Merge tag 'char-misc-4.9-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh...
[cascardo/linux.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  * Copyright (C) 2013  Imagination Technologies Ltd.
11  */
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <linux/sched.h>
14 #include <linux/tick.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/stddef.h>
18 #include <linux/unistd.h>
19 #include <linux/export.h>
20 #include <linux/ptrace.h>
21 #include <linux/mman.h>
22 #include <linux/personality.h>
23 #include <linux/sys.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/random.h>
28 #include <linux/prctl.h>
29
30 #include <asm/asm.h>
31 #include <asm/bootinfo.h>
32 #include <asm/cpu.h>
33 #include <asm/dsemul.h>
34 #include <asm/dsp.h>
35 #include <asm/fpu.h>
36 #include <asm/msa.h>
37 #include <asm/pgtable.h>
38 #include <asm/mipsregs.h>
39 #include <asm/processor.h>
40 #include <asm/reg.h>
41 #include <asm/uaccess.h>
42 #include <asm/io.h>
43 #include <asm/elf.h>
44 #include <asm/isadep.h>
45 #include <asm/inst.h>
46 #include <asm/stacktrace.h>
47 #include <asm/irq_regs.h>
48
49 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
50 void arch_cpu_idle_dead(void)
51 {
52         /* What the heck is this check doing ? */
53         if (!cpumask_test_cpu(smp_processor_id(), &cpu_callin_map))
54                 play_dead();
55 }
56 #endif
57
58 asmlinkage void ret_from_fork(void);
59 asmlinkage void ret_from_kernel_thread(void);
60
61 void start_thread(struct pt_regs * regs, unsigned long pc, unsigned long sp)
62 {
63         unsigned long status;
64
65         /* New thread loses kernel privileges. */
66         status = regs->cp0_status & ~(ST0_CU0|ST0_CU1|ST0_FR|KU_MASK);
67         status |= KU_USER;
68         regs->cp0_status = status;
69         lose_fpu(0);
70         clear_thread_flag(TIF_MSA_CTX_LIVE);
71         clear_used_math();
72         atomic_set(&current->thread.bd_emu_frame, BD_EMUFRAME_NONE);
73         init_dsp();
74         regs->cp0_epc = pc;
75         regs->regs[29] = sp;
76 }
77
78 void exit_thread(struct task_struct *tsk)
79 {
80         /*
81          * User threads may have allocated a delay slot emulation frame.
82          * If so, clean up that allocation.
83          */
84         if (!(current->flags & PF_KTHREAD))
85                 dsemul_thread_cleanup(tsk);
86 }
87
88 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
89 {
90         /*
91          * Save any process state which is live in hardware registers to the
92          * parent context prior to duplication. This prevents the new child
93          * state becoming stale if the parent is preempted before copy_thread()
94          * gets a chance to save the parent's live hardware registers to the
95          * child context.
96          */
97         preempt_disable();
98
99         if (is_msa_enabled())
100                 save_msa(current);
101         else if (is_fpu_owner())
102                 _save_fp(current);
103
104         save_dsp(current);
105
106         preempt_enable();
107
108         *dst = *src;
109         return 0;
110 }
111
112 /*
113  * Copy architecture-specific thread state
114  */
115 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long usp,
116         unsigned long kthread_arg, struct task_struct *p)
117 {
118         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
119         struct pt_regs *childregs, *regs = current_pt_regs();
120         unsigned long childksp;
121         p->set_child_tid = p->clear_child_tid = NULL;
122
123         childksp = (unsigned long)task_stack_page(p) + THREAD_SIZE - 32;
124
125         /* set up new TSS. */
126         childregs = (struct pt_regs *) childksp - 1;
127         /*  Put the stack after the struct pt_regs.  */
128         childksp = (unsigned long) childregs;
129         p->thread.cp0_status = read_c0_status() & ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
130         if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD)) {
131                 /* kernel thread */
132                 unsigned long status = p->thread.cp0_status;
133                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
134                 ti->addr_limit = KERNEL_DS;
135                 p->thread.reg16 = usp; /* fn */
136                 p->thread.reg17 = kthread_arg;
137                 p->thread.reg29 = childksp;
138                 p->thread.reg31 = (unsigned long) ret_from_kernel_thread;
139 #if defined(CONFIG_CPU_R3000) || defined(CONFIG_CPU_TX39XX)
140                 status = (status & ~(ST0_KUP | ST0_IEP | ST0_IEC)) |
141                          ((status & (ST0_KUC | ST0_IEC)) << 2);
142 #else
143                 status |= ST0_EXL;
144 #endif
145                 childregs->cp0_status = status;
146                 return 0;
147         }
148
149         /* user thread */
150         *childregs = *regs;
151         childregs->regs[7] = 0; /* Clear error flag */
152         childregs->regs[2] = 0; /* Child gets zero as return value */
153         if (usp)
154                 childregs->regs[29] = usp;
155         ti->addr_limit = USER_DS;
156
157         p->thread.reg29 = (unsigned long) childregs;
158         p->thread.reg31 = (unsigned long) ret_from_fork;
159
160         /*
161          * New tasks lose permission to use the fpu. This accelerates context
162          * switching for most programs since they don't use the fpu.
