arch/arm/kernel/process.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/kernel/process.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1996-2000 Russell King - Converted to ARM.
   5  *  Original Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <stdarg.h>
  12
  13 #include <linux/export.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/stddef.h>
  18 #include <linux/unistd.h>
  19 #include <linux/user.h>
  20 #include <linux/delay.h>
  21 #include <linux/reboot.h>
  22 #include <linux/interrupt.h>
  23 #include <linux/kallsyms.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/cpu.h>
  26 #include <linux/elfcore.h>
  27 #include <linux/pm.h>
  28 #include <linux/tick.h>
  29 #include <linux/utsname.h>
  30 #include <linux/uaccess.h>
  31 #include <linux/random.h>
  32 #include <linux/hw_breakpoint.h>
  33 #include <linux/cpuidle.h>
  34 #include <linux/leds.h>
  35 #include <linux/console.h>
  36
  37 #include <asm/cacheflush.h>
  38 #include <asm/idmap.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/thread_notify.h>
  41 #include <asm/stacktrace.h>
  42 #include <asm/mach/time.h>
  43
  44 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
  45 #include <linux/stackprotector.h>
  46 unsigned long __stack_chk_guard __read_mostly;
  47 EXPORT_SYMBOL(__stack_chk_guard);
  48 #endif
  49
  50 static const char *processor_modes[] = {
  51   "USER_26", "FIQ_26" , "IRQ_26" , "SVC_26" , "UK4_26" , "UK5_26" , "UK6_26" , "UK7_26" ,
  52   "UK8_26" , "UK9_26" , "UK10_26", "UK11_26", "UK12_26", "UK13_26", "UK14_26", "UK15_26",
  53   "USER_32", "FIQ_32" , "IRQ_32" , "SVC_32" , "UK4_32" , "UK5_32" , "UK6_32" , "ABT_32" ,
  54   "UK8_32" , "UK9_32" , "UK10_32", "UND_32" , "UK12_32", "UK13_32", "UK14_32", "SYS_32"
  55 };
  56
  57 static const char *isa_modes[] = {
  58   "ARM" , "Thumb" , "Jazelle", "ThumbEE"
  59 };
  60
  61 #ifdef CONFIG_SMP
  62 void arch_trigger_all_cpu_backtrace(void)
  63 {
  64         smp_send_all_cpu_backtrace();
  65 }
  66 #else
  67 void arch_trigger_all_cpu_backtrace(void)
  68 {
  69         dump_stack();
  70 }
  71 #endif
  72
  73 extern void call_with_stack(void (*fn)(void *), void *arg, void *sp);
  74 typedef void (*phys_reset_t)(unsigned long);
  75
  76 #ifdef CONFIG_ARM_FLUSH_CONSOLE_ON_RESTART
  77 void arm_machine_flush_console(void)
  78 {
  79         printk("\n");
  80         pr_emerg("Restarting %s\n", linux_banner);
  81         if (console_trylock()) {
  82                 console_unlock();
  83                 return;
  84         }
  85
  86         mdelay(50);
  87
  88         local_irq_disable();
  89         if (!console_trylock())
  90                 pr_emerg("arm_restart: Console was locked! Busting\n");
  91         else
  92                 pr_emerg("arm_restart: Console was locked!\n");
  93         console_unlock();
  94 }
  95 #else
  96 void arm_machine_flush_console(void)
  97 {
  98 }
  99 #endif
 100
 101 /*
 102  * A temporary stack to use for CPU reset. This is static so that we
 103  * don't clobber it with the identity mapping. When running with this
 104  * stack, any references to the current task *will not work* so you
 105  * should really do as little as possible before jumping to your reset
 106  * code.
