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 static void setup_restart(void)
  56 {
  57         /*
  58          * Tell the mm system that we are going to reboot -
  59          * we may need it to insert some 1:1 mappings so that
  60          * soft boot works.
  61          */
  62         setup_mm_for_reboot();
  63
  64         /* Clean and invalidate caches */
  65         flush_cache_all();
  66
  67         /* Turn D-cache off */
  68         cpu_cache_off();
  69
  70         /* Push out any further dirty data, and ensure cache is empty */
  71         flush_cache_all();
  72 }
  73
  74 void soft_restart(unsigned long addr)
  75 {
  76         typedef void (*phys_reset_t)(unsigned long);
  77         phys_reset_t phys_reset;
  78
  79         setup_restart();
  80
  81         /* Switch to the identity mapping */
  82         phys_reset = (phys_reset_t)virt_to_phys(cpu_reset);
  83         phys_reset(addr);
  84
  85         /* Should never get here */
  86         BUG();
  87 }
  88
  89 /*
  90  * Function pointers to optional machine specific functions
  91  */
  92 void (*pm_power_off)(void);
  93 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
  94
  95 void (*arm_pm_restart)(char str, const char *cmd);
  96 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_pm_restart);
  97
  98 void arch_cpu_idle_prepare(void)
  99 {
 100         local_fiq_enable();
 101 }
 102
 103 /*
 104  * This is our default idle handler.
 105  */
 106 void arch_cpu_idle(void)
 107 {
 108         /*
 109          * This should do all the clock switching and wait for interrupt
 110          * tricks
 111          */
 112         if (cpuidle_idle_call()) {
 113                 cpu_do_idle();
 114                 local_irq_enable();
 115         }
 116 }
 117
 118 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 119 void arch_cpu_idle_dead(void)
 120 {
 121        cpu_die();
 122 }
 123 #endif
 124
 125 void machine_shutdown(void)
 126 {
 127 #ifdef CONFIG_SMP
 128         smp_send_stop();
 129 #endif
 130 }
 131
 132 void machine_halt(void)
 133 {
 134         machine_shutdown();
 135         while (1);
 136 }
 137
 138 void machine_power_off(void)
 139 {
 140         machine_shutdown();
 141         if (pm_power_off)
 142                 pm_power_off();
 143 }
 144
 145 void machine_restart(char *cmd)
 146 {
 147         machine_shutdown();
 148
 149         /* Disable interrupts first */
 150         local_irq_disable();
 151         local_fiq_disable();
 152
 153         /* Now call the architecture specific reboot code. */
 154         if (arm_pm_restart)
 155                 arm_pm_restart('h', cmd);
 156
 157         /*
 158          * Whoops - the architecture was unable to reboot.
 159          */
 160         printk("Reboot failed -- System halted\n");
 161         while (1);
 162 }
 163
 164 /*
 165  * dump a block of kernel memory from around the given address
 166  */
 167 static void show_data(unsigned long addr, int nbytes, const char *name)
 168 {
 169         int     i, j;
 170         int     nlines;
 171         u32     *p;
 172
 173         /*
 174          * don't attempt to dump non-kernel addresses or
 175          * values that are probably just small negative numbers
 176          */
 177         if (addr < PAGE_OFFSET || addr > -256UL)
 178                 return;
 179
 180         printk("\n%s: %#lx:\n", name, addr);
 181
 182         /*
 183          * round address down to a 32 bit boundary
 184          * and always dump a multiple of 32 bytes
 185          */
 186         p = (u32 *)(addr & ~(sizeof(u32) - 1));
 187         nbytes += (addr & (sizeof(u32) - 1));
 188         nlines = (nbytes + 31) / 32;
 189
 190
 191         for (i = 0; i < nlines; i++) {
 192                 /*
 193                  * just display low 16 bits of address to keep
 194                  * each line of the dump < 80 characters
 195                  */
 196                 printk("%04lx ", (unsigned long)p & 0xffff);
 197                 for (j = 0; j < 8; j++) {
 198                         u32     data;
 199                         if (probe_kernel_address(p, data)) {
 200                                 printk(" ********");