163          */
164         childregs->cp0_status &= ~(ST0_CU2|ST0_CU1);
165
166         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_USEDFPU);
167         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_USEDMSA);
168         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_MSA_CTX_LIVE);
169
170 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_FPAFF
171         clear_tsk_thread_flag(p, TIF_FPUBOUND);
172 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_FPAFF */
173
174         atomic_set(&p->thread.bd_emu_frame, BD_EMUFRAME_NONE);
175
176         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
177                 ti->tp_value = regs->regs[7];
178
179         return 0;
180 }
181
182 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
183 #include <linux/stackprotector.h>
184 unsigned long __stack_chk_guard __read_mostly;
185 EXPORT_SYMBOL(__stack_chk_guard);
186 #endif
187
188 struct mips_frame_info {
189         void            *func;
190         unsigned long   func_size;
191         int             frame_size;
192         int             pc_offset;
193 };
194
195 #define J_TARGET(pc,target)     \
196                 (((unsigned long)(pc) & 0xf0000000) | ((target) << 2))
197
198 static inline int is_ra_save_ins(union mips_instruction *ip)
199 {
200 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
201         union mips_instruction mmi;
202
203         /*
204          * swsp ra,offset
205          * swm16 reglist,offset(sp)
206          * swm32 reglist,offset(sp)
207          * sw32 ra,offset(sp)
208          * jradiussp - NOT SUPPORTED
209          *
210          * microMIPS is way more fun...
211          */
212         if (mm_insn_16bit(ip->halfword[0])) {
213                 mmi.word = (ip->halfword[0] << 16);
214                 return (mmi.mm16_r5_format.opcode == mm_swsp16_op &&
215                         mmi.mm16_r5_format.rt == 31) ||
216                        (mmi.mm16_m_format.opcode == mm_pool16c_op &&
217                         mmi.mm16_m_format.func == mm_swm16_op);
218         }
219         else {
220                 mmi.halfword[0] = ip->halfword[1];
221                 mmi.halfword[1] = ip->halfword[0];
222                 return (mmi.mm_m_format.opcode == mm_pool32b_op &&
223                         mmi.mm_m_format.rd > 9 &&
224                         mmi.mm_m_format.base == 29 &&
225                         mmi.mm_m_format.func == mm_swm32_func) ||
226                        (mmi.i_format.opcode == mm_sw32_op &&
227                         mmi.i_format.rs == 29 &&
228                         mmi.i_format.rt == 31);
229         }
230 #else
231         /* sw / sd $ra, offset($sp) */
232         return (ip->i_format.opcode == sw_op || ip->i_format.opcode == sd_op) &&
233                 ip->i_format.rs == 29 &&
234                 ip->i_format.rt == 31;
235 #endif
236 }
237
238 static inline int is_jump_ins(union mips_instruction *ip)
239 {
240 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
241         /*
242          * jr16,jrc,jalr16,jalr16
243          * jal
244          * jalr/jr,jalr.hb/jr.hb,jalrs,jalrs.hb
245          * jraddiusp - NOT SUPPORTED
246          *
247          * microMIPS is kind of more fun...
248          */
249         union mips_instruction mmi;
250
251         mmi.word = (ip->halfword[0] << 16);
252
253         if ((mmi.mm16_r5_format.opcode == mm_pool16c_op &&
254             (mmi.mm16_r5_format.rt & mm_jr16_op) == mm_jr16_op) ||
255             ip->j_format.opcode == mm_jal32_op)
256                 return 1;
257         if (ip->r_format.opcode != mm_pool32a_op ||
258                         ip->r_format.func != mm_pool32axf_op)
259                 return 0;
260         return ((ip->u_format.uimmediate >> 6) & mm_jalr_op) == mm_jalr_op;
261 #else
262         if (ip->j_format.opcode == j_op)
263                 return 1;
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 #endif
270 }
271
272 static inline int is_sp_move_ins(union mips_instruction *ip)
273 {
274 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
275         /*
276          * addiusp -imm
277          * addius5 sp,-imm
278          * addiu32 sp,sp,-imm
279          * jradiussp - NOT SUPPORTED
280          *
281          * microMIPS is not more fun...