 107  */
 108 static u64 soft_restart_stack[16];
 109
 110 static void __soft_restart(void *addr)
 111 {
 112         phys_reset_t phys_reset;
 113
 114         /* Take out a flat memory mapping. */
 115         setup_mm_for_reboot();
 116
 117         /* Clean and invalidate caches */
 118         flush_cache_all();
 119
 120         /* Turn off caching */
 121         cpu_proc_fin();
 122
 123         /* Push out any further dirty data, and ensure cache is empty */
 124         flush_cache_all();
 125
 126         /* Switch to the identity mapping. */
 127         phys_reset = (phys_reset_t)(unsigned long)virt_to_phys(cpu_reset);
 128         phys_reset((unsigned long)addr);
 129
 130         /* Should never get here. */
 131         BUG();
 132 }
 133
 134 void soft_restart(unsigned long addr)
 135 {
 136         u64 *stack = soft_restart_stack + ARRAY_SIZE(soft_restart_stack);
 137
 138         /* Disable interrupts first */
 139         local_irq_disable();
 140         local_fiq_disable();
 141
 142         /* Disable the L2 if we're the last man standing. */
 143         if (num_online_cpus() == 1)
 144                 outer_disable();
 145
 146         /* Change to the new stack and continue with the reset. */
 147         call_with_stack(__soft_restart, (void *)addr, (void *)stack);
 148
 149         /* Should never get here. */
 150         BUG();
 151 }
 152
 153 static void null_restart(char mode, const char *cmd)
 154 {
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Function pointers to optional machine specific functions
 159  */
 160 void (*pm_power_off)(void);
 161 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
 162
 163 void (*arm_pm_restart)(char str, const char *cmd) = null_restart;
 164 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_pm_restart);
 165
 166 /*
 167  * This is our default idle handler.
 168  */
 169
 170 void (*arm_pm_idle)(void);
 171
 172 static void default_idle(void)
 173 {
 174         if (arm_pm_idle)
 175                 arm_pm_idle();
 176         else
 177                 cpu_do_idle();
 178         local_irq_enable();
 179 }
 180
 181 void arch_cpu_idle_prepare(void)
 182 {
 183         local_fiq_enable();
 184 }
 185
 186 void arch_cpu_idle_enter(void)
 187 {
 188         idle_notifier_call_chain(IDLE_START);
 189         ledtrig_cpu(CPU_LED_IDLE_START);
 190 #ifdef CONFIG_PL310_ERRATA_769419
 191         wmb();
 192 #endif
 193 }
 194
 195 void arch_cpu_idle_exit(void)
 196 {
 197         ledtrig_cpu(CPU_LED_IDLE_END);
 198         idle_notifier_call_chain(IDLE_END);
 199 }
 200
 201 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 202 void arch_cpu_idle_dead(void)
 203 {
 204         cpu_die();
 205 }
 206 #endif
 207
 208 /*
 209  * Called from the core idle loop.
 210  */
 211 void arch_cpu_idle(void)
 212 {
 213         if (cpuidle_idle_call())
 214                 default_idle();
 215 }
 216
 217 static char reboot_mode = 'h';
 218
 219 int __init reboot_setup(char *str)
 220 {
 221         reboot_mode = str[0];
 222         return 1;
 223 }
 224
 225 __setup("reboot=", reboot_setup);
 226
 227 /*
 228  * Called by kexec, immediately prior to machine_kexec().
 229  *
 230  * This must completely disable all secondary CPUs; simply causing those CPUs
 231  * to execute e.g. a RAM-based pin loop is not sufficient. This allows the
 232  * kexec'd kernel to use any and all RAM as it sees fit, without having to
 233  * avoid any code or data used by any SW CPU pin loop. The CPU hotplug
 234  * functionality embodied in disable_nonboot_cpus() to achieve this.
 235  */
 236 void machine_shutdown(void)
 237 {
 238 #ifdef CONFIG_SMP
 239         /*
 240          * Disable preemption so we're guaranteed to
 241          * run to power off or reboot and prevent
 242          * the possibility of switching to another
 243          * thread that might wind up blocking on
 244          * one of the stopped CPUs.
 245          */
 246         preempt_disable();
 247 #endif
 248         disable_nonboot_cpus();
 249 }
 250
 251 /*
 252  * Halting simply requires that the secondary CPUs stop performing any
 253  * activity (executing tasks, handling interrupts). smp_send_stop()
 254  * achieves this.
 255  */
 256 void machine_halt(void)
 257 {
 258         smp_send_stop();
 259
 260         local_irq_disable();
 261         while (1);
 262 }
 263
 264 /*
 265  * Power-off simply requires that the secondary CPUs stop performing any
 266  * activity (executing tasks, handling interrupts). smp_send_stop()
 267  * achieves this. When the system power is turned off, it will take all CPUs
 268  * with it.
 269  */
 270 void machine_power_off(void)
 271 {
 272         smp_send_stop();
 273
 274         if (pm_power_off)
 275                 pm_power_off();
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Restart requires that the secondary CPUs stop performing any activity
 280  * while the primary CPU resets the system. Systems with a single CPU can
 281  * use soft_restart() as their machine descriptor's .restart hook, since that
 282  * will cause the only available CPU to reset. Systems with multiple CPUs must
 283  * provide a HW restart implementation, to ensure that all CPUs reset at once.
