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/leds.h>
  34 #include <linux/reboot.h>
  35
  36 #include <asm/cacheflush.h>
  37 #include <asm/idmap.h>
  38 #include <asm/processor.h>
  39 #include <asm/thread_notify.h>
  40 #include <asm/stacktrace.h>
  41 #include <asm/system_misc.h>
  42 #include <asm/mach/time.h>
  43 #include <asm/tls.h>
  44 #include "reboot.h"
  45
  46 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
  47 #include <linux/stackprotector.h>
  48 unsigned long __stack_chk_guard __read_mostly;
  49 EXPORT_SYMBOL(__stack_chk_guard);
  50 #endif
  51
  52 static const char *processor_modes[] __maybe_unused = {
  53   "USER_26", "FIQ_26" , "IRQ_26" , "SVC_26" , "UK4_26" , "UK5_26" , "UK6_26" , "UK7_26" ,
  54   "UK8_26" , "UK9_26" , "UK10_26", "UK11_26", "UK12_26", "UK13_26", "UK14_26", "UK15_26",
  55   "USER_32", "FIQ_32" , "IRQ_32" , "SVC_32" , "UK4_32" , "UK5_32" , "MON_32" , "ABT_32" ,
  56   "UK8_32" , "UK9_32" , "HYP_32", "UND_32" , "UK12_32", "UK13_32", "UK14_32", "SYS_32"
  57 };
  58
  59 static const char *isa_modes[] __maybe_unused = {
  60   "ARM" , "Thumb" , "Jazelle", "ThumbEE"
  61 };
  62
  63 extern void call_with_stack(void (*fn)(void *), void *arg, void *sp);
  64 typedef void (*phys_reset_t)(unsigned long);
  65
  66 /*
  67  * A temporary stack to use for CPU reset. This is static so that we
  68  * don't clobber it with the identity mapping. When running with this
  69  * stack, any references to the current task *will not work* so you
  70  * should really do as little as possible before jumping to your reset
  71  * code.
  72  */
  73 static u64 soft_restart_stack[16];
  74
  75 static void __soft_restart(void *addr)
  76 {
  77         phys_reset_t phys_reset;
  78
  79         /* Take out a flat memory mapping. */
  80         setup_mm_for_reboot();
  81
  82         /* Clean and invalidate caches */
  83         flush_cache_all();
  84
  85         /* Turn off caching */
  86         cpu_proc_fin();
  87
  88         /* Push out any further dirty data, and ensure cache is empty */
  89         flush_cache_all();
  90
  91         /* Switch to the identity mapping. */
  92         phys_reset = (phys_reset_t)(unsigned long)virt_to_phys(cpu_reset);
  93         phys_reset((unsigned long)addr);
  94
  95         /* Should never get here. */
  96         BUG();
  97 }
  98
  99 void _soft_restart(unsigned long addr, bool disable_l2)
 100 {
 101         u64 *stack = soft_restart_stack + ARRAY_SIZE(soft_restart_stack);
 102
 103         /* Disable interrupts first */
 104         raw_local_irq_disable();
 105         local_fiq_disable();
 106
 107         /* Disable the L2 if we're the last man standing. */
 108         if (disable_l2)
 109                 outer_disable();
 110
 111         /* Change to the new stack and continue with the reset. */
 112         call_with_stack(__soft_restart, (void *)addr, (void *)stack);
 113
 114         /* Should never get here. */
 115         BUG();
 116 }
 117
 118 void soft_restart(unsigned long addr)
 119 {
 120         _soft_restart(addr, num_online_cpus() == 1);
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Function pointers to optional machine specific functions
 125  */
 126 void (*pm_power_off)(void);
 127 EXPORT_SYMBOL(pm_power_off);
 128
 129 void (*arm_pm_restart)(enum reboot_mode reboot_mode, const char *cmd);
 130
 131 /*
 132  * This is our default idle handler.
 133  */
 134
 135 void (*arm_pm_idle)(void);
 136
 137 /*
 138  * Called from the core idle loop.
 139  */
 140
 141 void arch_cpu_idle(void)
 142 {
 143         if (arm_pm_idle)
 144                 arm_pm_idle();
 145         else
 146                 cpu_do_idle();
 147         local_irq_enable();
 148 }
 149
 150 void arch_cpu_idle_prepare(void)
 151 {
 152         local_fiq_enable();
 153 }
 154
 155 void arch_cpu_idle_enter(void)
 156 {
 157         ledtrig_cpu(CPU_LED_IDLE_START);
 158 #ifdef CONFIG_PL310_ERRATA_769419
 159         wmb();
 160 #endif
 161 }
 162
 163 void arch_cpu_idle_exit(void)
 164 {
 165         ledtrig_cpu(CPU_LED_IDLE_END);
 166 }
 167
 168 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 169 void arch_cpu_idle_dead(void)
 170 {
 171         cpu_die();
 172 }
 173 #endif
 174
 175 /*
 176  * Called by kexec, immediately prior to machine_kexec().