282          */
283         if (mm_insn_16bit(ip->halfword[0])) {
284                 union mips_instruction mmi;
285
286                 mmi.word = (ip->halfword[0] << 16);
287                 return (mmi.mm16_r3_format.opcode == mm_pool16d_op &&
288                         mmi.mm16_r3_format.simmediate && mm_addiusp_func) ||
289                        (mmi.mm16_r5_format.opcode == mm_pool16d_op &&
290                         mmi.mm16_r5_format.rt == 29);
291         }
292         return ip->mm_i_format.opcode == mm_addiu32_op &&
293                ip->mm_i_format.rt == 29 && ip->mm_i_format.rs == 29;
294 #else
295         /* addiu/daddiu sp,sp,-imm */
296         if (ip->i_format.rs != 29 || ip->i_format.rt != 29)
297                 return 0;
298         if (ip->i_format.opcode == addiu_op || ip->i_format.opcode == daddiu_op)
299                 return 1;
300 #endif
301         return 0;
302 }
303
304 static int get_frame_info(struct mips_frame_info *info)
305 {
306 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
307         union mips_instruction *ip = (void *) (((char *) info->func) - 1);
308 #else
309         union mips_instruction *ip = info->func;
310 #endif
311         unsigned max_insns = info->func_size / sizeof(union mips_instruction);
312         unsigned i;
313
314         info->pc_offset = -1;
315         info->frame_size = 0;
316
317         if (!ip)
318                 goto err;
319
320         if (max_insns == 0)
321                 max_insns = 128U;       /* unknown function size */
322         max_insns = min(128U, max_insns);
323
324         for (i = 0; i < max_insns; i++, ip++) {
325
326                 if (is_jump_ins(ip))
327                         break;
328                 if (!info->frame_size) {
329                         if (is_sp_move_ins(ip))
330                         {
331 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
332                                 if (mm_insn_16bit(ip->halfword[0]))
333                                 {
334                                         unsigned short tmp;
335
336                                         if (ip->halfword[0] & mm_addiusp_func)
337                                         {
338                                                 tmp = (((ip->halfword[0] >> 1) & 0x1ff) << 2);
339                                                 info->frame_size = -(signed short)(tmp | ((tmp & 0x100) ? 0xfe00 : 0));
340                                         } else {
341                                                 tmp = (ip->halfword[0] >> 1);
342                                                 info->frame_size = -(signed short)(tmp & 0xf);
343                                         }
344                                         ip = (void *) &ip->halfword[1];
345                                         ip--;
346                                 } else
347 #endif
348                                 info->frame_size = - ip->i_format.simmediate;
349                         }
350                         continue;
351                 }
352                 if (info->pc_offset == -1 && is_ra_save_ins(ip)) {
353                         info->pc_offset =
354                                 ip->i_format.simmediate / sizeof(long);
355                         break;
356                 }
357         }
358         if (info->frame_size && info->pc_offset >= 0) /* nested */
359                 return 0;
360         if (info->pc_offset < 0) /* leaf */
361                 return 1;
362         /* prologue seems bogus... */
363 err:
364         return -1;
365 }
366
367 static struct mips_frame_info schedule_mfi __read_mostly;
368
369 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
370 static unsigned long get___schedule_addr(void)
371 {
372         return kallsyms_lookup_name("__schedule");
373 }
374 #else
375 static unsigned long get___schedule_addr(void)
376 {
377         union mips_instruction *ip = (void *)schedule;
378         int max_insns = 8;
379         int i;
380
381         for (i = 0; i < max_insns; i++, ip++) {
382                 if (ip->j_format.opcode == j_op)
383                         return J_TARGET(ip, ip->j_format.target);
384         }
385         return 0;
386 }
387 #endif
388
389 static int __init frame_info_init(void)
390 {
391         unsigned long size = 0;
392 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
393         unsigned long ofs;
394 #endif
395         unsigned long addr;
396
397         addr = get___schedule_addr();
398         if (!addr)
399                 addr = (unsigned long)schedule;
400
401 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
402         kallsyms_lookup_size_offset(addr, &size, &ofs);
403 #endif
404         schedule_mfi.func = (void *)addr;
405         schedule_mfi.func_size = size;
406
407         get_frame_info(&schedule_mfi);
408
409         /*
410          * Without schedule() frame info, result given by
411          * thread_saved_pc() and get_wchan() are not reliable.
