iw_cxgb4: gracefully handle unknown CQE status errors
[linux-2.6-block.git] / arch / x86 / kernel / process_64.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
3  *
4  *  Pentium III FXSR, SSE support
5  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
6  *
7  *  X86-64 port
8  *      Andi Kleen.
9  *
10  *      CPU hotplug support - ashok.raj@intel.com
11  */
12
13 /*
14  * This file handles the architecture-dependent parts of process handling..
15  */
16
17 #include <linux/cpu.h>
18 #include <linux/errno.h>
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/fs.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/elfcore.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/user.h>
27 #include <linux/interrupt.h>
28 #include <linux/delay.h>
29 #include <linux/module.h>
30 #include <linux/ptrace.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/kprobes.h>
33 #include <linux/kdebug.h>
34 #include <linux/prctl.h>
35 #include <linux/uaccess.h>
36 #include <linux/io.h>
37 #include <linux/ftrace.h>
38
39 #include <asm/pgtable.h>
40 #include <asm/processor.h>
41 #include <asm/fpu/internal.h>
42 #include <asm/mmu_context.h>
43 #include <asm/prctl.h>
44 #include <asm/desc.h>
45 #include <asm/proto.h>
46 #include <asm/ia32.h>
47 #include <asm/idle.h>
48 #include <asm/syscalls.h>
49 #include <asm/debugreg.h>
50 #include <asm/switch_to.h>
51
52 asmlinkage extern void ret_from_fork(void);
53
54 __visible DEFINE_PER_CPU(unsigned long, rsp_scratch);
55
56 /* Prints also some state that isn't saved in the pt_regs */
57 void __show_regs(struct pt_regs *regs, int all)
58 {
59         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L, fs, gs, shadowgs;
60         unsigned long d0, d1, d2, d3, d6, d7;
61         unsigned int fsindex, gsindex;
62         unsigned int ds, cs, es;
63
64         printk(KERN_DEFAULT "RIP: %04lx:[<%016lx>] ", regs->cs & 0xffff, regs->ip);
65         printk_address(regs->ip);
66         printk(KERN_DEFAULT "RSP: %04lx:%016lx  EFLAGS: %08lx\n", regs->ss,
67                         regs->sp, regs->flags);
68         printk(KERN_DEFAULT "RAX: %016lx RBX: %016lx RCX: %016lx\n",
69                regs->ax, regs->bx, regs->cx);
70         printk(KERN_DEFAULT "RDX: %016lx RSI: %016lx RDI: %016lx\n",
71                regs->dx, regs->si, regs->di);
72         printk(KERN_DEFAULT "RBP: %016lx R08: %016lx R09: %016lx\n",
73                regs->bp, regs->r8, regs->r9);
74         printk(KERN_DEFAULT "R10: %016lx R11: %016lx R12: %016lx\n",
75                regs->r10, regs->r11, regs->r12);
76         printk(KERN_DEFAULT "R13: %016lx R14: %016lx R15: %016lx\n",
77                regs->r13, regs->r14, regs->r15);
78
79         asm("movl %%ds,%0" : "=r" (ds));
80         asm("movl %%cs,%0" : "=r" (cs));
81         asm("movl %%es,%0" : "=r" (es));
82         asm("movl %%fs,%0" : "=r" (fsindex));
83         asm("movl %%gs,%0" : "=r" (gsindex));
84
85         rdmsrl(MSR_FS_BASE, fs);
86         rdmsrl(MSR_GS_BASE, gs);
87         rdmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, shadowgs);
88
89         if (!all)
90                 return;
91
92         cr0 = read_cr0();
93         cr2 = read_cr2();
94         cr3 = read_cr3();
95         cr4 = __read_cr4();
96
97         printk(KERN_DEFAULT "FS:  %016lx(%04x) GS:%016lx(%04x) knlGS:%016lx\n",
98                fs, fsindex, gs, gsindex, shadowgs);
99         printk(KERN_DEFAULT "CS:  %04x DS: %04x ES: %04x CR0: %016lx\n", cs, ds,
100                         es, cr0);
101         printk(KERN_DEFAULT "CR2: %016lx CR3: %016lx CR4: %016lx\n", cr2, cr3,
102                         cr4);
103
104         get_debugreg(d0, 0);
105         get_debugreg(d1, 1);
106         get_debugreg(d2, 2);
107         get_debugreg(d3, 3);
108         get_debugreg(d6, 6);
109         get_debugreg(d7, 7);
110
111         /* Only print out debug registers if they are in their non-default state. */
112         if ((d0 == 0) && (d1 == 0) && (d2 == 0) && (d3 == 0) &&
113             (d6 == DR6_RESERVED) && (d7 == 0x400))
114                 return;
115
116         printk(KERN_DEFAULT "DR0: %016lx DR1: %016lx DR2: %016lx\n", d0, d1, d2);
117         printk(KERN_DEFAULT "DR3: %016lx DR6: %016lx DR7: %016lx\n", d3, d6, d7);
118
119 }
120
121 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
122 {
123         if (dead_task->mm) {
124                 if (dead_task->mm->context.size) {
125                         pr_warn("WARNING: dead process %s still has LDT? <%p/%d>\n",
126                                 dead_task->comm,
127                                 dead_task->mm->context.ldt,
128                                 dead_task->mm->context.size);
129                         BUG();
130                 }
131         }
132 }
133
134 static inline void set_32bit_tls(struct task_struct *t, int tls, u32 addr)
135 {
136         struct user_desc ud = {
137                 .base_addr = addr,