 177  *
 178  * This must completely disable all secondary CPUs; simply causing those CPUs
 179  * to execute e.g. a RAM-based pin loop is not sufficient. This allows the
 180  * kexec'd kernel to use any and all RAM as it sees fit, without having to
 181  * avoid any code or data used by any SW CPU pin loop. The CPU hotplug
 182  * functionality embodied in disable_nonboot_cpus() to achieve this.
 183  */
 184 void machine_shutdown(void)
 185 {
 186         disable_nonboot_cpus();
 187 }
 188
 189 /*
 190  * Halting simply requires that the secondary CPUs stop performing any
 191  * activity (executing tasks, handling interrupts). smp_send_stop()
 192  * achieves this.
 193  */
 194 void machine_halt(void)
 195 {
 196         local_irq_disable();
 197         smp_send_stop();
 198
 199         local_irq_disable();
 200         while (1);
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Power-off simply requires that the secondary CPUs stop performing any
 205  * activity (executing tasks, handling interrupts). smp_send_stop()
 206  * achieves this. When the system power is turned off, it will take all CPUs
 207  * with it.
 208  */
 209 void machine_power_off(void)
 210 {
 211         local_irq_disable();
 212         smp_send_stop();
 213
 214         if (pm_power_off)
 215                 pm_power_off();
 216 }
 217
 218 /*
 219  * Restart requires that the secondary CPUs stop performing any activity
 220  * while the primary CPU resets the system. Systems with a single CPU can
 221  * use soft_restart() as their machine descriptor's .restart hook, since that
 222  * will cause the only available CPU to reset. Systems with multiple CPUs must
 223  * provide a HW restart implementation, to ensure that all CPUs reset at once.
 224  * This is required so that any code running after reset on the primary CPU
 225  * doesn't have to co-ordinate with other CPUs to ensure they aren't still
 226  * executing pre-reset code, and using RAM that the primary CPU's code wishes
 227  * to use. Implementing such co-ordination would be essentially impossible.
 228  */
 229 void machine_restart(char *cmd)
 230 {
 231         local_irq_disable();
 232         smp_send_stop();
 233
 234         if (arm_pm_restart)
 235                 arm_pm_restart(reboot_mode, cmd);
 236         else
 237                 do_kernel_restart(cmd);
 238
 239         /* Give a grace period for failure to restart of 1s */
 240         mdelay(1000);
 241
 242         /* Whoops - the platform was unable to reboot. Tell the user! */
 243         printk("Reboot failed -- System halted\n");
 244         local_irq_disable();
 245         while (1);
 246 }
 247
 248 void __show_regs(struct pt_regs *regs)
 249 {
 250         unsigned long flags;
 251         char buf[64];
 252
 253         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 254
 255         print_symbol("PC is at %s\n", instruction_pointer(regs));
 256         print_symbol("LR is at %s\n", regs->ARM_lr);
 257         printk("pc : [<%08lx>]    lr : [<%08lx>]    psr: %08lx\n"
 258                "sp : %08lx  ip : %08lx  fp : %08lx\n",
 259                 regs->ARM_pc, regs->ARM_lr, regs->ARM_cpsr,
 260                 regs->ARM_sp, regs->ARM_ip, regs->ARM_fp);
 261         printk("r10: %08lx  r9 : %08lx  r8 : %08lx\n",
 262                 regs->ARM_r10, regs->ARM_r9,
 263                 regs->ARM_r8);
 264         printk("r7 : %08lx  r6 : %08lx  r5 : %08lx  r4 : %08lx\n",
 265                 regs->ARM_r7, regs->ARM_r6,
 266                 regs->ARM_r5, regs->ARM_r4);
 267         printk("r3 : %08lx  r2 : %08lx  r1 : %08lx  r0 : %08lx\n",
 268                 regs->ARM_r3, regs->ARM_r2,
 269                 regs->ARM_r1, regs->ARM_r0);
 270
 271         flags = regs->ARM_cpsr;
 272         buf[0] = flags & PSR_N_BIT ? 'N' : 'n';
 273         buf[1] = flags & PSR_Z_BIT ? 'Z' : 'z';
 274         buf[2] = flags & PSR_C_BIT ? 'C' : 'c';
 275         buf[3] = flags & PSR_V_BIT ? 'V' : 'v';
 276         buf[4] = '\0';
 277
 278 #ifndef CONFIG_CPU_V7M