 284  * This is required so that any code running after reset on the primary CPU
 285  * doesn't have to co-ordinate with other CPUs to ensure they aren't still
 286  * executing pre-reset code, and using RAM that the primary CPU's code wishes
 287  * to use. Implementing such co-ordination would be essentially impossible.
 288  */
 289 void machine_restart(char *cmd)
 290 {
 291         smp_send_stop();
 292
 293         /* Flush the console to make sure all the relevant messages make it
 294          * out to the console drivers */
 295         arm_machine_flush_console();
 296
 297         arm_pm_restart(reboot_mode, cmd);
 298
 299         /* Give a grace period for failure to restart of 1s */
 300         mdelay(1000);
 301
 302         /* Whoops - the platform was unable to reboot. Tell the user! */
 303         printk("Reboot failed -- System halted\n");
 304         local_irq_disable();
 305         while (1);
 306 }
 307
 308 /*
 309  * dump a block of kernel memory from around the given address
 310  */
 311 static void show_data(unsigned long addr, int nbytes, const char *name)
 312 {
 313         int     i, j;
 314         int     nlines;
 315         u32     *p;
 316
 317         /*
 318          * don't attempt to dump non-kernel addresses or
 319          * values that are probably just small negative numbers
 320          */
 321         if (addr < PAGE_OFFSET || addr > -256UL)
 322                 return;
 323
 324         printk("\n%s: %#lx:\n", name, addr);
 325
 326         /*
 327          * round address down to a 32 bit boundary
 328          * and always dump a multiple of 32 bytes
 329          */
 330         p = (u32 *)(addr & ~(sizeof(u32) - 1));
 331         nbytes += (addr & (sizeof(u32) - 1));
 332         nlines = (nbytes + 31) / 32;
 333
 334
 335         for (i = 0; i < nlines; i++) {
 336                 /*
 337                  * just display low 16 bits of address to keep
 338                  * each line of the dump < 80 characters
 339                  */
 340                 printk("%04lx ", (unsigned long)p & 0xffff);
 341                 for (j = 0; j < 8; j++) {
 342                         u32     data;
 343                         if (probe_kernel_address(p, data)) {
 344                                 printk(" ********");
 345                         } else {
 346                                 printk(" %08x", data);
 347                         }
 348                         ++p;
 349                 }
 350                 printk("\n");
 351         }
 352 }
 353
 354 static void show_extra_register_data(struct pt_regs *regs, int nbytes)
 355 {
 356         mm_segment_t fs;
 357
 358         fs = get_fs();
 359         set_fs(KERNEL_DS);
 360         show_data(regs->ARM_pc - nbytes, nbytes * 2, "PC");
 361         show_data(regs->ARM_lr - nbytes, nbytes * 2, "LR");
 362         show_data(regs->ARM_sp - nbytes, nbytes * 2, "SP");
 363         show_data(regs->ARM_ip - nbytes, nbytes * 2, "IP");
 364         show_data(regs->ARM_fp - nbytes, nbytes * 2, "FP");
 365         show_data(regs->ARM_r0 - nbytes, nbytes * 2, "R0");
 366         show_data(regs->ARM_r1 - nbytes, nbytes * 2, "R1");
 367         show_data(regs->ARM_r2 - nbytes, nbytes * 2, "R2");
 368         show_data(regs->ARM_r3 - nbytes, nbytes * 2, "R3");
 369         show_data(regs->ARM_r4 - nbytes, nbytes * 2, "R4");
 370         show_data(regs->ARM_r5 - nbytes, nbytes * 2, "R5");
 371         show_data(regs->ARM_r6 - nbytes, nbytes * 2, "R6");
 372         show_data(regs->ARM_r7 - nbytes, nbytes * 2, "R7");
 373         show_data(regs->ARM_r8 - nbytes, nbytes * 2, "R8");
 374         show_data(regs->ARM_r9 - nbytes, nbytes * 2, "R9");
 375         show_data(regs->ARM_r10 - nbytes, nbytes * 2, "R10");
 376         set_fs(fs);
 377 }
 378
 379 void __show_regs(struct pt_regs *regs)
 380 {
 381         unsigned long flags;
 382         char buf[64];
 383
 384         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 385
 386         print_symbol("PC is at %s\n", instruction_pointer(regs));
 387         print_symbol("LR is at %s\n", regs->ARM_lr);
 388         printk("pc : [<%08lx>]    lr : [<%08lx>]    psr: %08lx\n"
 389                "sp : %08lx  ip : %08lx  fp : %08lx\n",
 390                 regs->ARM_pc, regs->ARM_lr, regs->ARM_cpsr,
 391                 regs->ARM_sp, regs->ARM_ip, regs->ARM_fp);
 392         printk("r10: %08lx  r9 : %08lx  r8 : %08lx\n",