 201                         } else {
 202                                 printk(" %08x", data);
 203                         }
 204                         ++p;
 205                 }
 206                 printk("\n");
 207         }
 208 }
 209
 210 static void show_extra_register_data(struct pt_regs *regs, int nbytes)
 211 {
 212         mm_segment_t fs;
 213         unsigned int i;
 214
 215         fs = get_fs();
 216         set_fs(KERNEL_DS);
 217         show_data(regs->pc - nbytes, nbytes * 2, "PC");
 218         show_data(regs->regs[30] - nbytes, nbytes * 2, "LR");
 219         show_data(regs->sp - nbytes, nbytes * 2, "SP");
 220         for (i = 0; i < 30; i++) {
 221                 char name[4];
 222                 snprintf(name, sizeof(name), "X%u", i);
 223                 show_data(regs->regs[i] - nbytes, nbytes * 2, name);
 224         }
 225         set_fs(fs);
 226 }
 227
 228 void __show_regs(struct pt_regs *regs)
 229 {
 230         int i, top_reg;
 231         u64 lr, sp;
 232
 233         if (compat_user_mode(regs)) {
 234                 lr = regs->compat_lr;
 235                 sp = regs->compat_sp;
 236                 top_reg = 12;
 237         } else {
 238                 lr = regs->regs[30];
 239                 sp = regs->sp;
 240                 top_reg = 29;
 241         }
 242
 243         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 244         print_symbol("PC is at %s\n", instruction_pointer(regs));
 245         print_symbol("LR is at %s\n", lr);
 246         printk("pc : [<%016llx>] lr : [<%016llx>] pstate: %08llx\n",
 247                regs->pc, lr, regs->pstate);
 248         printk("sp : %016llx\n", sp);
 249         for (i = top_reg; i >= 0; i--) {
 250                 printk("x%-2d: %016llx ", i, regs->regs[i]);
 251                 if (i % 2 == 0)
 252                         printk("\n");
 253         }
 254         if (!user_mode(regs))
 255                 show_extra_register_data(regs, 128);
 256         printk("\n");
 257 }
 258
 259 void show_regs(struct pt_regs * regs)
 260 {
 261         printk("\n");
 262         __show_regs(regs);
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Free current thread data structures etc..
 267  */
 268 void exit_thread(void)
 269 {
 270 }
 271
 272 static void tls_thread_flush(void)
 273 {
 274         asm ("msr tpidr_el0, xzr");
 275
 276         if (is_compat_task()) {
 277                 current->thread.tp_value = 0;
 278
 279                 /*
 280                  * We need to ensure ordering between the shadow state and the
 281                  * hardware state, so that we don't corrupt the hardware state
 282                  * with a stale shadow state during context switch.
 283                  */
 284                 barrier();
 285                 asm ("msr tpidrro_el0, xzr");
 286         }
 287 }
 288
 289 void flush_thread(void)
 290 {
 291         fpsimd_flush_thread();
 292         tls_thread_flush();
 293         flush_ptrace_hw_breakpoint(current);
 294 }
 295
 296 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 297 {
 298 }
 299
 300 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 301 {
 302         fpsimd_preserve_current_state();
 303         *dst = *src;
 304         return 0;
 305 }
 306
 307 asmlinkage void ret_from_fork(void) asm("ret_from_fork");
 308
 309 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
 310                 unsigned long stk_sz, struct task_struct *p)
 311 {
 312         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 313         unsigned long tls = p->thread.tp_value;
 314
 315         memset(&p->thread.cpu_context, 0, sizeof(struct cpu_context));
 316
 317         if (likely(!(p->flags & PF_KTHREAD))) {
 318                 *childregs = *current_pt_regs();
 319                 childregs->regs[0] = 0;
 320                 if (is_compat_thread(task_thread_info(p))) {
 321                         if (stack_start)
 322                                 childregs->compat_sp = stack_start;
 323                 } else {
 324                         /*
 325                          * Read the current TLS pointer from tpidr_el0 as it may be
 326                          * out-of-sync with the saved value.