 279         printk("Flags: %s  IRQs o%s  FIQs o%s  Mode %s  ISA %s  Segment %s\n",
 280                 buf, interrupts_enabled(regs) ? "n" : "ff",
 281                 fast_interrupts_enabled(regs) ? "n" : "ff",
 282                 processor_modes[processor_mode(regs)],
 283                 isa_modes[isa_mode(regs)],
 284                 get_fs() == get_ds() ? "kernel" : "user");
 285 #else
 286         printk("xPSR: %08lx\n", regs->ARM_cpsr);
 287 #endif
 288
 289 #ifdef CONFIG_CPU_CP15
 290         {
 291                 unsigned int ctrl;
 292
 293                 buf[0] = '\0';
 294 #ifdef CONFIG_CPU_CP15_MMU
 295                 {
 296                         unsigned int transbase, dac;
 297                         asm("mrc p15, 0, %0, c2, c0\n\t"
 298                             "mrc p15, 0, %1, c3, c0\n"
 299                             : "=r" (transbase), "=r" (dac));
 300                         snprintf(buf, sizeof(buf), "  Table: %08x  DAC: %08x",
 301                                 transbase, dac);
 302                 }
 303 #endif
 304                 asm("mrc p15, 0, %0, c1, c0\n" : "=r" (ctrl));
 305
 306                 printk("Control: %08x%s\n", ctrl, buf);
 307         }
 308 #endif
 309 }
 310
 311 void show_regs(struct pt_regs * regs)
 312 {
 313         __show_regs(regs);
 314         dump_stack();
 315 }
 316
 317 ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(thread_notify_head);
 318
 319 EXPORT_SYMBOL_GPL(thread_notify_head);
 320
 321 /*
 322  * Free current thread data structures etc..
 323  */
 324 void exit_thread(void)
 325 {
 326         thread_notify(THREAD_NOTIFY_EXIT, current_thread_info());
 327 }
 328
 329 void flush_thread(void)
 330 {
 331         struct thread_info *thread = current_thread_info();
 332         struct task_struct *tsk = current;
 333
 334         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
 335
 336         memset(thread->used_cp, 0, sizeof(thread->used_cp));
 337         memset(&tsk->thread.debug, 0, sizeof(struct debug_info));
 338         memset(&thread->fpstate, 0, sizeof(union fp_state));
 339
 340         flush_tls();
 341
 342         thread_notify(THREAD_NOTIFY_FLUSH, thread);
 343 }
 344
 345 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 346 {
 347 }
 348
 349 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
 350
 351 int
 352 copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
 353             unsigned long stk_sz, struct task_struct *p)
 354 {
 355         struct thread_info *thread = task_thread_info(p);
 356         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 357
 358         memset(&thread->cpu_context, 0, sizeof(struct cpu_context_save));
 359
 360         if (likely(!(p->flags & PF_KTHREAD))) {
 361                 *childregs = *current_pt_regs();
 362                 childregs->ARM_r0 = 0;
 363                 if (stack_start)
 364                         childregs->ARM_sp = stack_start;
 365         } else {
 366                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 367                 thread->cpu_context.r4 = stk_sz;
 368                 thread->cpu_context.r5 = stack_start;
 369                 childregs->ARM_cpsr = SVC_MODE;
 370         }
 371         thread->cpu_context.pc = (unsigned long)ret_from_fork;
 372         thread->cpu_context.sp = (unsigned long)childregs;
 373
 374         clear_ptrace_hw_breakpoint(p);
 375
 376         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 377                 thread->tp_value[0] = childregs->ARM_r3;
 378         thread->tp_value[1] = get_tpuser();
 379
 380         thread_notify(THREAD_NOTIFY_COPY, thread);
 381
 382         return 0;
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Fill in the task's elfregs structure for a core dump.
 387  */
 388 int dump_task_regs(struct task_struct *t, elf_gregset_t *elfregs)
 389 {
 390         elf_core_copy_regs(elfregs, task_pt_regs(t));
 391         return 1;
 392 }
 393
 394 /*
 395  * fill in the fpe structure for a core dump...
