broadcast so ACPI can not interfere.
584                          */
585                         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_FORCE,
586                                            &cpu);
587                         printk(KERN_INFO "Switch to broadcast mode on CPU%d\n",
588                                cpu);
589                 }
590                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_ENTER, &cpu);
591
592                 default_idle();
593
594                 /*
595                  * The switch back from broadcast mode needs to be
596                  * called with interrupts disabled.
597                  */
598                  local_irq_disable();
599                  clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_BROADCAST_EXIT, &cpu);
600                  local_irq_enable();
601         } else
602                 default_idle();
603 }
604
605 void __cpuinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
606 {
607 #ifdef CONFIG_SMP
608         if (pm_idle == poll_idle && smp_num_siblings > 1) {
609                 printk_once(KERN_WARNING "WARNING: polling idle and HT enabled,"
610                         " performance may degrade.\n");
611         }
612 #endif
613         if (pm_idle)
614                 return;
615
616         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) && mwait_usable(c)) {
617                 /*
618                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
619                  */
620                 printk(KERN_INFO "using mwait in idle threads.\n");
621                 pm_idle = mwait_idle;
622         } else if (cpu_has_amd_erratum(amd_erratum_400)) {
623                 /* E400: APIC timer interrupt does not wake up CPU from C1e */
624                 printk(KERN_INFO "using AMD E400 aware idle routine\n");
625                 pm_idle = amd_e400_idle;
626         } else
627                 pm_idle = default_idle;
628 }
629
630 void __init init_amd_e400_c1e_mask(void)
631 {
632         /* If we're using amd_e400_idle, we need to allocate amd_e400_c1e_mask. */
633         if (pm_idle == amd_e400_idle)
634                 zalloc_cpumask_var(&amd_e400_c1e_mask, GFP_KERNEL);
635 }
636
637 static int __init idle_setup(char *str)
638 {
639         if (!str)
640                 return -EINVAL;
641
642         if (!strcmp(str, "poll")) {
643                 printk("using polling idle threads.\n");
644                 pm_idle = poll_idle;
645                 boot_option_idle_override = IDLE_POLL;
646         } else if (!strcmp(str, "mwait")) {
647                 boot_option_idle_override = IDLE_FORCE_MWAIT;
648         } else if (!strcmp(str, "halt")) {
649                 /*
650                  * When the boot option of idle=halt is added, halt is
651                  * forced to be used for CPU idle. In such case CPU C2/C3
652                  * won't be used again.
653                  * To continue to load the CPU idle driver, don't touch
654                  * the boot_option_idle_override.
655                  */
656                 pm_idle = default_idle;
657                 boot_option_idle_override = IDLE_HALT;
658         } else if (!strcmp(str, "nomwait")) {
659                 /*
660                  * If the boot option of "idle=nomwait" is added,
661                  * it means that mwait will be disabled for CPU C2/C3
662                  * states. In such case it won't touch the variable
663                  * of boot_option_idle_override.
664                  */
665                 boot_option_idle_override = IDLE_NOMWAIT;
666         } else
667                 return -1;
668
669         return 0;
670 }
671 early_param("idle", idle_setup);
672
673 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
674 {
675         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
676                 sp -= get_random_int() % 8192;
677         return sp & ~0xf;
678 }
679
680 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
681 {
682         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
683         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
684 }
685