 327                          */
 328                         asm("mrs %0, tpidr_el0" : "=r" (tls));
 329                         if (stack_start) {
 330                                 /* 16-byte aligned stack mandatory on AArch64 */
 331                                 if (stack_start & 15)
 332                                         return -EINVAL;
 333                                 childregs->sp = stack_start;
 334                         }
 335                 }
 336                 /*
 337                  * If a TLS pointer was passed to clone (4th argument), use it
 338                  * for the new thread.
 339                  */
 340                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 341                         tls = childregs->regs[3];
 342         } else {
 343                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 344                 childregs->pstate = PSR_MODE_EL1h;
 345                 p->thread.cpu_context.x19 = stack_start;
 346                 p->thread.cpu_context.x20 = stk_sz;
 347         }
 348         p->thread.cpu_context.pc = (unsigned long)ret_from_fork;
 349         p->thread.cpu_context.sp = (unsigned long)childregs;
 350         p->thread.tp_value = tls;
 351
 352         ptrace_hw_copy_thread(p);
 353
 354         return 0;
 355 }
 356
 357 static void tls_thread_switch(struct task_struct *next)
 358 {
 359         unsigned long tpidr, tpidrro;
 360
 361         if (!is_compat_task()) {
 362                 asm("mrs %0, tpidr_el0" : "=r" (tpidr));
 363                 current->thread.tp_value = tpidr;
 364         }
 365
 366         if (is_compat_thread(task_thread_info(next))) {
 367                 tpidr = 0;
 368                 tpidrro = next->thread.tp_value;
 369         } else {
 370                 tpidr = next->thread.tp_value;
 371                 tpidrro = 0;
 372         }
 373
 374         asm(
 375         "       msr     tpidr_el0, %0\n"
 376         "       msr     tpidrro_el0, %1"
 377         : : "r" (tpidr), "r" (tpidrro));
 378 }
 379
 380 /*
 381  * Thread switching.
 382  */
 383 struct task_struct *__switch_to(struct task_struct *prev,
 384                                 struct task_struct *next)
 385 {
 386         struct task_struct *last;
 387
 388         fpsimd_thread_switch(next);
 389         tls_thread_switch(next);
 390         hw_breakpoint_thread_switch(next);
 391         contextidr_thread_switch(next);
 392
 393         /*
 394          * Complete any pending TLB or cache maintenance on this CPU in case
 395          * the thread migrates to a different CPU.
 396          */
 397         dsb(ish);
 398
 399         /* the actual thread switch */
 400         last = cpu_switch_to(prev, next);
 401
 402         return last;
 403 }
 404
 405 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 406 {
 407         struct stackframe frame;
 408         unsigned long stack_page;
 409         int count = 0;
 410         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 411                 return 0;
 412
 413         frame.fp = thread_saved_fp(p);
 414         frame.sp = thread_saved_sp(p);
 415         frame.pc = thread_saved_pc(p);
 416         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 417         do {
 418                 if (frame.sp < stack_page ||
 419                     frame.sp >= stack_page + THREAD_SIZE ||
 420                     unwind_frame(&frame))
 421                         return 0;
 422                 if (!in_sched_functions(frame.pc))
 423                         return frame.pc;
 424         } while (count ++ < 16);
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 429 {
 430         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 431                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
 432         return sp & ~0xf;
 433 }
 434
 435 static unsigned long randomize_base(unsigned long base)
 436 {
 437         unsigned long range_end = base + (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT) + 1;
 438         return randomize_range(base, range_end, 0) ? : base;
 439 }
 440
 441 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 442 {
 443         return randomize_base(mm->brk);
 444 }
 445
 446 unsigned long randomize_et_dyn(unsigned long base)
 447 {
 448         return randomize_base(base);
 449 }