138                 .limit = 0xfffff,
139                 .seg_32bit = 1,
140                 .limit_in_pages = 1,
141                 .useable = 1,
142         };
143         struct desc_struct *desc = t->thread.tls_array;
144         desc += tls;
145         fill_ldt(desc, &ud);
146 }
147
148 static inline u32 read_32bit_tls(struct task_struct *t, int tls)
149 {
150         return get_desc_base(&t->thread.tls_array[tls]);
151 }
152
153 int copy_thread_tls(unsigned long clone_flags, unsigned long sp,
154                 unsigned long arg, struct task_struct *p, unsigned long tls)
155 {
156         int err;
157         struct pt_regs *childregs;
158         struct task_struct *me = current;
159
160         p->thread.sp0 = (unsigned long)task_stack_page(p) + THREAD_SIZE;
161         childregs = task_pt_regs(p);
162         p->thread.sp = (unsigned long) childregs;
163         set_tsk_thread_flag(p, TIF_FORK);
164         p->thread.io_bitmap_ptr = NULL;
165
166         savesegment(gs, p->thread.gsindex);
167         p->thread.gs = p->thread.gsindex ? 0 : me->thread.gs;
168         savesegment(fs, p->thread.fsindex);
169         p->thread.fs = p->thread.fsindex ? 0 : me->thread.fs;
170         savesegment(es, p->thread.es);
171         savesegment(ds, p->thread.ds);
172         memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
173
174         if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD)) {
175                 /* kernel thread */
176                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
177                 childregs->sp = (unsigned long)childregs;
178                 childregs->ss = __KERNEL_DS;
179                 childregs->bx = sp; /* function */
180                 childregs->bp = arg;
181                 childregs->orig_ax = -1;
182                 childregs->cs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
183                 childregs->flags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_FIXED;
184                 return 0;
185         }
186         *childregs = *current_pt_regs();
187
188         childregs->ax = 0;
189         if (sp)
190                 childregs->sp = sp;
191
192         err = -ENOMEM;
193         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(me, TIF_IO_BITMAP))) {
194                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(me->thread.io_bitmap_ptr,
195                                                   IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
196                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
197                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
198                         return -ENOMEM;
199                 }
200                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
201         }
202
203         /*
204          * Set a new TLS for the child thread?
205          */
206         if (clone_flags & CLONE_SETTLS) {
207 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
208                 if (is_ia32_task())
209                         err = do_set_thread_area(p, -1,
210                                 (struct user_desc __user *)tls, 0);
211                 else
212 #endif
213                         err = do_arch_prctl(p, ARCH_SET_FS, tls);
214                 if (err)
215                         goto out;
216         }
217         err = 0;
218 out:
219         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
220                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
221                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
222         }
223
224         return err;
225 }
226
227 static void
228 start_thread_common(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip,
229                     unsigned long new_sp,
230                     unsigned int _cs, unsigned int _ss, unsigned int _ds)
231 {
232         loadsegment(fs, 0);
233         loadsegment(es, _ds);
234         loadsegment(ds, _ds);
235         load_gs_index(0);
236         regs->ip                = new_ip;
237         regs->sp                = new_sp;
238         regs->cs                = _cs;
239         regs->ss                = _ss;
240         regs->flags             = X86_EFLAGS_IF;
241         force_iret();
242 }
243
244 void
245 start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
246 {
247         start_thread_common(regs, new_ip, new_sp,
248                             __USER_CS, __USER_DS, 0);
249 }
250
251 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
252 void start_thread_ia32(struct pt_regs *regs, u32 new_ip, u32 new_sp)
253 {
254         start_thread_common(regs, new_ip, new_sp,
255                             test_thread_flag(TIF_X32)
256                             ? __USER_CS : __USER32_CS,
257                             __USER_DS, __USER_DS);
258 }
259 #endif
260
261 /*
262  *      switch_to(x,y) should switch tasks from x to y.