 393                 regs->ARM_r10, regs->ARM_r9,
 394                 regs->ARM_r8);
 395         printk("r7 : %08lx  r6 : %08lx  r5 : %08lx  r4 : %08lx\n",
 396                 regs->ARM_r7, regs->ARM_r6,
 397                 regs->ARM_r5, regs->ARM_r4);
 398         printk("r3 : %08lx  r2 : %08lx  r1 : %08lx  r0 : %08lx\n",
 399                 regs->ARM_r3, regs->ARM_r2,
 400                 regs->ARM_r1, regs->ARM_r0);
 401
 402         flags = regs->ARM_cpsr;
 403         buf[0] = flags & PSR_N_BIT ? 'N' : 'n';
 404         buf[1] = flags & PSR_Z_BIT ? 'Z' : 'z';
 405         buf[2] = flags & PSR_C_BIT ? 'C' : 'c';
 406         buf[3] = flags & PSR_V_BIT ? 'V' : 'v';
 407         buf[4] = '\0';
 408
 409         printk("Flags: %s  IRQs o%s  FIQs o%s  Mode %s  ISA %s  Segment %s\n",
 410                 buf, interrupts_enabled(regs) ? "n" : "ff",
 411                 fast_interrupts_enabled(regs) ? "n" : "ff",
 412                 processor_modes[processor_mode(regs)],
 413                 isa_modes[isa_mode(regs)],
 414                 get_fs() == get_ds() ? "kernel" : "user");
 415 #ifdef CONFIG_CPU_CP15
 416         {
 417                 unsigned int ctrl;
 418
 419                 buf[0] = '\0';
 420 #ifdef CONFIG_CPU_CP15_MMU
 421                 {
 422                         unsigned int transbase, dac;
 423                         asm("mrc p15, 0, %0, c2, c0\n\t"
 424                             "mrc p15, 0, %1, c3, c0\n"
 425                             : "=r" (transbase), "=r" (dac));
 426                         snprintf(buf, sizeof(buf), "  Table: %08x  DAC: %08x",
 427                                 transbase, dac);
 428                 }
 429 #endif
 430                 asm("mrc p15, 0, %0, c1, c0\n" : "=r" (ctrl));
 431
 432                 printk("Control: %08x%s\n", ctrl, buf);
 433         }
 434 #endif
 435
 436         show_extra_register_data(regs, 128);
 437 }
 438
 439 void show_regs(struct pt_regs * regs)
 440 {
 441         printk("\n");
 442         __show_regs(regs);
 443         dump_stack();
 444 }
 445
 446 ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(thread_notify_head);
 447
 448 EXPORT_SYMBOL_GPL(thread_notify_head);
 449
 450 /*
 451  * Free current thread data structures etc..
 452  */
 453 void exit_thread(void)
 454 {
 455         thread_notify(THREAD_NOTIFY_EXIT, current_thread_info());
 456 }
 457
 458 void flush_thread(void)
 459 {
 460         struct thread_info *thread = current_thread_info();
 461         struct task_struct *tsk = current;
 462
 463         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
 464
 465         memset(thread->used_cp, 0, sizeof(thread->used_cp));
 466         memset(&tsk->thread.debug, 0, sizeof(struct debug_info));
 467         memset(&thread->fpstate, 0, sizeof(union fp_state));
 468
 469         thread_notify(THREAD_NOTIFY_FLUSH, thread);
 470 }
 471
 472 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 473 {
 474 }
 475
 476 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
 477
 478 int
 479 copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
 480             unsigned long stk_sz, struct task_struct *p)
 481 {
 482         struct thread_info *thread = task_thread_info(p);
 483         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 484
 485         memset(&thread->cpu_context, 0, sizeof(struct cpu_context_save));
 486
 487         if (likely(!(p->flags & PF_KTHREAD))) {
 488                 *childregs = *current_pt_regs();
 489                 childregs->ARM_r0 = 0;
 490                 if (stack_start)
 491                         childregs->ARM_sp = stack_start;
 492         } else {
 493                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 494                 thread->cpu_context.r4 = stk_sz;
 495                 thread->cpu_context.r5 = stack_start;
 496                 childregs->ARM_cpsr = SVC_MODE;
 497         }
 498         thread->cpu_context.pc = (unsigned long)ret_from_fork;
 499         thread->cpu_context.sp = (unsigned long)childregs;
 500
 501         clear_ptrace_hw_breakpoint(p);
 502
 503         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 504                 thread->tp_value = childregs->ARM_r3;
 505
 506         thread_notify(THREAD_NOTIFY_COPY, thread);
 507
 508         return 0;
 509 }
 510
 511 /*
 512  * Fill in the task's elfregs structure for a core dump.
