arch/arm64/kernel/process.c

   1 /*
   2  * Based on arch/arm/kernel/process.c
   3  *
   4  * Original Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   5  * Copyright (C) 1996-2000 Russell King - Converted to ARM.
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  */
  20
  21 #include <stdarg.h>
  22
  23 #include <linux/compat.h>
  24 #include <linux/export.h>
  25 #include <linux/sched.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/mm.h>
  28 #include <linux/stddef.h>
  29 #include <linux/unistd.h>
  30 #include <linux/user.h>
  31 #include <linux/delay.h>
  32 #include <linux/reboot.h>
  33 #include <linux/interrupt.h>
  34 #include <linux/kallsyms.h>
  35 #include <linux/init.h>
  36 #include <linux/cpu.h>
  37 #include <linux/cpuidle.h>
  38 #include <linux/elfcore.h>
  39 #include <linux/pm.h>
  40 #include <linux/tick.h>
  41 #include <linux/utsname.h>
  42 #include <linux/uaccess.h>
  43 #include <linux/random.h>
  44 #include <linux/hw_breakpoint.h>
  45 #include <linux/personality.h>
  46 #include <linux/notifier.h>
  47
  48 #include <asm/compat.h>
  49 #include <asm/cacheflush.h>
  50 #include <asm/fpsimd.h>
  51 #include <asm/mmu_context.h>
  52 #include <asm/processor.h>
  53 #include <asm/stacktrace.h>
  54
  55 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
  56 #include <linux/stackprotector.h>
  57 unsigned long __stack_chk_guard __read_mostly;
  58 EXPORT_SYMBOL(__stack_chk_guard);
  59 #endif
  60
  61 void soft_restart(unsigned long addr)
  62 {
  63         setup_mm_for_reboot();
  64         cpu_soft_restart(virt_to_phys(cpu_reset), addr);
  65         /* Should never get here */
  66         BUG();
  67 }
  68
  69 /*
  70  * Function pointers to optional machine specific functions
  71  */
  72 void (*pm_power_off)(void);
  73 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
  74
  75 void (*arm_pm_restart)(char str, const char *cmd);
  76 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_pm_restart);
  77
  78 void arch_cpu_idle_prepare(void)
  79 {
  80         local_fiq_enable();
  81 }
  82
  83 /*
  84  * This is our default idle handler.
  85  */
  86 void arch_cpu_idle(void)
  87 {
  88         /*
  89          * This should do all the clock switching and wait for interrupt
  90          * tricks
  91          */
  92         if (cpuidle_idle_call()) {
  93                 cpu_do_idle();
  94                 local_irq_enable();
  95         }
  96 }
  97
  98 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  99 void arch_cpu_idle_dead(void)
 100 {
 101        cpu_die();
 102 }
 103 #endif
 104
 105 void machine_shutdown(void)
 106 {
 107 #ifdef CONFIG_SMP
 108         smp_send_stop();
 109 #endif
 110 }
 111
 112 void machine_halt(void)
 113 {
 114         machine_shutdown();
 115         while (1);
 116 }
 117
 118 void machine_power_off(void)
 119 {
 120         machine_shutdown();
 121         if (pm_power_off)
 122                 pm_power_off();
 123 }
 124
 125 void machine_restart(char *cmd)
 126 {
 127         machine_shutdown();
 128
 129         /* Disable interrupts first */
 130         local_irq_disable();
 131         local_fiq_disable();
 132
 133         /* Now call the architecture specific reboot code. */
 134         if (arm_pm_restart)
 135                 arm_pm_restart('h', cmd);
 136
 137         /*
 138          * Whoops - the architecture was unable to reboot.