412          */
413         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
414                 printk("Can't analyze schedule() prologue at %p\n", schedule);
415
416         return 0;
417 }
418
419 arch_initcall(frame_info_init);
420
421 /*
422  * Return saved PC of a blocked thread.
423  */
424 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
425 {
426         struct thread_struct *t = &tsk->thread;
427
428         /* New born processes are a special case */
429         if (t->reg31 == (unsigned long) ret_from_fork)
430                 return t->reg31;
431         if (schedule_mfi.pc_offset < 0)
432                 return 0;
433         return ((unsigned long *)t->reg29)[schedule_mfi.pc_offset];
434 }
435
436
437 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
438 /* generic stack unwinding function */
439 unsigned long notrace unwind_stack_by_address(unsigned long stack_page,
440                                               unsigned long *sp,
441                                               unsigned long pc,
442                                               unsigned long *ra)
443 {
444         struct mips_frame_info info;
445         unsigned long size, ofs;
446         int leaf;
447         extern void ret_from_irq(void);
448         extern void ret_from_exception(void);
449
450         if (!stack_page)
451                 return 0;
452
453         /*
454          * If we reached the bottom of interrupt context,
455          * return saved pc in pt_regs.
456          */
457         if (pc == (unsigned long)ret_from_irq ||
458             pc == (unsigned long)ret_from_exception) {
459                 struct pt_regs *regs;
460                 if (*sp >= stack_page &&
461                     *sp + sizeof(*regs) <= stack_page + THREAD_SIZE - 32) {
462                         regs = (struct pt_regs *)*sp;
463                         pc = regs->cp0_epc;
464                         if (!user_mode(regs) && __kernel_text_address(pc)) {
465                                 *sp = regs->regs[29];
466                                 *ra = regs->regs[31];
467                                 return pc;
468                         }
469                 }
470                 return 0;
471         }
472         if (!kallsyms_lookup_size_offset(pc, &size, &ofs))
473                 return 0;
474         /*
475          * Return ra if an exception occurred at the first instruction
476          */
477         if (unlikely(ofs == 0)) {
478                 pc = *ra;
479                 *ra = 0;
480                 return pc;
481         }
482
483         info.func = (void *)(pc - ofs);
484         info.func_size = ofs;   /* analyze from start to ofs */
485         leaf = get_frame_info(&info);
486         if (leaf < 0)
487                 return 0;
488
489         if (*sp < stack_page ||
490             *sp + info.frame_size > stack_page + THREAD_SIZE - 32)
491                 return 0;
492
493         if (leaf)
494                 /*
495                  * For some extreme cases, get_frame_info() can
496                  * consider wrongly a nested function as a leaf
497                  * one. In that cases avoid to return always the
498                  * same value.
499                  */
500                 pc = pc != *ra ? *ra : 0;
501         else
502                 pc = ((unsigned long *)(*sp))[info.pc_offset];
503
504         *sp += info.frame_size;
505         *ra = 0;
506         return __kernel_text_address(pc) ? pc : 0;
507 }
508 EXPORT_SYMBOL(unwind_stack_by_address);
509
510 /* used by show_backtrace() */
511 unsigned long unwind_stack(struct task_struct *task, unsigned long *sp,
512                            unsigned long pc, unsigned long *ra)
513 {
514         unsigned long stack_page = (unsigned long)task_stack_page(task);
515         return unwind_stack_by_address(stack_page, sp, pc, ra);
516 }
517 #endif
518
519 /*
520  * get_wchan - a maintenance nightmare^W^Wpain in the ass ...
521  */
522 unsigned long get_wchan(struct task_struct *task)
523 {
524         unsigned long pc = 0;
525 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
526         unsigned long sp;
527         unsigned long ra = 0;
528 #endif
529
530         if (!task || task == current || task->state == TASK_RUNNING)
531                 goto out;
532         if (!task_stack_page(task))
533                 goto out;
534
535         pc = thread_saved_pc(task);
536
537 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
538         sp = task->thread.reg29 + schedule_mfi.frame_size;
539
540         while (in_sched_functions(pc))
541                 pc = unwind_stack(task, &sp, pc, &ra);
542 #endif
543
544 out:
545         return pc;
546 }
547
548 /*
549  * Don't forget that the stack pointer must be aligned on a 8 bytes
550  * boundary for 32-bits ABI and 16 bytes for 64-bits ABI.