263  *
264  * This could still be optimized:
265  * - fold all the options into a flag word and test it with a single test.
266  * - could test fs/gs bitsliced
267  *
268  * Kprobes not supported here. Set the probe on schedule instead.
269  * Function graph tracer not supported too.
270  */
271 __visible __notrace_funcgraph struct task_struct *
272 __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
273 {
274         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread;
275         struct thread_struct *next = &next_p->thread;
276         struct fpu *prev_fpu = &prev->fpu;
277         struct fpu *next_fpu = &next->fpu;
278         int cpu = smp_processor_id();
279         struct tss_struct *tss = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
280         unsigned fsindex, gsindex;
281         fpu_switch_t fpu_switch;
282
283         fpu_switch = switch_fpu_prepare(prev_fpu, next_fpu, cpu);
284
285         /* We must save %fs and %gs before load_TLS() because
286          * %fs and %gs may be cleared by load_TLS().
287          *
288          * (e.g. xen_load_tls())
289          */
290         savesegment(fs, fsindex);
291         savesegment(gs, gsindex);
292
293         /*
294          * Load TLS before restoring any segments so that segment loads
295          * reference the correct GDT entries.
296          */
297         load_TLS(next, cpu);
298
299         /*
300          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.  This
301          * must be done after loading TLS entries in the GDT but before
302          * loading segments that might reference them, and and it must
303          * be done before fpu__restore(), so the TS bit is up to
304          * date.
305          */
306         arch_end_context_switch(next_p);
307
308         /* Switch DS and ES.
309          *
310          * Reading them only returns the selectors, but writing them (if
311          * nonzero) loads the full descriptor from the GDT or LDT.  The
312          * LDT for next is loaded in switch_mm, and the GDT is loaded
313          * above.
314          *
315          * We therefore need to write new values to the segment
316          * registers on every context switch unless both the new and old
317          * values are zero.
318          *
319          * Note that we don't need to do anything for CS and SS, as
320          * those are saved and restored as part of pt_regs.
321          */
322         savesegment(es, prev->es);
323         if (unlikely(next->es | prev->es))
324                 loadsegment(es, next->es);
325
326         savesegment(ds, prev->ds);
327         if (unlikely(next->ds | prev->ds))
328                 loadsegment(ds, next->ds);
329
330         /*
331          * Switch FS and GS.
332          *
333          * These are even more complicated than FS and GS: they have
334          * 64-bit bases are that controlled by arch_prctl.  Those bases
335          * only differ from the values in the GDT or LDT if the selector
336          * is 0.
337          *
338          * Loading the segment register resets the hidden base part of
339          * the register to 0 or the value from the GDT / LDT.  If the
340          * next base address zero, writing 0 to the segment register is
341          * much faster than using wrmsr to explicitly zero the base.
342          *
343          * The thread_struct.fs and thread_struct.gs values are 0
344          * if the fs and gs bases respectively are not overridden
345          * from the values implied by fsindex and gsindex.  They
346          * are nonzero, and store the nonzero base addresses, if
347          * the bases are overridden.
348          *
349          * (fs != 0 && fsindex != 0) || (gs != 0 && gsindex != 0) should
350          * be impossible.
351          *
352          * Therefore we need to reload the segment registers if either
353          * the old or new selector is nonzero, and we need to override
354          * the base address if next thread expects it to be overridden.
355          *
356          * This code is unnecessarily slow in the case where the old and
357          * new indexes are zero and the new base is nonzero -- it will
358          * unnecessarily write 0 to the selector before writing the new
359          * base address.
360          *
361          * Note: This all depends on arch_prctl being the only way that
362          * user code can override the segment base.  Once wrfsbase and
363          * wrgsbase are enabled, most of this code will need to change.
364          */
365         if (unlikely(fsindex | next->fsindex | prev->fs)) {
366                 loadsegment(fs, next->fsindex);
367
368                 /*
369                  * If user code wrote a nonzero value to FS, then it also
370                  * cleared the overridden base address.
371                  *
372                  * XXX: if user code wrote 0 to FS and cleared the base
373                  * address itself, we won't notice and we'll incorrectly
374                  * restore the prior base address next time we reschdule
375                  * the process.