 139          */
 140         printk("Reboot failed -- System halted\n");
 141         while (1);
 142 }
 143
 144 /*
 145  * dump a block of kernel memory from around the given address
 146  */
 147 static void show_data(unsigned long addr, int nbytes, const char *name)
 148 {
 149         int     i, j;
 150         int     nlines;
 151         u32     *p;
 152
 153         /*
 154          * don't attempt to dump non-kernel addresses or
 155          * values that are probably just small negative numbers
 156          */
 157         if (addr < PAGE_OFFSET || addr > -256UL)
 158                 return;
 159
 160         printk("\n%s: %#lx:\n", name, addr);
 161
 162         /*
 163          * round address down to a 32 bit boundary
 164          * and always dump a multiple of 32 bytes
 165          */
 166         p = (u32 *)(addr & ~(sizeof(u32) - 1));
 167         nbytes += (addr & (sizeof(u32) - 1));
 168         nlines = (nbytes + 31) / 32;
 169
 170
 171         for (i = 0; i < nlines; i++) {
 172                 /*
 173                  * just display low 16 bits of address to keep
 174                  * each line of the dump < 80 characters
 175                  */
 176                 printk("%04lx ", (unsigned long)p & 0xffff);
 177                 for (j = 0; j < 8; j++) {
 178                         u32     data;
 179                         if (probe_kernel_address(p, data)) {
 180                                 printk(" ********");
 181                         } else {
 182                                 printk(" %08x", data);
 183                         }
 184                         ++p;
 185                 }
 186                 printk("\n");
 187         }
 188 }
 189
 190 static void show_extra_register_data(struct pt_regs *regs, int nbytes)
 191 {
 192         mm_segment_t fs;
 193         unsigned int i;
 194
 195         fs = get_fs();
 196         set_fs(KERNEL_DS);
 197         show_data(regs->pc - nbytes, nbytes * 2, "PC");
 198         show_data(regs->regs[30] - nbytes, nbytes * 2, "LR");
 199         show_data(regs->sp - nbytes, nbytes * 2, "SP");
 200         for (i = 0; i < 30; i++) {
 201                 char name[4];
 202                 snprintf(name, sizeof(name), "X%u", i);
 203                 show_data(regs->regs[i] - nbytes, nbytes * 2, name);
 204         }
 205         set_fs(fs);
 206 }
 207
 208 void __show_regs(struct pt_regs *regs)
 209 {
 210         int i, top_reg;
 211         u64 lr, sp;
 212
 213         if (compat_user_mode(regs)) {
 214                 lr = regs->compat_lr;
 215                 sp = regs->compat_sp;
 216                 top_reg = 12;
 217         } else {
 218                 lr = regs->regs[30];
 219                 sp = regs->sp;
 220                 top_reg = 29;
 221         }
 222
 223         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 224         print_symbol("PC is at %s\n", instruction_pointer(regs));
 225         print_symbol("LR is at %s\n", lr);
 226         printk("pc : [<%016llx>] lr : [<%016llx>] pstate: %08llx\n",
 227                regs->pc, lr, regs->pstate);
 228         printk("sp : %016llx\n", sp);
 229         for (i = top_reg; i >= 0; i--) {
 230                 printk("x%-2d: %016llx ", i, regs->regs[i]);
 231                 if (i % 2 == 0)
 232                         printk("\n");
 233         }
 234         if (!user_mode(regs))
 235                 show_extra_register_data(regs, 128);
 236         printk("\n");
 237 }
 238
 239 void show_regs(struct pt_regs * regs)
 240 {
 241         printk("\n");
 242         __show_regs(regs);
 243 }
 244
 245 /*
 246  * Free current thread data structures etc..
 247  */
 248 void exit_thread(void)
 249 {
 250 }
 251
 252 static void tls_thread_flush(void)
 253 {
 254         asm ("msr tpidr_el0, xzr");
 255
 256         if (is_compat_task()) {
 257                 current->thread.tp_value = 0;
 258
 259                 /*
 260                  * We need to ensure ordering between the shadow state and the
 261                  * hardware state, so that we don't corrupt the hardware state
 262                  * with a stale shadow state during context switch.
 263                  */
 264                 barrier();
 265                 asm ("msr tpidrro_el0, xzr");
 266         }
 267 }
 268
 269 void flush_thread(void)
 270 {
 271         fpsimd_flush_thread();
 272         tls_thread_flush();
 273         flush_ptrace_hw_breakpoint(current);
 274 }
 275
 276 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 277 {
 278 }
 279
 280 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 281 {
 282         fpsimd_preserve_current_state();
 283         *dst = *src;
 284         return 0;
 285 }
 286
 287 asmlinkage void ret_from_fork(void) asm("ret_from_fork");
 288
 289 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
 290                 unsigned long stk_sz, struct task_struct *p)
 291 {
 292         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 293         unsigned long tls = p->thread.tp_value;
 294
 295         memset(&p->thread.cpu_context, 0, sizeof(struct cpu_context));
 296
 297         if (likely(!(p->flags & PF_KTHREAD))) {
 298                 *childregs = *current_pt_regs();
 299                 childregs->regs[0] = 0;
 300                 if (is_compat_thread(task_thread_info(p))) {
 301                         if (stack_start)
 302                                 childregs->compat_sp = stack_start;
 303                 } else {
 304                         /*
 305                          * Read the current TLS pointer from tpidr_el0 as it may be
 306                          * out-of-sync with the saved value.