551  */
552 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
553 {
554         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
555                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
556
557         return sp & ALMASK;
558 }
559
560 static void arch_dump_stack(void *info)
561 {
562         struct pt_regs *regs;
563
564         regs = get_irq_regs();
565
566         if (regs)
567                 show_regs(regs);
568
569         dump_stack();
570 }
571
572 void arch_trigger_all_cpu_backtrace(bool include_self)
573 {
574         smp_call_function(arch_dump_stack, NULL, 1);
575 }
576
577 int mips_get_process_fp_mode(struct task_struct *task)
578 {
579         int value = 0;
580
581         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_32BIT_FPREGS))
582                 value |= PR_FP_MODE_FR;
583         if (test_tsk_thread_flag(task, TIF_HYBRID_FPREGS))
584                 value |= PR_FP_MODE_FRE;
585
586         return value;
587 }
588
589 static void prepare_for_fp_mode_switch(void *info)
590 {
591         struct mm_struct *mm = info;
592
593         if (current->mm == mm)
594                 lose_fpu(1);
595 }
596
597 int mips_set_process_fp_mode(struct task_struct *task, unsigned int value)
598 {
599         const unsigned int known_bits = PR_FP_MODE_FR | PR_FP_MODE_FRE;
600         struct task_struct *t;
601         int max_users;
602
603         /* Check the value is valid */
604         if (value & ~known_bits)
605                 return -EOPNOTSUPP;
606
607         /* Avoid inadvertently triggering emulation */
608         if ((value & PR_FP_MODE_FR) && raw_cpu_has_fpu &&
609             !(raw_current_cpu_data.fpu_id & MIPS_FPIR_F64))
610                 return -EOPNOTSUPP;
611         if ((value & PR_FP_MODE_FRE) && raw_cpu_has_fpu && !cpu_has_fre)
612                 return -EOPNOTSUPP;
613
614         /* FR = 0 not supported in MIPS R6 */
615         if (!(value & PR_FP_MODE_FR) && raw_cpu_has_fpu && cpu_has_mips_r6)
616                 return -EOPNOTSUPP;
617
618         /* Proceed with the mode switch */
619         preempt_disable();
620
621         /* Save FP & vector context, then disable FPU & MSA */
622         if (task->signal == current->signal)
623                 lose_fpu(1);
624
625         /* Prevent any threads from obtaining live FP context */
626         atomic_set(&task->mm->context.fp_mode_switching, 1);
627         smp_mb__after_atomic();
628
629         /*
630          * If there are multiple online CPUs then force any which are running
631          * threads in this process to lose their FPU context, which they can't
632          * regain until fp_mode_switching is cleared later.
633          */
634         if (num_online_cpus() > 1) {
635                 /* No need to send an IPI for the local CPU */
636                 max_users = (task->mm == current->mm) ? 1 : 0;
637
638                 if (atomic_read(&current->mm->mm_users) > max_users)
639                         smp_call_function(prepare_for_fp_mode_switch,
640                                           (void *)current->mm, 1);
641         }
642
643         /*
644          * There are now no threads of the process with live FP context, so it
645          * is safe to proceed with the FP mode switch.
646          */
647         for_each_thread(task, t) {
648                 /* Update desired FP register width */
649                 if (value & PR_FP_MODE_FR) {
650                         clear_tsk_thread_flag(t, TIF_32BIT_FPREGS);
651                 } else {
652                         set_tsk_thread_flag(t, TIF_32BIT_FPREGS);
653                         clear_tsk_thread_flag(t, TIF_MSA_CTX_LIVE);
654                 }
655
656                 /* Update desired FP single layout */
657                 if (value & PR_FP_MODE_FRE)
658                         set_tsk_thread_flag(t, TIF_HYBRID_FPREGS);
659                 else
660                         clear_tsk_thread_flag(t, TIF_HYBRID_FPREGS);
661         }
662
663         /* Allow threads to use FP again */
664         atomic_set(&task->mm->context.fp_mode_switching, 0);
665         preempt_enable();
666
667         return 0;
668 }