 513  */
 514 int dump_task_regs(struct task_struct *t, elf_gregset_t *elfregs)
 515 {
 516         elf_core_copy_regs(elfregs, task_pt_regs(t));
 517         return 1;
 518 }
 519
 520 /*
 521  * fill in the fpe structure for a core dump...
 522  */
 523 int dump_fpu (struct pt_regs *regs, struct user_fp *fp)
 524 {
 525         struct thread_info *thread = current_thread_info();
 526         int used_math = thread->used_cp[1] | thread->used_cp[2];
 527
 528         if (used_math)
 529                 memcpy(fp, &thread->fpstate.soft, sizeof (*fp));
 530
 531         return used_math != 0;
 532 }
 533 EXPORT_SYMBOL(dump_fpu);
 534
 535 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 536 {
 537         struct stackframe frame;
 538         unsigned long stack_page;
 539         int count = 0;
 540         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 541                 return 0;
 542
 543         frame.fp = thread_saved_fp(p);
 544         frame.sp = thread_saved_sp(p);
 545         frame.lr = 0;                   /* recovered from the stack */
 546         frame.pc = thread_saved_pc(p);
 547         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 548         do {
 549                 if (frame.sp < stack_page ||
 550                     frame.sp >= stack_page + THREAD_SIZE ||
 551                     unwind_frame(&frame) < 0)
 552                         return 0;
 553                 if (!in_sched_functions(frame.pc))
 554                         return frame.pc;
 555         } while (count ++ < 16);
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 560 {
 561         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
 562         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
 563 }
 564
 565 #ifdef CONFIG_MMU
 566 #ifdef CONFIG_KUSER_HELPERS
 567 /*
 568  * The vectors page is always readable from user space for the
 569  * atomic helpers. Insert it into the gate_vma so that it is visible
 570  * through ptrace and /proc/<pid>/mem.
 571  */
 572 static struct vm_area_struct gate_vma = {
 573         .vm_start       = 0xffff0000,
 574         .vm_end         = 0xffff0000 + PAGE_SIZE,
 575         .vm_flags       = VM_READ | VM_EXEC | VM_MAYREAD | VM_MAYEXEC,
 576 };
 577
 578 static int __init gate_vma_init(void)
 579 {
 580         gate_vma.vm_page_prot = PAGE_READONLY_EXEC;
 581         return 0;
 582 }
 583 arch_initcall(gate_vma_init);
 584
 585 struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
 586 {
 587         return &gate_vma;
 588 }
 589
 590 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 591 {
 592         return (addr >= gate_vma.vm_start) && (addr < gate_vma.vm_end);
 593 }
 594
 595 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr)
 596 {
 597         return in_gate_area(NULL, addr);
 598 }
 599 #define is_gate_vma(vma)        ((vma) == &gate_vma)
 600 #else
 601 #define is_gate_vma(vma)        0
 602 #endif
 603
 604 const char *arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma)
 605 {
 606         return is_gate_vma(vma) ? "[vectors]" :
 607                 (vma->vm_mm && vma->vm_start == vma->vm_mm->context.sigpage) ?
 608                  "[sigpage]" : NULL;
 609 }
 610
 611 static struct page *signal_page;
 612 extern struct page *get_signal_page(void);
 613
 614 int arch_setup_additional_pages(struct linux_binprm *bprm, int uses_interp)
 615 {
 616         struct mm_struct *mm = current->mm;
 617         unsigned long addr;
 618         int ret;
 619
 620         if (!signal_page)
 621                 signal_page = get_signal_page();
 622         if (!signal_page)
 623                 return -ENOMEM;
 624
 625         down_write(&mm->mmap_sem);
 626         addr = get_unmapped_area(NULL, 0, PAGE_SIZE, 0, 0);
 627         if (IS_ERR_VALUE(addr)) {
 628                 ret = addr;
 629                 goto up_fail;
 630         }
 631
 632         ret = install_special_mapping(mm, addr, PAGE_SIZE,
 633                 VM_READ | VM_EXEC | VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC,
 634                 &signal_page);
 635
 636         if (ret == 0)
 637                 mm->context.sigpage = addr;
 638
 639  up_fail:
 640         up_write(&mm->mmap_sem);
 641         return ret;
 642 }
 643 #endif