 307                          */
 308                         asm("mrs %0, tpidr_el0" : "=r" (tls));
 309                         if (stack_start) {
 310                                 /* 16-byte aligned stack mandatory on AArch64 */
 311                                 if (stack_start & 15)
 312                                         return -EINVAL;
 313                                 childregs->sp = stack_start;
 314                         }
 315                 }
 316                 /*
 317                  * If a TLS pointer was passed to clone (4th argument), use it
 318                  * for the new thread.
 319                  */
 320                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 321                         tls = childregs->regs[3];
 322         } else {
 323                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 324                 childregs->pstate = PSR_MODE_EL1h;
 325                 p->thread.cpu_context.x19 = stack_start;
 326                 p->thread.cpu_context.x20 = stk_sz;
 327         }
 328         p->thread.cpu_context.pc = (unsigned long)ret_from_fork;
 329         p->thread.cpu_context.sp = (unsigned long)childregs;
 330         p->thread.tp_value = tls;
 331
 332         ptrace_hw_copy_thread(p);
 333
 334         return 0;
 335 }
 336
 337 static void tls_thread_switch(struct task_struct *next)
 338 {
 339         unsigned long tpidr, tpidrro;
 340
 341         if (!is_compat_task()) {
 342                 asm("mrs %0, tpidr_el0" : "=r" (tpidr));
 343                 current->thread.tp_value = tpidr;
 344         }
 345
 346         if (is_compat_thread(task_thread_info(next))) {
 347                 tpidr = 0;
 348                 tpidrro = next->thread.tp_value;
 349         } else {
 350                 tpidr = next->thread.tp_value;
 351                 tpidrro = 0;
 352         }
 353
 354         asm(
 355         "       msr     tpidr_el0, %0\n"
 356         "       msr     tpidrro_el0, %1"
 357         : : "r" (tpidr), "r" (tpidrro));
 358 }
 359
 360 /*
 361  * Thread switching.
 362  */
 363 struct task_struct *__switch_to(struct task_struct *prev,
 364                                 struct task_struct *next)
 365 {
 366         struct task_struct *last;
 367
 368         fpsimd_thread_switch(next);
 369         tls_thread_switch(next);
 370         hw_breakpoint_thread_switch(next);
 371         contextidr_thread_switch(next);
 372
 373         /*
 374          * Complete any pending TLB or cache maintenance on this CPU in case
 375          * the thread migrates to a different CPU.
 376          */
 377         dsb(ish);
 378
 379         /* the actual thread switch */
 380         last = cpu_switch_to(prev, next);
 381
 382         return last;
 383 }
 384
 385 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 386 {
 387         struct stackframe frame;
 388         unsigned long stack_page;
 389         int count = 0;
 390         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 391                 return 0;
 392
 393         frame.fp = thread_saved_fp(p);
 394         frame.sp = thread_saved_sp(p);
 395         frame.pc = thread_saved_pc(p);
 396         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 397         do {
 398                 if (frame.sp < stack_page ||
 399                     frame.sp >= stack_page + THREAD_SIZE ||
 400                     unwind_frame(&frame))
 401                         return 0;
 402                 if (!in_sched_functions(frame.pc))
 403                         return frame.pc;
 404         } while (count ++ < 16);
 405         return 0;
 406 }
 407
 408 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 409 {
 410         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 411                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
 412         return sp & ~0xf;
 413 }
 414
 415 static unsigned long randomize_base(unsigned long base)
 416 {
 417         unsigned long range_end = base + (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT) + 1;
 418         return randomize_range(base, range_end, 0) ? : base;
 419 }
 420
 421 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 422 {
 423         return randomize_base(mm->brk);
 424 }
 425
 426 unsigned long randomize_et_dyn(unsigned long base)
 427 {
 428         return randomize_base(base);
 429 }
 430
 431 void arch_cpu_idle_enter(void)
 432 {
 433         idle_notifier_call_chain(IDLE_START);
 434 }
 435
 436 void arch_cpu_idle_exit(void)
 437 {
 438         idle_notifier_call_chain(IDLE_END);
 439 }