 396  */
 397 int dump_fpu (struct pt_regs *regs, struct user_fp *fp)
 398 {
 399         struct thread_info *thread = current_thread_info();
 400         int used_math = thread->used_cp[1] | thread->used_cp[2];
 401
 402         if (used_math)
 403                 memcpy(fp, &thread->fpstate.soft, sizeof (*fp));
 404
 405         return used_math != 0;
 406 }
 407 EXPORT_SYMBOL(dump_fpu);
 408
 409 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 410 {
 411         struct stackframe frame;
 412         unsigned long stack_page;
 413         int count = 0;
 414         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 415                 return 0;
 416
 417         frame.fp = thread_saved_fp(p);
 418         frame.sp = thread_saved_sp(p);
 419         frame.lr = 0;                   /* recovered from the stack */
 420         frame.pc = thread_saved_pc(p);
 421         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 422         do {
 423                 if (frame.sp < stack_page ||
 424                     frame.sp >= stack_page + THREAD_SIZE ||
 425                     unwind_frame(&frame) < 0)
 426                         return 0;
 427                 if (!in_sched_functions(frame.pc))
 428                         return frame.pc;
 429         } while (count ++ < 16);
 430         return 0;
 431 }
 432
 433 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 434 {
 435         unsigned long range_end = mm->brk + 0x02000000;
 436         return randomize_range(mm->brk, range_end, 0) ? : mm->brk;
 437 }
 438
 439 #ifdef CONFIG_MMU
 440 #ifdef CONFIG_KUSER_HELPERS
 441 /*
 442  * The vectors page is always readable from user space for the
 443  * atomic helpers. Insert it into the gate_vma so that it is visible
 444  * through ptrace and /proc/<pid>/mem.
 445  */
 446 static struct vm_area_struct gate_vma = {
 447         .vm_start       = 0xffff0000,
 448         .vm_end         = 0xffff0000 + PAGE_SIZE,
 449         .vm_flags       = VM_READ | VM_EXEC | VM_MAYREAD | VM_MAYEXEC,
 450 };
 451
 452 static int __init gate_vma_init(void)
 453 {
 454         gate_vma.vm_page_prot = PAGE_READONLY_EXEC;
 455         return 0;
 456 }
 457 arch_initcall(gate_vma_init);
 458
 459 struct vm_area_struct *get_gate_vma(struct mm_struct *mm)
 460 {
 461         return &gate_vma;
 462 }
 463
 464 int in_gate_area(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 465 {
 466         return (addr >= gate_vma.vm_start) && (addr < gate_vma.vm_end);
 467 }
 468
 469 int in_gate_area_no_mm(unsigned long addr)
 470 {
 471         return in_gate_area(NULL, addr);
 472 }
 473 #define is_gate_vma(vma)        ((vma) == &gate_vma)
 474 #else
 475 #define is_gate_vma(vma)        0
 476 #endif
 477
 478 const char *arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma)
 479 {
 480         return is_gate_vma(vma) ? "[vectors]" : NULL;
 481 }
 482
 483 /* If possible, provide a placement hint at a random offset from the
 484  * stack for the signal page.
 485  */
 486 static unsigned long sigpage_addr(const struct mm_struct *mm,
 487                                   unsigned int npages)
 488 {
 489         unsigned long offset;
 490         unsigned long first;
 491         unsigned long last;
 492         unsigned long addr;
 493         unsigned int slots;
 494
 495         first = PAGE_ALIGN(mm->start_stack);
 496
 497         last = TASK_SIZE - (npages << PAGE_SHIFT);
 498
 499         /* No room after stack? */
 500         if (first > last)
 501                 return 0;
 502
 503         /* Just enough room? */
 504         if (first == last)
 505                 return first;
 506
 507         slots = ((last - first) >> PAGE_SHIFT) + 1;
 508
 509         offset = get_random_int() % slots;
 510
 511         addr = first + (offset << PAGE_SHIFT);
 512
 513         return addr;
 514 }
 515
 516 static struct page *signal_page;
 517 extern struct page *get_signal_page(void);
 518
 519 static const struct vm_special_mapping sigpage_mapping = {
 520         .name = "[sigpage]",
 521         .pages = &signal_page,
 522 };
 523
 524 int arch_setup_additional_pages(struct linux_binprm *bprm, int uses_interp)
 525 {
 526         struct mm_struct *mm = current->mm;
 527         struct vm_area_struct *vma;
 528         unsigned long addr;
 529         unsigned long hint;
 530         int ret = 0;
 531
 532         if (!signal_page)
 533                 signal_page = get_signal_page();
 534         if (!signal_page)
 535                 return -ENOMEM;
 536
 537         down_write(&mm->mmap_sem);
 538         hint = sigpage_addr(mm, 1);
 539         addr = get_unmapped_area(NULL, hint, PAGE_SIZE, 0, 0);
 540         if (IS_ERR_VALUE(addr)) {
 541                 ret = addr;
 542                 goto up_fail;
 543         }
 544
 545         vma = _install_special_mapping(mm, addr, PAGE_SIZE,
 546                 VM_READ | VM_EXEC | VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC,
 547                 &sigpage_mapping);
 548
 549         if (IS_ERR(vma)) {
 550                 ret = PTR_ERR(vma);
 551                 goto up_fail;
 552         }
 553
 554         mm->context.sigpage = addr;
 555
 556  up_fail:
 557         up_write(&mm->mmap_sem);
 558         return ret;
 559 }
 560 #endif