376                  */
377                 if (fsindex)
378                         prev->fs = 0;
379         }
380         if (next->fs)
381                 wrmsrl(MSR_FS_BASE, next->fs);
382         prev->fsindex = fsindex;
383
384         if (unlikely(gsindex | next->gsindex | prev->gs)) {
385                 load_gs_index(next->gsindex);
386
387                 /* This works (and fails) the same way as fsindex above. */
388                 if (gsindex)
389                         prev->gs = 0;
390         }
391         if (next->gs)
392                 wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, next->gs);
393         prev->gsindex = gsindex;
394
395         switch_fpu_finish(next_fpu, fpu_switch);
396
397         /*
398          * Switch the PDA and FPU contexts.
399          */
400         this_cpu_write(current_task, next_p);
401
402         /*
403          * If it were not for PREEMPT_ACTIVE we could guarantee that the
404          * preempt_count of all tasks was equal here and this would not be
405          * needed.
406          */
407         task_thread_info(prev_p)->saved_preempt_count = this_cpu_read(__preempt_count);
408         this_cpu_write(__preempt_count, task_thread_info(next_p)->saved_preempt_count);
409
410         /* Reload esp0 and ss1.  This changes current_thread_info(). */
411         load_sp0(tss, next);
412
413         /*
414          * Now maybe reload the debug registers and handle I/O bitmaps
415          */
416         if (unlikely(task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_NEXT ||
417                      task_thread_info(prev_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW_PREV))
418                 __switch_to_xtra(prev_p, next_p, tss);
419
420         if (static_cpu_has_bug(X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS)) {
421                 /*
422                  * AMD CPUs have a misfeature: SYSRET sets the SS selector but
423                  * does not update the cached descriptor.  As a result, if we
424                  * do SYSRET while SS is NULL, we'll end up in user mode with
425                  * SS apparently equal to __USER_DS but actually unusable.
426                  *
427                  * The straightforward workaround would be to fix it up just
428                  * before SYSRET, but that would slow down the system call
429                  * fast paths.  Instead, we ensure that SS is never NULL in
430                  * system call context.  We do this by replacing NULL SS
431                  * selectors at every context switch.  SYSCALL sets up a valid
432                  * SS, so the only way to get NULL is to re-enter the kernel
433                  * from CPL 3 through an interrupt.  Since that can't happen
434                  * in the same task as a running syscall, we are guaranteed to
435                  * context switch between every interrupt vector entry and a
436                  * subsequent SYSRET.
437                  *
438                  * We read SS first because SS reads are much faster than
439                  * writes.  Out of caution, we force SS to __KERNEL_DS even if
440                  * it previously had a different non-NULL value.
441                  */
442                 unsigned short ss_sel;
443                 savesegment(ss, ss_sel);
444                 if (ss_sel != __KERNEL_DS)
445                         loadsegment(ss, __KERNEL_DS);
446         }
447
448         return prev_p;
449 }
450
451 void set_personality_64bit(void)
452 {
453         /* inherit personality from parent */
454
455         /* Make sure to be in 64bit mode */
456         clear_thread_flag(TIF_IA32);
457         clear_thread_flag(TIF_ADDR32);
458         clear_thread_flag(TIF_X32);
459
460         /* Ensure the corresponding mm is not marked. */
461         if (current->mm)
462                 current->mm->context.ia32_compat = 0;
463
464         /* TBD: overwrites user setup. Should have two bits.
