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/elfcore.h>
  38 #include <linux/pm.h>
  39 #include <linux/tick.h>
  40 #include <linux/utsname.h>
  41 #include <linux/uaccess.h>
  42 #include <linux/random.h>
  43 #include <linux/hw_breakpoint.h>
  44 #include <linux/personality.h>
  45 #include <linux/notifier.h>
  46
  47 #include <asm/compat.h>
  48 #include <asm/cacheflush.h>
  49 #include <asm/fpsimd.h>
  50 #include <asm/mmu_context.h>
  51 #include <asm/processor.h>
  52 #include <asm/stacktrace.h>
  53
  54 static void setup_restart(void)
  55 {
  56         /*
  57          * Tell the mm system that we are going to reboot -
  58          * we may need it to insert some 1:1 mappings so that
  59          * soft boot works.
  60          */
  61         setup_mm_for_reboot();
  62
  63         /* Clean and invalidate caches */
  64         flush_cache_all();
  65
  66         /* Turn D-cache off */
  67         cpu_cache_off();
  68
  69         /* Push out any further dirty data, and ensure cache is empty */
  70         flush_cache_all();
  71 }
  72
  73 void soft_restart(unsigned long addr)
  74 {
  75         typedef void (*phys_reset_t)(unsigned long);
  76         phys_reset_t phys_reset;
  77
  78         setup_restart();
  79
  80         /* Switch to the identity mapping */
  81         phys_reset = (phys_reset_t)virt_to_phys(cpu_reset);
  82         phys_reset(addr);
  83
  84         /* Should never get here */
  85         BUG();
  86 }
  87
  88 /*
  89  * Function pointers to optional machine specific functions
  90  */
  91 void (*pm_power_off)(void);
  92 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
  93
  94 void (*arm_pm_restart)(enum reboot_mode reboot_mode, const char *cmd);
  95 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_pm_restart);
  96
  97 /*
  98  * This is our default idle handler.
  99  */
 100 void arch_cpu_idle(void)
 101 {
 102         /*
 103          * This should do all the clock switching and wait for interrupt
 104          * tricks
 105          */
 106         cpu_do_idle();
 107         local_irq_enable();
 108 }
 109
 110 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 111 void arch_cpu_idle_dead(void)
 112 {
 113        cpu_die();
 114 }
 115 #endif
 116
 117 /*
 118  * Called by kexec, immediately prior to machine_kexec().
 119  *
 120  * This must completely disable all secondary CPUs; simply causing those CPUs
 121  * to execute e.g. a RAM-based pin loop is not sufficient. This allows the
 122  * kexec'd kernel to use any and all RAM as it sees fit, without having to
 123  * avoid any code or data used by any SW CPU pin loop. The CPU hotplug
 124  * functionality embodied in disable_nonboot_cpus() to achieve this.
 125  */
 126 void machine_shutdown(void)
 127 {
 128         disable_nonboot_cpus();
 129 }
 130
 131 /*
 132  * Halting simply requires that the secondary CPUs stop performing any
 133  * activity (executing tasks, handling interrupts). smp_send_stop()
 134  * achieves this.
 135  */
 136 void machine_halt(void)
 137 {
 138         local_irq_disable();
 139         smp_send_stop();
 140         while (1);
 141 }
 142
 143 /*
 144  * Power-off simply requires that the secondary CPUs stop performing any
 145  * activity (executing tasks, handling interrupts). smp_send_stop()
 146  * achieves this. When the system power is turned off, it will take all CPUs
 147  * with it.
 148  */
 149 void machine_power_off(void)
 150 {
 151         local_irq_disable();
 152         smp_send_stop();
 153         if (pm_power_off)
 154                 pm_power_off();
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Restart requires that the secondary CPUs stop performing any activity
 159  * while the primary CPU resets the system. Systems with a single CPU can
 160  * use soft_restart() as their machine descriptor's .restart hook, since that
 161  * will cause the only available CPU to reset. Systems with multiple CPUs must
 162  * provide a HW restart implementation, to ensure that all CPUs reset at once.
 163  * This is required so that any code running after reset on the primary CPU
 164  * doesn't have to co-ordinate with other CPUs to ensure they aren't still
 165  * executing pre-reset code, and using RAM that the primary CPU's code wishes
 166  * to use. Implementing such co-ordination would be essentially impossible.
 167  */
 168 void machine_restart(char *cmd)
 169 {
 170         /* Disable interrupts first */
 171         local_irq_disable();
 172         smp_send_stop();
 173
 174         /* Now call the architecture specific reboot code. */
 175         if (arm_pm_restart)
 176                 arm_pm_restart(reboot_mode, cmd);
 177
 178         /*
 179          * Whoops - the architecture was unable to reboot.
 180          */
 181         printk("Reboot failed -- System halted\n");
 182         while (1);
 183 }
 184
 185 void __show_regs(struct pt_regs *regs)
 186 {
 187         int i, top_reg;
 188         u64 lr, sp;
 189
 190         if (compat_user_mode(regs)) {
 191                 lr = regs->compat_lr;
 192                 sp = regs->compat_sp;
 193                 top_reg = 12;
 194         } else {
 195                 lr = regs->regs[30];
 196                 sp = regs->sp;
 197                 top_reg = 29;
 198         }
 199
 200         show_regs_print_info(KERN_DEFAULT);
 201         print_symbol("PC is at %s\n", instruction_pointer(regs));
 202         print_symbol("LR is at %s\n", lr);
 203         printk("pc : [<%016llx>] lr : [<%016llx>] pstate: %08llx\n",
 204                regs->pc, lr, regs->pstate);
 205         printk("sp : %016llx\n", sp);
 206         for (i = top_reg; i >= 0; i--) {
 207                 printk("x%-2d: %016llx ", i, regs->regs[i]);
 208                 if (i % 2 == 0)
 209                         printk("\n");
 210         }
 211         printk("\n");
 212 }
 213
 214 void show_regs(struct pt_regs * regs)
 215 {
 216         printk("\n");
 217         __show_regs(regs);
 218 }
 219
 220 /*
 221  * Free current thread data structures etc..