465            But 64bit processes have always behaved this way,
466            so it's not too bad. The main problem is just that
467            32bit childs are affected again. */
468         current->personality &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
469 }
470
471 void set_personality_ia32(bool x32)
472 {
473         /* inherit personality from parent */
474
475         /* Make sure to be in 32bit mode */
476         set_thread_flag(TIF_ADDR32);
477
478         /* Mark the associated mm as containing 32-bit tasks. */
479         if (x32) {
480                 clear_thread_flag(TIF_IA32);
481                 set_thread_flag(TIF_X32);
482                 if (current->mm)
483                         current->mm->context.ia32_compat = TIF_X32;
484                 current->personality &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
485                 /* is_compat_task() uses the presence of the x32
486                    syscall bit flag to determine compat status */
487                 current_thread_info()->status &= ~TS_COMPAT;
488         } else {
489                 set_thread_flag(TIF_IA32);
490                 clear_thread_flag(TIF_X32);
491                 if (current->mm)
492                         current->mm->context.ia32_compat = TIF_IA32;
493                 current->personality |= force_personality32;
494                 /* Prepare the first "return" to user space */
495                 current_thread_info()->status |= TS_COMPAT;
496         }
497 }
498 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_personality_ia32);
499
500 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
501 {
502         unsigned long stack;
503         u64 fp, ip;
504         int count = 0;
505
506         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
507                 return 0;
508         stack = (unsigned long)task_stack_page(p);
509         if (p->thread.sp < stack || p->thread.sp >= stack+THREAD_SIZE)
510                 return 0;
511         fp = *(u64 *)(p->thread.sp);
512         do {
513                 if (fp < (unsigned long)stack ||
514                     fp >= (unsigned long)stack+THREAD_SIZE)
515                         return 0;
516                 ip = *(u64 *)(fp+8);
517                 if (!in_sched_functions(ip))
518                         return ip;
519                 fp = *(u64 *)fp;
520         } while (count++ < 16);
521         return 0;
522 }
523
524 long do_arch_prctl(struct task_struct *task, int code, unsigned long addr)
525 {
526         int ret = 0;
527         int doit = task == current;
528         int cpu;
529
530         switch (code) {
531         case ARCH_SET_GS:
532                 if (addr >= TASK_SIZE_OF(task))
533                         return -EPERM;
534                 cpu = get_cpu();
535                 /* handle small bases via the GDT because that's faster to
536                    switch. */
537                 if (addr <= 0xffffffff) {
538                         set_32bit_tls(task, GS_TLS, addr);
539                         if (doit) {
540                                 load_TLS(&task->thread, cpu);
541                                 load_gs_index(GS_TLS_SEL);
542                         }
543                         task->thread.gsindex = GS_TLS_SEL;
544                         task->thread.gs = 0;
545                 } else {
546                         task->thread.gsindex = 0;
547                         task->thread.gs = addr;
548                         if (doit) {
549                                 load_gs_index(0);
550                                 ret = wrmsrl_safe(MSR_KERNEL_GS_BASE, addr);
551                         }
552                 }
553                 put_cpu();
554                 break;
555         case ARCH_SET_FS:
556                 /* Not strictly needed for fs, but do it for symmetry
557                    with gs */
558                 if (addr >= TASK_SIZE_OF(task))
559                         return -EPERM;
560                 cpu = get_cpu();
561                 /* handle small bases via the GDT because that's faster to
562                    switch. */
563                 if (addr <= 0xffffffff) {
564                         set_32bit_tls(task, FS_TLS, addr);
565                         if (doit) {
566                                 load_TLS(&task->thread, cpu);
567                                 loadsegment(fs, FS_TLS_SEL);
568                         }
569                         task->thread.fsindex = FS_TLS_SEL;
570                         task->thread.fs = 0;
571                 } else {
572                         task->thread.fsindex = 0;
573                         task->thread.fs = addr;
574                         if (doit) {
575                                 /* set the selector to 0 to not confuse
576                                    __switch_to */
577                                 loadsegment(fs, 0);
578                                 ret = wrmsrl_safe(MSR_FS_BASE, addr);
579                         }
580                 }
581                 put_cpu();
582                 break;
583         case ARCH_GET_FS: {
584                 unsigned long base;
585                 if (task->thread.fsindex == FS_TLS_SEL)
586                         base = read_32bit_tls(task, FS_TLS);
587                 else if (doit)
588                         rdmsrl(MSR_FS_BASE, base);
589                 else
590                         base = task->thread.fs;
591                 ret = put_user(base, (unsigned long __user *)addr);
592                 break;
593         }
594         case ARCH_GET_GS: {
595                 unsigned long base;
596                 unsigned gsindex;
597                 if (task->thread.gsindex == GS_TLS_SEL)
598                         base = read_32bit_tls(task, GS_TLS);
599                 else if (doit) {
600                         savesegment(gs, gsindex);
601                         if (gsindex)
602                                 rdmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, base);
603                         else
604                                 base = task->thread.gs;
605                 } else
606                         base = task->thread.gs;
607                 ret = put_user(base, (unsigned long __user *)addr);
608                 break;
609         }
610
611         default:
612                 ret = -EINVAL;
613                 break;
614         }
615
616         return ret;
617 }
618
619 long sys_arch_prctl(int code, unsigned long addr)
620 {
621         return do_arch_prctl(current, code, addr);
622 }
623
624 unsigned long KSTK_ESP(struct task_struct *task)
625 {
626         return task_pt_regs(task)->sp;
627 }