 222  */
 223 void exit_thread(void)
 224 {
 225 }
 226
 227 void flush_thread(void)
 228 {
 229         fpsimd_flush_thread();
 230         flush_ptrace_hw_breakpoint(current);
 231 }
 232
 233 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 234 {
 235 }
 236
 237 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
 238 {
 239         fpsimd_preserve_current_state();
 240         *dst = *src;
 241         return 0;
 242 }
 243
 244 asmlinkage void ret_from_fork(void) asm("ret_from_fork");
 245
 246 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
 247                 unsigned long stk_sz, struct task_struct *p)
 248 {
 249         struct pt_regs *childregs = task_pt_regs(p);
 250         unsigned long tls = p->thread.tp_value;
 251
 252         memset(&p->thread.cpu_context, 0, sizeof(struct cpu_context));
 253
 254         if (likely(!(p->flags & PF_KTHREAD))) {
 255                 *childregs = *current_pt_regs();
 256                 childregs->regs[0] = 0;
 257                 if (is_compat_thread(task_thread_info(p))) {
 258                         if (stack_start)
 259                                 childregs->compat_sp = stack_start;
 260                 } else {
 261                         /*
 262                          * Read the current TLS pointer from tpidr_el0 as it may be
 263                          * out-of-sync with the saved value.
 264                          */
 265                         asm("mrs %0, tpidr_el0" : "=r" (tls));
 266                         if (stack_start) {
 267                                 /* 16-byte aligned stack mandatory on AArch64 */
 268                                 if (stack_start & 15)
 269                                         return -EINVAL;
 270                                 childregs->sp = stack_start;
 271                         }
 272                 }
 273                 /*
 274                  * If a TLS pointer was passed to clone (4th argument), use it
 275                  * for the new thread.
 276                  */
 277                 if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 278                         tls = childregs->regs[3];
 279         } else {
 280                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 281                 childregs->pstate = PSR_MODE_EL1h;
 282                 p->thread.cpu_context.x19 = stack_start;
 283                 p->thread.cpu_context.x20 = stk_sz;
 284         }
 285         p->thread.cpu_context.pc = (unsigned long)ret_from_fork;
 286         p->thread.cpu_context.sp = (unsigned long)childregs;
 287         p->thread.tp_value = tls;
 288
 289         ptrace_hw_copy_thread(p);
 290
 291         return 0;
 292 }
 293
 294 static void tls_thread_switch(struct task_struct *next)
 295 {
 296         unsigned long tpidr, tpidrro;
 297
 298         if (!is_compat_task()) {
 299                 asm("mrs %0, tpidr_el0" : "=r" (tpidr));
 300                 current->thread.tp_value = tpidr;
 301         }
 302
 303         if (is_compat_thread(task_thread_info(next))) {
 304                 tpidr = 0;
 305                 tpidrro = next->thread.tp_value;
 306         } else {
 307                 tpidr = next->thread.tp_value;
 308                 tpidrro = 0;
 309         }
 310
 311         asm(
 312         "       msr     tpidr_el0, %0\n"
 313         "       msr     tpidrro_el0, %1"
 314         : : "r" (tpidr), "r" (tpidrro));
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Thread switching.
 319  */
 320 struct task_struct *__switch_to(struct task_struct *prev,
 321                                 struct task_struct *next)
 322 {
 323         struct task_struct *last;
 324
 325         fpsimd_thread_switch(next);
 326         tls_thread_switch(next);
 327         hw_breakpoint_thread_switch(next);
 328         contextidr_thread_switch(next);
 329
 330         /*
 331          * Complete any pending TLB or cache maintenance on this CPU in case
 332          * the thread migrates to a different CPU.
 333          */
 334         dsb(ish);
 335
 336         /* the actual thread switch */
 337         last = cpu_switch_to(prev, next);
 338
 339         return last;
 340 }
 341
 342 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 343 {
 344         struct stackframe frame;
 345         unsigned long stack_page;
 346         int count = 0;
 347         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 348                 return 0;
 349
 350         frame.fp = thread_saved_fp(p);
 351         frame.sp = thread_saved_sp(p);
 352         frame.pc = thread_saved_pc(p);
 353         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 354         do {
 355                 if (frame.sp < stack_page ||
 356                     frame.sp >= stack_page + THREAD_SIZE ||
 357                     unwind_frame(&frame))
 358                         return 0;
 359                 if (!in_sched_functions(frame.pc))
 360                         return frame.pc;
 361         } while (count ++ < 16);
 362         return 0;
 363 }
 364
 365 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 366 {
 367         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 368                 sp -= get_random_int() & ~PAGE_MASK;
 369         return sp & ~0xf;
 370 }
 371
 372 static unsigned long randomize_base(unsigned long base)
 373 {
 374         unsigned long range_end = base + (STACK_RND_MASK << PAGE_SHIFT) + 1;
 375         return randomize_range(base, range_end, 0) ? : base;
 376 }
 377
 378 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 379 {
 380         return randomize_base(mm->brk);
 381 }
 382
 383 unsigned long randomize_et_dyn(unsigned long base)
 384 {
 385         return randomize_base(base);
 386 }